第一章 内燃机基本构造和原理
物理九年级内燃机知识点
物理九年级内燃机知识点内燃机是一种将燃料在内部燃烧产生能量的机械装置。
它是现代社会中最重要的动力来源之一，被广泛应用于汽车、发电机以及飞机等领域。
下面将介绍物理九年级中与内燃机相关的主要知识点。
一、内燃机的工作原理内燃机主要包括四个基本部分：进气系统、压缩系统、燃烧系统和排气系统。
进气系统负责吸入空气和燃料混合物，压缩系统将混合物压缩至高压状态，燃烧系统点燃混合物，产生高温高压气体，最后通过排气系统释放燃烧产物。
二、燃烧原理内燃机主要通过燃料的燃烧来释放能量。
燃料与空气混合后，在高压状态下被点火，发生燃烧反应。
燃烧反应产生的热能将气体加热膨胀，从而驱动活塞工作。
利用连续的爆发和推动机械装置运动的过程，将热能转化为机械能。
三、燃烧反应和燃料在内燃机中，燃料主要是液体燃料（如汽油、柴油）或者气体燃料（如天然气、液化石油气）。
不同类型的燃料在燃烧过程中会有不同的反应特点和燃烧产物。
例如，柴油机燃料燃烧时会产生较多的氮氧化物和颗粒物，而汽油机燃料则会产生较多的碳氢化合物。
四、热力循环内燃机的工作过程可以通过热力循环来描述，常用的是奥托循环和迪塞尔循环。
奥托循环主要用于汽油机，其特点是在连续的四个行程中完成燃油的吸入、压缩、燃烧和排出。
而迪塞尔循环主要用于柴油机，其特点是在燃油被注入和压缩后点火燃烧。
五、效率和排放内燃机的效率是指输入输出能量的比值，通常以热效率和机械效率来衡量。
热效率是指燃料中释放的能量中转化为有效功的比例，机械效率则是指发动机输出功率与输入燃料能量之比。
此外，内燃机的排放问题也备受关注。
汽车尾气排放的二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物和颗粒物等对环境和健康造成重要影响。
六、内燃机的改进和发展为了提高内燃机的效率和减少排放，科学家和工程师进行了许多改进和创新。
一些改进措施包括采用高效燃烧技术、提高燃烧效率、减少摩擦和辐射损失等。
此外，还出现了混合动力汽车和电动汽车等新型动力系统，有效地解决了内燃机在能源利用和环境保护方面的问题。
第章陈家瑞汽车构造课件内燃机的基本工作原理和总体构造
第章陈家瑞汽车构造课件：内燃机的基本工作原理和总体构造一、引言内燃机是现代汽车的核心动力装置，通过燃料的燃烧产生高温高压气体，驱动活塞运动，从而将化学能转化为机械能。
在陈家瑞汽车构造课件的第章中，我们将介绍内燃机的基本工作原理和总体构造。
二、内燃机的基本工作原理内燃机的基本工作原理可以分为四个阶段：进气、压缩、燃烧和排气。
1. 进气在进气阶段，活塞往下运动，气门打开，缸内的气体通过气门进入。
进气阀门是由凸轮轴或者气门驱动器控制的，它们的运动控制了气门的开关。
2. 压缩在压缩阶段，进气阀门关闭，活塞向上运动，压缩气缸内的气体。
通过压缩，气体的温度和压力升高，为燃烧创造条件。
3. 燃烧在燃烧阶段，活塞接近上止点时，点火塞点火，将燃料喷入气缸，与气缸内的空气混合并燃烧。
燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动。
4. 排气在排气阶段，活塞往上运动，废气经过进气阀门排出气缸，清空气缸准备下一轮工作。
三、内燃机的总体构造内燃机的总体构造包括气缸、活塞、曲轴和气门等部件。
1. 气缸气缸是内燃机的基本工作单元，它负责装载活塞和气缸盖，并提供燃烧室。
气缸通常由铸铁或铝合金制成，具有足够的强度和耐磨性。
2. 活塞活塞是内燃机的移动部件，与气缸内形成密封工作空间。
活塞上的活塞环可确保气缸内的气体不泄漏。
活塞由铸铁或铝合金制成，并通过连杆与曲轴相连。
3. 曲轴曲轴是将活塞的往复运动转化为旋转运动的部件。
曲轴由多个连杆轴颈和一根主轴组成，常用的材料为合金钢。
曲轴经过精确的加工，以减小摩擦损失和振动。
4. 气门气门是控制进出气体流动的部件，通常由活塞驱动器或凸轮轴控制。
气门的打开和关闭决定了气缸内气体的进出。
四、在本章中，我们介绍了陈家瑞汽车构造课件第章的主题——内燃机的基本工作原理和总体构造。
通过了解内燃机的基本工作原理和关键部件的构造，我们可以更好地理解汽车的核心动力装置，为之后的学习打下基础。
希望这份课件能够对你们的学习有所帮助！注意：本文档中不包含网址和图片，纯文本格式。
内燃机原理(全)
7、按气缸布置形式分：有卧式、直列式、V形、 对置式及星形（航空）内燃机等，如图1--1所示。
8、按汽缸数分：单缸、双缸和多缸内燃机。
9、按用途分：可分为汽车用、特种车辆用、工程机 械用、农用、拖拉机用、发电用、铁路机车用、内 河（淡水）和海洋（咸水）船舶用、飞机用、摩托 用、军用等内燃机等。
10、按转速分：有高速、中速和低速内燃机。目前 汽油机均为高速内燃机，最高转速一般在6000转/分 以上，比柴油机的转速高；汽车用柴油机最高转速 4000转/分左右；而工程机械柴油机最高转速一般为 1500转/分—2000转/ 分。船舶用柴油机转速一般为 中、低速，100转/分—500转/ 分左右。
4.排气过程
排气过程中，活塞由下止点向上止点移动， 排气门开启，进气门保持关闭 。示功图上的曲
线br表示排气过程。残余废气约占进入气缸的新
鲜混合气的5％--15％(以质量计)
三、四冲程柴油机的工作原理
四冲程柴油机和汽油机—样，每个工作循环也 经历进气、压缩、燃烧—膨胀和排气4个过程。其工 作过程与汽油机的不同，在于可燃混合气的形成和 着火的方法。在柴油机中吸进和压缩的是空气，燃 油以很高的压力被喷入压缩后的高温空气中形成混 合气而自行着火燃烧。
