第四章内燃机原理与运用 动力裝置是驱动各类工程机械行驶和工作的动力源,可分为热力、电力、水 力和风力等动力装置。 热力发动机是把燃料燃烧时所产生岀的热能转变成机械能的装置。热力发动 杋可分为内燃发动机和外燃发动机两种,简称内燃杋和外燃机。内燃机 燃料的燃烧是在发动机气缸内部进行的,最常用的内燃机有汽油机和柴 油机两种。 内燃机由于具有结构紧凑、轻便、热效率高及起动性好等优点,因此,在无 电源供应的固定式或移动式的工程机械上被普遍采用。 电动机是将电能转变为机械能的装置。由于它结构简单、使用方便,故在有 电源供应的地方,固定式或移动速度慢、移动距离短的工程机械上一般 常用电动机作原动力
第四章 内燃机原理与运用 动力装置是驱动各类工程机械行驶和工作的动力源，可分为热力、电力、水 力和风力等动力装置。 热力发动机是把燃料燃烧时所产生出的热能转变成机械能的装置。热力发动 机可分为内燃发动机和外燃发动机两种，简称内燃机和外燃机。内燃机 燃料的燃烧是在发动机气缸内部进行的，最常用的内燃机有汽油机和柴 油机两种。 内燃机由于具有结构紧凑、轻便、热效率高及起动性好等优点，因此，在无 电源供应的固定式或移动式的工程机械上被普遍采用。 电动机是将电能转变为机械能的装置。由于它结构简单、使用方便，故在有 电源供应的地方，固定式或移动速度慢、移动距离短的工程机械上一般 常用电动机作原动力
4.1内燃机的工作原理 、内燃机的常用术语 、上止点 2、下止点: 3、活塞冲程 4、气缸工作容积: 5、燃烧室容积: 下止胤 6、气缸总容积 7、压缩比 图4.1-1单缸内燃机结构简图 (a)活塞位于上止点;(b)活塞位于下止点 1-排气门;2-进气门;3-喷油器(或火花塞);4气缸体; 5-活塞;6-活塞销;7-连杆;8-曲轴
4.1 内燃机的工作原理 一、内燃机的常用术语 1、上止点： 2、下止点： 3、活塞冲程： 4、气缸工作容积： 5、燃烧室容积： 6、气缸总容积： 7、压缩比： 图4.1-1 单缸内燃机结构简图 （a）活塞位于上止点；（b）活塞位于下止点 1-排气门；2-进气门；3-喷油器（或火花塞）；4-气缸体； 5-活塞；6-活塞销；7-连杆；8-曲轴
二、内燃机的工作原理 (一)单缸四冲程柴油机的工作原理 四冲程内燃机是由进气、压缩、做功和排气四个冲程完成一个工作循环。 图41-2单缸四冲程柴油机的工作过程 a)进行冲程;b)压缩冲程;c)做功冲程;d)排气冲程
二、内燃机的工作原理 （一）单缸四冲程柴油机的工作原理 四冲程内燃机是由进气、压缩、做功和排气四个冲程完成一个工作循环。 图4.1-2 单缸四冲程柴油机的工作过程 a）进行冲程；b）压缩冲程；c）做功冲程；d）排气冲程
当排气冲程结束活塞移到上止点时,曲轴共旋转多少度?。 四冲程内燃机每完成一个工作循环,其中只有一个是做功冲程,其余三个都是做 功冲程的辅助冲程,是消耗动力的。由于曲轴在做功冲程时的转速大于其他三个 冲程的转速,因此,单缸内燃机的工作不平稳。多缸内燃机就可以克服这个弊病, 例如,四缸四冲程内燃机的一个工作循环中,每一冲程均有一个气缸为做功冲程, 因此,曲轴旋转较均匀,内燃机工作也就较平稳。 四冲程汽油机的工作过程与四冲程柴油机相似,主要不同之处是 (1)混合气形成方式不同:汽油机的汽油和空气在气缸外混合(喷油器根据电控单 元的控制指令将适量的汽油喷入进气门前与空气形成可燃混合气,待进气冲程时, 再将燃油混合气吸入气缸中),进气冲程进入气缸的是可燃混合气。而柴油机进 气冲程进入气缸的是纯空气,柴油是在做功冲程开始阶段喷入气缸,在气缸内与 空气混合。 (2)着火方式不同:汽油机用电火花点燃混合气,而柴油机是用将高压柴油喷入气 缸内,靠高温气体加热自行着火燃烧。所以汽油机有点火系统,而柴油机则无点 火系统
