1发动机工作原理和总体构造
课题一 发动机工作原理及总体构造
不同类型内燃机的图片展示
汽轮机 汽油机 柴油机
蒸汽机
直列式
V型
对置式 横直式
内燃机的发展简史 1678年 1678年 法国人浩特佛勒 使用火药的煤气机 1873年 1873年 德国人奥拓 火花点燃四冲程煤气机 1883年 1883年 英国人派司尔 四冲程汽油机 1879年 1879年 德国人狄塞尔 压燃式四冲程柴油机 1905年 1905年 瑞士 第一台二冲程柴油机 1922年 博世公司着手开发喷油泵和喷油嘴。 博世公司着手开发喷油泵和喷油嘴。 1922年 1927年 成功开发直列式喷油泵。 1927年 成功开发直列式喷油泵。 1930年 1930年 废气涡轮增压柴油机 1935年 G25拖拉机用自制汽油机 1935年 G25拖拉机用自制汽油机 1935年 D35推土机用自制柴油机 1935年 D35推土机用自制柴油机
水冷
如课本上还有一些例子（P3）
DEUTZ柴油机编号 DEUTZ柴油机编号 B F 6 M 20 12 C
E-不带整体式冷却水箱 不带整体式冷却水箱 P-强化型 强化型 空气中冷 行程126mm 行程 系列号，缸径 系列号，缸径101mm, 10-108mm 水冷， 风冷 水冷，L-风冷 汽缸数6 汽缸数 高速四冲程柴油机 涡轮增压
• ⑼ 压缩比：指气缸总容积与燃烧室容积的比值，即： 压缩比：指气缸总容积与燃烧室容积的比值， • ε＝Va/ Vc ＝
• 通常汽油机的压缩比为 ～ 10， 柴油机的压缩比较高 ， 通常汽油机的压缩比为6～ ， 柴油机的压缩比较高， 一般为16～22。 一般为 ～ 。
2、柴油机的工作原理 、 四行程柴油机工作原理
第二次世界大战后， 第二次世界大战后，增压技术开始在压燃式发动机上 得到广泛的应用，并逐步扩展到汽油机中 得到广泛的应用，
发动机的组成及工作原理
发动机的组成及工作原理引言概述：发动机是现代交通工具中不可或者缺的关键部件，它负责将燃料转化为动力，驱动车辆运行。
本文将对发动机的组成及工作原理进行详细阐述，匡助读者更好地理解发动机的运行机制。
正文内容：1. 发动机的组成1.1 缸体和缸盖：发动机的基本结构，用于容纳活塞、气门和其他关键部件。
1.2 活塞和连杆：活塞在缸体内上下运动，通过连杆将运动转化为旋转运动。
1.3 曲轴和凸轮轴：曲轴将连杆的旋转运动转化为输出轴的旋转运动，凸轮轴控制气门的开闭。
1.4 气门温和门机构：气门控制进出气体的流动，气门机构负责使气门按照规定的时序工作。
1.5 燃油系统和点火系统：燃油系统负责将燃料输送到燃烧室，点火系统提供火花点燃混合气。
2. 发动机的工作原理2.1 进气冲程：活塞下行，气门开启，汽缸内产生负压，进气门打开，混合气进入燃烧室。
2.2 压缩冲程：活塞上行，气门关闭，混合气被压缩，增加燃烧效率。
2.3 燃烧冲程：活塞上行至顶点时，点火系统点燃混合气，产生爆炸，推动活塞下行。
2.4 排气冲程：活塞下行，气门开启，废气从排气门排出，为下一个工作循环做准备。
2.5 循环重复：上述四个冲程循环进行，驱动曲轴旋转，输出动力。
总结：从组成和工作原理来看，发动机是一个复杂的系统，由多个部件协同工作实现动力输出。
发动机的组成包括缸体、活塞、曲轴等关键部件，而工作原理则涉及进气、压缩、燃烧和排气四个冲程。
通过深入理解发动机的组成和工作原理，我们可以更好地理解其运行机制，为日常维护和故障排除提供指导。
同时，对于汽车创造商和工程师而言，深入研究发动机的组成和工作原理也是提升发动机性能和燃油效率的关键。
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。
发动机工作原理和总体构造
发动机工作原理和总体构造发动机是一种将化学能转化为机械能的装置，是现代机械设备和交通工具中最重要的部件之一、发动机的工作原理和总体构造是让发动机能够高效地完成能量转换的核心。
