清华大学 课件 汽车构造
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清华大学课件汽车构造I2汽车发动机基本知识
燃油经济性 指标
发动机热效率和 燃油消耗率
强化指标
指发动机承受热 负荷和机械负荷 的能力
发动机的主要性能——动力性指标（1）
动力性指标
有效转矩 Te
指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的转矩，通常用Te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、传给曲轴产生的转矩，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。
冷却系统 点火系统
统 起动系统
汽车发动机基本知识
汽车及其动力概况 汽车总体结构 汽车发动机工作原理 汽车发动机的分类 发动机的总体构造 发动机的主要性能 内燃机产品名称和型号编制规则
发动机的主要性能
动力性指标
表征发动机作功 能力大小
工况 负荷
特性
速度特性 负荷特性
环境性能指标
指发动机排放品 质和噪声水平
发动机起动系统与电源 （1学时） 发动机管理系统（2学时）
汽车发动机基本知识
汽车及其动力概况 汽车总体结构 汽车发动机工作原理 汽车发动机的分类 发动机的总体构造 发动机的主要性能指标与特性 内燃机产品名称和型号编制规则
汽车发动机的分类——活塞运动方式
按活塞运动方式
往复活塞式 （Reciprocating engine)
二冲程汽油机（2）
第二冲程
活塞由上止点运动到下止点； 燃 烧 ：压缩过程终了时，火花 塞点火，可燃混合气燃烧，燃 烧气体膨胀作功。此时，进气 阀仍开启，混合气继续进入曲 轴箱。 随着活塞下移，进气阀关闭。 此后向下止点运动使曲轴箱容 积变小，其中混合气被预压缩。 排 气 ：活塞打开排气口，废气 排出，作功过程结束； 扫 气 ：继而活塞又将扫气口开 启，可燃混合气经扫气口进入 气缸，扫除废气（扫气）。直 至下一活塞行程扫气口被关闭。
清华大学课件汽车构造I柴油机燃油供给系统共98页文档
柴油及其使用性能（2）
使用性能指标
蒸发性：蒸发汽化的能力，用馏程（馏出某一百分比的温 度范围）和闪点表示。 馏程：50%(300℃ )、90%(355℃ )、95%(365℃ )馏出温度。 闪点：一定试验条件下，当柴油蒸气与周围空气形成的混 合气接近火焰时，开始出现闪火的温度。闪点低，蒸发性 好。 低温流动性：用凝点和冷滤点评定。 凝点：柴油失去流动性，开始凝固时的温度。 冷滤点：在特定试验条件下，在一分钟内柴油开始不能流 过过滤器20mL时的最高温度。
喷嘴
Detroit Diesel (GM)
柴油机燃油系统组成（4）
电控－ 位置控 制式
电控－ 时间控 制式
直列泵＋高压油管＋喷油器 +电控油量
分配泵＋高压油管＋喷油器
分配泵系统 单体泵系统 泵喷嘴系统
+控制高压油路通断的电 磁阀
柴油机燃油 系统组成（5）
电控－时间、 压力控制式 （高压共轨）
高压泵＋压力 控制阀＋高压 油轨＋电控喷 油器
低压供油系统 喷油器 直列泵 喷油提前器 调速器
机械-液压控制的直列泵系统
柴油滤清器 ——低压供油系统（1）
油箱 供油泵 柴油滤清器
供 油 泵
油箱
机械-液压控制的直列泵系统
——低压供油系统（2）
柴油机滤清器
两级滤清 有的带油水分离器
燃油滤清器盖
粗滤滤芯
细滤滤芯
易换滤清器
纸滤芯
滤清器盖 进油
柱塞头部：直槽和螺旋槽 柱塞下部：榫舌，与挺柱 油孔 接触。凸轮旋转时，柱塞 在柱塞套内上下往复运动。 直槽
柱塞套：安装在喷油泵体 柱塞套 中，油孔与喷油泵低压油
腔相通。
柱塞
油孔 螺旋槽
清华大学_课件_汽车构造I(5)_气门机构
锁夹 气门弹簧
气门导管
气门座 气门导管
气门
气门座圈
气门组件
－气门及座圈、导管（1）
气门
工作条件
