第一節(jié) 內(nèi)燃機(jī)
一、概述
熱機(jī)是將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。
內(nèi)燃機(jī)
燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒
活塞式內(nèi)燃機(jī)（往復(fù)活塞式和旋轉(zhuǎn)活塞式）
燃?xì)廨啓C(jī)
外燃機(jī)
燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)外部燃燒的熱機(jī)
【提示】?jī)?nèi)燃機(jī)與外燃機(jī)相比，具有熱效率高、體積小、起動(dòng)迅速等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛地應(yīng)用于飛機(jī)、艦船、汽車、內(nèi)燃機(jī)車、摩托車、拖拉機(jī)等各種車輛上。
（一）內(nèi)燃機(jī)分類
使用燃料
工作循環(huán)沖程數(shù)
氣缸數(shù)和排列方式
進(jìn)氣方式
冷卻方式
著火方式
可燃?xì)饣旌戏绞?BR> 柴油、汽油、煤氣等
四、二沖程
單缸、多缸；
多缸分為直立式、臥式、V型、X型等
非增壓（自然吸氣）、增壓
水冷、風(fēng)冷
點(diǎn)燃式（汽油機(jī)）
壓燃式（柴油機(jī)）
外部混合（汽油機(jī)）
內(nèi)部混合（柴油機(jī)）
（二）內(nèi)燃機(jī)基本名詞術(shù)語(yǔ)
1.工作循環(huán)：進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣。這一系列連續(xù)的過(guò)程稱為內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)。
2.上、下止點(diǎn)：活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的兩個(gè)極端位置?；钊x曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)的位置稱為上止點(diǎn)，離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近的位置稱為下止點(diǎn)。
3.活塞行程：上下止點(diǎn)之間的距離。
5.壓縮比：氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比，表示氣體在氣缸內(nèi)被壓縮的程度。
6.工況：一般用功率和曲軸轉(zhuǎn)速表示，也可用負(fù)荷與轉(zhuǎn)速表示。
（三）型號(hào)
2.型號(hào)含義
內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱均按所采用的燃料命名，例如：柴油機(jī)、汽油機(jī)、煤氣機(jī)、沼氣機(jī)、雙（多種）燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。
內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由阿拉伯?dāng)?shù)字、漢語(yǔ)拼音字母和根據(jù)氣缸布置所規(guī)定的象形字符號(hào)組成。
（1）首部：產(chǎn)品特征代號(hào)，由制造廠自選相應(yīng)字母表示，包括系列代號(hào)、換代符號(hào)和地方、企業(yè)代號(hào)。每種符號(hào)一般用一個(gè)或兩個(gè)字母表示。
（2）中部：由缸數(shù)符號(hào)、氣缸布置形式符號(hào)、沖程符號(hào)和缸徑符號(hào)組成。氣缸數(shù)和缸徑用數(shù)字表示，氣缸布置形式符號(hào)，V為V型布置，P為平臥型布置，多缸直列及單缸一般不標(biāo)符號(hào)。四沖程不標(biāo)注。
（3）后部：結(jié)構(gòu)特征符號(hào)及用途特征符號(hào)分別按表6-1和表6-2的規(guī)定執(zhí)行。
（4）尾部：區(qū)分符號(hào)。
表6-1 結(jié)構(gòu)特征符號(hào)
符號(hào)
結(jié)構(gòu)特征
符號(hào)
結(jié)構(gòu)特征
無(wú)符號(hào)
F
N
C
水冷
風(fēng)冷
凝汽冷卻
十字頭式
Z
ZL
DZ
增壓
增壓中冷
可倒轉(zhuǎn)
表6-2 用途特征符號(hào)
符號(hào)
用途
符號(hào)
用途
無(wú)符號(hào)
T
M
G
Q
J
通用型及固定動(dòng)力
拖拉機(jī)
摩托車
工程機(jī)械
汽車
鐵路機(jī)車
D
C
CZ
Y
L
發(fā)電機(jī)組
船用主機(jī)右機(jī)基本型
船用主機(jī)左機(jī)基本型
農(nóng)用運(yùn)輸車
林業(yè)機(jī)械
