1第一章 发动机的工作原理和总体构造
发动机的工作原理和总体构造
第一章发动机的工作原理和总体构造§1.1发动机的分类§1.2四冲程发动机工作原理§1.2.1四冲程汽油机工作原理一、现代汽车发动机的构造现代汽车发动机的构造如图1-1,气缸内装有活塞,活塞通过活塞销、连杆与曲轴相连接。
活塞在气缸内做往复运动,通过连杆推动曲轴转动。
为了吸人新鲜气体和排除废气,设有进、排气系统等。
二、基本术语1、工作循环2、上、下止点3、活塞行程4、气缸工作容积5、内燃机排量6、燃烧室容积7、气缸总容积8、压缩比9、工况10、负荷率三、四冲程汽油发动机的工作循环图1-2 为发动机示意图。
四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程,即进气行程、压缩行程、膨胀行程（作功行程和排气行程。
通常利用发动机循环的示功图来分析工作循环中气体压力p 和相应于活塞不同位置的气缸容积V 之间的变化关系, 示功图表示了活塞在不同位置时气缸内压力的变化情况。
其中,曲线所围成的面积表示发动机整个工作循环中气体在单个气缸内所作的功。
四冲程汽油机的示功图如图1-3 所示。
（1 进气行程（图1-3a化油器式汽油机将空气与燃料先在气缸外部的化油器中进行混合,形成可燃混合气后吸人气缸。
进气过程中,进气门开启,排气门关闭。
随着活塞从上止点向下止点移动,活塞上方的气缸容积增大,从而气缸内的压力降低到大气压以下,即在气缸内造成真空吸力。
这样,可燃混合气使经进气管道和进气门被吸人气缸。
（2 压缩行程（图1-3b为使吸人气缸的可燃混合气能迅速燃烧,以产生较大的压力,从而使发动机发出较大功率,必须在燃烧前将可燃混合气压缩,使其容积缩小、密度加大、温度升高,故需要有压缩过程。
在这个过程中,进、排气门全部关闭,曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程，称为压缩行程。
在示功图上，压缩行程用曲线a c表示。
（3 作功行程（图1-3c在这个行程中,进、排气门仍旧关闭。
当活塞接近上止点时,装在气缸盖上的火花塞即发出电火花,点燃被压缩的可燃混合气。
汽车构造考试知识点上、下册
汽车构造上册第一章、发动机的工作原理和总体构造发动机基础知识：现代汽车一般采用往复活塞式内燃机，主要由活塞、气缸、连杆、曲轴、飞轮等组成，通过燃料在气缸内燃烧产生动力，推动活塞上下运动，再由连杆转变为曲轴的旋转运动对外输出。
根据使用燃料的不同分为汽油机和柴油机。
活塞在气缸里作往复直线运动，向上运动到的最高位置称为上止点，向下运动到的最低位置称为下止点，上、下止点之间的距离称为活塞行程，曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半径。
活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积，称为气缸工作容积；活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为燃烧室容积；活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为气缸总容积；多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量。
压缩比的大小表示活塞由下止点运动气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，用ε表示，ε=VaVc到上止点时，气缸内的气体被压缩的程度。
压缩比越大，压缩终了时混合气体压力和温度就越高，燃烧速度增快，因而发动机输出功率增大，热效率提高，经济行就越好。
汽油机的压缩比一般为8～11，柴油机的压缩比一般为16～22发动机工作原理：发动机工作时必须先将可燃混合气引入气缸，然后进行压缩，接着使其燃烧膨胀推动活塞下行对外作功，最后排出废气，完成一个工作循环。
工作循环不断重复，就能使发动机连续运转，而每一个工作循环都必须包括进气、压缩、作功、排气四个过程。
四冲程汽油机工作过程：P22 四冲程汽油机的进气、压缩、作功、排气四个过程分别安排在四个活塞行程中，称之为进气行程、压缩行程、作功行程和排气行程。
四冲程柴油机工作原理：柴油机与汽油机性能比较优点：☆经济性好，行程长，排气温度低，热效率高，柴30-40%，汽25-30%，而且柴油价格较低。
