engine cylinder final

54
Internal Combustion Engine COMPONENTS OF AN AUTOMOBILE The main components of an automobile are : I. The basic structure. It consists of the frame, the suspension system, axles, wheels andtyres. 2. The engine. It provides the motive power for all the various functions which the vehicle or any part of itmay be required to perform. The engine for automotive use is of internal combustion type. 3. The transmission system. It consists of a clutch, a gear box giving three, four or even five different ratios of torque output to torque input, a propeller shaft to transmit the torque output from the gear box to the rear axle and a differential gear to distribute the final torque equally between the driving wheels. 4. The auxiliaries. The principal one out of these is the electrical system. 5. The controls. They consist of steering system and the brakes. 6. The superstructure. In those cases where frameless construction is not adopted there must be a superstructure, i.e., the body.

Upload: shubham-deshmukh

Post on 01-Nov-2014

50 views

Category:

Documents


9 download

DESCRIPTION

f

TRANSCRIPT

Page 1: Engine Cylinder FINAL

��

Internal Combustion Engine

���������

� �������� � ���� � ��� �� ���

��������������

��� ����� ����� �� � ��� ���� ��� ��� �� � ������ � � ��������� � �� ���� ������ ��� ����� ���

� �� �������������� ����������������� ������������ � �� ����������� ��������

������� �������������������������� ������� �������������� ��������� ����������

� ��� ���������� ��� ������� � ����� ��� ������ ���� �� � � �� ���� ��� �� ������ � �� ���� �

�������������������������������

� ����� ������ ���� ����� �� � ������ ����� ������ ��������� ����� ����� ���� �� ���

��������� ������������ �������� ������ ��� ����� ������ ���� ����� ��� ������� ����� �������

� �������������� ���������� ������������

COMPONENTS OF AN AUTOMOBILE The main components of an automobile are :

I. The basic structure. It consists of the frame, the suspension system, axles, wheels

andtyres.

2. The engine. It provides the motive power for all the various functions which the

vehicle or any part of itmay be required to perform. The engine for automotive use is of

internal combustion type.

3. The transmission system. It consists of a clutch, a gear box giving three, four or even

five different ratios of torque output to torque input, a propeller shaft to transmit the

torque output from the gear box to the rear axle and a differential gear to distribute the

final torque equally between the driving wheels.

4. The auxiliaries. The principal one out of these is the electrical system.

5. The controls. They consist of steering system and the brakes.

6. The superstructure. In those cases where frameless construction is not adopted there

must be a superstructure, i.e., the body.

Page 2: Engine Cylinder FINAL

Internal Combustion Engine

Objectives:

� After studying this unit, you will be able to!�

• Classify the Engines on different basis��

• Explain the arrangement of engine cylinder

• Explain cylinder head, cylinder block and crankshaft assembly

• Explain cylinder liners, valve mechanisms, pistons and piston rings

• Explain crank shaft, connecting rod and cam shaft.