发动机的工作原理：发动机的工作原理是通过燃烧燃料产生高温和高压气体，利用气体的膨胀驱动活塞进行往复运动，最终将热能转化为机械能。
通常情况下，发动机的循环过程主要包括四个阶段：吸气、压缩、燃烧和排气。
1.吸气阶段：活塞下行时，气缸内的气门开启，通过缸内压力差将混合气吸入气缸内。
发动机中的一部分能量通过吸气泵提供，另一部分能量则来自高速气流的动能。
2.压缩阶段：活塞上行压缩混合气，将混合气紧密堆积在气缸顶部。
在此过程中，混合气的压力和温度逐渐增加，形成压缩空燃比。
3.燃烧阶段：在活塞上行到达顶点时，发动机的点火系统会引发火花，点燃空燃比。
燃烧的高温高压气体会迅速膨胀，推动活塞向下运动。
4.排气阶段：活塞再次上行，并将燃烧产生的废气从气缸中排出。
这一过程中，排气门会打开，让废气通过排气管排出。
发动机的总体构造：1.活塞与气缸：活塞是发动机中的关键部件，通过向上下运动从而改变气缸内的空间容积。
活塞与气缸之间的螺纹连接确保密封性能，并通过活塞环保持与气缸壁的接触。
2.曲轴与连杆：曲轴与连杆构成了发动机的运动机构。
曲轴负责将活塞的往复运动转化为旋转运动。
曲轴基座上通过轴承安装了连杆，连杆与活塞销通过销轴销连接。
3.气门与凸轮轴：气门与凸轮轴的设计决定了进气与排气过程。
凸轮轴通过传动装置与曲轴相连，从而通过凸轮的转动来控制气门的开关。
4.燃油系统与点火系统：燃油系统提供燃料供给，点火系统则引发火花点燃混合气。
燃油系统包括燃油泵、喷油嘴和油箱等组件，而点火系统则包括火花塞、点火线圈和点火开关等部分。
5.附件系统：附件系统包括发电机、空调压缩机、水泵和风扇等。
这些附件需要通过曲轴通过传动装置来提供动力，并为发动机提供电力和冷却。
总之，发动机的工作原理是通过燃料的燃烧将热能转化为机械能，从而驱动机械设备和交通工具的运行。
发动机总体结构与工作原理
五大系统之－－点火系
作用：按规定时刻及时点燃气缸内的混合气。 组成：由蓄电池、分电器、点火线圈、火花塞等组成。
五大系统之－－起动系
作用：使静止的发动机起动。 组成：由起动机及附属装置组成。
三、发动机基本术语
工作循环：每完成一次热功转换的工作过程。 上止点：活塞离曲轴回转中心最远处。 下止点：活塞离曲轴回转中心处。 曲柄半径R ：连杆与曲轴连接中心至曲轴旋转中心的距离。 活塞行程S：上、下两止点间的距离（mm），S=2R；
五大系统之－－润滑系
作用：润滑、冷却、清洗、防腐、密封等。 组成：由机油泵、滤清器、限压阀、油道等组成。
五大系统之－－燃料系（汽油车）
作用：按需要向气缸内供应已配制好的可燃混合气，燃烧后排出废气。 组成：化油器式由燃油箱、汽油泵、化油器、进排气管、滤清器等组成。
五大系统之－－燃料系（柴油车）
作用：向气缸内供应纯空气并在规定时刻向 气缸内喷入柴油，燃烧后排出废气。
发动机总体结构与工作原理
一、发动机的分类
发动机是将其它形式的能量转变为机 械能的机器。
分类： 按使用燃料分：汽油机、柴油机等。
按工作循环分：四冲程发动机、二冲程发动机。
按冷却方式分：水冷式、风冷式
按气门装置位置分：侧置式、顶置式
按气缸排列分：直列式发动机、V型发动机。
按气缸数分：单缸发动机、多缸发动机。
柴油机 165F：表示单缸，四行程，缸径65mm，风冷通用型 495Q：表示四缸，四行程，缸径95mm，水冷车用 X4105： 表示四缸，四行程，缸径105mm，水冷通用型，X表示系列代号
结语
谢谢大家！
冲程：活塞由一个止点到另一个止点运动一次的过程； 气缸工作容积（Vh）：活塞从上止点到下止点所让出的空间容积。 发动机工作容积（Vl）：发动机所有气缸工作容积之和，也叫发动机的排量。
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。
学习任务一 发动机的总体构造与工作原理