☆污染较轻，柴油和空气混合比大，燃烧较完全，废气中一氧化碳较少（CO）。
没有高压点火装置，不产生无线电干扰。
☆危险性小，柴油燃点高，不会自燃，不怕严冬烤机。
汽车发动机的工作原理及总体构造
汽车发动机的工作原理及总体构造
一、汽车发动机的工作原理
1.吸气：发动机的活塞下行时，活塞腔内的气门打开，通过气门进入
汽缸的混合气。
2.压缩：活塞上行时，活塞腔内的气门关闭，活塞将混合气压缩成高
压气体。
3.爆燃：在活塞接近顶死点时，火花塞产生火花，将混合气点燃爆炸，释放出能量。
4.排气：活塞下行时，废气通过排气门排出汽缸，为新的混合气提供
空间。
通过这四个基本过程循环运作，汽车发动机可以持续地产生动力，驱
动汽车运行。
二、汽车发动机的总体构造
1.气缸体系：汽缸是发动机燃烧的主要部分，通常由铁合金或铝合金
制成。
汽缸体内设置有活塞和气门，通过这些部件的运动来实现吸气、压缩、爆燃和排气的过程。
2.曲轴与连杆机构：曲轴是将活塞运动转化为有用功的装置，具有一
定的几何结构，可以将来自活塞的线性运动转化为旋转运动。
连杆连接活
塞与曲轴，将活塞的线性运动转化为曲轴的旋转运动。
3.气门机构：气门控制气缸内的进气和排气。
气门通过气门杆与凸轮
轴相连接，由凸轮轴的转动带动气门的开闭。
4.燃油供给系统：燃油供给系统包括燃油箱、燃油泵、喷油器等。
燃油从燃油箱经过燃油泵被送入汽缸，与空气混合后形成可燃气体。
此外，还有点火系统、冷却系统、润滑系统等辅助系统，保证发动机正常运行。
总之，汽车发动机通过吸气、压缩、爆燃和排气这四个基本过程，不断地将化学能转化为机械能，从而驱动汽车运行。
其总体构造包括气缸体系、曲轴与连杆机构、气门机构和燃油供给系统等。
这些构造相互配合，共同完成发动机的工作。
发动机工作原理和总体构造
（四）飞轮的作用： 四冲程发动机工作循环的四个活塞行程中，只有一个行程是作功的，其余三个行程是依靠飞轮的惯性
（b）表面点火： 在火花塞点火之前，由于燃烧室内灼热表面（如排气门头部、火花塞电极处、积碳处）点燃可燃混合气
而产生的另一种不正常燃烧现象，称为表面点火。 表面点火现象：
表面点火发生时，也伴有强烈的敲缸声（较沉闷），产生的高压会使发动机机件机械负荷增加，寿命降 低。
（c）汽油机压缩比的选择： 应在避免引起爆燃和表面点火的前提下尽可能提高压缩比，以提高发动机功率，改善燃油经济性。
冷却系—水泵9由曲轴14上的皮带轮带动，将来自散 热器冷却后的冷却水泵入气缸7燃烧室周围的冷却水 套，经过气缸盖6中的冷却水套，热水由气缸盖上部 的出水口流往散热器。
（三）发动机基本术语
上止点（T.D.C.）：
活塞顶离曲轴中心最远处。
下止点（B.D.C.）： 活塞行程 S ：
活塞顶离曲轴中心最近处。
（b）压缩行程
（a）爆燃： 由于压缩比过高导致压缩终了时气体压力和温度过高，在火花塞点火之后燃烧室内离点燃中心较远处的
末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧现象，称为爆燃。 爆燃现象：
爆燃时，火焰以极高的速率传播，温度和压力急剧升高，形成压力波，以声速推进，当这种压力波撞击 燃烧室壁时就发出尖锐的敲缸声。同时还会引起发动机过热、功率下降、燃油消耗率增加等一系列不良后果， 严重爆燃时甚至造成排气门烧废、轴瓦破裂、活塞顶熔穿、火花塞绝缘体被击穿等机件损坏现象。
发动机的工作原理和总体构造
三角活塞转子发动机
转子发动机又称为米勒循环发动机，采用三角转子旋转 运动来控制压缩和排放，由德国人菲加士·汪克尔发明。
60年初在德国生产出第一辆装配了转子发动机的小跑 车。
1964年，日内瓦的德法合资企业COMOBIL公司，首次 把转子发动机装在轿车上成为正式产品。
1967年，马自达公司投巨资从汪克尔公司买下了这项 技术。将转子发动机装在马自达轿车上开始成批生产。
进关 排关 活塞 上→下 压缩终了时 点火 压力 ↗ ↗ 3~5MPa 温度 ↗ ↗ 2200~2800K 体积 ↗ ↗ 曲轴 360°~540° 做功终了
压力↘ ↘ 0.3~0.5MPa
温度 ↘ 1300~1600K
进关 排开 活塞 下→上 压力 0.105~0.115MPa 温度 900~1200K 曲轴 540°~720° 残余废气：因燃烧室容 积，废气不能排尽。
第一节 发动机的分类
一、发动机的定义、分类及特点
发动机－将某种能量直接转换为机械能并拖动 某些机械进行工作的机器。
将热能转变为机械能的发动机，称为热力发动 机（热机）。