������������ � � ���� �� ���

�� ���� �!"#�#��$������$��%&��� �#�

� ��������������������������� ���������������������� ������ �������!�

• ������������������ ����� ��������������������

• ����������������� ������������

• "����������������� ����# �����$ � ������% �# �����&''��

• (����������������� �����������% �)��������������� �����

• *����������������� ����# ��������+��,�- *'.��

• /����������������� ������ ���0��������������������������

• &����������������� ����1������������,����������

• �'����������������� ����2������ '*�����������

Page 3: Engine Cylinder FINAL

"�

Internal Combustion Engine

• � ����������������� ����# ��������+��,��/''�

• �/����������������� ������������������ ���� ���������1&����������

�����������"*'������� ��� ����

��� ���� �!"#�#��$�$� &��# ��

• 2�������������� ������+�)�)������������������ ����

• .�������������� ����-� ����'3'��

• 4����������� ��������������������������54 ��������

• +6������������� ������� �������� �����% � �����������

• 7�������������������� ������# ���� �"�������89����:��

• 0;��������������� ����80�2�4 �:��������� �������� ���0������<��-�����

�����

'�� ���� �!"#�#��$������$�#���( #�) ���%�& �

• ����������������� ����� �������������� �����������������

• (���������������� �����������������7����7������ ������������

*�� ���� �!"#�#��$���+ �#���#��$�#���( ���"���!�� �, �

� �������������������� �����!�

• $ �����;������������0�=�. ���� ������# �����&''�

Page 4: Engine Cylinder FINAL

(�

Internal Combustion Engine

• �;������������0�>�. ���� ����+�)�)�� �����

• ?������;����������0�@�. ���� ����7����7������.�''����

-�� ���� �!"#�#��$�"��"�. + ����$��%&��� �#�

• �����������!�

6���������6������� ����# � ����� **�. ����������

"6���������6������� ����# �����$ � ���

(6���������6������� ������������ ��

*6���������6������� ����# ��������+��,�- *'. �

/6���������6������� ������ ���0���������� ���

&6���������6������� ����2�������� ������

• 16����!�

1(���� ������A�����B�������

1/���� ������2�)����)����

1&6C''���� ������A����

1�'���� ������2������ '*�

1� 6/''���� ������A������

1�/���� ����������������

• $ ��������������������� �����������D�� ���������������������

• D����������

Page 5: Engine Cylinder FINAL

*�

Internal Combustion Engine

/�� ���� �!"#�#��$�&��"������$�0"&0 #�

� �����������

• �6 ������������ ������������������ ����# �����&''�

• 06 ������������������ ������.���EA����&C# (��������

• A6 ������������������ ������F ������)����

• �6 ������������������ ������A������� ��������������C'&�

1�� ���� �!"#�#��$�2 ��(��.��%�& �

• �������������� ������������������������������ ������������������������

• ����������������������������������������������� ����������������

• �������������� ���������������������������������������������� �������

�����������

3�� ���� �!"#�#��$����&��.�

Page 6: Engine Cylinder FINAL

/�

Internal Combustion Engine

• ������������������ ������� ����������������

• F ����6��������������� ������� ����������)�������������% ��������

4�� ���� �!"#�#��$��.�������

• ������������-�����8����-�:���� �������������������������

• ��� ��������������-�����8����-:���� �����������������

• # ������2�����������-�������� ����� ���������������������

• ��� 6���������,���������������� ������������ 6� �������

• ���������,���������������� ����1�����3('�40������ ������

5�� ���� �!"#�#��$�$� &�#�))&%�#%#� + �

• ������������ ���������������������� ����7����7��������������

• ��)������� ���������������������� ����0������

• ��6�)������������������������� ������������.����������������������

� ������

• ����������������)������������������������� ������� ������������

������

Page 7: Engine Cylinder FINAL

3�

Internal Combustion Engine

�� ���� �!"#�#��$� �.�� �6��"�(#�"$���#) ��

• �������������������������� ���������� ����������5 �@��'''���� �

• # ���� ���������������������� ���������� ����������"'''�=�5 �=�

�'''���� �

• A������������������������ ���������� ����������5 �=�"'''���� �

��� ���� �!"#�#��$�"7�#���� ��"������$� �.�� �

• 7��,�������������� ���������� ��� �����

• 1��������������� ������2�������� ������

• ���������������� ������0�� ��������������������������������C'���������

���� ����������

'�� ���� �!"#�#��$��"+ #�"$��)�#������

• $ ��� ������� � ����8$7�:������

�: .������$ ��� ������� � ����8.$7�:��������� �����������

�: ��������� �������� � ����8�$7�:��������� ����0������

• ?����� ������� � ����8?7�:������

*�� ���� �!"#�#��$�����$�0"&0 #�) ���%&��� ��

• ������������8 �������E�������:��������� ����A����-������

• D������8� ���6������E�������:���������� ����(E������5 �B���"E������

7��������������

Page 8: Engine Cylinder FINAL

&�

Internal Combustion Engine

�'��%) #��$��%&��� �����"�. + ��#�

������������ �

Page 9: Engine Cylinder FINAL

C�

Internal Combustion Engine

1. Single cylinder engines. A single cylinder engine has a power stroke every 720°

of crankshaft rotation for a four - stroke engine.These are used generally for scooters and

motor cycles. It is s«:enthat the maximum size of the single cylinder engine is restricted

to about 500---600 c.c., because of the higher unbalance forces, which become difficult to

be balanced.Further the weight of the flywheel required becomes excessive for higher

engine sizes.

2. Two cylinder engines. This type of engine, apart from providing more power, gives

more uniform torque and balancing possible is also better as compared to single cylinder

engines. However, in practice two cylinder engines are rarely employed for automotive

use. Fig. 1.12 shows three different types of 2-cylinder engines.

(a) In-line type cylinders placed side by side. This type has two single cylinders placed

side by side vertically so that their pistons are in phase. Such an engine will have a power

impulse every 360 degrees of crankshaft rotation.

(b) In-line type. cylinders 1800out of phase. In this the two single cylinders are in

effect, placed side by side vertically, so that their cranks are 180°out of phase. This type

provides good balancing, but the disadvantage is in unequal firing intervals: the spark

takes place at 0°, 180°, 720°, 900° and so on.

3. Three-cylinder engines. In three-cylinder in-line engine the power impulse occurs

every 2400 of crankshaft rotation. These are dynamically balanced, but there remain

some unbalanced rocking forces. However, the three cylinders smooth out the cyclic

torque adequately so that this has become a good competitor of the more popular four-

cylinder in-line engine for small cars. Its other advantages are reduced weight, length and

drag besides improved fuel consumption. Maruti 800 Vehicles in India employ this

engine.

4. Four-cylinder engines. In this type, the torque obtained, as compared to a single

cylinder engine, is much more uniform because two working strokes per revolution are

obtained. Further, the balancing is also better. Apart from this, the maintenance is also

easier as compared to the engines with larger number of cylinders.

(a) In-line vertical type. This is perhaps the most popular engine for ordinary cars of

medium size (from 0.75to 2.0 liters). Fig. 1.13shows this type of engine. It has a power

Page 10: Engine Cylinder FINAL

�'�

Internal Combustion Engine

impulse every 1800of crankshaft rotation. The four cylinders are all in a line.The second

and third cylinders are in I 2 3 4 phase, while cylinders I and 4 are also in phase, but in

the direction opposite to 2 and 3. Thus the reciprocating forces are also nearly balanced.

Firing order is 1-3-4-2 or 1-2-4-3. Regarding crankshaft torsional wind-up and uneven

breathing spacing between adjacent cylinders. both these firing orders have equal merits

and demerits.

�'��� ���#�"�����+ ��"����#��$����.& �"���� �&��8�%&��� ����.�� #��

� ����������� �)�����������������;���������������������� ������ ��������������

������������������������������������ ������������������

�: A���������� �B� �� �������������� ��� ������� ����������������� �� �������

���� �������� �������������

�: ���� ��������������� ����� �������� ������������� ���� �������������������� ��

���������,������������������� �����������������

�: A���� ����� ���������������������������� �B� �� ��������������� ������������

��������������� ����������� ���������6���������������

Page 11: Engine Cylinder FINAL

���

Internal Combustion Engine

�: �� ����6�������� ����� �� � � �� ��� �� ������ �����6��������� ����� ��� �� � ���6