【注意1】首部和尾部符號(hào)根據(jù)具體情況允許不表示。由國(guó)外引進(jìn)的內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品，若保持原結(jié)構(gòu)性能不變，允許保留原產(chǎn)品型號(hào)。
【注意2】最重要的是缸數(shù)、氣缸直徑，是必不可少的；
【注意3】四沖程不標(biāo)，二沖程用E表示；結(jié)構(gòu)特征省略表示水冷；用途特征省略表示通用型及固定動(dòng)力。
舉例：
柴油機(jī)
165F
單缸、四沖程、缸徑65mm；風(fēng)冷、通用型；
R175A
單缸、四沖程、缸徑75mm；水冷、通用型；R為175產(chǎn)品換代符號(hào)、A為系列產(chǎn)品改進(jìn)的區(qū)分符號(hào)。
12V135ZG
12缸、V型、四沖程、缸徑135mm；水冷，增壓、工程機(jī)械用。
汽油機(jī)
1E65F
單缸、二沖程、缸徑65mm；風(fēng)冷、通用型。
492QA
四缸、直列、四沖程、缸徑92mm；水冷、汽車用；A為區(qū)分符號(hào)。
【例題·單選題】?jī)?nèi)燃機(jī)壓縮比等于（?。?BR> A.燃燒室容積與氣缸的工作容積之比值加1
B.氣缸的工作容積與燃燒室容積之比值加1
C.燃燒室容積與氣缸總?cè)莘e的比值
D.氣缸總工作容積與燃燒室總?cè)莘e的比值
『正確答案』B
『答案解析』內(nèi)燃機(jī)的壓縮比是氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值，由于氣缸總?cè)莘e等于氣缸工作容積和燃燒室容積之和，所以內(nèi)燃機(jī)的壓縮比又等于氣缸工作容積和燃燒室容積之比加1。
二、內(nèi)燃機(jī)工作原理
（一）四沖程內(nèi)燃機(jī)工作原理
1.進(jìn)氣沖程。工作時(shí)進(jìn)氣門打開(kāi)，排氣門關(guān)閉，活塞由上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)，曲軸旋轉(zhuǎn)180°，新鮮氣體吸入氣缸。
2.壓縮沖程。在進(jìn)氣終了，內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)、排氣門均關(guān)閉，氣缸形成封閉系統(tǒng)，活塞開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，活塞由下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)，曲軸旋轉(zhuǎn)180°，將氣缸內(nèi)的氣體壓縮，壓力和溫度均有很大提高。
3.做功沖程。由于內(nèi)燃機(jī)燃料燃燒，使缸內(nèi)氣體壓力和溫度急劇提高。氣缸內(nèi)高溫高壓氣體膨脹做功，推動(dòng)活塞由上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)，曲軸旋轉(zhuǎn)180°。膨脹功經(jīng)連桿由曲軸輸出，從而把燃料的熱能變?yōu)闄C(jī)械功。
4.排氣沖程。為了使能量轉(zhuǎn)換過(guò)程連續(xù)地進(jìn)行下去，缸內(nèi)氣體在膨脹做功以后，排氣門打開(kāi)活塞由下向上運(yùn)動(dòng)，將廢氣從排氣門排出。內(nèi)燃機(jī)經(jīng)過(guò)進(jìn)氣、壓縮、膨脹和排氣過(guò)程，完成一個(gè)工作循環(huán)。當(dāng)活塞再次由上向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，又開(kāi)始了下一個(gè)工作循環(huán)。
【總結(jié)】由此可見(jiàn)，四沖程內(nèi)燃機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)的四個(gè)行程中，只有一個(gè)行程是做功的，其余三個(gè)行程是做功的準(zhǔn)備行程。因此單缸內(nèi)燃機(jī)曲軸每轉(zhuǎn)兩周只有半周是由膨脹氣體的作用使曲軸旋轉(zhuǎn)，其余一周半則靠慣性維持轉(zhuǎn)動(dòng)，所以曲軸轉(zhuǎn)速是不均勻的。
在多缸四沖程內(nèi)燃機(jī)中，每個(gè)氣缸的工作過(guò)程是相同的，但是所有氣缸的做功行程并不同時(shí)發(fā)生，如四缸內(nèi)燃機(jī)，曲軸每轉(zhuǎn)半周便有一個(gè)氣缸在做功。這樣內(nèi)燃機(jī)氣缸數(shù)增多，不僅功率增加，工作轉(zhuǎn)速也更加平穩(wěn)。
（二）柴油機(jī)增壓：
增壓器按照增壓的程度不同，可分為低增壓器、中增壓器、高增壓器和超高增壓器；
按驅(qū)動(dòng)增壓器的動(dòng)力不同，可以分為廢氣渦輪增壓器、機(jī)械增壓器和復(fù)合增壓器。其中，應(yīng)用最多的是廢氣渦輪增壓。
廢氣渦輪增壓內(nèi)燃機(jī)可以增大功率、降低了耗油量率，提高了經(jīng)濟(jì)性、有利于改善內(nèi)燃機(jī)的排放。