中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸
径符号等组成。
后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。
尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分
时，由制造厂选用适当符号表示。
55
2.内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义
56
3.国内发动机型号编制举例
气缸总容积(Va )
工作循环
10
1.气缸工作容积
11
2.发动机工作容积（排量）
12
发动机排量
多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机 排量 ，用表示VL 。 VL= V h × i Vh－气缸工作容积
（气缸排量）
工作循环
i － 气缸数目
对于往复活塞式发动机，每进行一次能量转换， 均要经过进气、压缩、作功、排气四个过程。这种周 而复始的连续过程，称为发动机的一个工作循环。
2
知识准备1
一、发动机的定义：
发动机是将某一种形式的能量转变成机
械能的机器。
现代汽车大多 使用往复活塞式内 燃机。它将燃料在 发动机气缸内部进 行燃烧，把产生的 热能转变成机械能。
3
往复活塞式内燃机曲柄连杆机构的基本结构 由机体组、活塞、连杆组、曲轴飞轮组等零件构成
4
5
二、发动机的分类 ：
1、按燃料的使用不同分
17
6.上止点 8.活塞行程
7.下止点 9.曲轴半径
18
19
知识准备2 一、 四行程发动机工作原理
1、进气行程 2、压缩行程 3、作功行程 4、排气行程
观 看 演 示
20
四行程汽油机的工作原理
21
汽油发动机四个行程的图示
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。
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。
发动机的组成及工作原理
发动机的组成及工作原理发动机是汽车的心脏，是汽车的动力源。
它由多个部件组成，每个部件都有着特定的功能，共同协作来实现发动机的工作原理。
本文将详细介绍发动机的组成及工作原理。
一、发动机的组成1.1 缸体：发动机的主体部分，用来容纳活塞和气缸套。
1.2 活塞：位于气缸内，通过连杆与曲轴相连，实现往复运动。
1.3 曲轴：将活塞的往复运动转换为旋转运动，驱动汽车前进。
二、发动机的工作原理2.1 进气过程：气缸内活塞下行，气门打开，进入混合气体。
2.2 压缩过程：活塞上行，气门关闭，混合气体被压缩。
2.3 燃烧过程：火花塞点燃混合气体，产生爆炸推动活塞向下运动。
三、发动机的冷却系统3.1 散热器：通过水冷或风冷方式，将发动机产生的热量散发出去。
3.2 水泵：循环冷却液，保持发动机温度在适宜范围内。
3.3 散热风扇：在低速行驶时，辅助散热器散发热量。
四、发动机的润滑系统4.1 机油泵：将机油从油底壳抽送到各个润滑点。
4.2 机油滤清器：过滤机油中的杂质，保持机油清洁。
4.3 油底壳：储存机油，保持发动机内部润滑。
五、发动机的点火系统5.1 点火线圈：将12伏电压转换为数千伏高压电流，点燃混合气体。
5.2 火花塞：通过高压电流产生火花，引燃混合气体。
5.3 电子控制单元（ECU）：控制点火时机，确保发动机正常运转。
总结：发动机是汽车的核心部件，由多个部件组成，各部件协作完成进气、压缩、燃烧、排气等过程。
同时，冷却系统、润滑系统和点火系统也起着至关重要的作用，确保发动机正常运转。
深入了解发动机的组成及工作原理，有助于我们更好地保养和维护汽车，延长发动机的使用寿命。
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