活塞在气缸中往复运动时，曲轴则绕 其轴心线作旋转运动。很明显，曲轴每转 一周，活塞向上向下各行一次（两个行 程）。
一．基本名词术语
1、上止点（TDC）： 活塞离曲轴中心最大
距离的位置称为上止点， (图1—3)； 2、下止点（BDC）：
活塞离曲轴中心最小 距离的位置称为下止点。 注意：在上、下止点时， 活塞的运动方向改变， 同时它的速度等于零。
四冲程柴油机的构造除点火系和供给系外， 与汽油机的大体相同。
内燃机构造介绍课件
STEP3
STEP4
汽油内燃机：使用 汽油作为燃料的内 燃机，具有较高的 功率和转速，适用 于汽车、摩托车等 交通工具。
柴油内燃机：使用 柴油作为燃料的内 燃机，具有较高的 热效率和扭矩，适 用于卡车、拖拉机 等重型车辆。
液化石油气内燃机： 使用液化石油气作为 燃料的内燃机，具有 较低的排放和噪音， 适用于家庭、小型工 业设备等场合。
质材料、优化结构设 计等方式降低发动机 重量
02 降低排放：采用先进
的排放控制技术，降 低污染物排放
04 提高可靠性：通过优
化设计、提高制造工 艺等方式提高发动机 的可靠性和耐久性
智能化控制
01
电子控制单元（ECU）：实现对内燃机的精
确控制，提高燃油经济性和排放性能
02
传感器技术：实时监测内燃机运行状态，
能
热能转化为机 械能，推动活
塞运动
活塞运动带动 曲轴旋转，产 生旋转机械能
旋转机械能通 过传动系统传 递给车轮，驱
动车辆行驶
2
内燃机的主要部 件
气缸
1
气缸是内燃机的 核心部件，负责 燃烧燃料产生动
力。
3
气缸内部有活塞， 活塞在气缸内上 下运动，压缩空 气和燃料混合物，
产生动力。
2
气缸通常由铸铁 或铝合金制成， 具有较高的强度
曲轴
作用：将活塞的往 复运动转化为旋转 运动，驱动汽车前 进
01
结构：由主轴颈、 连杆轴颈、曲柄、 平衡块等部分组成
02
04
加工工艺：采用精 密铸造、锻造、热 处理等工艺，保证 曲轴的精度和性能
03
材料：一般为优质 合金钢，具有高强 度、高耐磨性和耐 高温性
内燃机原理和构造(共57张PPT)
多元化动力总成
未来动力总成将呈现多元化趋势，内燃机将与电动机 、燃料电池等共同存在。
提高效率降低排放策略
涡轮增压技术
提高进气压力，增加发动机功 率和扭矩，同时降低油耗和排 放。
轻量化设计
采用高强度材料和先进制造工 艺，减轻发动机重量，提高燃 油经济性。
02
密封材料选择
根据密封部位的工作条件和要求，选择合适的密封材料，如橡胶、塑料
、金属等。
03
密封技术改进
随着技术进步，新型密封材料和结构不断涌现，如高性能橡胶材料、复
合密封结构等，提高了密封效果和耐久性。同时，采用先进的加工工艺
和质量控制手段，确保密封件的精度和质量。
05
性能评价与试验方法
Chapter
应用领域与市场需求
应用领域
内燃机广泛应用于交通运输、工程机械、农业机械、发电机组等领域，为现代社 会提供了强大的动力支持。
市场需求
随着全球经济的不断发展，对于内燃机的需求也在持续增长。特别是在新兴市场 和发展中国家，由于基础设施建设和工业化进程的加速，对于内燃机的需求尤为 旺盛。同时，市场对于更加高效、环保的内燃机的需求也在不断增加。
缸内直喷技术
提高燃油雾化质量，实现更精 确的燃油喷射控制。
可变气门正时技术
根据发动机工况实时调整气门 开度和气门关闭时间，优化燃 烧过程。
余热回收技术
利用发动机余热为车辆提供辅 助热源，提高能源利用效率。
THANKS
感谢观看
润滑、冷却与密封技术
Chapter
润滑系统组成及作用
润滑系统组成
包括机油泵、机油滤清器、机油 冷却器、油道等。
第一章内燃机基本原理与构造介绍.ppt
（一）四冲程汽油机基本工作原理
吸气冲程（0~180 CA）
活塞由上止点向下止点运动，
活塞上方气缸容积增大，形成 一定真空，此时排气门关闭，
汽 油 和
进气门打开，可燃混合气由化 空
油器经进气管、进气门吸入气 气
缸，历时一个活塞冲程，曲轴
旋转180°转角。
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（一）四冲程汽油机基本工作原理
二、内燃机基本概念
外燃机与内燃机比较
外燃机体积大，重量重，热效率低； 内燃机热效率高，体积小，重量轻，便于移动，
起动性能好;
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二、内燃机的分类
（1）液体燃料发动机：汽油机（gasoline engine）；
柴油机（diesel engine）。
（2）气体燃料发动机：压缩天然气发动机（CNG）；
进、排气门仍关闭。当压缩冲 程接近终了时，火花塞发出电火 花，点燃被压缩的可燃混合气， 放出大量的热能，使气缸内的压 力和温度迅速增加，推动活塞向 下运动，并通过连杆带动曲轴转 动。
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（一）四冲程汽油机基本工作原理
排气冲程（180~360 CA）
当膨胀接近终了时，排气门
燃
打开，靠废气的压力进行自由排
烧
气（排气门开启时废气压力与大
后
气压力之比大于临界压力比），
的 废
大部分废气自行排出。活塞到达
气
下止点后再向上止点移动，继续
将废气强制排到大气中。
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（二）四冲程柴油机工作原理