但是內(nèi)燃機(jī)增壓后增加了內(nèi)燃機(jī)機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷；在性能上要求內(nèi)燃機(jī)與增壓器有良好的配合；同時(shí)由于增壓器轉(zhuǎn)速很高，對(duì)其材料和制造工藝也要求較高。
【資料】單就效率而言，渦輪增壓系統(tǒng)能以“倍數(shù)”來(lái)提升引擎動(dòng)力輸出，在1988年F1賽車禁止使用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)之前，排量1.5升的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)可以產(chǎn)生1200匹的馬力。遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了如今F1賽車3升自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的900匹馬力。
【例題·單選題】（2008）下列關(guān)于四沖程柴油機(jī)的說(shuō)法中，正確的是（?。?。
A.六缸柴油機(jī)曲軸每轉(zhuǎn)六分之一周便有一個(gè)氣缸做功
B.柴油機(jī)活塞從下止點(diǎn)壓縮燃油混合氣到達(dá)上止點(diǎn)附近時(shí)自行著火燃燒
C.柴油機(jī)的氣缸數(shù)量越多轉(zhuǎn)速越高
D.在四個(gè)沖程中，有兩個(gè)沖程進(jìn)氣門和排氣門同時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)
『正確答案』D
『答案解析』對(duì)于一個(gè)氣缸而言，曲軸每旋轉(zhuǎn)兩周，就會(huì)做功一次，對(duì)于六缸柴油機(jī)來(lái)說(shuō)，曲軸每旋轉(zhuǎn)三分之一周，便有一個(gè)氣缸做功，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；柴油機(jī)壓縮的主要是空氣和上循環(huán)剩余的廢氣，當(dāng)活塞達(dá)到上止點(diǎn)附近時(shí)，缸內(nèi)氣體的壓力、溫度都很高，適時(shí)地噴入柴油，在缸內(nèi)形成可燃混合氣并自行著火燃燒，所以選項(xiàng)B不正確；柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢和氣缸中曲柄旋轉(zhuǎn)的快慢有關(guān)，即活塞的行程速度有關(guān)，而與氣缸的多少無(wú)關(guān)，所以選項(xiàng)C不正確；在四個(gè)沖程中，壓縮和燃燒兩個(gè)沖程的進(jìn)氣門和排氣門同時(shí)關(guān)閉，所以選項(xiàng)D正確。
三、內(nèi)燃機(jī)總體結(jié)構(gòu)
（一）曲柄連桿機(jī)構(gòu)
主要運(yùn)動(dòng)部件，作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將作用在活塞上的燃?xì)鈮毫ψ優(yōu)榕ぞ赝ㄟ^(guò)曲軸輸出。
活塞組
活塞、活塞環(huán)（氣環(huán)和油環(huán)）、活塞銷
活塞頂部與氣缸蓋、氣缸共同組成燃燒室。活塞的主要作用是承受氣缸中氣體的作用力，并將此力通過(guò)活塞銷傳遞給連桿，以推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。
連桿組
連桿、連桿蓋、連桿軸瓦、連桿螺栓
將活塞承受的力傳給曲軸；并使活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
曲軸飛輪組
曲軸、飛輪、附件
承受連桿傳來(lái)的力，并轉(zhuǎn)換成繞曲軸軸線的轉(zhuǎn)矩，以輸出所需要的動(dòng)力。
（二）固定件：由機(jī)體、氣缸蓋、氣缸墊、氣缸套和油底殼等組成。作為內(nèi)燃機(jī)的骨架，用來(lái)安裝和支撐運(yùn)動(dòng)部件和輔助系統(tǒng)。
（三）配氣機(jī)構(gòu)：由凸輪軸、推桿、挺柱、搖臂、氣門等組成。
（四）燃料供給系統(tǒng)：
柴油機(jī)燃料供給系統(tǒng)主要由油箱、輸油泵、柴油濾清器、噴油泵、噴油器等組成，其功用是定時(shí)、定量、定壓地向燃燒室噴入柴油，并創(chuàng)造良好的燃燒條件，滿足燃燒過(guò)程的需要。
汽油機(jī)燃料供給系統(tǒng)主要有兩種：化油器式燃油供給系統(tǒng)和電控燃油噴射系統(tǒng)。
化油器式燃料供給系統(tǒng)主要由油箱、輸油泵、濾清器、化油器等組成功用是將汽油和空氣按比例形成的可燃混合氣連續(xù)地供給氣缸，以滿足混合氣形成、燃燒過(guò)程的需要。汽油機(jī)電控燃料供給系統(tǒng)通過(guò)噴油器，定時(shí)、定量地把汽油噴入進(jìn)氣道或氣缸中，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種情況下都能獲得濃度的混合氣。