高温（进：300～400°C，排：600～800 °C）、高压 落座冲击 润滑困难 高温气体中有腐蚀性成分。 足够的强度、刚度、耐磨、耐高温、耐腐蚀、耐冲击 进气门 合金钢（铬钢或镍铬等） 排气门 耐热合金钢（硅铬钢等）
功用与分类（10）
每缸多气门缺 点
缸盖复杂； 驱动复杂，需 双顶置凸轮轴 （DOHC）， 或采用单凸轮 轴和两根摇臂 轴。
双凸轮轴顶置，直接 驱动
功用与分类（11）
气门传动部分
气门机 构组成
气门组件
气门 组件 气门 传动 部分
气门传动部分
气门组件
气门机构
要求
材料
气门组件
－气门及座圈、导管（2）
气门结构
气门锥面 气门杆 端面
气门顶面
气门锥角
锁夹
气门头部
气门杆
气门组件
－气门及座圈、导管（3）
气门锥角
一般45°。
45 °
气门组件
－气门及座圈、导管（4）
顶面形状
平顶：结构简单，制 造容易，吸热面积 小，质量小，进排气 门均有采用。 凹顶：质量小；喇叭 型顶头部与杆部流线 过渡，进气阻力小， 适用于进气门。但顶 部受热面积大，不适 合于排气门。
功用与分类（6）
单凸轮轴顶置 经摇臂驱动气门 有摇臂轴
功用与分类（7）
清华大学课件汽车构造I1汽车发动机基本知识
活塞顶离曲轴回转中心最远处，即活 塞最高位置，称为上止点（Top Dead Center, TDC）；
活塞顶离曲轴回转中心最近处，即活 塞最低点，称为下止点（Bottom Dead Center, BDC）；
在上、下止点处，活塞的运动速度为 零。
编辑ppt
16
发动机工作原理——常用术语（3）
活塞行程
发动机－往复活塞式内燃机 编辑ppt
11
编辑ppt
12
编辑ppt
13
编辑ppt
14
发动机工作原理——常用术语（1）
工作循环
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。
编辑ppt
15
发动机工作原理——常用术语（2）
上、下止点
汽油机燃油供给系统（4 学时）
发动机起动系统与电源 （1学时）
发动机管理系统（2学本知识
汽车总体结构 汽车发动机工作原理 汽车发动机的分类 发动机的总体构造 发动机的主要性能 内燃机产品名称和型号编制规则
编辑ppt
3
汽车总体结构
编辑ppt
发动机 底盘
车身 电气系统
4
编辑ppt
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
= Va = Vh +Vc =1 +Vh
Vc
Vc
Vc
式中：Va － 气缸总容积；
Vh － 气缸工作容积；
Vc － 燃烧室容积。
压缩比是发动机中一个非常重要的概念，压缩比表示了气体的
压缩程度。
汽油机 8～11；柴油机 16编～辑p2p4t
活塞顶离曲轴回转中心最近处，即活 塞最低点，称为下止点（Bottom Dead Center, BDC）；
在上、下止点处，活塞的运动速度为 零。
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发动机工作原理——常用术语（3）
活塞行程
发动机－往复活塞式内燃机 编辑ppt
11
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12
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13
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14
发动机工作原理——常用术语（1）
工作循环
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。
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发动机工作原理——常用术语（2）
上、下止点
汽油机燃油供给系统（4 学时）
发动机起动系统与电源 （1学时）
发动机管理系统（2学本知识
汽车总体结构 汽车发动机工作原理 汽车发动机的分类 发动机的总体构造 发动机的主要性能 内燃机产品名称和型号编制规则