四冲程柴油机每个工作循环也经历吸气、压缩、作功、 排气四个冲程，相应地曲轴旋转了两周。
柴油的粘度比汽油大，不易蒸发，不可能用气缸外部的化 油器进行雾化，因此不可能采用气缸外部形成可燃混合气的 方法，唯有在高温、高压的气缸内采用高压喷射才能将柴油 在很短的时间内完全雾化。
第一章 内燃机基本构造和原理
（8）发动机排量：多缸发动机的各气缸工作容积的总和。 一般用VL表示： VL = Vh × i 式中：Vh－气缸工作容积； i － 气缸数目。
（9）压缩比：是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称为压缩比。一般用ε表示。 ε= Va / Vc 式中：Va － 气缸总容积； Vh － 气缸工作容积；Vc － 燃烧室 容积； （10）工作循环：包括进气、压缩、作功和排气过程，即 完成进气、压缩、作功和排气四个过程叫一个工作循环。
三、四冲程汽油机与柴油机的区别
汽油机 1.吸入可燃混合气，其 形成的时间从进气开 始直到压缩终了。 2.电火花点燃，ε小(69)。经济性差。 3.转速高，50006000r/min。 4.质量小，制造维修方 便，工作噪声低。 柴油机 1.吸入纯空气，只在压缩 终了时，由喷油器喷入 柴油。 2.自燃，需提高汽缸的压 力和温度。 ε大（1622），经济性高。 3.转速低，25003000r/min。 4.质量大，制造维修困难， 工作噪声高。
第三节 二冲程发动机的工作原理
二冲程发动机的工作循环是在两个活塞行 程内，即曲轴旋转一周内完成的
一、二冲程汽油发动机工作原理：
二行程汽油机的工作循环也是由进气、压缩、 燃烧膨胀、排气过程组成，但它是在曲轴 旋转一圈(360°)，活塞上下往复运动的两 个行程内完成的。二行程发动机与四行程 发动机工作原理不同，结构也不一样。
吸气行程
压缩行程
作功行程
排气行程
进气行程：吸入气缸的是纯空气，在进气通道中没有化油器， 进气阻力小，进气终了时气体压力略高于汽油机而气体温度略 低于汽油机。气体压力约为0.0785～0.0923MPa，气体温度约 为300～340K。 压缩行程：压缩的也是纯空气，在压缩行程接近上止点时，喷 油器将高压柴油以雾状喷入燃烧室，柴油和空气在气缸内形成 可燃混合气并着火燃烧。柴油机的压缩比比汽油机的压缩比大 (为16～22)，压缩终了时气体温度和压力都比汽油机高，大大 超过了柴油机的自燃温度。压缩终了时，气体压力约为2.9～ 4.9MPa，气体温度约为750～950K，柴油机是压缩后自燃着火。 作功行程：柴油喷入气缸后，在很短的时间内与空气混合后便 立即着火燃烧，柴油机的可燃混合气是在气缸内部形成的。柴 油机燃烧过程中气缸内出现的最高压力要比汽油机高得多，可 高达5.9～8.8MPa，最高温度也可高达1800～2200K。作功终了 时，气体压力约为0.29～0.58MPa，气体温度约为1000～1300K。 排气行程：废气经排气管排入到大气中去，排气终了时，气缸 内气体压力约为0.10～0.12MPa，气体温度约为500～800K。
第一章 内燃机基本工作原理
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八、工艺性指标 工艺性指标是指评价发动机制造工艺性和维修工艺性好坏的 指标。发动机结构工艺性好，则便于制造，便于维修，就可 以降低生产成本和维修费用。 九、内燃机速度特性 汽车发动机的工况在很广泛的范围内变化。当发动机的工况 (即功率和转速)发生变化时，其性能(包括动力性、经济性、 排放性和噪声等)也随之改变。因此，在评价和选用发动机 时就必须考察它在各种工况下的性能，才能全面判断其好坏 及能否满足汽车的要求。 发动机性能指标随调整状况及运行工况而变化的关系称为发 动机特性，利用特性曲线可以简单而又方便地评价发动机性 能。 发动机的有效功率 Pe、有效转矩 Te 和有效燃油消耗率 be 随 发动机转速 n 的变化关系称为发动机速度特性。
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二、往复活塞式内燃机的基本结构
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三、内燃机的基本术语
1. 工作循环 ：活塞式内燃机的工作循环是由进气、压缩、作功 和排气等四个工作过程组成的封闭过程。周而复始地进行这 些过程，内燃机才能持续地作功。 2.上、下止点 活塞顶离曲轴回转中心最远处为上止点；活塞顶离曲轴回 转中心最近处为下止点。在上、下止点处，活塞的运动速度 为零。
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2、 二冲程柴油机工作原理
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三、汽油机与柴油机、四冲程与二冲程内燃机的比较
四冲程汽油机与四冲程柴油机的共同点是： 1)每个工作循环都包含进气、压缩、作功和排气等四个活塞 行程，每个行程各占180°曲轴转角，即曲轴每旋转两周完 成一个工作循环。 2)四个活塞行程中，只有一个作功行程，其余三个是耗功行 程。显然，在作功行程曲轴旋转的角速度要比其他三个行程 时大得多，即在一个工作循环内曲轴的角速度是不均匀的。 为了改善曲轴旋转的不均匀性，可在曲轴上安装转动惯量较 大的飞轮或采用多缸内燃机并使其按一定的工作顺序依次进 行工作。