電控柴油機(jī)噴射系統(tǒng)由傳感器、控制器和執(zhí)行器組成。
傳感器
實(shí)時(shí)檢測(cè)柴油機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、使用者的操作思想及操作量等信息，并輸送給控制器。基本傳感器有：柴油機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、齒桿位移傳感器及噴油提前角傳感器等
控制器
其核心部分是計(jì)算機(jī)，它負(fù)責(zé)處理所有信息，執(zhí)行程序，并將運(yùn)行結(jié)果作為控制指令輸出到執(zhí)行器。它還有通信功能，與其他控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和交換，輸送出必要的信息；同時(shí)，根據(jù)其他系統(tǒng)的實(shí)時(shí)情況，修改燃油系統(tǒng)的執(zhí)行指令，適當(dāng)修正噴油量、噴油提前角等。
執(zhí)行器
根據(jù)控制器送來(lái)的執(zhí)行指令，驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)噴油量及噴油定時(shí)的相應(yīng)機(jī)構(gòu)，從而調(diào)節(jié)柴油機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。
（五）冷卻系統(tǒng)：由氣缸、氣缸蓋、水泵、散熱器等組成。
（六）潤(rùn)滑系統(tǒng)：由機(jī)油泵、機(jī)油濾清器、機(jī)油散熱器、各種閥等組成。
（七）點(diǎn)火系統(tǒng)：是汽油機(jī)、煤氣機(jī)等所特有的系統(tǒng)。
傳統(tǒng)汽油機(jī)采用火花塞點(diǎn)火，點(diǎn)火系統(tǒng)主要由火花塞、點(diǎn)火線圈、分電器和蓄電池組成，其功用是在預(yù)定的時(shí)刻及時(shí)點(diǎn)燃?xì)飧變?nèi)的可燃混合氣。
現(xiàn)代汽油機(jī)采用電控點(diǎn)火定時(shí)和爆燃控制，可使汽油機(jī)在不產(chǎn)生爆燃的條件下，在各種工況下實(shí)現(xiàn)控制，限度地提高汽油機(jī)的扭矩和功率。
（八）啟動(dòng)系統(tǒng)：由啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)、蓄電池、啟動(dòng)按鈕和導(dǎo)線組成。
四、汽油機(jī)和柴油機(jī)的主要區(qū)別（掌握）
柴油機(jī)：燃料在壓縮終點(diǎn)前噴入氣缸，在氣缸內(nèi)部混合，稱為內(nèi)部形成混合氣。
汽油機(jī)：燃料和空氣在氣缸外部先混合好再進(jìn)入氣缸，稱為外部形成混合氣。
柴油機(jī)：空氣在氣缸內(nèi)被壓縮，產(chǎn)生高溫、高壓，使燃料自行燃燒，稱為壓燃式。
汽油機(jī)：利用火花塞產(chǎn)生的電火花將燃料點(diǎn)燃，稱為點(diǎn)燃式。
此外，在壓縮比、扭矩、熱效率、轉(zhuǎn)速和功率范圍等方面，也有差別。
表6—3汽油機(jī)與柴油機(jī)主要不同點(diǎn)的比較
項(xiàng)目
柴油機(jī)
汽油機(jī)
進(jìn)氣
純空氣
汽油與空氣的混合氣
點(diǎn)火方法
利用壓縮空氣的高溫自燃點(diǎn)火（壓燃）
現(xiàn)代汽油機(jī)廣泛采用電控點(diǎn)火定時(shí)技術(shù)（點(diǎn)燃）
燃料的霧化與混合氣的形成方法
柴油在燃燒室內(nèi)由噴油器霧化，與被壓縮的高溫空氣混合；采用電控噴射，可優(yōu)化噴油規(guī)律及噴油量
采用電控噴射技術(shù)，定時(shí)、定量地把汽油噴入進(jìn)氣道或氣缸中，可獲得濃度的混合氣
壓縮比
較高
較低
扭矩
低速時(shí)扭矩較大
高速時(shí)扭矩較大
機(jī)體結(jié)構(gòu)
因燃燒壓力高，機(jī)件強(qiáng)度大，構(gòu)造堅(jiān)固，較笨重
因燃燒壓力低，機(jī)件強(qiáng)度低，構(gòu)造輕巧
熱效率
較高
較低
適于功率范圍
適用于大、中和小功率
適用于中、小及微型功率
轉(zhuǎn)速
較低
較高
【例題·單選題】（2009）下列關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是（ ）。
A.汽油比柴油容易燃燒，因此汽油機(jī)可以利用壓縮空氣所產(chǎn)生的高溫自燃點(diǎn)火
B.目前電控噴射技術(shù)在柴油機(jī)和汽油機(jī)中都被廣泛采用
C.汽油機(jī)高速時(shí)扭矩較大
D.柴油機(jī)的燃燒壓力比汽油機(jī)的高
『正確答案』A
『答案解析』汽油機(jī)有點(diǎn)火系統(tǒng)，當(dāng)油氣混合氣體被壓縮時(shí)，依靠點(diǎn)火系統(tǒng)進(jìn)行點(diǎn)燃；柴油機(jī)采用壓縮空氣所產(chǎn)生的高溫自燃點(diǎn)火。
