内燃机总体构造和工作原理.docVIP

第一章 内燃机总体构造和工作原理 内燃机是指燃料直接在发动机内部燃烧的一种热力发动机。内燃机每实现一次热功转换，要经历一系列连续过程，构成一个工作循环。内燃机由于具有热效率高、体积小、质量轻、便于移动及起动性能好等优点，广泛应用于各种车辆和农业装备等。目前，内燃机已经成为工农业发展的重要动力之一。 在农业生产中，农业装备因作业环境复杂，道路条件差，且经常处于变负荷及全负荷工作状态，所以，对其发动机有以下几点要求： （1）有良好的动力性和经济性； （2）噪声和振动要小，排气污染要轻； （3）零件应有较高的耐磨性和使用可靠性； （4）应有较高的互换性和良好的修复性能； （5）结构简单，使用、维护、拆装简便。 本章主要阐述内燃机的总体结构、基本工作原理、主要性能指标及影响内燃机工作性能的主要因素。 第一节 内燃机的总体构造 一、内燃机的分类 内燃机的结构型式很多，根据其将热能转化为机械能的主要构件的形式，可分为活塞式内燃机和燃气轮机两类。活塞式内燃机又可按活塞运动方式分为往复活塞式和旋转活塞式两种。往复活塞式内燃机在汽车、拖拉机上应用最为广泛。活塞式内燃机根据不同的特征可以分为以下几类： （一）按所用燃料分类?????? 可分为液体燃料发动机（汽油机、柴油机等）和气体燃料发动机（天然气发动机、液化石油气发动机等）。 （二）按着火方式分??? 可分为压燃式发动机和点燃式发动机。 同样条件下，由于柴油自燃点比汽油低，因此采用压燃式（自燃式）着火。即通过喷油泵和喷油器将柴油直接喷入发动机气缸内，在气缸内与压缩空气均匀混和后，在高压高温下自燃。 汽油自燃温度比柴油要高，因此一般采用点燃式着火。即利用火花塞发出的电火花强制点燃汽油，使其着火燃烧。 （三）按工作循环的行程数分 ?内燃机每一次将热能转变为机械能都必须经过吸入空气、压缩和输入燃料，使混和气体着火燃烧而膨胀作功，最后排除废气的这样一系列连续过程，即完成一个工作循环。往复活塞式发动机根据每一工作循环所需活塞行程数来分，四个行程完成一个工作循环的称为四行程内燃机，两个行程完成一个工作循环的称为二行程发动机。 （四）按气缸数及其排列方式分? 仅有一个气缸的称为单缸内燃机，有两个及以上的称为多缸内燃机机。单缸有立式、卧式，多缸有V形和对置式。 （五）按冷却方式分??? 根据冷却方式不同，发动机可以分为水冷式和风冷式。 此外，内燃机还可按进气方式分类。不装增压器，空气靠活塞的抽吸作用进入气缸内的内燃机称为非增压式内燃机；装有增压器，并通过其提高进气压力和进气量的发动机称为增压式内燃机。 近年来，还有按气缸的气门数来分类的方法。当每个气缸设有一个进气门和一个排气门的，称为二气门内燃机；每个缸设有2个进气门和2个排气门的，称为四气门内燃机；每个气缸设有3个进气门和2个排气门的，称为5气门内燃机。 二、内燃机的总体构造 内燃机是由多个机构和系统组成的复杂机器。其结构型式多样，即使是同一类型的内燃机，具体构造也是多种多样。但就其总体功能而言，基本上都是由以下的机构和系统组成：曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统、起动系统。 （一）柴油机的总体结构 柴油机通常由两大机构四大系统构成。如图1-1我国第一汽车集团公司无锡柴油机厂生产的6110B型，立式6缸往复四行程压燃式水冷增压高速柴油机。 ? ? ? ? ? 图1-1? 第一汽车集团公司6110B柴油机纵横剖面图 a纵剖面 ???????? ? 1-1? 第一汽车集团公司6110B柴油机纵横剖面图（续） b横剖面 ? 1．曲柄连杆机构 曲柄连杆机构主要由活塞组、连杆组、曲轴飞轮组等组成。它是柴油机运动和动力传递的核心，即通过连杆实现活塞在气缸中的往复运动与曲轴旋转运动的有机联系，将活塞的推力转变为曲轴的转矩，达到运动和动力输出的最终目的。 与曲柄连杆机构直接相关的机体、气缸套、气缸盖和油底壳等构件，是整台柴油机所有机构和系统的支承。 2．配气机构 配气机构主要由气门组、气门传动组和气门驱动组等组成。它严格按照柴油机既定工作循环的要求，通过气门的“早开迟闭”，将干净的新鲜空气尽可能多的适时充入气缸，并及时将废气从气缸中排出。 与配气机构直接相关的还有设置在气缸盖内的进气道和排气道及与它们连接的进气歧管和排气歧管、空气滤清器、消声灭火器等构件。增压式柴油机还专门设置了利用废气带动涡轮的增压器。 3．燃料供给系统 燃料供给系统包括低压油路和高压油路两部分。低压油路依次由燃油箱、柴油滤清器、输油泵和低压油管等组成；高压油路依次由喷油泵及调速器、高压油管和喷油器等组成。它们根据柴油机工作循环的需要和工作负荷的变化，将清洁的高压柴油适时适量地供给喷油器，喷油器又使柴油以雾状喷入燃烧室，继而与气缸内的压缩空气得以混合并燃烧。 4．润