当排气冲程结束,活塞移到上止点时，曲轴共旋转多少度?。 参见工作原理图 四冲程内燃机每完成一个工作循环，其中只有一个是做功冲程，其余三个都是做 功冲程的辅助冲程，是消耗动力的。由于曲轴在做功冲程时的转速大于其他三个 冲程的转速，因此，单缸内燃机的工作不平稳。多缸内燃机就可以克服这个弊病， 例如，四缸四冲程内燃机的一个工作循环中，每一冲程均有一个气缸为做功冲程， 因此，曲轴旋转较均匀，内燃机工作也就较平稳。 四冲程汽油机的工作过程与四冲程柴油机相似，主要不同之处是： （1）混合气形成方式不同：汽油机的汽油和空气在气缸外混合（喷油器根据电控单 元的控制指令将适量的汽油喷入进气门前与空气形成可燃混合气，待进气冲程时， 再将燃油混合气吸入气缸中），进气冲程进入气缸的是可燃混合气。而柴油机进 气冲程进入气缸的是纯空气，柴油是在做功冲程开始阶段喷入气缸，在气缸内与 空气混合。 （2）着火方式不同：汽油机用电火花点燃混合气，而柴油机是用将高压柴油喷入气 缸内，靠高温气体加热自行着火燃烧。所以汽油机有点火系统，而柴油机则无点 火系统
(二)单缸二冲程汽油机的工作原理 冲程内燃机的工作过程和四冲程内燃机一样,也是由进气、压缩、做功、排气 四个过程完成一个工作循环。但它的一个工作循环是在曲轴旋转一圈内完成的, 也就是说在活塞的二个冲程内完成的,故称为二冲程内燃机 图41-3二冲程汽油机工作循环 1-换气孔;2-排气孔;3-进气孔 a)压缩过程;b)进气过程;c)做功过程;d)排气过程
（二）单缸二冲程汽油机的工作原理 二冲程内燃机的工作过程和四冲程内燃机一样，也是由进气、压缩、做功、排气 四个过程完成一个工作循环。但它的一个工作循环是在曲轴旋转一圈内完成的， 也就是说在活塞的二个冲程内完成的，故称为二冲程内燃机 图4.1-3 二冲程汽油机工作循环 1-换气孔；2-排气孔；3-进气孔 a）压缩过程；b）进气过程；c）做功过程；d）排气过程
4,2内燃机的基本构造 内燃机的结构较复杂,一般按其作用的不同,可分为两个机构和若干个系统。 、曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是内燃机进行工作循环、完成能量转换的主要机构。它包括机体组、活 塞连杆组、曲轴飞轮组三大部分。 (一)机体组 机体组主要由气缸体、气缸盖以及油底壳等部分组成,如图42-1。 气缸体是内燃机的骨架,在它的外部和内部安装着内燃机的所有零件,因此,应有足 够的刚度和强度。 气缸体的工作部分是气缸,为了延长其使用寿命,在气缸体内嵌入用耐磨材料制成的 气缸套。为了增强散热效果,在气缸套的外面设有水套(水冷却)或散热片(风 冷却)。 气缸体上面有气缸盖,借缸盖螺栓与气缸体连接在一起。气缸盖的作用是封闭气缸上 部,并与活塞顶部构成燃烧室。 气缸体下部为曲轴箱,曲轴安装在曲轴箱的座孔内。曲轴箱通过螺钉与油底壳相连接, 油底壳的作用是储存润滑油
4.2 内燃机的基本构造 内燃机的结构较复杂，一般按其作用的不同，可分为两个机构和若干个系统。 一、曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是内燃机进行工作循环、完成能量转换的主要机构。它包括机体组、活 塞连杆组、曲轴飞轮组三大部分。 （一）机体组 机体组主要由气缸体、气缸盖以及油底壳等部分组成，如图4.2-1。 气缸体是内燃机的骨架，在它的外部和内部安装着内燃机的所有零件，因此，应有足 够的刚度和强度。 气缸体的工作部分是气缸，为了延长其使用寿命，在气缸体内嵌入用耐磨材料制成的 气缸套。为了增强散热效果，在气缸套的外面设有水套（水冷却）或散热片（风 冷却）。 气缸体上面有气缸盖，借缸盖螺栓与气缸体连接在一起。气缸盖的作用是封闭气缸上 部，并与活塞顶部构成燃烧室。 气缸体下部为曲轴箱，曲轴安装在曲轴箱的座孔内。曲轴箱通过螺钉与油底壳相连接， 油底壳的作用是储存润滑油
图42-1机体组的组成(EQ6100-1) 1-曲轴箱通风管盖;2-螺母;3-垫片;4-螺柱;5-气缸盖罩;6-密封垫;7-气缸盖;8、 23-水堵(碗形塞);9气缸衬垫;10-千式气缸套;11-机体;12、14-密封条;13 16、17-后、中间、前主轴承盖;15-主轴承螺栓;18-定时齿轮室盖;19-曲轴前油 封;20、22-衬垫;21-垫板