一、概述
熱機(jī)是將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。
內(nèi)燃機(jī)
燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒
活塞式內(nèi)燃機(jī)（往復(fù)活塞式和旋轉(zhuǎn)活塞式）
燃?xì)廨啓C(jī)
外燃機(jī)
燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)外部燃燒的熱機(jī)
【提示】?jī)?nèi)燃機(jī)與外燃機(jī)相比，具有熱效率高、體積小、起動(dòng)迅速等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛地應(yīng)用于飛機(jī)、艦船、汽車、內(nèi)燃機(jī)車、摩托車、拖拉機(jī)等各種車輛上。
（一）內(nèi)燃機(jī)分類
使用燃料
工作循環(huán)沖程數(shù)
氣缸數(shù)和排列方式
進(jìn)氣方式
冷卻方式
著火方式
可燃?xì)饣旌戏绞?BR> 柴油、汽油、煤氣等
四、二沖程
單缸、多缸；
多缸分為直立式、臥式、V型、X型等
非增壓（自然吸氣）、增壓
水冷、風(fēng)冷
點(diǎn)燃式（汽油機(jī)）
壓燃式（柴油機(jī)）
外部混合（汽油機(jī)）
內(nèi)部混合（柴油機(jī)）
（二）內(nèi)燃機(jī)基本名詞術(shù)語(yǔ)
1.工作循環(huán)：進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣。這一系列連續(xù)的過(guò)程稱為內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)。
2.上、下止點(diǎn)：活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的兩個(gè)極端位置?；钊x曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)的位置稱為上止點(diǎn)，離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近的位置稱為下止點(diǎn)。
3.活塞行程：上下止點(diǎn)之間的距離。
5.壓縮比：氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比，表示氣體在氣缸內(nèi)被壓縮的程度。
6.工況：一般用功率和曲軸轉(zhuǎn)速表示，也可用負(fù)荷與轉(zhuǎn)速表示。
（三）型號(hào)
2.型號(hào)含義
內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱均按所采用的燃料命名，例如：柴油機(jī)、汽油機(jī)、煤氣機(jī)、沼氣機(jī)、雙（多種）燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。
內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由阿拉伯?dāng)?shù)字、漢語(yǔ)拼音字母和根據(jù)氣缸布置所規(guī)定的象形字符號(hào)組成。
（1）首部：產(chǎn)品特征代號(hào)，由制造廠自選相應(yīng)字母表示，包括系列代號(hào)、換代符號(hào)和地方、企業(yè)代號(hào)。每種符號(hào)一般用一個(gè)或兩個(gè)字母表示。
（2）中部：由缸數(shù)符號(hào)、氣缸布置形式符號(hào)、沖程符號(hào)和缸徑符號(hào)組成。氣缸數(shù)和缸徑用數(shù)字表示，氣缸布置形式符號(hào)，V為V型布置，P為平臥型布置，多缸直列及單缸一般不標(biāo)符號(hào)。四沖程不標(biāo)注。
（3）后部：結(jié)構(gòu)特征符號(hào)及用途特征符號(hào)分別按表6-1和表6-2的規(guī)定執(zhí)行。
（4）尾部：區(qū)分符號(hào)。
表6-1 結(jié)構(gòu)特征符號(hào)
符號(hào)
結(jié)構(gòu)特征
符號(hào)
結(jié)構(gòu)特征
無(wú)符號(hào)
F
N
C
水冷
風(fēng)冷
凝汽冷卻
十字頭式
Z
ZL
DZ
增壓
增壓中冷
可倒轉(zhuǎn)
表6-2 用途特征符號(hào)
符號(hào)
用途
符號(hào)
用途
無(wú)符號(hào)
T
M
G
Q
J
通用型及固定動(dòng)力
拖拉機(jī)
摩托車
工程機(jī)械
汽車
鐵路機(jī)車
D
C
CZ
Y
L
發(fā)電機(jī)組
船用主機(jī)右機(jī)基本型
船用主機(jī)左機(jī)基本型
農(nóng)用運(yùn)輸車
林業(yè)機(jī)械
