旋转活塞式
往复活塞式
汽油机 柴油机 气体燃料发动机 双燃料发动机
3、行程数 4、着火方式
5、气缸冷却方式
二冲程（由活塞两个行程完成一个工作循环）
四冲程（由活塞四个行程完成一个工作循环） 火花点火（利用电火花点燃可燃混合气）
压缩着火（被压缩的空气温度高于
燃油自燃温度，自行燃烧）
风冷（用空气冷却）
水冷（用水冷却）
3 五大系统
⑸、启动系统
组成：由电动马达、 蓄电池、起动继电器、 起动开关和起动按钮 组成；
五、发动机的主要性能 指标和特性
1 发动机性能指标
(1)动力性能指标
有效转矩 Te 曲轴转速 n
指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的转矩，通常用Te表示， 单位为N·m。有效转矩是作用在活塞顶部的气体压力通过连 杆、传给曲轴产生的转矩，并克服了摩擦，驱动附件等损失 之后从曲轴对外输出的净转矩。
内燃机的原理与特点
一、概述与发展历史 二、内燃机的分类 三、内燃机产品名称和型号编制规则 四、发动机的结构 五、发动机的主要性能指标和特性 六、往复活塞式内燃机的工作原理
一、概述与发展历史
概述
内燃机是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放 出的热能直接转换为机械能的热力发动机。
广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自 由活塞式发动机，也包括旋转叶轮式的燃气轮机、喷气式发动机等， 但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。
功用：按照每个气缸内所进行的工作过程适时地开启和 关闭进气门和排气门
3 五大系统
⑴、供给系统
燃烧技术和进气控制技术是燃气发动机的关键技术，而最关键的是如何控制 燃气与空气的混合比，充分发挥燃气的优势。 国内外具有代表性的燃气发动机供气系统有下列四种： ①机械控制混合系统 燃气和空气按固定的比例，通过机械控制进入气缸。 ②闭环电控混合器 采用先进的电子控制系统、能够提供精确控制信号，通过步进 电机控制燃气流量，实现对空燃比精确控制，使发动机在不同工况下，甚至气体成 分变化的情况下，均能在理论混合比范围内工作。 ③电控多点顺序喷射系统 目前多采用各缸进气歧管多点喷射技术。 ④机械喷射系统 在每个缸上安装一个机械喷射阀，采用机械驱动方式，定时开启 和关闭燃气喷射阀门，对进气进行定时和定量控制，从而控制空燃比。
注意：油底壳为钢板制成的薄壳结构。在搬运和安装发动机时 应注意保护，不得碰撞、挤压，更不得用油底壳作支承， 以免损坏。
2 两大机构
⑴、曲柄连杆机构
功用：把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩， 向工作机械输出机械能。
构成
曲轴飞轮
曲轴 飞轮
活塞连杆
活塞组 连杆组
2 两大机构
⑵、配气机构
配气机构：是实现发动机进气过程和排气过程的控制机构。
中部：由缸数符号、冲程 符号、气缸排列形式符 号和缸径符号等组成。
后部：结构特征和用途特 征符号，以字母表示。
尾部：区分符号。同一系 列产品因改进等原因需 要区分时，由制造厂选 用适当符号表示。
四、发动机的结构
发动机的结构
发动机由一个机体、两大机构和五大系统组成：
一个机体 两大机构
曲柄连杆机构 配气机构
（2）气缸和气缸套
气缸是指在气缸套内来引导活塞作往复运动的圆筒形空间。 气缸套是指在机体内用作活塞往运动导向所单独制成的零件。 功用 ⑴组成燃烧室；
⑵引导活塞往复运动； ⑶保证工作中的密封、散热并承受侧压力。
1 一个机体
（3）气缸盖
功用：封闭气缸，组成燃烧室
（4）油底壳
功用：密封曲轴箱和曲柄连杆机构，防止灰尘、污物进入。 同时，还收集并贮存由发动机各摩擦面流回的机油。
压缩比ε—— 气体压缩前的容积与气体压缩后的容 积之比值，即气缸总容积与燃烧室容积之比。它表 示了气体的压缩程度，是发动机中一个非常重要的 概念。
Va = Vh Vc 1 Vh
Vc
Vc
Vc
式中：Va － 气缸总容积； Vh － 气缸工作容积； Vc － 燃烧室容积。
内燃机在某一时刻的运行状态。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。
1892年，德国工程师狄塞尔（Diesel）受面粉厂粉尘爆炸的启发， 设想将吸入气缸的空气高度压缩，使其温度超过燃料的自燃温度，再 用高压空气将燃料吹入气缸，使之着火燃烧。他首创的压缩点火式内 燃机(柴油机)于1897年研制成功，为内燃机的发展开拓了新途径。
二、内燃机的分类
1、活塞运动方式 2、燃料种类
式中：
Te － 有效转矩，单位为N·m； n － 曲轴转速，单位为r/min。
(kW)
1 发动机性能指标
(2)经济性指标