返回 图4.2-1 机体组的组成（EQ6100-1） 1-曲轴箱通风管盖；2-螺母；3-垫片；4-螺柱；5-气缸盖罩；6-密封垫；7-气缸盖；8、 23-水堵（碗形塞）；9-气缸衬垫；10-干式气缸套；11-机体；12、14-密封条；13、 16、17-后、中间、前主轴承盖；15-主轴承螺栓；18-定时齿轮室盖；19-曲轴前油 封；20、22-衬垫；21-垫板
(二)活塞连杆组 活塞连杆组的作用是将活塞在气缸中的往复运动变成曲轴的旋转运动。它主要由 活塞6、活塞环、活塞销7、连杆9等部分组成 活塞6直接承受燃烧气体的压力,并将此力通过活塞销7传给连杆9,以推动曲轴旋转 活塞上部车制有若干道环槽,槽中安装具有弹性的活塞环。活塞中部有活塞销座, 活塞通过活塞销与连杆铰接。活塞环有气环(3、4)和油环(5)两种。前者保证 活塞与气缸 的密封性能;后者 的用途是将气缸壁 上多余的润化油刮 回油底壳 活塞连杆组如图 l-连杄衬套;2-锁簧;3-镀铬桶形环或多孔型镀铬平环;4-压缩环;5-油环;6-活塞 7-活塞销;8-连杆机械加工部件;9-连杄;10-连杆轴瓦;11-连杆盖;12-连杆螺钉; 13-定位套筒
（二）活塞连杆组 活塞连杆组的作用是将活塞在气缸中的往复运动变成曲轴的旋转运动。它主要由 活塞6、活塞环、活塞销7、连杆9等部分组成 . 活塞6直接承受燃烧气体的压力，并将此力通过活塞销7传给连杆9，以推动曲轴旋转。 活塞上部车制有若干道环槽，槽中安装具有弹性的活塞环。活塞中部有活塞销座， 活塞通过活塞销与连杆铰接。活塞环有气环（3、4）和油环（5）两种。前者保证 活塞与气缸 的密封性能；后者 的用途是将气缸壁 上多余的润化油刮 回油底壳. 活塞连杆组如图 1-连杆衬套；2-锁簧；3-镀铬桶形环或多孔型镀铬平环；4-压缩环；5-油环；6-活塞； 7-活塞销；8-连杆机械加工部件；9-连杆；10-连杆轴瓦；11-连杆盖；12-连杆螺钉； 13-定位套筒
(三)曲轴飞轮组 曲轴飞轮组主要由曲轴和飞轮组成,如图42-3。 图42-32135G型柴油机曲轴飞轮组 1-皮带轮;2-前轴;3-滚动轴承;4-连接螺栓;5-曲拐;6-输出法兰;7-甩油圈;8-六 角头螺钉;9-飞轮;10-起动齿圈;11-去重孔;12-曲拐平衡重;13-皮带盘平衡重
（三）曲轴飞轮组 曲轴飞轮组主要由曲轴和飞轮组成，如图4.2-3。 图4.2-3 2135G型柴油机曲轴飞轮组 1-皮带轮；2-前轴；3-滚动轴承；4-连接螺栓；5-曲拐；6-输出法兰；7-甩油圈；8-六 角头螺钉；9-飞轮；10-起动齿圈；11-去重孔；12-曲拐平衡重；13-皮带盘平衡重
配气机构 配气机构的作用是按照内燃 机工作循环的顺序,定时向 气缸内供应新鲜空气(柴油 机)或可燃混合气(汽油机) ;并将燃烧后的废气定时排 出气缸,在压缩和做功冲程 中使气缸密闭,以保证内燃 机的正常运转。 配气机构按气门布置位置的 不同,可分为侧置式和顶置 式两种。侧置式又称顺装气 门,它布置在气缸的一侧; 顶置式又称倒装气门,它布 图42-5顶置气门式配气机构 置在气缸盖上。摇臂作用 l-凸轮轴;2-挺柱;3-推杄;4-调整螺钉;5-锁紧螺钉; 6摇臂;7-摇臂轴;8-气门室罩;9-锁片;10气门弹簧 顶置式如图(图42-5) 座;11、12-气门弹簧;13-气门;14气门导管;15-气 缸盖
二、配气机构 配气机构的作用是按照内燃 机工作循环的顺序，定时向 气缸内供应新鲜空气（柴油 机）或可燃混合气（汽油机） ；并将燃烧后的废气定时排 出气缸，在压缩和做功冲程 中使气缸密闭，以保证内燃 机的正常运转。 配气机构按气门布置位置的 不同，可分为侧置式和顶置 式两种。侧置式又称顺装气 门，它布置在气缸的一侧； 顶置式又称倒装气门，它布 置在气缸盖上。摇臂作用 顶置式如图（图4.2-5） 图4.2-5 顶置气门式配气机构 1-凸轮轴；2-挺柱；3-推杆；4-调整螺钉；5-锁紧螺钉； 6-摇臂；7-摇臂轴；8-气门室罩；9-锁片；10-气门弹簧 座；11、12-气门弹簧；13-气门；14-气门导管；15-气 缸盖