内燃机总体构造和工作原理资料
第一章内燃机总体构造和工作原理引言内燃机是指燃料直接在发动机内部燃烧的一种热力发动机。
内燃机每实现一次热功转换，要经历一系列连续过程，构成一个工作循环。
内燃机由于具有热效率高、体积小、质量轻、便于移动及起动性能好等优点，广泛应用于各种车辆和农业装备等。
目前，内燃机已经成为工农业发展的重要动力之一。
在农业生产中，农业装备因作业环境复杂，道路条件差，且经常处于变负荷及全负荷工作状态，所以，对其发动机有以下几点要求：（1）有良好的动力性和经济性；（2）噪声和振动要小，排气污染要轻；（3）零件应有较高的耐磨性和使用可靠性；（4）应有较高的互换性和良好的修复性能；（5）结构简单，使用、维护、拆装简便。
本章主要阐述内燃机的总体结构、基本工作原理、主要性能指标及影响内燃机工作性能的主要因素。
第一节内燃机的总体构造一、内燃机的分类内燃机的结构型式很多，根据其将热能转化为机械能的主要构件的形式，可分为活塞式内燃机和燃气轮机两类。
活塞式内燃机又可按活塞运动方式分为往复活塞式和旋转活塞式两种。
往复活塞式内燃机在汽车、拖拉机上应用最为广泛。
活塞式内燃机根据不同的特征可以分为以下几类：（一）按所用燃料分类可分为液体燃料发动机（汽油机、柴油机等）和气体燃料发动机（天然气发动机、液化石油气发动机等）。
（二）按着火方式分可分为压燃式发动机和点燃式发动机。
同样条件下，由于柴油自燃点比汽油低，因此采用压燃式（自燃式）着火。
即通过喷油泵和喷油器将柴油直接喷入发动机气缸内，在气缸内与压缩空气均匀混和后，在高压高温下自燃。
汽油自燃温度比柴油要高，因此一般采用点燃式着火。
即利用火花塞发出的电火花强制点燃汽油，使其着火燃烧。
（三）按工作循环的行程数分内燃机每一次将热能转变为机械能都必须经过吸入空气、压缩和输入燃料，使混和气体着火燃烧而膨胀作功，最后排除废气的这样一系列连续过程，即完成一个工作循环。
往复活塞式发动机根据每一工作循环所需活塞行程数来分，四个行程完成一个工作循环的称为四行程内燃机，两个行程完成一个工作循环的称为二行程发动机。
第一章 内燃机的基本工作原理和总体构造
四冲程汽油机、柴油机缸内压力、温度比较 （p：Mpa ；T：K） 汽油机 柴油机 进 pde 0.075~0.09 0.08~0.09 气 Tde 370~400 340~380 压 pco 0.6~1.2 3.0~5.0 缩 Tco 600~700 750~1000 做 pmax 3.0~6.5 4.5~9 Tmax 2200~2800 1800~2500 功 pex 0.3~0.6 0.2~0.5 Tex 1200~1500 1000~1200 0.105~0.115 0.105~0.12 排 p`r 气 T`r 900~1100 700~900
（一）二冲程发动机结构介绍 1、 换气机构（气孔、气阀） 2、 曲轴箱扫气、扫气泵扫气 3、 活塞顶部为凸顶，以引导气流扫气 4、 活塞裙部较长，有缺口等 （二）工作原理 1、第一冲程 活塞：从下止点到上止点 活塞上方：结束换气，结束排气，压缩可燃混合气 活塞下方：新鲜混合气由进气口进入曲轴箱 曲轴：旋转从0℃A～180℃A
三、四冲程汽油机、柴油机特点比较 1、由于柴油机压缩比较高，所以柴油机的有效 热效率好，经济性好。 汽油机：be=270～325 g/(kw.h) 柴油机: be=214～285 g/(kw.h) 2、柴油机无点火系，所以故障少些，易保养。 但柴油机有高精度零件如喷油泵、喷油器等， 其成本较高，并且加工较难。 3、柴油机最高爆发压力高，所以对发动机的零 部件强度要求高，这样导致柴油机笨重。
第一章 内燃机的基本工作原 理及总体构造
本章主要内容：
1、有关汽车发动机的名词术语 2、四冲程内燃机的工作原理 3、二冲程内燃机的工作原理 4、汽车发动机的总体构造
第一节 发动机类型
按活塞运动方式的不同，活塞式内燃机可分为 往复活塞式和旋转活塞式两种。
内燃机原理与构造课件
水冷式的。 ? 6、按气缸数及布置分，有单缸内燃机、多缸内燃机、立式内燃机、卧式内燃
机、直列式内燃机、 V形内燃机(图1-1a)、对置气缸式内燃机 (图1-1b)、斜 置式内燃机。 ? 7、按用途分类，有汽车用、工程机械用、拖拉机用、船用、坦克用、摩托车 用、发电用、农用等内燃机。 ? 8、其他，除以上方式分类外，还可按转速来分，有高速、中速和低速等几种。
.
4
关于排放标准
? 1961年美国开始规定轿车的排气标准， 1970年美国加利福尼亚州决定对载重卡车 用柴油机排放的一氧化碳、碳氢化合物和氮
氧化合物从1973年和1975年起分两个阶段 进行限制，接着在欧洲、日本和我国都相应
制定了汽车排放法规，并且这些法规将越来
越严格。此外，由于从1973年10月开始， 石油输出国大幅度地提高石油价格，从而引
? 6-气缸 7-活塞 8-曲 轴 9-曲轴正时皮带轮 10-传动
? 链轮 11-连杆 12-气 门 13-凸轮轴正时齿 轮
.
11
图1-4 四冲程汽油机基本结构简图
? 1-气缸 2-活塞 3-连 杆 4-曲轴 5-气缸盖 6-进气门
? 7-进气道 8-火花塞 9-排气门 10-排气道
.
12
表1-1 四冲程汽油机工作过程
内气体压力和温度迅速增加（最高压力达 5Mpa，最高温度达
2800K），气体体积急剧膨胀，推动活塞从上止点向下止点运
动（相当于曲轴转角 360°~540°），通过连杆使曲轴旋转
起各国对发动机燃油经济性的重视。
.