燃料和空气混合后在机器内部燃烧而产生热能， 然后再转变为机械能的，称为内燃机。
内燃机与外燃机相比，具有热效率高、体积小、 便于移动和起动性能好等优点。
第五节 发动机主要性能指标与特性
发动机的性能指标是用来衡量发动机性能好坏的标准
动力性能指标：有效转矩、有效功率、转速 经济性能指标：燃油消耗率 运转性能指标：排气品质、噪声、起动性能
一、动力性能指标
a. 有效转矩：指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的扭矩，通常用Ttq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 轴产生的扭矩，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。 b. 有效功率：指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率，通常用Pe表示 ，单位为kW。有效功率同样是曲轴对外输出的净功率。它等于有效扭矩 和曲轴转速的乘积。发动机的有效功率可以在专用的试验台上用测功器 测定，测出有效扭矩和曲轴转速，然后计算出有效功率。
发动机的工作原理和总体构造
发动机的工作原理和总体构造发动机是汽车的核心动力装置，它的工作原理和总体构造对于了解汽车的基本原理和结构非常重要。
1.空气进气：发动机通过进气道吸入空气。
空气经过空气过滤器过滤后，进入气缸内。
2.燃料供给：同时，发动机通过喷油系统将燃料喷入气缸内，与空气混合形成可燃气体。
3.压缩：气缸活塞往上运动，将可燃气体压缩，使其体积缩小，压力增加。
4.点火：火花塞产生火花引燃可燃气体。
5.燃烧：可燃气体在火花的作用下燃烧，释放出大量的热能。
6.排气：排气门打开，废气通过排气管排出。
7.运动：燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动，将热能转化为机械能。
8.循环：活塞运动将气缸中的废气排出，为下一次燃烧提供空间。
发动机的总体构造：1.活塞和活塞环：活塞是发动机的核心组件之一，它在气缸内往复运动，将燃气能转化为机械能。
活塞环则用于密封活塞与气缸壁之间的空隙，防止燃气泄露。
2.气缸和气缸盖：气缸是活塞的运动轨道，气缸盖则用于密封气缸顶部，同时安装火花塞和进气门、排气门等。
3.曲轴连杆机构：曲轴通过连杆与活塞相连，将活塞的往复运动转化为旋转运动，输出动力。
4.缸体：包括气缸和气缸盖，承载发动机的主要部件。
5.气门机构：用于控制进气门和排气门的开闭，以控制气缸内燃烧过程和气体进出。
6.燃油系统：包括燃油箱、燃油泵、喷油器等，用于供给燃料到气缸内与空气混合。
7.点火系统：包括点火线圈、火花塞等，用于产生火花点燃可燃气体。
8.冷却系统：包括水泵、散热器等，用于保持发动机工作温度，防止过热。
9.润滑系统：包括油泵、机油滤清器等，用于提供润滑油，减少活塞与气缸摩擦，防止磨损。
以上是发动机的工作原理和总体构造的基本介绍。
虽然发动机的工作原理和构造非常复杂，但通过了解其基本原理和结构，可以更好地理解汽车的工作过程。
发动机的工作原理与总体构造
尾气排放
为了减少污染，发动机的尾气 处理技术不断升级，如三元催 化器和颗粒捕集器等。
发动机的排放与控制
发动机燃烧产生的尾气含有有害物质，为了减少对环境的影响，发动机配备了尾气处理装置，并通过各 种传感器和控制系统来优化性能和燃油消耗。
发动机的改进与发展
燃油效率
通过改进燃料喷射系统和气缸 内燃烧过程，提高发动机的燃 油效率。
电动化
随着电气技术的进步，越来越 多的汽车采用电动辅助系统或 者全电动动力系统。
燃料系统
燃料系统供应燃料到发动机，其中包括燃料 喷射装置和燃料供应系统。
气门与气门传动机构
气门控制进出气体的流动，气门传动机构使 气门与曲轴之间产生协调的开闭动作。
点火系统
点火系统提供火花以引燃燃料混合物，在燃 烧室内产生爆炸。
汽油发动机的工作原理
进气阶段
活塞下行时，进气门打开， 汽油与空气混合进入燃烧室。
发动机的工作原理与总体 构造
发动机是车辆的心脏，它通过内燃过程，将燃料转化为能量，驱动车辆前进。 本节将介绍发动机的工作原理和总体构造。
工作原理的概述
发动机通过燃烧燃料与空气混合物，产生高压力气体推动活塞，使曲轴旋转，将线性运动转换为旋转运 动，从而产生动力。
内燃发动机的基本组成部分
活塞与气缸
活塞在气缸内上下运动，通过连杆与曲轴相 连，将燃烧产生的能量转化为旋转动力。