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3
汽车总体结构
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发动机 底盘
车身 电气系统
4
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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
= Va = Vh +Vc =1 +Vh
Vc
Vc
Vc
式中：Va － 气缸总容积；
Vh － 气缸工作容积；
Vc － 燃烧室容积。
压缩比是发动机中一个非常重要的概念，压缩比表示了气体的
压缩程度。
汽油机 8～11；柴油机 16编～辑p2p4t
清华大学课件汽车构造I发动机冷却系统
冷却强度调节
风扇（离合器、 转速、叶片角度） 节温器（大循环、 小循环） 散热器百叶窗
水孔 水泵
缸盖水套
节温器
缸体水套
水管
Fiat-GM
Audi V8 4.0L TDI
发动机冷却系统
作用和类型 水冷系统组成和工作原理 冷却液 主要组件 发动机热管理系统 发动机风冷系统
冷却液
水（最好软水）与防冻剂（常用乙二醇，Ethylene glycol）的混合物。 防止冷却液结冰（不能循环、发动机过热，冷却液膨 胀，使缸体、缸盖、散热器涨裂）；防冻剂比例不同， 冷却液冰点不同。 提高冷却液沸点，防止过早沸腾。 防冻剂中通常含有防锈剂和泡沫抑制剂。
出水口
进水口 放水开关
主要组件—散热器（3）
管片式散热器芯
主要组件—散热器（4）
管带式散热器芯
主要组件—散热器（5）
金属薄板焊接散热器芯
主要组件—散热器（6）
散热器盖
密封水冷系统，调节系统压力。
闭式水冷系统压力高，冷却液 沸点高；可减少冷却液外溢及 蒸发损失。 有压力阀、真空阀
冷却液温度升高后，膨胀使系 统压力增大。压力超过预定值 时，压力阀开启，一部分冷却 液流入膨胀水箱。 停机后冷却液温度降低，冷却 系压力降低。低于大气压力 时，真空阀开启，冷却液由膨 胀水箱流回散热器。
发动机热管理系统（2）
根据气缸垫温 度调整冷却强 度
发动机热管理系统（3）
气缸垫及传感器
发动机冷却系统
作用和类型 水冷系统组成和工作原理 冷却液 主要组件 发动机热管理系统 发动机风冷系统
风冷系统（1）
结构简单 在缸体、缸盖表面布置散热 片 轴流式冷却风扇 冷却强度调节
液力耦合器
风扇（离合器、 转速、叶片角度） 节温器（大循环、 小循环） 散热器百叶窗
水孔 水泵
缸盖水套
节温器
缸体水套
水管
Fiat-GM
Audi V8 4.0L TDI
发动机冷却系统
作用和类型 水冷系统组成和工作原理 冷却液 主要组件 发动机热管理系统 发动机风冷系统
冷却液
水（最好软水）与防冻剂（常用乙二醇，Ethylene glycol）的混合物。 防止冷却液结冰（不能循环、发动机过热，冷却液膨 胀，使缸体、缸盖、散热器涨裂）；防冻剂比例不同， 冷却液冰点不同。 提高冷却液沸点，防止过早沸腾。 防冻剂中通常含有防锈剂和泡沫抑制剂。
出水口
进水口 放水开关
主要组件—散热器（3）
管片式散热器芯
主要组件—散热器（4）
管带式散热器芯
主要组件—散热器（5）
金属薄板焊接散热器芯
主要组件—散热器（6）
散热器盖
密封水冷系统，调节系统压力。
闭式水冷系统压力高，冷却液 沸点高；可减少冷却液外溢及 蒸发损失。 有压力阀、真空阀
冷却液温度升高后，膨胀使系 统压力增大。压力超过预定值 时，压力阀开启，一部分冷却 液流入膨胀水箱。 停机后冷却液温度降低，冷却 系压力降低。低于大气压力 时，真空阀开启，冷却液由膨 胀水箱流回散热器。
发动机热管理系统（2）
根据气缸垫温 度调整冷却强 度
发动机热管理系统（3）
气缸垫及传感器
发动机冷却系统
作用和类型 水冷系统组成和工作原理 冷却液 主要组件 发动机热管理系统 发动机风冷系统