【注意1】首部和尾部符號(hào)根據(jù)具體情況允許不表示。由國(guó)外引進(jìn)的內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品，若保持原結(jié)構(gòu)性能不變，允許保留原產(chǎn)品型號(hào)。
【注意2】最重要的是缸數(shù)、氣缸直徑，是必不可少的；
【注意3】四沖程不標(biāo)，二沖程用E表示；結(jié)構(gòu)特征省略表示水冷；用途特征省略表示通用型及固定動(dòng)力。
舉例：
柴油機(jī)
165F
單缸、四沖程、缸徑65mm；風(fēng)冷、通用型；
R175A
單缸、四沖程、缸徑75mm；水冷、通用型；R為175產(chǎn)品換代符號(hào)、A為系列產(chǎn)品改進(jìn)的區(qū)分符號(hào)。
12V135ZG
12缸、V型、四沖程、缸徑135mm；水冷，增壓、工程機(jī)械用。
汽油機(jī)
1E65F
單缸、二沖程、缸徑65mm；風(fēng)冷、通用型。
492QA
四缸、直列、四沖程、缸徑92mm；水冷、汽車用；A為區(qū)分符號(hào)。
【例題·單選題】?jī)?nèi)燃機(jī)壓縮比等于（?。?BR> A.燃燒室容積與氣缸的工作容積之比值加1
B.氣缸的工作容積與燃燒室容積之比值加1
C.燃燒室容積與氣缸總?cè)莘e的比值
D.氣缸總工作容積與燃燒室總?cè)莘e的比值
『正確答案』B
『答案解析』內(nèi)燃機(jī)的壓縮比是氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值，由于氣缸總?cè)莘e等于氣缸工作容積和燃燒室容積之和，所以內(nèi)燃機(jī)的壓縮比又等于氣缸工作容積和燃燒室容積之比加1。
二、內(nèi)燃機(jī)工作原理
（一）四沖程內(nèi)燃機(jī)工作原理
1.進(jìn)氣沖程。工作時(shí)進(jìn)氣門打開(kāi)，排氣門關(guān)閉，活塞由上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)，曲軸旋轉(zhuǎn)180°，新鮮氣體吸入氣缸。
2.壓縮沖程。在進(jìn)氣終了，內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)、排氣門均關(guān)閉，氣缸形成封閉系統(tǒng)，活塞開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，活塞由下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)，曲軸旋轉(zhuǎn)180°，將氣缸內(nèi)的氣體壓縮，壓力和溫度均有很大提高。
3.做功沖程。由于內(nèi)燃機(jī)燃料燃燒，使缸內(nèi)氣體壓力和溫度急劇提高。氣缸內(nèi)高溫高壓氣體膨脹做功，推動(dòng)活塞由上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)，曲軸旋轉(zhuǎn)180°。膨脹功經(jīng)連桿由曲軸輸出，從而把燃料的熱能變?yōu)闄C(jī)械功。
4.排氣沖程。為了使能量轉(zhuǎn)換過(guò)程連續(xù)地進(jìn)行下去，缸內(nèi)氣體在膨脹做功以后，排氣門打開(kāi)活塞由下向上運(yùn)動(dòng)，將廢氣從排氣門排出。內(nèi)燃機(jī)經(jīng)過(guò)進(jìn)氣、壓縮、膨脹和排氣過(guò)程，完成一個(gè)工作循環(huán)。當(dāng)活塞再次由上向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，又開(kāi)始了下一個(gè)工作循環(huán)。
【總結(jié)】由此可見(jiàn)，四沖程內(nèi)燃機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)的四個(gè)行程中，只有一個(gè)行程是做功的，其余三個(gè)行程是做功的準(zhǔn)備行程。因此單缸內(nèi)燃機(jī)曲軸每轉(zhuǎn)兩周只有半周是由膨脹氣體的作用使曲軸旋轉(zhuǎn)，其余一周半則靠慣性維持轉(zhuǎn)動(dòng)，所以曲軸轉(zhuǎn)速是不均勻的。
在多缸四沖程內(nèi)燃機(jī)中，每個(gè)氣缸的工作過(guò)程是相同的，但是所有氣缸的做功行程并不同時(shí)發(fā)生，如四缸內(nèi)燃機(jī)，曲軸每轉(zhuǎn)半周便有一個(gè)氣缸在做功。這樣內(nèi)燃機(jī)氣缸數(shù)增多，不僅功率增加，工作轉(zhuǎn)速也更加平穩(wěn)。
（二）柴油機(jī)增壓：
增壓器按照增壓的程度不同，可分為低增壓器、中增壓器、高增壓器和超高增壓器；
按驅(qū)動(dòng)增壓器的動(dòng)力不同，可以分為廢氣渦輪增壓器、機(jī)械增壓器和復(fù)合增壓器。其中，應(yīng)用最多的是廢氣渦輪增壓。
廢氣渦輪增壓內(nèi)燃機(jī)可以增大功率、降低了耗油量率，提高了經(jīng)濟(jì)性、有利于改善內(nèi)燃機(jī)的排放。