第一章内燃机基本原理与构造93页
三、基本术语
1)上止点：活塞顶离曲轴回转中 心最远处，通常指活塞最高位置。 2)下止点：活塞顶离曲轴回转中 心最近处，通常指活塞的最低位 置。 3)活塞冲程（Ｓ）：上下两止点 之间的距离。 4)曲柄半径（Ｒ）：与连杆下端 相连的曲柄销中心到曲柄回转中 心的距离。显然：Ｓ＝2Ｒ
28.12.2019
二、内燃机的分类
（1）液体燃料发动机：汽油机（gasoline engine）；
柴油机（diesel engine）。
（2）气体燃料发动机：压缩天然气发动机（CNG）；
液化石油气发动机（LPG）。
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二、内燃机的分类
（3）按冷却方式分类：水冷，风冷
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二、内燃机的分类
内燃机：液体或气体燃料和空气混合后直接输 入机器内部燃烧而产生热能，然后再将热能转 变成机械能输出的热力发动机。如活塞式内燃 机。
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二、内燃机基本概念
外燃机与内燃机比较
外燃机体积大，重量重，热效率低； 内燃机热效率高，体积小，重量轻，便于移动，
起动性能好;
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28.12.2019
（一）四冲程汽油机基本工作原理
2、汽油喷射式汽油机： （2）气缸内直接喷射：将汽油直接喷射入气缸内同空气混 合成可燃混合气并加以压缩，然后用电火花使之点火燃烧发 热而作功——（未来发展）。
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（一）四冲程汽油机基本工作原理
在发动机内，每一次将热能转变成机械能都必须经过 吸入空气、压缩和输入燃料，使之点火燃烧而膨胀作功，然 后将生成的废气排除这样一系列连续过程，称为一个工作循 环。...
目前发动机广泛使用 四行程内燃机。
内燃机原理与构造
内燃机原理与构造内燃机是一种将化学能转化为机械能的装置，是现代工业中最为常见和普遍使用的动力机械之一、它主要通过燃烧燃料与氧气产生高温高压气体从而驱动活塞运动，然后通过机械传动将活塞的往复运动转化为旋转运动，从而驱动机械设备的工作。
内燃机的原理基于热力学和燃烧化学的基本原理。
首先，燃烧化学反应是指将燃料与氧气在适当的条件下进行反应，产生高温高压气体，这一过程称为燃烧。
内燃机中主要使用的燃料包括汽油、柴油、天然气等。
其次，热力学第一定律指出能量守恒的原理，即能量不会凭空消失或产生，只会发生转化。
内燃机利用燃料的化学能转化为热能，然后通过工作物体（活塞）的往复运动将热能转化为机械能。
内燃机的基本构造包括气缸、活塞、曲轴、连杆、点火系统和供油系统等。
气缸是内燃机的主要工作部件，通常由铸铁或铸铝合金制成。
活塞是在气缸内往复运动的工作物体，其主要作用是通过密封活塞与气缸之间的空间，将高温高压气体的热能转化为机械能。
曲轴是内燃机的输出轴，它可以将活塞的往复运动转化为旋转运动，驱动机械设备的工作。
连杆则起到连接活塞和曲轴的作用，使两者能够协调运动。
点火系统是内燃机中起到点燃燃料的关键部件，其主要作用是在燃烧室中产生高温高压火花，点燃混合气体，从而引发燃烧。
常见的点火系统有火花塞点火系统和压燃点火系统两种。
火花塞点火系统通过火花塞产生电火花点燃混合气体，常用于汽油发动机。
压燃点火系统则通过高温高压气体本身的压力和温度引发燃烧，常用于柴油发动机。
供油系统是内燃机中起到供应燃料的关键部件，其主要作用是将燃料输送到燃烧室中，与氧气混合后进行燃烧。
供油系统一般包括燃油泵、喷油器和油箱等组成部分。
燃油泵主要负责将燃料从油箱中抽取并提供所需的压力。
喷油器则将高压燃料雾化喷入燃烧室，以便更好地与氧气混合。
总结来说，内燃机的原理是利用燃料的化学能转化为热能，通过活塞的往复运动将热能转化为机械能，从而驱动机械设备的工作。
在内燃机的构造中，气缸、活塞、曲轴、连杆、点火系统和供油系统等是最常见的部件。
内燃机结构原理
7、气缸总容积Va：当活塞在下止点时，活塞上方 的气缸容积称为气缸总容积井以Va表示。
很明显：
Va = Vh + Vc
8、压缩比ε：气缸总容积与燃烧室容积之比称为 压缩比，以ε表示： Va
Vc
压缩比ε表示气缸中的气体被压缩后体积缩小
的倍数，它对内燃机的性能有重要影响。
二、总体构造
四冲程汽油机 :
3、按热功转换机构分：往复活塞式（汽车和工程 机械用内燃机最多），旋转活塞式、旋转叶片式和 喷气式内燃机。
4、按冷却方式分：有水冷式、风冷式和水冷风冷复 合式内燃机。汽车和工程机械用内燃机多数是水冷 风冷复合式。
5、按往复活塞式内燃机工作循环所需行程数：按照 完成一个工作循环(工作循环指把热能转变为机械功 的一系列连续过程)所需的行程数来分： （1）四冲程内燃机； （2）二冲程内燃机；
（二）内燃机的缺点：
1、对燃料要求较高；高速内燃机一般使用汽 油或轻柴油作燃料，并且对燃料的清洁度 要求严格；在气缸内部难以使用固体燃料 或劣质燃料。
2、废气污染和噪声引起公害：由于内燃机已 广泛地应用在国民经济的各个领域中其产量 和保有量极大，对环境的污染也越来越严重。
3、结构较复杂，零部件加工精度要求较高。
Vh
πD2 4 10 6
S iL
5、内燃机的总排量VH：如内燃机有i个气缸，i个
气缸的工作容积的总和称为内燃机的总排量，用
VH表示，则
V H = V h ·i=
D 2
S 4 x10 6
·i ( L )
6、燃烧室容积Vc：当活塞在上止点时，活塞上方
的气缸容积称为燃烧室容积并以Vc表示。
8、按汽缸数分：单缸、双缸和多缸内燃机。
第一章内燃机原理和总体构造