����������������������������������;������������

�: � ���� ������� �����������,���� �� ���������������6��6����� ����������� �����

��� �� � �� ��� �������6����� �� � ��� � ������ ���� �� ����� � ��� ���

����������

�: A��� �� ���� ������ ����� ��� ������������ ��������� � ��������� � � �� ��� ���� ���

���������������������� ������������������ ������������� ���� ���������� ������

: ��� � �� ��� ���� ��� ��������� ���� � �� ����� ���� � �������� ��������� ��������

����� ������������ ��

: ���� ����� �������������������������

• � �� ������ ������ ��� �� ������� �� ���������� ���� ����������� ����

���������������

• � B����������������������������������������� ���� �������������

• � ���������� �������� ���������� ������������� ����������������� ����

�����

• � �� ���;������ ��� ������ � ������� ���������� ���� ��� � � � � �� ������

������������ ���� ���������������

�� ��� � ��������� ��� � ���6�������� ������ �� �������� ����� � ��� ��� �

��� �������� �� �������������� ����� ����� �������� �� ������������������ ������� ��

��� �������� �� �������������� ������������� ��� ����;���������� B��� �����������

� ������ �������� ������������������������ ��������� �������� ���������������;����

;������� ��� � �� � B��� � ���� ��� ��� � ������ ������� � -�� � ������ ������ � ���� ��� �� ���

��� ������ ���� �����������������;����;����������� ��� ���������������� ���� �������

� �� ������� ������������������ ��������� ��������������������������� ������������

Page 12: Engine Cylinder FINAL

� �

Internal Combustion Engine

���� ������ ������������������ ��� � ����� ���� ����������� � ������������ � F �������

� ���� ��;���� ����� ���� � ��� � �� ��������� �� � �� ��� ������� � �� ����� �� �;����� � +���

������������ ������������;���� �������������� �������������������������������������

�������������� �������������������

�*������.���� ���$��%&��� �#9�

������������������� �������� ���������������� ������ �� ������� ��� ����������� ��

��������� ���� ����� � �� �������� ��� �B ����� ������ � ��� ��� � �� ��� �� �� �� �����������

�������������������� �����������������������������

�� ���������� ��������� ���� ������� �� ��������� ��� � ���� �� � �� � ������� ����

� �� ,��� ������������ �������� ��)������ ��� ����� ��� ���������� 5 ��� �����

��������� ���� � � �� �������� ���� ��� � �� � ������� ���� � ����� ��� ���� � ����������

�������� ������ �� 1� ������ ��� ����� ������������� � �� ������� ���� �������

����� ��������������� ����� ���������������������������

� ����������������������������� � ������B ���������������� ����� ��������

� �������������������������������� ���B ���������������������� �� �����������

�B ����������������������� ������������������������������������ ����������� �

� ������������

"� 2������ ����������������������� � ��������� ����� ������������� � ����������

��������� ���������� ��� � �� � ���� �������� �� � � ���� �������� � ������

���;������� ��������� ��������� � ��� ����� ������� � �������� �� ������� �� ��

������������ ��������������������� ����������������������������� �������� �����

Page 13: Engine Cylinder FINAL

�"�

Internal Combustion Engine

�-��� �� ����������

.������ � ����������������� ������������������������������������������������������

� � �� ���������������������������� ������� ����������������������������������

��������� ��� � �� ������ -B������� �������� ������� �� � �� ����� �� ����������� ��� ��

� ������������������������������ ���������������� ��� ��������� ������������ ������

������� ���� ��� ����� �������� ��� � ��� ������� ���� � ����� � ���������� ��� � �� ������ ���

���������� �� ,��� ��������������������� ��������������� ��������������� �������

�� ��� �������������

� ��� ����������������

"� �����������������

(� �������������������

�/�� � � � �� ��� ���� ��� �� ��

��� ����� ��� ������ ��� �� ���� ������� ��� �������!� �� ���� ���� ��� ���������� ����

� ������ ��������������6� ������������������������������� ��������� ��������������� ��

��� ���������� ��������������������������������������������� ����,��������������

��� �������� ������� ����������������� ��������� ���������� ������ ������������ ��

��� �����������������������������������������������������

• ��������������������������� ����� ���������

• # �������� �� ���� ����� ����� ���������

� ��������������� ������������������� ������������������������ ��� ������� ��������

���� ��,��� ��� �� ���� ����������� ��������

Page 14: Engine Cylinder FINAL

�(�

Internal Combustion Engine

���������� ������� ���������� �������B������������������������� ��������

����� ����

������������������������������������ �

�1��%&��� ��!&��(9�

�����������������������������������������������$ � ��������������� �������� ���������

��������� ���������� ��������������������������������������������� �������������

������� ���B���������� ��������������������������� ��� ����������� ���B���������������

� �������� ���� �������������������������������������������������������������)���������

��������������������������������� � ������������� �� ���� �����������������������

��������������������� �������������� ����������������������� ���������������������06

�������������������������������� �����������������# ������������ � ���������� ��

����������� ������������������������������������ �����������������

Page 15: Engine Cylinder FINAL

�*�

Internal Combustion Engine

$ � ������ ��� ����������������������� ������������������������������!�

�� ����� � ������������������������������ ����������������

� ��������������� ������� �������������� � ���������������������������������

���������� ���������������

"� � ������������������� ������������� ������� �������������������������

(� ����������� ��� � ���������� ��� �������6�������������� ��������� ����

���������� ����������� �������� �����

*� ������������ �������������������������� ���� �������������������� ���������

/� 7���������� ������ ��������� ������� ������ ������� ��������������� ���������

3� ���������������������������� ����������� ���������� �����������������

&� 0�������������� ��� ���������� ����������������� ���������

C� A������� ��� ����������� ���������� ���������

�'� �������� ��������� �������������� �������������������� ���������������������

���� � ���� ����� � ����� ���� � ������� ���������� �� ����� �������� ������� ���

�������������������������1��������������������� ������� ���������� ����������������

�������� � �� �� � ���� ������ ���� � ��� � ������ ��� � �� ���������� 8������ ������� �������

����������:����������6������ ������ �����������;����

�3��%&��� ��!&��(�+ "� ��"&#9�

���������������������� � ������ �������� ����������� �������!�

�� 4��������������

Page 16: Engine Cylinder FINAL

�/�

Internal Combustion Engine

� �����������������85������������������ �������:��

"� ���� ��� ��������

�4��%&��� ��� "��

� �� �������� ���� �� �� ����� ����� ������ � ������� ��� �� �������� ������ ���� ��������

���������� ��� � �� ������� ���� ������� ��� �������� � �� �� .������� ��� ��� � ���� � ��

�������� ��������������� ����������������

� �

Page 17: Engine Cylinder FINAL

�3�

Internal Combustion Engine

����� ��������� ��0� ����������

+�� ���������� ������������������������)���������������������������������������� ��

��� ������� � �� ����� � �� �������� ���� ������� �� ��� � �� � ���� ��� � ��� � �� ��� �����

� B������������� ��� �� ������������������)��������������������8���� ���:���� ��

��� �������� �� �����

� ����������������� B����������������� ���� �����������

����������������� �� B������������������

���� �������� ���������������� ��������

���7����������������������,�������� ��������������� ���� ��������������

�������������������8���������:���� ��������

Page 18: Engine Cylinder FINAL

�&�

Internal Combustion Engine

�"#( �#�

������������������������������������������������������ �����

����������������������������� ����

����������������������������

"��������������������� ��� ���������

�������������� ��)������������� ��������������������������������������������������

4������������ ����������� ��������������������,�������������� ���������������������������

�������������������������� ���������������������������������� ������������

�5��%&��� ��&�� �����#& 0 �

� �� �������� ������ ���� ���������� ��� �������� � ��� ��� ����� � �� �������<�� ������ � ��

���������������������� ������������������������ ��������������� �� �� �������������

� �� ������� ���� �������

������������������������������������

��������������������������������������������������� ����������������������� ��� �������

����������������

��� ��� �� ������ � �� ���������� ��� ����� ���� ������ ��� ������� ����� ����� ���� � ���

���������������

� ������������� ��������������������������������������������

Page 19: Engine Cylinder FINAL

�C�

Internal Combustion Engine

�%) #��$�&�� �#�

���.�������� ��F ��������

.��������� �������� ��������� ���������������������������������������� �����������������

����������������������������������������������������B���������� �����������

�������������������������������������B���������� ������������������������� ��� ��

��������)�������

+�� �� �������������������� ��������� ���������������������� �� ������������������

��� �� ��� 0���������� ��� ��������� �� ������ �� ������ ��� ���� ���������������� ��� �� ���

��������������������������������� ����� ��� ������������������������� �����������

�������

Page 20: Engine Cylinder FINAL

'�

Internal Combustion Engine

���& ��� "��$�&��

� ��������� ���������������������� ������� ���������� ������� ����������������� ����

������ ����� ��� ��� � �� �������� ������ �� � �� ����� ��� �� ���� ������ ������ � �� ������

� ������������������� ��� �� � ����� �� ������������ ����������������������������

� ������ �� ��������������� B������������������������� ������ �� ��������� ��� ����

����.������������������������ ����������������� ������� ��������������

Page 21: Engine Cylinder FINAL

��

Internal Combustion Engine

����7�"�#��� "��$�&��

� ���B ������ ���������������������� ��� ��� � ���������� �������������� ����������

������������ �������������������������������������� ��� �� ���B ������ ��������� ��

��������������� ������������������ �� �������������������� ����� ��� ������ ���,��

� ����������������������B ������ ������������ �� ���������������;����������� ������

��� �������� ����������������� ����������� �� ��������������������� ��������������� �

� ���� ������������������������������� ������������������������� �������������

� ���B ������ �������������������� ������������������� ��������������

Page 22: Engine Cylinder FINAL

Internal Combustion Engine

����������� ���������� ������

���������� ���� ����� � �� �����

��������������������

����� ������� ���

� ��� �����

��������������� � �

����������������������

���������

� ��� �����

� ���� �������� �����

����� � ������� ���� �� ����� � ��������� � !����

����������� ��� ������� ����� � ���

��������������� "#$��%�� � � &��'�� � �

Page 23: Engine Cylinder FINAL

"�

Internal Combustion Engine

���"�� ���#�"���� + ���#��$��"#�������"����&�+ ���+ �"&&�%#�$��� �.�� ��%&��� �#��

���������� �������� ( �� ���� �( ��

������������� � ������� ���

� ���� ����� ����

�!����� � ����� �����

� ��� ����� � �����

� ��� � ���� ���� � ���� ����

��� ���!� ��� � ����� � �����

"���� � ��!� �� �������

�������

� ��� ���

������������� ��� � ��� ���

� �����!� ��������� �

����

����������

����

����

# ���

����

Page 24: Engine Cylinder FINAL

(�

Internal Combustion Engine

����� ���� ����

��!������� $� �� %������

������� �

����������� ��

& ������ ��

��������������

$� ��

$� ��

$� ��

'���

'���

'���

()�����*(����� +�� !�,'�!�� -./ # ��! �(� ���,0�

��������������� ��.1� 2..1�

�*���.�� ��&"##�$��"�����!"# �����0"&0 �)�#�����#9�

� ���.& ���2 �#�� �0"&0 #�6�8� "��9�

� �� ����� ���� �B ����� ������� ���� �������� ���������� �� � �� �������� ������ �� � � ���

������������������������������������������������������������������� ������������

� ������������������ �������� �� ������������� ��������������������� �������6���

������ E"��������� ���� �B� �� ������������������� ������� ������� ��������

� ��������������� ��#�

• � ���� � �������������������������� ����� ����#�

• ��� � � �� �� ������ ����� ���� ��� ����� ������� � ���� ������� ��� � � � ��

��������� �������� ������ ���������� ������� ��#�

Page 25: Engine Cylinder FINAL

*�

Internal Combustion Engine

• )���� ����� �� ��� �������� ������� �� �� ��� ������ ������ �� ��� �� ������

���� �������������������*���� ��� ����� ���������������#�

• +�������� ������������������ ����������� �� ���������� � �#�

�� ,��!& ���2 �#�� �0"&0 #�6�8� "��9�

Page 26: Engine Cylinder FINAL

/�

Internal Combustion Engine

� ������������B ������������������������������������� ������������������� �� ���

�������������������������� ��������������������������� ��������� ������������

� �� ������ ������� ���� �� � ��� ���� ��� ������� � �� ���� �������� �����

��� ������������������������������ ������� ������� ����������������

� ��������������� ��#�

• ������������ � �����,������� ���� �����#�

• )���������������������������������� ��� ����#�

• (���������� �������������������*��������������� �#�

'"�����.& ���2 ��0 �� "��0"&0 #�6�� "��9�

� ������������B ������������������������������������

� ���������� ������ �� ��� ��������������������

�������� ��������������������������� ������������

F � �� ��������� ����� ���� ���������������������

������������ B�����������������������������

������� ������������������������������������������

������

-��������������������� ��������

• (��������� � � ������������ ����� ����#�

• �� ������������ ���������������������� �����������#�

• � ����� � ������ � ��� �������� ���������*�����������#��

• ��,����� ������������ �� �������� ���������������������������������� �

� ���� ������������������� �������� ��������� ���������� ���#��

Page 27: Engine Cylinder FINAL

3�

Internal Combustion Engine

• � ����������������������� � ���� � ������������� ������������� ��������

�� �#�

'!��,��!& 8��2 ��0 �� "��0"&0 #�6�� "���

�����������B ������������������ ����������������� ��� ������ ���������� ������� �

� ��� �������������� ������������������ ������������������������� ������������

� ����������������������� � ���� ���������������������������B��������

����� ������ ������������ ������������ ��������� ������������� ���������

*� 0 �� "����& ��"���#�� � 7�"�#��0"&0 #�6�8� "��9�

1���������������������� ���� �������������������� ������ ������� �������������

� ���������� ������������������ �������������������������� ���B ����������������

�� ������ ������� �������������� ������������������������������� ������������

� ������������������� ��#�

• ���� ����� ��������������������������� � ���

• ��������� ���� �������� ����������������������������

��2 ���0 �&")9��

� �� � ���� ��������� ����� ������ � �� � ���� ����������������� � �� �������� ������ ����

�� ��� ������������������������ ��������������� ������������������ ������������������

������ ���� �B�� ���� ��� � ������ �� ����� 8�� ���� �����:� ��� ��� � �� ������ ���� � ��� �

�&''� ��� ������ ���� �������� ����� ��� ������ �������� ����� � ���� ������ �������� ����

Page 28: Engine Cylinder FINAL

&�

Internal Combustion Engine

�������&''�� � ������������������������������������������������������������G���� �

������������������������B���������� ��������������������

��� �� �B� �������� ����� �� ������ ������� ����� ������ � ''� ��� ������ ���� �������� ����

������������� ��������������8�&'':��� �������������/'

'�������������������������������

� ������������� ��� ������ ���������������� �������������������������� ������� ��

����� /''� ��� ��� ������ �������� � �� ��B�� ������ ������������� � �� ����� /'

'� ��� ��� ������

������������ �������������������������������������������������������/''�������

������� �6�������������������������������������� �C''���������� ������������83 '

'�E�

&:��� ������������������������������C''�8�&'

'�H�C'

':������������������������������

������������������������ ''G����B���������������������������������"*

'��$ ���������

� ��� ������������������������ ��� ����� ��������������������� �������� ����������

��������������������� ��������������C(&������ ������� ������������� ������������

������������������������ ����� ���� ������������

180 degrees 180 degrees 180 degrees 180 degrees1 Power Exhaust Suction Compression3 Compression Power Exhaust Suction4 Suction Compression Power Exhaust2 Exhaust Suction Compression Power

Firing order 1 revolution = 360 degrees 1 revolution = 360 degrees

720 degrees of crankshaft RotationOne Complete cycle

Page 29: Engine Cylinder FINAL

C�

Internal Combustion Engine

�-54 �5-�+�0�5�-�

.��� ��� � ����������������� ������������������������������������������������������

� � �� ���������������������������� ������� ����������������������������������

��������� ��� � �� ������ -B������� �������� ������� �� � �� ����� �� ����������� ��� ��

� ������������������������������ ���������������� ��� ��������� ������������ ������

������� ���� ��� ����� �������� ��� � ��� ������� ���� � ����� � ���������� ��� � �� ������ ���

���������� �� ,��� ��������������������� ��������������� ��������������� �������

�� ��� �������������

� ��� ����������������

"� �����������������

(� �������������������

Page 30: Engine Cylinder FINAL

"'�

�-���� � �

� ����������������������������������������������� ��������������������������� ��������������

����������������� ������ ��������8��� ���� ����������������:����������������������������

����������������

� ������������� ����������������������� ��������������

Page 31: Engine Cylinder FINAL

"��

� ��������������� �������� ������� ������ �������� ������������������������������ ��� ��

����������������������������� ����������� ������������ ������������������������������ ��

����������������� ��� �� �������� �� ������������������������ ����������������� ��� �� ��

������������� �������

2�������������������� ������������������������������������������ ��� ��������.������������ ��� �

������� ����� ���� ������� ���� ��-"''�� I� ������� ��-� "'��� 0��� �B������� �����6� 74 � (�"�� 0���

�B������������6�74 �(�/������ ����������������������� ���������� ��������������������� ������

� ���������������# ������ �� ������������������������5 ������������������������� ��� ���

������������� ������������ ���B������ �� ������������������� ���� �������������������� �

������ ������������������������ ��� ����B��������

(��������( �� ����������� ������ ���������������������� ������������������������������

���� �����#�

Page 32: Engine Cylinder FINAL

" �

�/��%) #��$�)�#�����

�� �! ������� ������� ����������������� ������������������������� ����������� ���������

# ����� ���� ������ � �� ������� ���� ���� ��� �� ������ ���� � ���� ��� ����� �����

��������������

� ����� �1�� ��� ��� ��� ���������� � ��� ������� ������� � �� ����� ����� ������ ��� ���

������������������������������������� ���������������� �� �����������������������

��������������������� ������������� ��� ��� ����B��������8D��������� ������������:�

F ��� � �� ������ �� ������ � �� � ���� �B�� ��� ����� ������� �� �������� �� � �� �������� ���

����������

F ���� ���������� ����� ���������������������������� ��������������������������B��������

� �� ���� ��� � �� ����� �B������ � ���� � ��� � �� ��� ���������� ������� ������ �������� ����

�����;��������� ���� ����������� �� ���������� ����

Page 33: Engine Cylinder FINAL

""�

"� ��� ���!� ��� ��� � �� ������� �� ����� ����� ������� ��

�������� ��� ����� � �� � ��� �� ��� � � �� ��� � �� �� ���

�����������)���� ������� ������������ � ����� ���� ���

� �� ������� ������� ��� �� ������� ��� � �� ������� ��� �����

������� ���� � ���� ��� ��� � ����� ��������� ��� � �������

�������������� ���������������$ ���� ��������������� ����

���������������A�����''��

Page 34: Engine Cylinder FINAL

"(�

(� ���� �1�� ��� ��� ��� ����������� ��� ����� ����� ������ �� �� ����� ����� ������ � � �

������������������������ ����������������5 ����������������������� ����������B�����������

���� ����������� ������������� ���������� ���������

�1�� ����#�$���������&&��.�)�#���� 7)"�#����

?��;����� ��� ����B��������������������� �����������������������������������������B������

� ����� �������������� ��� ����������������������������������������� �������������������� ��

�������B����������������������;������� ��������� ��� �������������� ����������� �� �����

2� %������� ����������� ����� �

�� ������������ ���������� ��

-� �������� ����� ���

3� ������!���� �

4� '�� �������)������� �������

�� %������� ����������� ����� �*�� ����� ����������������������������� ������� ��

����� ����������������������� �� ����������������������� �����������

Page 35: Engine Cylinder FINAL

"/�

�� "������� ����� ���9���������������������� ������������������ ������� ��

������������� ����� ���� ��������������� ����������������� ��������������������� ��

������� ������ �������� ����������� ������������������� ���B�����������������

"� � �����!���� �9�� ��� ��� ����B���������������������� ������������������������

������ � �� ��������������� ��� ��� � �� ������ �� �����B����������������� ����������

�������� ������������������������������ �������������������������

(� '����������� ���������� �9�������������������� ������������������������ ��� ���

�B�������� ���� ������� ��������� ���������������������������� ���B����������� ��

����������� ��������B���.�������� ��������� ��������������� �����������������

���������������������������� ��� ��������������+� ����������������������� ���������

����������� �������������� �������� ������ ������� �� ���� ������ ����������������������������

��� �� �������#�

Page 36: Engine Cylinder FINAL

"3�

�������

�3���#�����&")�

���� �������������������������� ����� ��������������������������������������B���������������

������� ����� ���� �������� ��,���� ��� � �� ������ �� � �� ��������� ��,���� ���� ������ ��� ������

�������������$ ��� ���� ��� ����������������������B�������������������������������

Page 37: Engine Cylinder FINAL

"&�

2����� ����� �� ������� ��� � �� ������� ����� ��� � �� ������ �� � �� �������� ��� � �� ������ �������

� ������������ ����������������� ��������� �������� ���������8��� ��������� ��������������

� ����� ��������:����� �������������� ���� �������8�B�������� ������������� �)���� ��������:�

�� ������������������ �� ������������������������� ��������������������������������������

8� �����������:��������������������� ��� �������� ������������ �� ����� ��������� �������������

� ���B�������� ����������� � ���������������������������������� ��������������

.����� ����������������� �� ��/����/�� ������#�

�� �������������

� ������������������������

"� ����������������

(� ����� ������������

*� ���������������

/� �����������������

3� ��������������

&� ������������

C� �����B������������������

� & ���� ��� �*��������������� �� ���� ���������������������������������������� �� ��

��������������� ������������������� ������������������������ ��� �)���� ����������� ��

������ ��� �� ����� �������� �� � �� �� �������� � �� ������� ��� ������� ������� �� � ��

��������������������� ���������������� ���� ��������������� ����� ���������� ��

� �� ���� ����� �������� ������ ��� ������� ��� � �� ��� �������� �������� � �� ������ � �����

������� ��� ������� ���������������� �� �������������������������������������

Page 38: Engine Cylinder FINAL

"C�

� %��� ��������������� �9����� �������� ����������������������������������� ����

������ ������ � � �� ���� ��� � ������ ��� � ���� �� ����� ������� � �� ��� ������� ����

��������� � �� ���� ���� ���������� ������� �� � � �� ������� ������ ��� � ������� ����

������������7�1<���

"� & �� ������ ��� �9� ��� ����� ����� �� ���� � ���� ������ ��� � ���� ������ ���� ��;����

���������������� ��������� ������������������������������������������������� �� �

Page 39: Engine Cylinder FINAL

('�

���� � � � � �� ��� �� �������� ���� � � �� �6���� �� ���� � ��� � ����� ��� ������� ���������

.���������������� ��������� ��������� ��� ���� ���������������� �����������������

�������� �� ��������������������������

(� �� ����� ��� �9� ��� � ������� ���� � ���� ��� ��� ����� ���� ������ ������ ��� � �������

���� ����� ������������ ������������������������������������������� ���������������

������� ��� � ������� ���� ���� �� � ���� ������ � ���� ��� ��������� �� ��� � ��� � ��

��������� ��������������������� ��� ��

� �

�����4���#�������.#�

2���������������������������������������������� ���������������������

�����������

"# .�� ����� ��� ����������� ������������������������������#�

0# 1�������������� � ���� ��������� ������� � �������� �����#�

%# ������������ ���� ���������� ������� � �������� ���� �2��� ���#�

Page 40: Engine Cylinder FINAL

(��

� ����������������������������������������� ��������������������� �� ���

"# �� ��������������������

0# 3� ���� ���������� ���������������

� ����� ������������������������ ����*���

��� ��������������������� �������� �� ����

�����

�#4 .�� ����������� ����������

��#4 +�������������� ��������� ��

������ ������� � #�

� �������������������������������� ���

��� �������������B�������������� �������

�#4 )����������������������������

�#4 ��� ��������� ������� � �����������������#�

� ���� � ���� �������������� ��������� � ��

�������������� �����������������������

������� �� ����� ��������� ���� �������

��������

� ������������������������������B�����

���������������� �� ���������������������

� ������������ ���� �������� ����������

� ������������������������������� �� ��

������������

Page 41: Engine Cylinder FINAL

� �

���5���#����)���������. ���)��9

������������� ������������� ����������������� ��������������� ��������������� ������������

�������� ������� ��� � ����� � �� )���� �������� � �� ����� ��� � �� ������ ���� � �� �� ���� ���� ���

��������� ����� +����� ��� � �� ��� ���� ������� ���� ��� ������ ��� ���� ���������� ���

������������������� ��������"���������������������� �������������������������������

�#�+!������� ����� ���*

� ��������� ������ ������������������ ��������������8���������:������������������ ���������

������������������������� ����������� ���������������� ���������������������� ��������

��� ��� ���� ��� ���� ������� �� � �� ��� �� � �� ����� ���� �� ������ ��� ������ �������� � �� ��������

� ����� ��� � �� ������ ��� �� ���������� ��� ������� ��� ��� � � �� ������ +����� �� � ��

������� ������ �������������������������������������������������

Page 42: Engine Cylinder FINAL

� �

(��� ��� �������������������������������+ #�� #������ ����#�

���������� ���!������

���� ��������� ����� ��������������������� ����� ������������������������ �����������

���������� ���������� �������������� ������������� ������������.������ ���� ��������

��������������������� ����������������

�#� ������!� ����� ����� ���*

���� ��������� ���������� ���������������B������������� ���������������� ���� �����������

� ����������������� ���� �������������������� � ����� ���� ���������� ���� ������� ������

��� ���������������������������� ���������������

Page 43: Engine Cylinder FINAL

� �

�����.�� �:"&0 �

1������ ���� � �� ������ �������� ���� ����� ������� ��� ��� �� ���� � � ���� ���� ������ � �� ������

������ ����������������� � ����������� ������������

��� ����� ���� � �� �� ��� �B ����� ���� ����� ���� � ��

��������� A��� �� B��������������������������� � ��

����� ������ � ��� � � �� ����� � �������� ���� � ��

����������������� ��� �� ���B�����������������

� ���B ������ ���������

� �� �������� ������ ��� ������� ���� ��������� �����

�������� ��������

�� 2���������������� �� ���� �������

��� �������� ���������.�����5�����

� �������������

"� D��������������� ������J+� *�

� �����������+�)�)�"�� �����������

(� ������� ��������������� �������� ��������������������������D�� ��� '''�������

������������

*� �������������� ����������������������

'���� 5����5�������������������� ��������������� ����������������������������������������

������� �������������������������������������� �� ���������������������������������������

� ��������������-B ������������������ ������� ���� ������������������

Page 44: Engine Cylinder FINAL

� �

• � ��������������B ����������8��� ������������� ��� ������������:���� ����� ���� ��

���������������������� �� �����

• � �������������B ����������������� ��������������������� ���� ���� ���� ������

���� �� B����������������������������

����!������������9�-B �������������������� ���� ������������������/''�H�3'''�������� ���

��������+����� �������������������� � �� ���������������� � �� ��� ���������������� ����

� �� �� ���� �� ������� �������

� �������� ������ ��� ��� � �B �����

������� �� ����� ���������� �� ����� �

���������������� ������� ��������

��� ��� �� ������ ���� � � ���� ������

*'K � ����� �� �� ������ �� � �;���

����� �������� �������;������������

� �� ��������� ��� ���������� ���

�B ����� ������� ����� � �� ����� ����

��� ��� ��� � ��� ��� �����������

����������� ����������8�'*'�:��

F ��� � �� ������ �� ��������� � �� �;��� ����� � � ����� ��� ���� ����� �� � �� ������ ���� ��

�����;������������� ��������� �������� �� �� ����������� ����� ������ ����������������� ��

��� ������ ������ �������������� ���� �����A��� ����������� �� �� ����������������������� ���

������������������������������������������������������� ��������)�������� ��������� ����

��������������� ����������� ������������&'6�'''���

Page 45: Engine Cylinder FINAL

� �

!��������9�� ��������� ���� �������� �����,�������������� ������������� ���������� ��

����������� ��������������������� ��������������������������� �������� �� �������� ��������

�����������������������������������������

����:"&0 ��) �"���.�+ ��"��#+ #�

2� 5����������������������������,!�������������� ����*

F ����!�� ����� ����� ����� �� ���������� ��������������������������� ������������������

� ����� ������ � ������������������ ������������ ����������������� ��� ������������ ��B�����

������������� ������������ �������� ����������� ����� ������������ ���� ��������������

���� ����������� ������������ �� ������������������ ������������������������ B��������������

� �����������F � �� ���������������� ����� �� ������ ���������������� ��������� �����������

Page 46: Engine Cylinder FINAL

� �

��������� ������6�������������������� ����� ���� ��������������� �� ����������5 ���� ��

����������������

�� 5������������������������������ ����9��

��� ������ ������������������������������ �������� ������� �� ���� ����������������

������� �� ������������������ ������2/�-�������/�6�7��/�������/�3 �� ������������ �����

� �������� � ����������� �������� �#�

� �� ���� ���� ��� � � ���� ������� ���� ��� � ����� ����� ��������� ���� � ��� ��������

������+������������;����� �������������������� ����������� �������� �� �����

-�5�����������������������������

��� � ������� ���� �� �� ������� ��� 0� H� 7���� ������ ���� �� � ���� �� � �� ����� ������� � ��

������������������������������������������

�� 0�������� � ���������������� ������������������������ ���������� �����

� 0���������������������� ��������� �� ���� ��

"� F �������;���������� ������������������� ������ �����

(� # �� ���� ����������� ��������� ���� ��������� ����������������

*� 1���� ��������������������� �����������������������

/� � �������� ����� �������� �� ��������� ���������

3� ����������������������������������

Page 47: Engine Cylinder FINAL

� �

� � ���������������������� �

Page 48: Engine Cylinder FINAL

� �

��'����� ����.������

� �� �� ���� ���� ��� � �� ��������� ���� �� ���������� ��� � �� ������ ���� � �� �� ���� ��

���������� ��� � �� ������ � ���� � ��� � � �� ������ ���� � �� ��������� ���� �� ��������� ��

���)������������ ������B���������������������� ����� ������������������������ ��������

��������������������������������� ��������������B����������� ���� ���������������������

������������������ �������������������� �������6�������������������������� ��������������

�������� ��������������������������� ���� ����D��������� ��������������� �����������

Page 49: Engine Cylinder FINAL

� �

���������� ����������������� ������������������������������������������������������ ��� �

������������������� �������������������

���������������������������� �

Page 50: Engine Cylinder FINAL

� �

2��3���1����

������� ������������������ ����������� � ���������������� ���������� ��������� ������������

� �� ������ ��������� �� � �� ����� ���� ������� ������ ����� ��� � �� ������ ����� ������ �� � ��

������ ��� ��� ��� �� ���� � � �� ��������� ���� ���� �� � ��� ������������ ��� � �� ����� � � ��� � ��

���� ����� � � � �� � ������� ��� ��� ������ ���� �� �� ������ � ���� ���� ������������� �������� �� �

�������� ��� � �� �B�� ��� ������ � ����� � �� ����������� �� ������� � ���� ��� � �� ������� 2������� ���

������������� �������������������� ������������������������ ��������� ���������������������

��������������������������� ��������� ����������� ��������������������������������������

������������������������� ������� � ���� � �������� ������������������� ���������������

� ���� ����������������������� �������� ����������� ������������������������ � ������������

� ����������������������� ����������� �� �����

��������������������������� �

Page 51: Engine Cylinder FINAL

� �

Page 52: Engine Cylinder FINAL

� �

Exercise 1

1. Enumerate the main parts of an automobile engine.

2. Describe in detail the function, construction and materials used for the

(a) Cylinder Block. (b) Cylinder Head (c) Crank Case (d) Oil Pan

3. What are the functions of engine inlet and exhaust manifolds? Describe their materials and

construction.

5. Discuss different types of cylinder liners. What are their comparative advantages? Discuss

various liner troubles,

6. What is the difference between Wet liners and Dry liners?

7. How the IC Engines are classified?

8. Make a sectioned sketch of a petrol engine piston and name its various parts.

9. State the functions which a piston in an automobile engine cylinder is required to perform.

Discuss various methods used to avoid piston-slap.

10. Describe in detail various types of automotive pistons.

11. Discuss in detail various types of piston failures. Give suggestions to avoid the same.

12.What are the functions which the piston rings are required to perform? With the help of

suitable sketches explain the constructional features of various types of piston rings,

13.Explain with the help of simple sketches the working of the compression and the oil control

rings.

14.Discuss various design considerations for piston rings. What factors would you consider for

Page 53: Engine Cylinder FINAL

� �

selecting rings for an engine?

15.Discuss in detail various ring failures and their causes.

16.Describe the functions, materials used and the construction of a connecting rod and a piston

pin. Discuss also various methods of connecting these two, stating their merits and demerits.

17. Where is the' crankshaft mounted in the cylinder block?

18. What are the Merits and Limitations of Single and Multi-cylinder Engines?

19. What is the function of camshaft?

20. What is the function of a cylinder head?

21. What type materials are used for Cylinder blocks?

22. How the Engines are classified based on valve positions?

23. What are the methods used for controlling piston expansion?

24. Explain briefly about Valve operating mechanisms of an engine.

25. What is 'firing order'? What are the correct firing orders for 4-cylinder and 6-cylinder in-line

engines?

26. What is the function of an engine flywheel?

27. Why does the increase in number of cylinders makes the engine power output more uniform?

28. Why is the acceleration response in a multicylinder engine quicker compared to a single

cylinder engine of theComparable size?

29. Stage any three problems that arise if number of cylinders in an engine is more.

30. Ordinarily what is the maximum size of a single-cylinder engine?

Page 54: Engine Cylinder FINAL

� �

22.