风冷系统（1）
结构简单 在缸体、缸盖表面布置散热 片 轴流式冷却风扇 冷却强度调节
液力耦合器
清华大学教授汽车构造课件
后果
还会引起发动机过热， 功率下降，燃油消耗量 增加等一系列不良后果。 严重爆燃时甚至造成气 门烧毁、轴瓦破裂，火 花塞绝缘体击穿等。
爆燃
表面 点火
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。
返回
四冲程发动机工作状态
状态 行程
温度(K) 370~440 600~800
§2.2 四冲程发动机的简单工作原理
一、四冲程汽油机的工作原理
1、进气行程 2、压缩行程 3、作功行程 4、排气行程
单缸四冲程汽油机的工作过程
温度370~440 K， 压力75~90 kPa
进气行程
排气门关闭
P
活 塞
上 止 点
下 止 点
进气门开启
大气压力线
r a
示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气 体压力的变化情况。
示功图
V
进气门关闭
压缩行程
压缩比：
ε=Va/Vc
排气门关闭 下 止 点
P
温度600~800K， 压力600~1500 kPa
上 止 点
活 塞
大气压力线
c r a
示功图
V
作功行程
排气门关闭 进气门关闭 上 止 点
Z
P
瞬时最高：温度 2200~2800 K， 压 力3~5MPa
下 止 点
活 塞
大气压力线
1．传动系 汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置称为 汽车的传动系。它应保证汽车具有在各种行驶条 件下所必需的牵引力、车速，以及它们之间的协 调变化等功能，使汽车有良好的动力性和燃油经 济性；还应保证汽车能倒车，以及左、右驱动车 轮能适应差速要求，并使动力传递能根据需要而 平稳地接合或彻底、迅速地分离。 传动系包括：离合器，变速器，万向传动装置， 主减速器及差速器，半轴等部分。
清华大学-汽车构造I(6)喷射式汽油机燃油系统 PPT资料共58页
怠速执行器
旋转电磁式
怠速旁通空气道通 路面积决定于滑阀 旋转位置，该位置 有电磁转矩与回位 弹簧转矩的平衡确 定。
PWM信号控制电 磁阀的电磁转矩。
电接头 壳体
永磁铁 电枢
旋转滑阀
燃油喷射式汽油机供给系 —电控汽油喷射－空气系统（15）
怠速执行器
步进电机式
电机转子
步进电机、螺旋机
构（螺杆、螺母）、 锥面控制阀；螺杆 与锥面阀一体，步 进电机转子和螺母 一体。
燃油喷射式汽油机供给系 —电控汽油喷射－燃油供给系统（5）
电动汽油泵
滚柱式
限压阀：油压超过0.45MPa时开启，汽油回到进油口，仿止油压 过高。 单向止回阀：停机时关闭，防止管路中汽油回流，维持一定油压。
限压阀
电动机
滚柱泵
单向止回阀
燃油喷射式汽油机供给系 —电控汽油喷射－燃油供给系统（6）
单向止回阀
在ECU控制下，步
进电机转子及螺母 旋转，则螺杆带动 锥面阀移动，改变 旁通空气道的通路 面积。
励磁线圈
锥面控制阀 阀座
螺杆 挡板
燃油喷射式汽油机供给系 —电控汽油喷射－控制系统（2）
空气流量计
发动机控制单元
节气门控制组件
发动机转速传感器 相位传感器
喷油器
节气门控制组件
点火线圈组件
进气温度传感器 冷却水温传感器
4：油压脉动缓冲器 5：点火线圈 6：分电器 7：火花塞 8：喷油器 9：燃油分配器
10：油压调节器 11：冷起动喷嘴
12：怠速调整螺钉 13：节气门 14：节气门位置传感器 15：空气流量计
16：进气温度传感器 17：氧传感器 18：热时间开关
19：冷却水温传感器 20：补充空气阀 21：怠速混合气调节 螺钉
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发动机起动系统与电源 （1学时） 发动机管理系统（2学时）
汽车发动机基本知识
汽车总体结构 汽车发动机工作原理 汽车发动机的分类 发动机的总体构造 发动机的主要性能 内燃机产品名称和型号编制规则