它表示活塞由下止点运动到上止点时，气缸内气体被压缩的 程度。压缩比越大，压缩终了时气缸内的气体压力和温度就 越高。汽油机为：7—9，柴油机为18—22
9.发动机的工作循环：在气缸内进行的每一次将燃料燃烧的 热能转化为机械能的一系列连续过程(进气、压缩、作功和排 气)称发动机的工作循环。
在C‘点为燃油喷入开始。 第三冲程——作功冲程（燃烧
膨胀冲程）：在起点z气缸 内压力Pz=60~90巴，温度 Tz=1800——2200K，在终点 b气缸内压力下降Pb=3巴， 温度Tb=1000——1200K。 第四冲程——排气冲程：由 b—r压力几乎不变， Tr=700~900K pr=1.05~1.2巴。
五、增压式内燃机工作原理：带增压器
1、目的：增加每循环空气量 2、效果：功率增大30%以上 3、工作原理
六、示功图比较
四冲程内燃机工作循环特征参数比较
参数 形式
特征 点
进气终了a 压力/温度 （巴）/K
压缩终了c 压力/温度 （巴）/K
燃烧终了z 压力/温度 （巴）/K
膨胀终了b 压力/温度 （巴）/K
四、柴油机与汽油机比较：
1、压缩比大，膨胀充分，热利用程度较 好节省燃料。柴油价低，经济性好。
2、柴油机坚固，耐用。 3、无点火系统，故障少。 4、柴油机气缸内压力高，机件刚度和强 度要求高，结构尺寸大。
5、柴油机的喷油泵和喷油器精度高，制 造成本高。
6、柴油机运转时噪声较大。 7、柴油机为压燃，较难启动。
四、柴油机与汽油机比较：
两者不同之处是： 进气冲程 与汽油机不同，进入汽缸的不是可燃
混合气，而是纯空气。 压缩冲程 柴油机与汽油机不同，柴油机压缩的
是纯空气。 作功冲程 柴油机与汽油机的差别很大。活塞在
内燃机总体构造与工作原理
内燃机的总体构造与工作原理第一章内燃机的总体构造内燃机是热机的一种,它区别于其它型式的特点,是燃料在机器内部燃烧,燃料燃烧时释放出大量的热量,使燃烧后的气体(燃气)膨胀推动机械做功。
燃气是实现热能向机械能转化的媒介物质，这种媒介物质称工作介质（简称工质）。
往复活塞式发动机是应用最早、最广泛的一种，旋转活塞式是近代在国内处发展起来的一种新型内燃机。
往复活塞式内燃机有许多不同型式：按所用的燃料不同分为汽油机和柴油机；按点火方式不同分为点燃式和压燃式；按实现工作过程的行程数不同分为四冲程和二冲程内燃机。
不同型式的内燃机虽然都有它的特点，但它们都要完成将热能向机械能转化这一根本任务。
在内燃机中热能与机械能转化与反转化这一对矛盾是其本矛盾。
它的存在和发展，规定动着其它矛盾的存在和发展。
为了实现这一转化，内燃机必须由一系列的机构和系统所组成。
二个机构：（一）柄连杆机构：主要零件有：气缸体、曲轴箱、所缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等。
活塞通过连杆与曲轴相连。
活塞在气缸中往复运动时，连杆摆动并使曲轴作旋转运动。
反之，曲轴转动时，可使活塞在气缸中作往复直线运动。
燃料在气缸中燃烧时，燃气膨胀作用在活塞上的压力，借助于连杆转变为曲轴的旋转力矩，使曲轴带动工作机械做功。
固定在曲轴后端的飞轮，它能储存能量，使曲轴均匀旋转。
（二）配气机构包括：进气门、排气门、凸轮轴及其它驱动件等。
汽油机或柴油机为了连续不断地工作，必须把膨胀做功后的废气从气缸中排出，吸入由汽油或者柴油和空气组成的可燃混合气，即要进行换气。
配气机构是根据工作过程的需要，适时的开启和关闭进气门和排气门，完成换气过程。
由此可见，上述两个机构是内燃机中实现将热能转化为机械能所必须的主要机构。
但是，必须向气缸供给可燃混合气，使之燃烧，不然，内燃机中不可能有热能向机械能转化。
因此，为了使内燃机运转，还要有以下几大系统。
1、燃料供给系：它担负着向气缸内供给可燃混合气的任务。
1内燃机的工作原理和总体构造
1内燃机的工作原理和总体构造内燃机是一种将燃料直接燃烧生成高温高压气体，并将这些气体推动活塞运动以产生功的发动机。
它的工作原理可以分为四个基本过程：进气、压缩、燃烧和排气。
首先是进气过程。
当活塞下行时，活塞上方的进气门打开，汽缸内形成一定的负压，使外界空气通过进气门进入。
该过程中，由于汽缸内气流动力作用，使进气门完全打开，并保持一定的时间。
接下来是压缩过程。
当活塞上行时，进气门关闭，而此时排气门仍然处于关闭状态。
活塞上行时，气缸容积逐渐变小，将进气气体压缩。
此时，空气的压力和温度逐渐增加。
然后是燃烧过程。
当活塞上行至顶点时，点火系统将火花产生器产生的火花引燃混合气体。
燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动活塞向下运动。
燃烧过程需要在恰当的时间和位置点火，以提供最大的压力和动力。
最后是排气过程。
当活塞下行至底死点时，排气门打开，将燃烧产生的废气排出汽缸。
为了排气顺畅，活塞下行一定距离时，进气门打开，进气气体开始进入，形成排气过程。
此时，进气门和排气门相互协调，以保持正常的工作循环。
内燃机的总体构造包括气缸、活塞、曲轴、气门、点火系统等部分。
气缸是一个密闭的容器，用于容纳活塞和燃烧气体。
活塞是一个金属圆柱体，在气缸内的上下运动产生活塞推力。
曲轴通过连杆与活塞相连，将活塞线性运动转换为旋转运动，并传递动力。
气门是控制气体进出的装置，包括进气门和排气门。
点火系统用于产生火花点燃燃料混合气体。
此外，内燃机的燃料供给系统、冷却系统和润滑系统也是其重要的组成部分。
燃料供给系统负责将燃料送入进气道，并与进入汽缸内的空气混合。
冷却系统通过循环冷却剂将发动机散热出来的热量带走，以维持发动机的适宜工作温度。
润滑系统则负责给发动机各个运动部件提供润滑剂，以减少摩擦和磨损。
九年级物理内燃机知识点
九年级物理内燃机知识点
九年级物理内燃机的知识点包括以下内容：
1. 内燃机的基本原理：内燃机通过燃烧燃料产生高温高压气体，利用气体膨胀推动活
塞运动，从而做功。