压缩阶段
进气门关闭，活塞上行将混 合气体压缩，使其达到点火 的压力和温度。
燃烧与排气阶段
点火系统发出火花引燃混合 物，生成爆炸推动活塞向下 运动，同时排气门打开，将 废气排出。
柴油发动机的工作原理
1 压缩点火
柴油发动机通过将气缸内空气压缩到很高压力，然后喷射燃油以点火。
发动机构造及工作原理
·组成：活塞、连杆、曲 轴三部分
·作用：将活塞的往复直线 运动—曲轴的旋转运动 对外输出动力
3．供给系统
·组成：燃油供给系统和进、排气系统组成 ·作用：将燃油系统和空气及时地供给气缸， 并将燃烧后的废气及时排除 ·主要部件：化油器（汽）、喷油泵和喷油
器 （柴）、空气滤清器、进气管、排气管、声
be=(B/Pe)×10-3 (g/(KWh)) •B—每小时的燃油消耗量，kg/h •Pe—有效功率，kW 显然燃油消耗率越低，燃油经济性越好
§1.5 发动机的性能指标
三、发动机的速度特性
指发动机的功率、转矩和燃 油消耗率三者随曲轴转速变化 的规律。
发动机外特性：
当节气门开度达到最 大时，所得到的速度 特性称为发动机外特 性
状态 行程
进气行程
压缩行程
作功行程
排气行程
温度(K)
压力
370~440
75~90 kPa
600~800
600~1500 kPa
2200~2800(瞬时最高) 1500~1700(作功终了)
3~5MPa (瞬时最高) 300~500 kPa (作功终了)
900~1200
105~125 kPa
§1.3.2 四冲程柴油机的工作原理
活塞行程(S)
曲柄半径(R)
气缸工作容积(V s )
发动机排量(VL)
燃烧室容积(Vc ) 气缸总容积(Va ) 压缩比ε
Vs= πD2·S ×10-6/4 （L）
D——气缸直径mm S——活塞行程mm
VL= Vs × I
工工况作（循P环、n） 负荷率（％）
ε= Va / Vc
压缩比
定义：压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积 之比称为压缩比。用ε表示。
汽车知识---发动机构造与原理
1.1发动机的类型
点火方式
冷却方式
发
动
机
汽缸排列方式
类
型
燃料方式
冲程数目
火花式发动机 压燃式发动机
水冷式发动机 风冷式发动机
目前，应用最广、 数量最多的汽车发动机 为水冷、四冲程往复活 塞式内燃机。
直列式发动机 V型发动机
汽油发动机 柴油发动机
二冲程发动机 四冲程发动机
多用于轿车和轻 型客、货车上
1.4发动机的工作原理
进气、压缩、燃烧和排气四个冲程叫做一个循环，有这种 循环的发动机叫做四冲程发动机。
四冲程发动机的特性是：四个冲程中，活塞上下两次，曲 轴旋转两圈
二、曲轴连杆机构
缸体曲轴箱组
发动机类型
活塞连杆组
曲轴飞轮组
气缸体 气缸套 气缸盖和燃烧室 气缸垫
活塞 活塞环 活塞销 连杆
曲轴 飞轮
发动机的冷却方式有水冷和风冷两种，拖拉机汽车发动机多采用水冷 方式。水冷的特点是方便、可靠，同时被冷却水吸收的热能还可用于车内 取暖。
5.1水冷却系统
水冷却系是利用水泵的作用,强制冷却水循环,冷却水在汽缸周围的水套内吸 收热量后,流经散热器,将热量传给散热片,再被流经散热气的空气带走,经过冷却 后的水再流回水套,如此不断循环,保持发动机在最佳温度(水温80～90°C)
装汽缸盖和汽缸垫时，为保证装配质量，缸盖螺栓应使用扭 力板手，并由中间向四周，按规定扭力矩分两三次逐步扭紧。
2.2活塞连杆组
◆活塞 活塞与汽缸盖组成燃烧室，承受燃气压力并通过活塞销和连 杆将压力传递给曲轴。活塞的工作条件很差，一般采用铝合金制成的活塞。 活塞可分为顶部、头部和裙部三部分。汽油机活塞顶部多是平的，也有采用 凹顶或凸顶的；活塞头部制有环横槽，用来安装活塞环；活塞裙部呈椭圆， 壁上开有绝热槽、膨胀槽和销座孔。活塞和汽缸间有“活塞间隙”，一般有 0.02～0.1mm,活塞头部的直径一般少于裙部。
第1章 发动机的工作原理和总体构造
压缩比
提高发动机的压缩比可以提高发动机的热效率，燃 油可以被有效地利用。
压缩比的提高提高了燃烧室的温度，将使爆震容易 产生。
高的压缩比和高的燃烧温度也会加大NOx的产生。
发动机常用术语综介演示
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§1.3 四冲程发动机的工作原理
一、汽 油 机
进气冲程
压缩冲程
作功冲程
排气冲程
单缸四冲程汽油机工作原理示意图
第一章 发动机总体构造与工作原理
