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内燃机专业课程导论 第一节 发动机的分类 二、活塞式内燃机： 按活塞运动方式分： 1、往复活塞式内燃机 2、转子活塞式内燃机 三、往复活塞式内燃机分类: 第二节 内燃机基本构造 一、四冲程汽油机基本构造 四冲程汽油机一般由曲柄连杆机构（包括机体组）、配气机构两大机构和供给系（包括燃料供给系统和进、排气系统）、点火系、冷却系、润滑系和起动系五大系统组成。 冷却系的功用: 使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内，防止发动机过热或过冷，并且在发动机冷起动后使发动机迅速升温，尽可能缩短暖机时间。 点火系的功用: 按照发动机各缸的点火次序，在一定的时刻供给火花塞以能量足够的高压电，使火花塞两电极之间产生足够强的电火花，点燃被压缩的可燃混合气，从而使发动机作功。 起动系的功用: 使静止的发动机起动并转入自行运转。 二、二冲程汽油机的基本构造： 二冲程汽油机采用曲轴箱扫气，曲轴箱是密封的，对多缸机而言，各曲柄轴室相互之间是密封的，气缸壁上开有矩形扫气口和排气口，气缸壁上开有进气口（右图所示最早的活塞阀进气方式）。 第三节 内燃机工作原理 一、四冲程发动机的工作循环： 在发动机内，每一次将热能转变成机械能都必须经过吸入新鲜充量(空气或可燃混合气)、压缩(当新鲜充量为空气时还要输入燃料)，使之发火燃烧而膨胀作功，然后将生成的废气排出气缸这样一系列连续过程，称为一个工作循环。四冲程发动机的工作循环需要经过进气、压缩、膨胀（作功）、排气四个过程，对应活塞上下四个行程，相应的曲轴转角旋转720?（两周）。 二、二冲程发动机的工作循环 二冲程发动机每个工作循环是在两个活塞行程内，即曲轴旋转一周的时间内完成的。 三、柴油机与汽油机工作原理的不同： 着火方式不同：汽油机是点燃式；柴油的粘度比汽油大，不易蒸发，不可能用气缸外部的化油器进行雾化，因此不可能采用气缸外部形成可燃混合气的方法，唯有在高温、高压的气缸内采用高压喷射才能将柴油在很短的时间内完全雾化。柴油的点燃性比汽油差,不适合外部能量点燃.但柴油的自燃温度比汽油低，因此，可燃混合气的着火方式可采用自燃（压燃）方式。 可燃混合气形成方式不同：汽油机是气缸外部化油器内均匀混合(传统化油器式和现代轿车进气管内电控汽油喷射式),柴油机是气缸内部燃烧室内不均匀混合。 发动机功率调节方式不同：汽油机是通过调节节气门开度的大小改变可燃混合气的数量而改变发动机功率的大小，属“量”的调节；柴油机是通过改变喷油泵每循环的供油量即改变每循环喷入气缸内的燃油量，从而改变可燃混合气的浓度而改变发动机功率的大小，属“质”的调节。 四、柴油机与汽油机性能比较： 汽油机具有转速高（轿车高达5000~6000r/min）、质量小、工作柔和、起动容易、制造成本低和维修方便等优点，不足之处是燃油消耗率较高，燃油经济性较差，适用于轿车型乘做人员车辆； 柴油机燃油消耗率较汽油机低30%左右，且柴油价格低，所以燃油经济性好，而且输出扭矩较大，但冷起动困难、工作粗暴、工作转速较低（一般4000r/min以下）、制造成本高、维修困难，适用于运输型汽车。 第四节、内燃机的发展历史 一、内燃机的早期发展历史 活塞式内燃机起源于用火药爆炸获取动力，但因火药燃烧难以控制而未获成功。1860年，法国电器工程师莱诺制成了第一台用电火花点燃煤气的单缸、二冲程煤气机（热效率仅为4%）。法国工程师德罗沙认识到，要想尽可能提高内燃机的热效率，就必须使单位气缸容积的冷却面积尽量减小，膨胀时活塞的速率尽量快，膨胀的范围（冲程）尽量长。在此基础上，他在1862年提出了著名的等容燃烧四冲程循环：进气、压缩、燃烧和膨胀、排气。 1876年，德国人奥托运用罗沙的原理制成了第一台四冲程往复活塞式内燃机（单缸、卧式、以煤气为燃料、功率大约为2.21KW、180r/min，压缩比为2.5）。在这部发动机上，奥托增加了飞轮，使运转平稳，把进气道加长，又改进了气缸盖，使混合气充分形成。这是一部非常成功的发动机，其热效率相当于当时蒸汽机的两倍。这是内燃机技术的第一次突破。奥托把三个关键的技术思想：内燃、压缩燃气、四冲程融为一体，使这种内燃机具有效率高、体积小、质量轻和功率大等一系列优点。在1878年巴黎万国博览会上,被誉为“瓦特以来动力机方面最大的成就”。等容燃烧四冲程循环由奥托实现,也被称为奥托循环。 奥托内燃机获得推广，性能也在提高。1880年单机功率达到11～15千瓦(15～20马力)，到1893年又提高到150千瓦。由于压缩比的提高，热效率也随之增高，1886年热效率为15.5%，1897年已高达20～