通常用燃油消耗率来评价内燃机的经济性能。 燃油消耗率是指单位有效功的燃油消耗量，也就是发动机每发出1kW有效功 率在1小时内所消耗的燃油质量(以g为单位)，燃油消耗率通常用ge表示，其 单位为g/Kw·h，计算公式如下 :
3 五大系统
⑵、润滑系统
在各摩擦表面覆盖一层润滑油（机油），使金属各表面之间隔一层很薄的油 膜，形成液体摩擦，这就叫做润滑。
润滑系统的组成：由油底壳、机油泵、机油滤清器、机油冷却器、离心滤清器、 预供油泵及润滑管等部件组成。
润滑系统的作用： ①减摩作用：减轻零件表面之间摩擦，减少零件的磨损和摩擦功率损失； ②冷却作用：通过润滑油的循环过程，带走零件所吸收的部分热量； ③清洗作用：润滑油循环过程中不断带走因零件损失所产生的金属细屑和其他杂质； ④密封作用：利用润滑油的粘性，附着零件表面，从而提高零件的密封效果； ⑤防锈作用：润滑油附着零件表面，防止运动零件表面与水分、空气接触而氧化。
发动机的活塞从一个极限位置到另一个极限位置的距离称为一个冲程。也称之为行程。
6、气缸数目 7、转速
8、进气方式 9、气缸排列
10 、 进 排 气 门 、 凸 轮轴设计和布置
单缸机（每台内燃机具有一个气缸） 多缸机（具有两个或两个以上气缸） 低速机（低于300r/min） 中速机（300～1000r/min）
高速机（高于1000r/min）
自然吸气（非增压）
增压 立式、卧式、 直列式、 V型
对置活塞式
二气门、四气门 顶置或侧置气门 顶置或侧置凸轮轴
三、内燃机产品名称和 型号编制规则
内燃机产品名称和型号编制规则
内燃机型号由以下四部分 组成：
首部：为产品系列符号和 换代标志符号，由制造 厂根据需要自选相应字 母表示，但需主管部门 核准。
ge
1000G T Pe
(g
/
kW
•
h)
式中：GT － 每小时的燃油消耗量，kg/h；
Pe － 有效功率，kW。
很明显，有效燃油消耗率越小，表示发动机曲轴输出净功率所消耗的燃油越
少，其经济性越好。通常发动机铭牌上给出的有效燃油消耗率ge是最小值。
1 发动机性能指标
(3)运转性能指标
起动性能 排气品质
启动成功率
气体：CO，HC，NOx，CO2 颗粒物（PM）
噪声
2 发动机特性
(1)发动机的速度特性
发动机的速度特性指发动机的性能指标（有效转矩 Te，有效功率Pe，燃 油消耗率ge）随发动机转速n变化的规律，用曲线表示，称为速度特性曲线。
2 发动机特性
(2)发动机的负荷特性
发动机的负荷特性是指当发动机转速一定时，燃油消耗率ge随发动机负荷 的变化关系。利用这一变化曲线，可最全面地确定发动机在各种负荷和转速时 的经济性。
低温循环由低温热交换器进入机体左侧的水泵内，把低温冷却水压送 到中冷器内来冷却有被增压器压缩的空气，然后进入机油冷却器给机油冷 却，从机油冷却器出来进入低温热交换器。
高低温冷却循环通过热交换器与外循环进行热量交换。
3 五大系统
⑷、点火系统
组成：由磁电机、低压电 缆、点火线圈、高压电缆、 火花塞等组成。
燃烧室容积Vc —— 活塞位于上止点时， 活塞顶面以上与气缸盖底面以下之间 形成的容积。
1、常用术语
（7） 气缸总容积
气缸总容积Va —— 活塞位于下止点 时，活塞顶部与气缸盖之间的容积。
显而易见，气缸总容积就是气缸工作 容积和燃烧室容积之和，即：
Va＝Vc＋Vh
1、常用术语
（8） 压缩比
（9） 工况
1876年，德国发明家奥托（Otto）运用罗沙的原理，创制成功第一台 往复活塞式、单缸、卧式、3.2千瓦(4.4马力)的四冲程内燃机，以煤 气为燃料，采用火焰点火，转速为156.7转/分，压缩比为2.66，热效 率达到14％，运转平稳。在当时，无论是功率还是热效率，它都是最 高的 。
发展历史
1883年，德国的戴姆勒创制成功第一台立式汽油机。转速达到 800r/min，特别适应交通动输机械的要求。1885～1886年，汽油机作 为汽车动力运行成功，大大推动了汽车的发展。同时，汽车的发展又 促进了汽油机改进和提高。
活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。活塞式内燃机将燃料和空气混 合，在其气缸内燃烧，释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。 燃气膨胀推动活塞作功，再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输 出，驱动从动机械工作。
发展历史
1957年研制出旋转活塞式发动机，被称为汪克尔发动机。它具有近似 三角形的旋转活塞，在特定型面的气缸内作旋转运动，按奥托循环工 作。这种发动机功率高、体积小、振动小、运转平稳、结构简单、维 修方便，但由于它燃料经济性较差、低速扭矩低、排气性能不理想， 所以还只是在个别型号的轿车上得到采用。
柴油机负荷特性曲线的 走向特征与汽油机基本 一样。但两者对比，柴 油机的负荷特性曲线比 较平坦，这也就是为什 么柴油机比汽油机省油 的重要原因
六、 往复活塞式内燃机的 工作原理
1、常用术语