教学目的与要求
1、了解发动机分类。
2、掌握活塞行程、气缸工作容积、压缩比、有效转矩、有效功率等基本概念。 3、掌握四冲程、理解二冲程汽油机的工作原理。 4、理解柴油机与汽油机、二冲程与四冲程发动机的主要区别。 5、了解发动机性能指标与特性 。 6、能根据发动机型号确定其基本特征 。
一、总体构造 一组（或一体）： 气缸体 机体组 气缸盖 油底壳 两机构：曲柄连杆机构、配气机构 五系统：供给系、冷却系、润滑系、 点火系、起动系
发动机的基本构造：
曲柄连杆机构：发动机完成工作循环，能量转换的主要运动零件。 配气机构：根据发动机的工作次序，定时开关进排气门，实现换气过程。 供给系统：根据发动机要求，将一定量的混合气或燃料送入气缸，将燃 烧后产生的废气排出气缸。 冷却系统：将发动机工作产生的部分热量及时散发出去，保证发动机的 适宜工作温度。 润滑系统：输送润滑油对运动零件进行润滑、清洗和冷却。 点火系统：汽油发动机中，定时产生电火花，点燃混合气。 起动系统：完成发动机起动过程所需的外力加载装置。
8.压缩比：气缸总容积与
燃烧室容积之比。
Va Vh Vc Vh 1 Vc Vc Vc
9.工作循环：一次热功转换 的全过程。四冲程发动机
第一章发动机的工作原理和总体构造
※—— 邱卓丹 ——※
4. 曲柄半径R
曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半径。 通常活塞行程为曲柄半径的两倍，即 S=2R 。
※—— 邱卓丹 ——※
5. 工作容积Vs
活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积 ,
Vs
D 2
4 10
6
D－气缸直径，单位mm；
S [ L]
S－活塞行程，单位mm；
部分速度特性
速 度 特 性
外特性
发动机排放：
CO2 无害成分 H2O（蒸汽） (汽)95～99%(柴) O2（过剩） N2 （过剩） CO HC 光化学烟雾 (柴)1～5%(汽) NOx 有害成分 SO 2 固体颗粒 微粒PM 油雾 醛类
碳烟(柴油机) 铅及铅化物(含铅汽油)
我国于2000年7月1日全面推 广无铅汽油（Pb＜2.5mg/L）
※—— 邱卓丹 ——※
2. 下止点BDC
活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向下运动到最低位置， 即活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的极限位置，称为下止点。
※—— 邱卓丹 ——※
3. 活塞行程S
活塞从一个止点到另一个止点移动的距离，即上、下止点之间 的距离称为活塞行程。对应一个活塞行程，曲轴旋转180°。
水冷发动机：利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷 却介质进行冷却的；其冷却均匀，工作可靠，冷却效 果好， 被广泛地应用于现代车用发动机。 风冷发动机：是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为 冷却介质进行冷却的。
(4) 按照气缸数目分类
单缸发动机：仅有一个气缸的发动机； 多缸发动机：有两个以上气缸的发动机。如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、 八缸、十二缸等都是多缸发动机。
汽车发动机工作原理及总体构造
表面点火：由于ε过大
P、T过高，在电火花之前可燃混合气就被燃
烧室炽热的表面点燃的另一种不正常燃烧。表面点火发生时，伴有沉闷的
敲缸声，产生的高压使发动机负荷↑，寿命↓。
*
① 现代汽油机的压缩比一般为ε= 6—9（个别轿车可达9—11）。 ② 柴油机靠压缩自燃，所以压缩比设计等较高ε=16—22。具有较好的
二、经济性指标：
1、 燃油消耗率be：发动机每发出1KW有效功率，在1h内所消耗的燃油量。 be= B x1000 (g / kwh ) ； B—发动机每小时的耗油量(kg/h)——可测定 Pe
三、发动机的运转性能指标：
1、 排气品质：有害气体成分的限制标准。P41 2、 噪声：车外噪声标准 美日欧韩：74---80 dB(A) 中国：82---89dB(A)
P0
P0
“柴” 1.25
1.05---
四：四冲程汽油机和柴油机的优缺点比较 汽油机：（优点）ε较小，体积小，重量轻，转速较高，动力性好。