一般包括四个基本过程：进气、压缩、燃烧和排气。
2. 内燃机的组成部分：内燃机主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、进气和排气系统、点
火系统以及冷却系统等部分组成。
3. 四冲程往复式内燃机：四冲程往复式内燃机包括进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和
排气冲程。
进气冲程进气门打开，活塞向下运动，气缸内充满混合气；压缩冲程进气
门关闭，活塞向上运动，将混合气压缩；燃烧冲程点火后，混合气燃烧膨胀，推动活
塞向下运动；排气冲程排气门打开，活塞向上运动，将废气排出。
4. 内燃机的燃料：常用的内燃机燃料有汽油和柴油。
汽油为轻质油品，在较低温度下
易挥发燃烧；柴油为重质油品，相对汽油燃点较高。
5. 点火系统：点火系统用于在燃烧室中提供电火花，点燃混合气。
包括点火塞、点火
线圈、分电器、蓄电池等组成。
6. 排气系统：排气系统用于将燃烧后的废气排出，包括排气管、消声器等。
7. 冷却系统：冷却系统用于保持发动机温度适宜，防止过热。
一般采用循环冷却方式，通过水泵将冷却液流动起来，带走发动机产生的热量。
8. 发动机效率：发动机的效率指的是发动机输出的功的比例。
理论上，发动机效率可
以达到百分之四十左右，但实际上常常小于这个值。
以上是九年级物理内燃机的一些基本知识点，希望对你有所帮助。
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（5）气缸工作容积：活塞从一个止点运动到另一个止点所 扫过的容积。一般用Vh表示： Vh= πD2· S ×10-6/4 （L） 式中：D－气缸直径，单位mm；
S－活塞行程，单位mm；
（6）燃烧室容积：活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的 容积。一般用Vc表示。 （7）气缸总容积：活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的 容积。一般用Va表示，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。
（8）发动机排量：多缸发动机的各气缸工作容积的总和。 一般用VL表示： VL = Vh × i 式中：Vh－气缸工作容积； i － 气缸数目。
（9）压缩比：是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称为压缩比。一般用ε表示。 ε= Va / Vc 式中：Va － 气缸总容积； Vh － 气缸工作容积；Vc － 燃烧室 容积； （10）工作循环：包括进气、压缩、作功和排气过程，即 完成进气、压缩、作功和排气四个过程叫一个工作循环。
二、四冲程柴油机的工作原理
四行程柴油机和四行程汽油机的工作过 程相同，每一个工作循环同样包括进气、 压缩、作功和排气四个行程，由于柴油 机使用的燃料是柴油，粘度大，不易蒸 发，自燃温度低，故可燃混合气的形成、 着火方式、燃烧过程以及气体温度压力 的变化都和汽油机不同。
喷油器
进气门
排气门
纯空气
喷油泵
第一章 内燃机基本构造与原理
发动机：是将其它形式的能量转化为机械能的 机器。 热力发动机：将热能转化为机械能的机器。 热力发动机包括内燃机和外燃机。 内燃机：分为活塞式内燃机和燃气轮机。 活塞式内燃机：分为往复和旋转活塞式内燃 机。
第一节 内燃机的分类
活塞式内燃机的分类 1、按燃料分类：汽油发动机和柴油发动机 2、按冲程分类：四冲程发动机和二冲程发动机 3、按冷却方式分类：水冷发动机和风冷发动机 4、按气缸数目分类：单缸发动机和多缸发动机 5、按进气方式：增压和非增压 6、按点火方式：压燃和点燃 7、按转速：高速和低速 8、按气缸排列方式:立式、卧式、V型、对置式 9、按用途：汽车、拖拉机、船用和工程机械用
由于燃烧室内炽 热表面与炽热处 (如排气门头，火 花塞电极，积炭 表面点火 处)点燃混合气产 生的另一种不正 常燃烧。
伴有强烈的较沉 闷敲击声。
产生的高压会使发动机 机件负荷增加、寿命降 低、经济性差。
(3)作功行程
进气门关闭
排气门关闭
瞬时最高温度： 2200~2800 K， 压力：2.9~4.9MPa 燃烧过程
P
活 塞 下 行 c
大气压力线
上 止 点
Z
下 止 点
r
b a V
作功终了：温度 1500~1700 K， 压 力0.29~0.49MPa
示功图
作功行程
包括燃烧过程和膨胀过程，在这一行程中，进 气门和排气门仍然保持关闭。当活塞位于压缩 行程接近上止点位置时，火花塞产生电火花点 燃可燃混合气，可燃混合气燃烧后放出大量的 热使气缸内气体温度和压力急剧升高，最高压 力可达2.9～4.9MPa，最高温度可达2200～ 2800K，高温高压气体膨胀，推动活塞从上止 点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出 机械功，除了用于维持发动机本身继续运转外， 其余用于对外作功。随着活塞向下运动，气缸 内容积增加，气体压力和温度降低，当活塞运 动到下止点时，作功行程结束，气体压力降低 到0.29～0.49MPa，气体温度降低到1500～ 1700K。
第一行程：活塞从下止点向上止点运动，事先已充满活塞上方气 缸内的混合气被压缩，新的可燃混合气又从化油器被吸入活塞 下方的曲轴箱内。 第二行程：活塞从上止点向下止点运动，活塞上方进行作功过程 和换气过程，而活塞下方则进行可燃混合气的预压缩。 曲轴箱换气式二行程汽油机：气缸上有三排孔，利用这三排孔分 别在一定时刻被活塞打开或关闭进行进气、换气和排气的。工 作原理如下：活塞向上运动，将三排孔都关闭，活塞上部开始 压缩，当活塞继续上行时，活塞下方打开了进气孔，可燃混合 气进入曲轴箱，活塞接近上止点时，火花塞点燃混合气，气体 燃烧膨胀，推动活塞向下运动，进气孔关闭，曲轴箱内的混合 气受到压缩，当活塞接近下止点时，排气孔打开，排出废气， 活塞再向下运动，换气孔打开，受到压缩的混合气便从曲轴箱 经进气孔流入气缸内，并扫除废气。