但是內(nèi)燃機(jī)增壓后增加了內(nèi)燃機(jī)機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷；在性能上要求內(nèi)燃機(jī)與增壓器有良好的配合；同時(shí)由于增壓器轉(zhuǎn)速很高，對(duì)其材料和制造工藝也要求較高。
【資料】單就效率而言，渦輪增壓系統(tǒng)能以“倍數(shù)”來(lái)提升引擎動(dòng)力輸出，在1988年F1賽車禁止使用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)之前，排量1.5升的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)可以產(chǎn)生1200匹的馬力。遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了如今F1賽車3升自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的900匹馬力。
【例題·單選題】（2008）下列關(guān)于四沖程柴油機(jī)的說(shuō)法中，正確的是（?。?。
A.六缸柴油機(jī)曲軸每轉(zhuǎn)六分之一周便有一個(gè)氣缸做功
B.柴油機(jī)活塞從下止點(diǎn)壓縮燃油混合氣到達(dá)上止點(diǎn)附近時(shí)自行著火燃燒
C.柴油機(jī)的氣缸數(shù)量越多轉(zhuǎn)速越高
D.在四個(gè)沖程中，有兩個(gè)沖程進(jìn)氣門和排氣門同時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)
『正確答案』D
『答案解析』對(duì)于一個(gè)氣缸而言，曲軸每旋轉(zhuǎn)兩周，就會(huì)做功一次，對(duì)于六缸柴油機(jī)來(lái)說(shuō)，曲軸每旋轉(zhuǎn)三分之一周，便有一個(gè)氣缸做功，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；柴油機(jī)壓縮的主要是空氣和上循環(huán)剩余的廢氣，當(dāng)活塞達(dá)到上止點(diǎn)附近時(shí)，缸內(nèi)氣體的壓力、溫度都很高，適時(shí)地噴入柴油，在缸內(nèi)形成可燃混合氣并自行著火燃燒，所以選項(xiàng)B不正確；柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢和氣缸中曲柄旋轉(zhuǎn)的快慢有關(guān)，即活塞的行程速度有關(guān)，而與氣缸的多少無(wú)關(guān)，所以選項(xiàng)C不正確；在四個(gè)沖程中，壓縮和燃燒兩個(gè)沖程的進(jìn)氣門和排氣門同時(shí)關(guān)閉，所以選項(xiàng)D正確。
三、內(nèi)燃機(jī)總體結(jié)構(gòu)
（一）曲柄連桿機(jī)構(gòu)
主要運(yùn)動(dòng)部件，作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將作用在活塞上的燃?xì)鈮毫ψ優(yōu)榕ぞ赝ㄟ^(guò)曲軸輸出。
活塞組
活塞、活塞環(huán)（氣環(huán)和油環(huán)）、活塞銷
活塞頂部與氣缸蓋、氣缸共同組成燃燒室。活塞的主要作用是承受氣缸中氣體的作用力，并將此力通過(guò)活塞銷傳遞給連桿，以推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。
連桿組
連桿、連桿蓋、連桿軸瓦、連桿螺栓
將活塞承受的力傳給曲軸；并使活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
曲軸飛輪組
曲軸、飛輪、附件
承受連桿傳來(lái)的力，并轉(zhuǎn)換成繞曲軸軸線的轉(zhuǎn)矩，以輸出所需要的動(dòng)力。
（二）固定件：由機(jī)體、氣缸蓋、氣缸墊、氣缸套和油底殼等組成。作為內(nèi)燃機(jī)的骨架，用來(lái)安裝和支撐運(yùn)動(dòng)部件和輔助系統(tǒng)。
（三）配氣機(jī)構(gòu)：由凸輪軸、推桿、挺柱、搖臂、氣門等組成。
（四）燃料供給系統(tǒng)：
柴油機(jī)燃料供給系統(tǒng)主要由油箱、輸油泵、柴油濾清器、噴油泵、噴油器等組成，其功用是定時(shí)、定量、定壓地向燃燒室噴入柴油，并創(chuàng)造良好的燃燒條件，滿足燃燒過(guò)程的需要。
汽油機(jī)燃料供給系統(tǒng)主要有兩種：化油器式燃油供給系統(tǒng)和電控燃油噴射系統(tǒng)。
化油器式燃料供給系統(tǒng)主要由油箱、輸油泵、濾清器、化油器等組成功用是將汽油和空氣按比例形成的可燃混合氣連續(xù)地供給氣缸，以滿足混合氣形成、燃燒過(guò)程的需要。汽油機(jī)電控燃料供給系統(tǒng)通過(guò)噴油器，定時(shí)、定量地把汽油噴入進(jìn)氣道或氣缸中，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種情況下都能獲得濃度的混合氣。