制造维修成本低，噪声小，起动容易。主要用于轿车、微型 车（客车、货车）、军用越野车。
（缺点）燃料经济差，排污大（HC、N0x、CO）
柴油机：（优点） ε较大，燃料燃烧完全，经济性好。
（缺点）由于ε较大 P、T较高，所以体积大、重量大，转速 较低，制造维修成本高（喷油泵、喷油器加工精度要求高）。 常用于中、重型货车。（对经济性要求高，动力性要求较低）。
同排量的单缸与多缸发动机优缺点比较：
单缸：结构简单、重量轻。运转不平稳、冲击振动大。
多缸：与单缸相反。发火间隔角
=720 º/ i （ i—— 缸数）。
1、进气行程：
进入气缸的是
柴油机：新鲜空气。
汽油机：汽油与空气的混合物。
第一章 发动机工作原理和总体构造
按照气缸数目分类
内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机。仅有一个气缸的 发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。如双缸、 三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。现代车用发动机 多采用四缸、六缸、八缸发动机。
按照气缸排列方式分类
内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。单列式发动机的各个 气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成倾 斜的甚至水平的；双列式发动机把气缸排成两列，两列之间的夹角<180°(一 般为90°)称为V型发动机，若两列之间的夹角=180°称为对置式发动机。
？
思考
四冲程汽油机和柴油机的 工作循环有什么不同呢？
不同点
汽油机
汽油与空气缸外混合，进 入可燃混合气
柴油机
进入气缸的是纯空气
电火花点燃混合气 有点火系 无喷油器
高温气体加热柴油燃烧 无点火系 有喷油器
§3 二冲程发动机的工作原理
二冲程汽油发动机工作原理 二冲程柴油发动机工作原理
3.1、二冲程汽油机工作原理
曲轴旋转二周完成一个工作循环。 四冲程发动机有独立的进气和排气 冲程，换气彻底，在汽车上广泛使 用，并已逐渐用于摩托车。
四冲程
二冲程
按照冷却方式分类 内燃机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机。水冷发动机是 利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却 的；而风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作 为冷却介质进行冷却的。水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，被 广泛地应用于现代车用发动机。
进 气 门 温度750-1000K 压力3-5 MPa 喷油器
《汽车构造(上册)(第3版)》教学课件 第1章汽车发动机工作原理及总体构造
第一节 概述 二、发动机基本结构
• 四冲程汽油机
• 结构图
1—油底壳 2—润滑油 3—曲轴 4—连杆 5—曲轴正时齿轮 6—同步 带 7—气缸套 8—排气三元催化转 化器9—氧传感器 10—活塞 11—凸 轮轴正时齿轮 12—凸轮轴 13—摇 臂 14—排气门 15—火花塞 16— 电控喷油器17—燃油滤清器 18—电 动燃油泵 19—燃油箱 20—点火线 圈组件 21—燃油压力调节器 22— 节气门 23—空气滤清器 24—空气流量计 25—电控单元(ECU) 26—点火开关 27—蓄电池 28—起 动机 29—飞轮 30—发动机转速传 感器31—冷却液 32—爆燃传感器 33—冷却液温度传感器 34—进气门 35—进气管 36—进气温度传感器 37—节气门位置传感器
附录B
车辆识别代号（GB 16735－2004） ✓ 车辆识别代号：汽车的身份证号（车架号）
✓ 根据国家车辆管理标准确定，包含了车辆的生产厂 家、年代、车型、车身型式及代码、发动机代码及 组装地点等信息。
第二节 发动机工作原理 1、四冲程汽油机的工作原理
➢ （1）进气冲程 ➢ （2）压缩冲程 ➢ （3）做功冲程 ➢ （4）排气冲程
动画演示
第二节 发动机工作原理 1、四冲程汽油机的工作原理
动画演示
第二节 发动机工作原理 2、四冲程柴油机的工作原理
• 四冲程 • 柴油机 • 结构图
第二节 发动机工作原理