进气门关闭
(4) 排气行程
排气门打开
P
c
大气压力线 残余废气
上 Z 止 点
下 止 点
r
b
活 塞 上 行
温度900~1100 K 压 力0.103~0.123 MPa
V
示功图
排气行程
可燃混合气在气缸内燃烧后生成的废气必须从气缸中 排出去以便进行下一个进气行程。当作功接近终了时， 排气门开启，进气门仍然关闭，靠废气的压力先进行 自由排气，活塞到达下止点再向上止点运动时，继续 把废气强制排出到大气中去，活塞越过上止点后，排 气门关闭，排气行程结束。受排气阻力的影响，排气 终止时，气体压力仍高于大气压力，约为0.105～ 0.115MPa，温度约为900～1200K。 曲轴继续旋转， 活塞从上止点向下止点运动，又开始了下一个新的循 环过程。 可见四行程汽油机经过进气、压缩、作功、排气四个 行程完成一个工作循环，这期间活塞在上、下止点往 复运动了四个行程，相应地曲轴旋转了两圈。
四、多缸与单缸四行程发动机工作过程的区别
前面介绍的是单缸发动机的工作过程，而现代汽车发动机 都是多缸四行程发动机，就能量转换过程，多缸发动机的 每一个气缸和单缸机的工作过程是完全一样的，都要经过 进气、压缩、作功和排气四个行程。但是单缸发动机的四 个行程中只有一个行程作功，其余三个行程不作功，即曲 轴转两圈，只有半圈作功，所以运转平稳性较差，功率越 大，平稳性就越差。为了使运转平稳，单缸机一般都装有 一个大飞轮。而多缸发动机的作功行程是差开的，按照工 作顺序作功，即曲轴转两圈交替作功，运转平稳，振动小。 缸数越多，作功间隔角越小，同时参与作功的气缸越多， 发动机运转越平稳。多缸机使用最多的有四缸发动机，六 缸发动机和八缸发动机。
吸气行程
压缩行程
作功行程
排气行程
进气行程：吸入气缸的是纯空气，在进气通道中没有化油器， 进气阻力小，进气终了时气体压力略高于汽油机而气体温度略 低于汽油机。气体压力约为0.0785～0.0923MPa，气体温度约 为300～340K。 压缩行程：压缩的也是纯空气，在压缩行程接近上止点时，喷 油器将高压柴油以雾状喷入燃烧室，柴油和空气在气缸内形成 可燃混合气并着火燃烧。柴油机的压缩比比汽油机的压缩比大 (为16～22)，压缩终了时气体温度和压力都比汽油机高，大大 超过了柴油机的自燃温度。压缩终了时，气体压力约为2.9～ 4.9MPa，气体温度约为750～950K，柴油机是压缩后自燃着火。 作功行程：柴油喷入气缸后，在很短的时间内与空气混合后便 立即着火燃烧，柴油机的可燃混合气是在气缸内部形成的。柴 油机燃烧过程中气缸内出现的最高压力要比汽油机高得多，可 高达5.9～8.8MPa，最高温度也可高达1800～2200K。作功终了 时，气体压力约为0.29～0.58MPa，气体温度约为1000～1300K。 排气行程：废气经排气管排入到大气中去，排气终了时，气缸 内气体压力约为0.10～0.12MPa，气体温度约为500～800K。
三、四冲程汽油机与柴油机的区别
汽油机 1.吸入可燃混合气，其 形成的时间从进气开 始直到压缩终了。 2.电火花点燃，ε小(69)。经济性差。 3.转速高，50006000r/min。 4.质量小，制造维修方 便，工作噪声低。 柴油机 1.吸入纯空气，只在压缩 终了时，由喷油器喷入 柴油。 2.自燃，需提高汽缸的压 力和温度。 ε大（1622），经济性高。 3.转速低，25003000r/min。 4.质量大，制造维修困难， 工作噪声高。
（一）二冲程汽油发动机工作过程
•1-进气孔
•2-排气孔
•3-扫气孔
（二）二冲程汽油发动机与四冲程汽油发动机相比
优点 1.理论上它的功率等于四 冲程发动机的二倍。 2 .由于作功频率高，二冲 程发动机的运转比较 均匀平稳。 3.构造简单，质量较小。 4.易受磨损和经常需要修 理的运动部件数量较 少。
第二节 四冲程发动机工作原理
一、四冲程汽油机工作原理
1、四冲程汽油机的构造
2、基本术语
上止点 下止点 活塞行程(S) 曲柄半径(R) 气缸工作容积(V h ) 发动机排量(VL) 燃烧室容积(Vc ) 气缸总容积(Va ) 工作循环
（1）上止点：活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向上运 动到最高位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最远的极限位置。
进气行程
曲轴旋转带动活塞从上止点向下止点运动，这时排 气门关闭，进气门打开。进气过程开始时，活塞位于 上止点，气缸内残存有上一循环未排净的废气，因此， 气缸内的压力稍高于大气压力。随着活塞下移，气缸 内容积增大，压力减小，当压力低于大气压时，在气 缸内产生真空吸力，空气经空气滤清器并与化油器供 给的汽油混合成可燃混合气，通过进气门被吸入气缸， 直至活塞向下运动到下止点。在进气过程中，受空气 滤清器、化油器、进气管道、进气门等阻力影响，进 气终了时，气缸内气体压力略低于大气压，约为 0.0736～0.0883MPa，同时受到残余废气和高温机 件加热的影响，温度达到350～400K。
第三节 二冲程发动机的工作原理
二冲程发动机的工作循环是在两个活塞行 程内，即曲轴旋转一周内完成的
一、二冲程汽油发动机工作原理：
二行程汽油机的工作循环也是由进气、压缩、 燃烧膨胀、排气过程组成，但它是在曲轴 旋转一圈(360°)，活塞上下往复运动的两 个行程内完成的。二行程发动机与四行程 发动机工作原理不同，结构也不一样。
3 、四冲程汽油机的工作过程
(1)、进气行程 (2)、压缩行程 (3)、作功行程 (4)、排气行程