電控柴油機(jī)噴射系統(tǒng)由傳感器、控制器和執(zhí)行器組成。
傳感器
實(shí)時(shí)檢測(cè)柴油機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、使用者的操作思想及操作量等信息，并輸送給控制器。基本傳感器有：柴油機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、齒桿位移傳感器及噴油提前角傳感器等
控制器
其核心部分是計(jì)算機(jī)，它負(fù)責(zé)處理所有信息，執(zhí)行程序，并將運(yùn)行結(jié)果作為控制指令輸出到執(zhí)行器。它還有通信功能，與其他控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和交換，輸送出必要的信息；同時(shí)，根據(jù)其他系統(tǒng)的實(shí)時(shí)情況，修改燃油系統(tǒng)的執(zhí)行指令，適當(dāng)修正噴油量、噴油提前角等。
執(zhí)行器
根據(jù)控制器送來(lái)的執(zhí)行指令，驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)噴油量及噴油定時(shí)的相應(yīng)機(jī)構(gòu)，從而調(diào)節(jié)柴油機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。
（五）冷卻系統(tǒng)：由氣缸、氣缸蓋、水泵、散熱器等組成。
（六）潤(rùn)滑系統(tǒng)：由機(jī)油泵、機(jī)油濾清器、機(jī)油散熱器、各種閥等組成。
（七）點(diǎn)火系統(tǒng)：是汽油機(jī)、煤氣機(jī)等所特有的系統(tǒng)。
傳統(tǒng)汽油機(jī)采用火花塞點(diǎn)火，點(diǎn)火系統(tǒng)主要由火花塞、點(diǎn)火線圈、分電器和蓄電池組成，其功用是在預(yù)定的時(shí)刻及時(shí)點(diǎn)燃?xì)飧變?nèi)的可燃混合氣。
現(xiàn)代汽油機(jī)采用電控點(diǎn)火定時(shí)和爆燃控制，可使汽油機(jī)在不產(chǎn)生爆燃的條件下，在各種工況下實(shí)現(xiàn)控制，限度地提高汽油機(jī)的扭矩和功率。
（八）啟動(dòng)系統(tǒng)：由啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)、蓄電池、啟動(dòng)按鈕和導(dǎo)線組成。
四、汽油機(jī)和柴油機(jī)的主要區(qū)別（掌握）
柴油機(jī)：燃料在壓縮終點(diǎn)前噴入氣缸，在氣缸內(nèi)部混合，稱為內(nèi)部形成混合氣。
汽油機(jī)：燃料和空氣在氣缸外部先混合好再進(jìn)入氣缸，稱為外部形成混合氣。
柴油機(jī)：空氣在氣缸內(nèi)被壓縮，產(chǎn)生高溫、高壓，使燃料自行燃燒，稱為壓燃式。
汽油機(jī)：利用火花塞產(chǎn)生的電火花將燃料點(diǎn)燃，稱為點(diǎn)燃式。
此外，在壓縮比、扭矩、熱效率、轉(zhuǎn)速和功率范圍等方面，也有差別。
表6—3汽油機(jī)與柴油機(jī)主要不同點(diǎn)的比較
項(xiàng)目
柴油機(jī)
汽油機(jī)
進(jìn)氣
純空氣
汽油與空氣的混合氣
點(diǎn)火方法
利用壓縮空氣的高溫自燃點(diǎn)火（壓燃）
現(xiàn)代汽油機(jī)廣泛采用電控點(diǎn)火定時(shí)技術(shù)（點(diǎn)燃）
燃料的霧化與混合氣的形成方法
柴油在燃燒室內(nèi)由噴油器霧化，與被壓縮的高溫空氣混合；采用電控噴射，可優(yōu)化噴油規(guī)律及噴油量
采用電控噴射技術(shù)，定時(shí)、定量地把汽油噴入進(jìn)氣道或氣缸中，可獲得濃度的混合氣
壓縮比
較高
較低
扭矩
低速時(shí)扭矩較大
高速時(shí)扭矩較大
機(jī)體結(jié)構(gòu)
因燃燒壓力高，機(jī)件強(qiáng)度大，構(gòu)造堅(jiān)固，較笨重
因燃燒壓力低，機(jī)件強(qiáng)度低，構(gòu)造輕巧
熱效率
較高
較低
適于功率范圍
適用于大、中和小功率
適用于中、小及微型功率
轉(zhuǎn)速
較低
較高
【例題·單選題】（2009）下列關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是（ ）。
A.汽油比柴油容易燃燒，因此汽油機(jī)可以利用壓縮空氣所產(chǎn)生的高溫自燃點(diǎn)火
B.目前電控噴射技術(shù)在柴油機(jī)和汽油機(jī)中都被廣泛采用
C.汽油機(jī)高速時(shí)扭矩較大
D.柴油機(jī)的燃燒壓力比汽油機(jī)的高
『正確答案』A
『答案解析』汽油機(jī)有點(diǎn)火系統(tǒng)，當(dāng)油氣混合氣體被壓縮時(shí)，依靠點(diǎn)火系統(tǒng)進(jìn)行點(diǎn)燃；柴油機(jī)采用壓縮空氣所產(chǎn)生的高溫自燃點(diǎn)火。