内燃机工作原理

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1、内燃机工作特点是，燃料在气缸内燃烧，所产生的燃气直接推动活塞作功。下面，以图示的汽油机为例加以说明。开始，活塞向下移动，进气阀开启，排气阀关闭，汽油与空气的混合气进入气缸。当活塞到达最低位置后，改变运动方向而向上移动，这时进排气阀关闭，缸内气体受到压缩。压缩终了，电火花塞将燃料气点燃。燃料燃烧所产生的燃气在缸内膨胀，向下推动活塞而作功。当活塞再次上行时，进气阀关闭，排气阀打开，作功后的烟气排向大气。重复上述压缩、燃烧，膨胀，排气等过程，周期循环，不断地将燃料的化学能转化为热能，进而转换为机械能。内燃机工作原理简述内燃机（Internalcombustionengine）是一种热机，它将液体或

2、气体燃料与空气混合后，直接输入机器内部燃烧产生热能再转化为机械能。内燃发动机.jpg(35.3KB)2009-10-2315:36内燃机具有体积小、质量小、便于移动、热效率高、起动性能好的特点。但是内燃机一般使用石油燃料，同时排出的废气中含有害气体的成分较高。往复活塞式内燃机的工作腔称作气缸，气缸内表面为圆柱形。在气缸内作往复运动的活塞通过活塞销与连杆的一端铰接，连杆的另一端则与曲轴相连，构成曲柄连杆机构。因此，当活塞在气缸内作往复运动时，连杆便推动曲轴旋转，或者相反。同时，工作腔的容积也在不断的由最小变到最大，再由最大变到最小，如此循环不已。气缸的顶端用气缸盖封闭。在气缸盖上装有进气门和排

3、气门，进、排气门是头朝下尾朝上倒挂在气缸顶端的。通过进、排气门的开闭实现向气缸内充气和向气缸外排气。进、排气门的开闭由凸轮轴控制。凸轮轴由曲轴通过齿形带或齿轮或链条驱动。进、排气门和凸轮轴以及其他一些零件共同组成配气机构。通常称这种结构形式的配气机构为顶置气门配气机构。现代汽车内燃机无一例外地都采用顶置气门配气机构。构成气缸的零件称作气缸体，支承曲轴的零件称作曲轴箱，气缸体与曲轴箱的连铸体称作机体。甲，基本术语　　1.工作循环　　活塞式内燃机的工作循环是由进气、压缩、作功和排气等四个工作过程组成的封闭过程。周而复始地进行这些过程，内燃机才能持续地作功　　2.上、下止点见下图：上止点与下

4、止点.jpg(31.64KB)2009-10-2315:36　　活塞顶离曲轴回转中心最远处为上止点；活塞顶离曲轴回转中心最近处为下止点。在上、下止点处，活塞的运动速度为零。　　3.活塞行程　　上、下止点间的距离S称为活塞行程。曲轴的回转半径R称为曲柄半径。显然，曲轴每回转一周，活塞移动两个活塞行程。对于气缸中心线通过曲轴回转中心的内燃机，其S＝2R。　　4.气缸工作容积　　上、下止点间所包容的气缸容积称为气缸工作容积。　　5.内燃机排量　　内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃机排量。　　6.燃烧室容积　　活塞位于上止点时，活塞顶面以上气缸盖底面以下所形成的空间称为燃烧室，其容积称为

5、燃烧室容积，也叫压缩容积。　　7.气缸总容积　　气缸工作容积与燃烧室容积之和为气缸总容积。　　8.压缩比　　气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比e。压缩比的大小表示活塞由下止点运动到上止点时，气缸内的气体被压缩的程度。压缩比越大，压缩终了时气缸内的气体压力和温度就越高。　　9.工况　　内燃机在某一时刻的运行状况简称工况，以该时刻内燃机输出的有效功率和曲轴转速表示。曲轴转速即为内燃机转速。　　10.负荷率　　内燃机在某一转速下发出的有效功率与相同转速下所能发出的最大有效功率的比值称为负荷率，以百分数表示。负荷率通常简称负荷。乙，四冲程内燃机工作原理一、四冲程汽油机的工作原理四冲程汽

6、油机是由进气、压缩、作功和排气完成一个工作循环的，如图所示为单缸四冲程汽油机工作原理示意图。四冲程汽油机工作原理示意图.jpg(25.79KB)2009-10-2315:361.进气行程    (1)活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动。    (2)进气门开启，排气门关闭。    (3)由于活塞下移，活塞上腔容积增大，形成一定真空度，在真空吸力的作用下，空气与汽油形成的混合气，经进气门被吸入气缸，至活塞运动到下止点时，进气门关闭，停止进气，进气行程结束。2.压缩行程    (1)活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运动。  (2)进、排气门均关闭。  (3)随着活塞上移、活塞上腔容积不断减小

7、，混合气被压缩，至活塞到达上止点时，压缩行程结束。  在压缩过程中，气体压力和温度同时升高。压缩终了时，气缸内的压力约为600～1500kPa，温度约为600K～800K，远高于汽油的点燃温度(约263K)。3.作功行程    (1)压缩行程末，火花塞产生电火花，点燃气缸内的可燃混合气，并迅速着火燃烧，气体产生高温、高压，在气体压力的作用下，活塞由上止点向下止点运动，再通过连杆驱动曲轴旋转向外输出作功，至活塞