汽车总体结构
发动机
车身
底盘 电气系统
发动机
车身
底盘 电气系统
汽车发动机基本知识
汽车总体结构 汽车发动机工作原理 汽车发动机的分类 发动机的总体构造 发动机的主要性能 内燃机产品名称和型号编制规则
活塞行程
上、下止点 间的距离S称 为活塞行 程；
曲轴的回转 半径R称为曲 柄半径， S=2R。
上止点
S
下止点
R
发动机工作原理——常用术语（4）
气缸工作容积
活塞从上止点到下止点所扫过的容 积称为气缸工作容积；
Vh
=π 2D 4
S × 10 6 (L)
式中： D－气缸直径 mm； S－活塞行程 mm。
常用术语
发动机排量
压缩比
气缸总容积
发动机工作原理
－四冲程汽油机（1）
进气行程（Intake）
进气门打开，排气门关 闭，活塞从上止点向下止 点运动； 气缸容积逐渐增大，气缸 内形成一定真空度，空气 和汽油的混合物被吸入气 缸，在气缸内进一步混合 形成可燃混合气。 进气终了时， 气缸内气 体压力约为0.08～0.09 MPa， 温度达到320～ 380 K。
－四冲程柴油机（1）
进气行程
进入气缸的是纯净 的空气。
因进气系统中没有 节气门，进气阻力 小，且残余废气温 度较低，故同汽油 机相比，进气终了 时缸内气体压力略 高，约为0.085～ 0.095 MPa，而温 度略低，约为 310～340 K。
发动机工作原理——常用术语（5）
发动机排量
所有气缸工作容积的总 和称为发动机排量，记 作VL
VL =Vh × i
式中：Vh－气缸工作容 积；
i － 气缸数目。
发动机工作原理——常用术语（6）
燃烧室容积
活塞位于上止点时 活塞顶面以上与气 缸盖底面以下之间 形成的容积称为燃 烧室容积，记作VC
汽油机
发动机工作原理——基本结构
（1）机体 （2）曲柄连杆机构 （3）气门机构 （4）冷却系 （5）润滑系 （6）起动系 （7）供给系 （8）点火系(汽油机)
发动机－往复活塞式内燃机
发动机工作原理——常用术语（1）
工作循环 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。
发动机工作原理
－四冲程汽油机（9）
实际进气过程中 为增加进入气缸内的混合气量和减少进气过程所消耗 的功，进气门在上止点之前开启，在下止点之后关 闭； 为减少气缸内的残余废气量和排气过程所消耗的功， 排气门在下止点之前开启，在上止点之后关闭。 进、排气过程所占曲轴转角都超过180°。
发动机工作原理
发动机工作原理－四冲程汽油机（5）来自汽油机工作原理.swf
进气 压缩 作功 排气
循 环
一个工作循环－ 四个行程，曲轴 转两周，每个行 程占180°曲轴 转角
发动机工作原理
－四冲程汽油机（6）
发动机工作原理
－四冲程汽油机（7）
发动机工作原理
－四冲程汽油机（8）
示功图：气缸内气体压力随气缸
容积或曲轴转角的变化关系图。
发动机工作原理
－四冲程汽油机（4）
排气行程（Exhaust）
进气门关闭， 排气门开启；活塞从下 止点向上止点运动。 膨胀过后的废气在其自身剩余压力和在 活塞的推动下，经排气门排出气缸。 排气行程结束后，残留在燃烧室内的少 量废气称为残余废气。残余废气压力约 为0.105～0.12 MPa，温度约为900～ 1100 K。
柴油机
发动机工作原理——常用术语（7）
气缸总容积
活塞位于下止点时，活塞顶部与 气缸盖之间的容积称为气缸总容 积,一般用Va表示 气缸总容积等于气缸工作容积和 燃烧室容积之和，即：
Va＝Vc＋Vh
发动机工作原理——常用术语（8）
压缩比
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
发动机工作原理
－四冲程汽油机（3）
作功行程（Power/Expansion）