第一章 发动机工作原理和总体构造
第一节 概述 第二节 发动机工作原理 第三节 发动机总体构造
第一章 发动机工作原理和总体构造
学习目标： ➢ 1.理解发动机工作过程的基本概念。 ➢ 2.掌握四冲程汽油机和四冲程柴油机的基本结构
与工作原理。 ➢ 3.掌握发动机的总体组成和功用。 ➢ 4.学会使用汽车常用拆装工具。
汽车发动机的工作原理及总体构造
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第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
• 6. 内燃机排量 • 内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃机排量
。
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第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
• 7. 燃烧室容积
•
活塞位于上止点时，活塞顶面以上气缸盖底面以
油机完全相同。只是由于柴油和汽油的使用性能
不同，使柴油机和汽油机在混合气形成方法及着
火方式上有着根本的差别。
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第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
• 1. 进气行程
•
在柴油机进气行程
中，被吸入气缸的只是
纯净的空气。
• 2. 压缩行程
•
因为柴油机的压缩
比大，所以压缩行程终
了时气体压力高。
• 对应一个活塞行程，曲轴旋转 180° 。
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第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
4. 曲柄半径 •曲轴旋转中心到曲 柄销中心之间的距离 称为曲柄半径，一般 用 R表示。通常活塞 行程为曲柄半径的两 倍，即 s=2R 。
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曲柄半径
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第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
关闭。
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第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
• 4. 排气行程
•
排气行程开始，排
气门开启，进气门仍然关
闭，曲轴通过连杆带动活
塞由下止点移至上止点，
此时膨胀过后的燃烧气体
( 或称废气 ) 在其自身剩
余压力和在活塞的推动下
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气缸排列形式
直列式发动机
V型发动机 型发动机
对置式发动机
发动机
四种六缸发动机气缸排列方式
发动机
德国大众公司研制的W8和W12 和 德国大众公司研制的 (VV12是由两个 是由两个VR6并在一起 并在一起) 是由两个 并在一起
发动机
发动机总体构造 二、发动机总体构造
两大机构： 两大机构：曲柄连杆机构 配气机构 五大系统： 燃料供给系 五大系统： 点火系 冷却系 润工业学院汽车系
发动机
第一章
汽车发动机
§1 §2 §3 §4 §5 §6 §7 §8
基本原理.swf
概述 曲柄连杆机构 配气机构 燃料供给系 点火系 冷却系 润滑系 起动系
发动机
§1 概述
一、车用发动机的分类 二、发动机总体构造 三、发动机基本原理 四、发动机产品型号 五、发动机主要性能
发动机
6、按进气方式分类 、
自然吸气式发动机： 自然吸气式发动机：空气靠活塞的 抽吸作用进入气缸内。如汽油机。 抽吸作用进入气缸内。如汽油机。 增压式发动机：为增大功率， 增压式发动机：为增大功率， 在发动机上装有增压器， 在发动机上装有增压器，使 进入气缸的气体预先经过压 气机压缩后再进入气缸。 气机压缩后再进入气缸。如 增压柴油机 。
Vl = i *Vh
Vc
V a = V h + Vc
