内燃机、发动机课程设计必看--内燃机设计重点.pptx

内燃机、发动机课程设计必看--内燃机设计重点

目录contents内燃机基本原理与结构内燃机设计关键要素缸内直喷技术及其在内燃机中应用涡轮增压技术及其对内燃机性能影响内燃机排放控制策略与后处理技术内燃机热效率提升途径探讨总结：内燃机设计重点回顾与展望

01内燃机基本原理与结构

吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程内燃机工作原理活塞下行，进气门打开，可燃混合气被吸入气缸。在压缩冲程末，火花塞点燃可燃混合气，燃烧产生的高温高压气体推动活塞下行，对外做功。进气门关闭，活塞上行，可燃混合气被压缩，温度和压力升高。排气门打开，活塞上行，将燃烧后的废气排出气缸。

曲柄连杆机构点火系统冷却系统润滑系统燃油供给系统配气机构包括机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组，是内燃机实现工作循环和能量转换的主要运动部件。根据内燃机的工作顺序和各缸工作循环的要求，定时开启和关闭各缸的进、排气门，使新鲜的可燃混合气（汽油机）或空气（柴油机）得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。汽油机通过化油器将空气与汽油按一定比例混合成可燃混合气。柴油机通过喷油器将柴油直接喷入燃烧室，与空气混合燃烧。在汽油机中，点火系统提供高压电火花，点燃可燃混合气。将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证内燃机在最适宜的温度状态下工作。向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。内燃机结构组成

燃烧过程可燃混合气在气缸内被点燃后，火焰迅速传播并充满整个燃烧室，同时释放出大量热能。燃烧过程可分为着火延迟期、速燃期、缓燃期和补燃期四个阶段。燃烧特点内燃机的燃烧过程具有高温、高压和高速的特点。燃烧室内的温度和压力变化非常剧烈，对发动机的性能和寿命有很大影响。因此，在内燃机设计中需要充分考虑燃烧过程的优化和控制。燃烧过程及特点

02内燃机设计关键要素

根据燃料类型、压缩比和功率需求，选择合适的燃烧室形状，如球形、楔形、浴盆形等。燃烧室形状燃烧室尺寸火花塞位置燃烧室容积要适当，过大或过小都会影响燃烧效率和发动机性能。火花塞应位于燃烧室中心，以便更好地点燃混合气。030201燃烧室形状与尺寸

进气道应保证空气流通顺畅，减少涡流和阻力，提高充气效率。进气道设计排气道应保证废气顺利排出，降低排气背压和残余废气系数。排气道设计通过改变气道形状、增加导流装置等措施，优化气道内的气体流动，提高发动机性能。气道优化气道设计与优化

燃油喷射系统选择燃油喷射类型根据发动机类型和使用要求，选择合适的燃油喷射类型，如缸内直喷、进气道喷射等。喷油器选择喷油器应具有良好的喷雾质量和合适的喷油量，以满足发动机燃烧需求。燃油喷射控制采用先进的燃油喷射控制技术，如电子控制燃油喷射系统，实现燃油喷射的精确控制，提高燃油经济性和动力性。

03缸内直喷技术及其在内燃机中应用

降低排放缸内直喷技术有助于减少尾气中的有害物质排放，如碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物等。原理缸内直喷技术是一种将燃料直接喷入汽缸内部的燃油喷射技术。通过高压喷油器将燃油精确喷射到汽缸内，实现燃油与空气的充分混合和高效燃烧。提高燃油经济性缸内直喷技术能够精确控制燃油喷射量，减少燃油浪费，从而提高燃油经济性。增强动力性能由于燃油与空气混合更为充分，燃烧效率更高，因此发动机的动力性能得到提升。缸内直喷技术原理及优势

汽油机应用在汽油机中，缸内直喷技术已得到广泛应用。例如，大众的TSI发动机、宝马的N20发动机等都采用了缸内直喷技术，实现了高性能和低油耗的平衡。柴油机应用在柴油机领域，缸内直喷技术同样具有重要地位。如康明斯的ISF系列发动机、沃尔沃的D系列发动机等，都采用了先进的缸内直喷技术，提高了燃烧效率和动力性能。缸内直喷技术应用实例

未来缸内直喷技术将向着更高喷油压力的方向发展，以实现更为精确的燃油喷射和更高效的燃烧。更高压力喷油系统随着新能源汽车的快速发展，缸内直喷技术需要适应多种燃料，如氢气、天然气等。多燃料适应性未来发展趋势和挑战

智能化控制：结合先进的传感器和控制系统，实现缸内直喷技术的智能化控制，进一步提高发动机性能。未来发展趋势和挑战

缸内直喷技术对喷油器、控制系统等要求较高，增加了技术成本。技术成本高压力、高温的工作环境对喷油器等部件的耐久性提出了更高要求。耐久性考验日益严格的排放法规对缸内直喷技术的环保性能提出了更高要求。排放法规未来发展趋势和挑战

04涡轮增压技术及其对内燃机性能影响

利用内燃机排出的废气驱动涡轮旋转，进而带动压气机压缩进气，提高进气压力，增加内燃机进气量。通过提高进气压力，使内燃机在相同排量下能够产生更大的功率和扭矩，同时改善燃油经济性和排放性能。涡轮增压技术原理及作用涡轮增压作用涡轮增压技术原理

轴流式涡轮增压器流量大、效率高，适用于大功率内燃机。离心