压缩行程结束时，火花塞产生电火花， 点燃可燃混合气，火焰迅速传遍整个燃 烧室，并放出大量热能； 燃烧气体体积膨胀，压力、温度升高； 气体压力推动活塞从上止点运动到下止 点，并通过连杆推动曲轴旋转作功。此 时，进排气门仍然关闭。 燃烧最高压力可达3～6.5 MPa，最高 温度可达2200～2800 K。 作功终了时， 气体压力降低到0.35～ 0.5 MPa，气体温度降低到1200～1500 K。
发动机工作原理——常用术语（2）
上、下止点
活塞顶离曲轴回转中心最远处，即活 塞最高位置，称为上止点（Top Dead Center, TDC）； 活塞顶离曲轴回转中心最近处，即活 塞最低点，称为下止点（Bottom Dead Center, BDC）； 在上、下止点处，活塞的运动速度为 零。
发动机工作原理——常用术语（3）
汽车构造I
（1）
主要内容和学时安排
汽车发动机基本知识（4 学时）
发动机机体（2学时） 曲柄连杆机构（3学时） 气门机构（3学时）
进排气、增压系统及排放 控制装置（3学时） 汽油机燃油供给系统（4 学时）
柴油机燃油供给系统（4 学时）
汽油机点火系统（2学时） 发动机冷却系统（2学时） 发动机润滑系统（2学时）
= Va = Vh +Vc =1 +Vh
Vc
Vc
Vc
式中：Va － 气缸总容积； Vh － 气缸工作容积；
Vc － 燃烧室容积。
压缩比是发动机中一个非常重要的概念，压缩比表示了气体的 压缩程度。 汽油机 8～11；柴油机 16～24
发动机工作原理——常用术语（9）
上、下止点
工作循环
活塞行程
气缸工作容积 燃烧室容积
发动机工作原理
－四冲程汽油机（2）
压缩行程（Compression）
进气门和排气门都关闭，活塞 从下止点向上止点运动； 气缸容积逐渐变小，气缸内混 合气被压缩，其压力和温度同 时升高。 压缩终了时，可燃混合气压力 可达0.8～1.5 MPa， 温度可 达600～750 K。
采用大压缩比，可提高压缩终 了时气缸内的压力和温度，从 而加快燃烧速度，提高发动机 热效率。但太大容易引起“爆 震” 。一般 ε=8‾11
汽车发动机基本知识
汽车总体结构 汽车发动机工作原理 汽车发动机的分类 发动机的总体构造 发动机的主要性能 内燃机产品名称和型号编制规则
汽车总体结构
发动机
车身
底盘 电气系统
发动机
车身
底盘 电气系统
汽车发动机基本知识
汽车总体结构 汽车发动机工作原理 汽车发动机的分类 发动机的总体构造 发动机的主要性能 内燃机产品名称和型号编制规则
活塞行程
上、下止点 间的距离S称 为活塞行 程；
曲轴的回转 半径R称为曲 柄半径， S=2R。
上止点
S
下止点
R
发动机工作原理——常用术语（4）
气缸工作容积
活塞从上止点到下止点所扫过的容 积称为气缸工作容积；
Vh
=π 2D 4
S × 10 6 (L)
式中： D－气缸直径 mm； S－活塞行程 mm。
常用术语
发动机排量
压缩比
气缸总容积
发动机工作原理
－四冲程汽油机（1）
进气行程（Intake）
进气门打开，排气门关 闭，活塞从上止点向下止 点运动； 气缸容积逐渐增大，气缸 内形成一定真空度，空气 和汽油的混合物被吸入气 缸，在气缸内进一步混合 形成可燃混合气。 进气终了时， 气缸内气 体压力约为0.08～0.09 MPa， 温度达到320～ 380 K。
－四冲程柴油机（1）
进气行程
进入气缸的是纯净 的空气。
因进气系统中没有 节气门，进气阻力 小，且残余废气温 度较低，故同汽油 机相比，进气终了 时缸内气体压力略 高，约为0.085～ 0.095 MPa，而温 度略低，约为 310～340 K。
发动机工作原理——常用术语（5）
发动机排量
所有气缸工作容积的总 和称为发动机排量，记 作VL
VL =Vh × i
式中：Vh－气缸工作容 积；
i － 气缸数目。
发动机工作原理——常用术语（6）
燃烧室容积
活塞位于上止点时 活塞顶面以上与气 缸盖底面以下之间 形成的容积称为燃 烧室容积，记作VC
汽油机
发动机工作原理——基本结构
（1）机体 （2）曲柄连杆机构 （3）气门机构 （4）冷却系 （5）润滑系 （6）起动系 （7）供给系 （8）点火系(汽油机)