V V
ε
=
a c
（ 现代化油器式发动机一般为 6～9，轿车有的达 ～11；柴 ～ ，轿车有的达9～ ； 油机一般为16～ 。） 油机一般为 ～22。）
发动机
发动机产品型号编制示例
（1）汽油机 ）汽油机EQ6100Q：东风公司生产，直列 ：东风公司生产，直列6 四冲程、缸径100mm，水冷，车用汽油机。 缸、四冲程、缸径 ，水冷，车用汽油机。 （2）汽油机 ）汽油机CA492：一汽生产，直列 缸、四冲 ：一汽生产，直列4 缸径92mm，水冷，车用汽油机。 程、缸径 ，水冷，车用汽油机。 （3）柴油机 ）柴油机12V135ZQ：V型、12缸、四冲程、 ： 型 缸 四冲程、 缸径135mm，水冷，增压，车用柴油机。 缸径 ，水冷，增压，车用柴油机。
发动机
五、发动机主要性能
1、动力性指标 、 2、经济性指标 、 3、强化指标 、 4、环境指标 、
发动机
一、动力性指标
1、发机机转速 n (rpm) 、 2、有效转矩 、 3、有效功率 、
Te ( N m )
Pe ( K w )
发动机
发动机外特性
audi5气门扭矩功率演示.swf
发动机
发动机性能曲线 通过发动机性能曲线， 通过发动机性能曲线，可以明白相 应发动机的转数、输出功率和扭矩。 应发动机的转数、输出功率和扭矩。图 中的红色曲线， 中的红色曲线，表示发动机在特定转速 下的相应输出功率， 下的相应输出功率，它基本呈直线延伸 的状态； 的状态；蓝色曲线表示发动机在特定转 速下的相应扭矩值， 速下的相应扭矩值， 输出功率和扭矩 发动机的输出功率和扭矩， 发动机的输出功率和扭矩，在产品 说明书中一般以KW Nm来表示 KW和 来表示。 说明书中一般以KW和Nm来表示。最大功 率是指发动机所能够产生的最大动力输 把它与转速结合起来表示。比如： 出，把它与转速结合起来表示。比如： 68kW/6000rpm。 68kW/6000rpm。功率是指发动机工作的 效率， 效率，用其产生的扭矩乘以相应的转数 而计算出来。 而计算出来。扭矩是表示发动机所输出 的旋转力量，它的表现方式与功率相同， 的旋转力量，它的表现方式与功率相同， 用具体数字与转速一起表示。比如： 用具体数字与转速一起表示。比如： ××Nm/3200rpm 扭矩影响着汽车起动、 Nm/3200rpm。 ××Nm/3200rpm。扭矩影响着汽车起动、 加速的性能以及牵引能力、 加速的性能以及牵引能力、爬坡性能和 经济性。 经济性。
发动机
一、车用发动机的分类
1、按燃料分类 、 2、按冷却方式分类 、 3、按点火方式分类 、
发动机
1、按燃料分类 、
diesel工作过程1.swf
柴油机 汽油机 天然气机等
四行程汽油机工作原理.swf
发动机
3、按冷却方式分类 、
水冷式发动机： 水冷式发动机：以水为冷却介质
风冷式发动机： 风冷式发动机：以空气作为 冷却介质。 冷却介质。如摩托车
发动机
4、按点火方式分类 、
压燃式发动机： 压燃式发动机：利用气缸内空气被压缩后产生 的高温，使燃油自燃。如柴油机。 的高温，使燃油自燃。如柴油机。 点燃式发动机： 点燃式发动机：利用火花塞发出的电火花强制 点燃燃料，使燃料强行着火燃烧。 点燃燃料，使燃料强行着火燃烧。 如汽油机、煤气机。 如汽油机、煤气机。
二、经济性指标
燃油消耗率（比油耗） 燃油消耗率（比油耗） g e
发动机
(
g
Kw ⋅ h
)
三、强化指标
1、升功率 PL 、 (
Kw L
) )
2、比质量 me 、 Kg (
Kw
发动机
四、环境指标
1、排放： 、排放： HC、CO、NQx、PM等 、 、 、 等 2、噪声（dB） 、噪声（ ）
发动机
发动机
发动机
5、按可燃混合气形成的方法分类 、
外部形成混合气的内燃机： 外部形成混合气的内燃机：燃料和空气在外先 混合然后进入气缸。 混合然后进入气缸。如使用化油器的 汽油机。 汽油机。 内部形成混合气的内燃机： 内部形成混合气的内燃机：燃料在临近压缩终 了时才喷入气缸， 了时才喷入气缸，在气缸内与空气混 如柴油机。 合。如柴油机。
发动机
三、发动机基本原理
基本术语.swf
1、缸 数 、
i
2、上止点 TDC＝Top 、 ＝ Dead Center 3、 3、下止点 BDC＝ BDC＝ Bottom Dead Center 4、缸 、 径 D S 5、活塞行程 、
发动机
三、发动机基本原理
6、气缸工作容积 Vh 、 7、发动机排量 、 8、燃烧室容积 、 9、气缸总容积 、 10、压缩比 、