发动机－往复活塞式内燃机
发动机工作原理——常用术语（1）
工作循环 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。
发动机工作原理
－四冲程汽油机（9）
实际进气过程中 为增加进入气缸内的混合气量和减少进气过程所消耗 的功，进气门在上止点之前开启，在下止点之后关 闭； 为减少气缸内的残余废气量和排气过程所消耗的功， 排气门在下止点之前开启，在上止点之后关闭。 进、排气过程所占曲轴转角都超过180°。
发动机工作原理
发动机工作原理－四冲程汽油机（5）来自汽油机工作原理.swf
进气 压缩 作功 排气
循 环
一个工作循环－ 四个行程，曲轴 转两周，每个行 程占180°曲轴 转角
发动机工作原理
－四冲程汽油机（6）
发动机工作原理
－四冲程汽油机（7）
发动机工作原理
－四冲程汽油机（8）
示功图：气缸内气体压力随气缸
容积或曲轴转角的变化关系图。
发动机工作原理
－四冲程汽油机（4）
排气行程（Exhaust）
进气门关闭， 排气门开启；活塞从下 止点向上止点运动。 膨胀过后的废气在其自身剩余压力和在 活塞的推动下，经排气门排出气缸。 排气行程结束后，残留在燃烧室内的少 量废气称为残余废气。残余废气压力约 为0.105～0.12 MPa，温度约为900～ 1100 K。
柴油机
发动机工作原理——常用术语（7）
气缸总容积
活塞位于下止点时，活塞顶部与 气缸盖之间的容积称为气缸总容 积,一般用Va表示 气缸总容积等于气缸工作容积和 燃烧室容积之和，即：
Va＝Vc＋Vh
发动机工作原理——常用术语（8）
压缩比
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
发动机工作原理
－四冲程汽油机（3）
作功行程（Power/Expansion）
压缩行程结束时，火花塞产生电火花， 点燃可燃混合气，火焰迅速传遍整个燃 烧室，并放出大量热能； 燃烧气体体积膨胀，压力、温度升高； 气体压力推动活塞从上止点运动到下止 点，并通过连杆推动曲轴旋转作功。此 时，进排气门仍然关闭。 燃烧最高压力可达3～6.5 MPa，最高 温度可达2200～2800 K。 作功终了时， 气体压力降低到0.35～ 0.5 MPa，气体温度降低到1200～1500 K。
发动机工作原理——常用术语（2）
上、下止点
活塞顶离曲轴回转中心最远处，即活 塞最高位置，称为上止点（Top Dead Center, TDC）； 活塞顶离曲轴回转中心最近处，即活 塞最低点，称为下止点（Bottom Dead Center, BDC）； 在上、下止点处，活塞的运动速度为 零。
发动机工作原理——常用术语（3）
汽车构造I
（1）
主要内容和学时安排
汽车发动机基本知识（4 学时）
发动机机体（2学时） 曲柄连杆机构（3学时） 气门机构（3学时）
进排气、增压系统及排放 控制装置（3学时） 汽油机燃油供给系统（4 学时）
柴油机燃油供给系统（4 学时）
汽油机点火系统（2学时） 发动机冷却系统（2学时） 发动机润滑系统（2学时）
= Va = Vh +Vc =1 +Vh
Vc
Vc
Vc
式中：Va － 气缸总容积； Vh － 气缸工作容积；
Vc － 燃烧室容积。
压缩比是发动机中一个非常重要的概念，压缩比表示了气体的 压缩程度。 汽油机 8～11；柴油机 16～24
发动机工作原理——常用术语（9）
上、下止点
工作循环
活塞行程
气缸工作容积 燃烧室容积
发动机工作原理
－四冲程汽油机（2）
压缩行程（Compression）
进气门和排气门都关闭，活塞 从下止点向上止点运动； 气缸容积逐渐变小，气缸内混 合气被压缩，其压力和温度同 时升高。 压缩终了时，可燃混合气压力 可达0.8～1.5 MPa， 温度可 达600～750 K。
采用大压缩比，可提高压缩终 了时气缸内的压力和温度，从 而加快燃烧速度，提高发动机 热效率。但太大容易引起“爆 震” 。一般 ε=8‾11