汽车发动机工作原理及总体构造分析解析
汽车发动机工作原理及总体构造分析解析一、汽车发动机的工作原理1.进气过程：发动机活塞下行时，曲轴带动连杆将活塞拉向下方，活塞下行的同时，在缸盖上的进气门打开。
汽车在行驶过程中引入新鲜空气，并混合燃油进入气缸。
2.压缩过程：当活塞行至上行点时，进气门和排气门都被关闭起来，曲轴继续将活塞往上推动，从而把进气气体压缩到缸内，使其温度和压力急剧上升。
3.燃烧过程：当活塞行至上行点附近时，压缩空气达到燃烧温度时，高压电火花塞产生电火花，使混合物燃烧。
燃烧的剧烈膨胀使汽车发动机带动连杆和曲轴旋转，从而提供动力。
4.排气过程：在燃烧后，废气通过活塞上的排气门排出气缸。
同时，曲轴的旋转使另一个活塞在气缸内进行另一轮的进气、压缩、燃烧和排气过程。
二、汽车发动机的总体构造1.缸体和缸盖：缸体是汽车发动机的最基本部件之一，用于容纳活塞和气缸套。
缸体具有良好的散热性能，并通过螺栓和气缸盖连接。
缸盖上有进气门和排气门，以及点火系统中的火花塞。
2.活塞和连杆：活塞是位于缸体内的一个圆柱体，通过曲轴的旋转带动活塞进行上下运动。
连杆连接活塞和曲轴，在燃烧过程中将活塞的线性运动转换为曲轴的旋转运动。
3.曲轴和曲轴箱：曲轴是发动机的旋转部件，其主要作用是将活塞运动转换为旋转运动。
曲轴箱是安装曲轴的外壳，内部还装有润滑油。
4.气门机构：气门机构由凸轮轴、气门弹簧和气门组成。
凸轮轴带动气门的开合，控制进气和排气过程。
气门弹簧用于关闭气门。
5.火花塞和点火系统：火花塞是点火系统的重要组成部分，通过产生电火花来点燃混合气体。
点火系统还包括点火线圈和电子控制单元（ECU）。
6.燃油系统：燃油系统包括燃油箱、燃油泵、喷油嘴等部件，用于将燃料供给到汽缸中，达到混合燃油的目的。
7.冷却系统：冷却系统通过冷却液循环，将发动机散热，防止过热。
冷却系统包括散热器、水泵、风扇等部件。
8.润滑系统：润滑系统通过润滑油对发动机各个运动部件进行润滑，减少摩擦和磨损。
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
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4.压缩和排气行程活塞是从下止点向上止点运动。
6、汽油机与柴油机的比较
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。
D：气缸直径，mm;
S：活塞行程，mm;
工作循环：发动机每完成一次将热能转变成机械能的的过程就叫工作循环。它
包括进气、压缩、作功、排气四个过程。
发动机工作容积（排量）：VL ＝Vh×i 燃烧室容积Vc:活塞到达上止点时，活塞顶上的容积 气缸总容积Va:活塞到达下止点时，活塞顶上部的容积
V a = V h +V c
汽车发动机构造与维修
第一章
发动机的工作原理和总体构造
汽车总体构造 点击观看视频：发动机总体结构认识和拆装.wmv
1、发动机的分类
内燃机的分类方法很多，按照不同的分类方法可以把内燃机分成不 同的类型，下面让我们来看看内燃机是怎样分类的。 1、按照所用燃料分类： （如图3-1）内燃机 按照所使用燃料的不同 可以分为汽油机和柴油 机。
四个行程，完成一个工作循环。
进气行程
压缩行程
作功行程
排气行程
四行程汽油发动机工作原理图
5、柴油发动机工作原理
四行程柴油发动机和汽油发动机一样，完成一个工作循环也要经历：
1.进气行程 汽油机在进气行程中吸入的可燃混合气，而柴油发动机吸入的是
纯空气。 2.压缩行程 汽油机在压缩行程中压缩的是可燃混合气，柴油机压缩的是空气。 柴油机靠压缩自燃，其压缩比20左右，大于汽油机，压缩终了时
图3-6
内燃机按进气系统是否采用增压方式分类
2、 发动机基本术语
1.基本术语 上止点：活塞离曲轴最远处，处于最高位置 下止点：活塞离曲轴最近处 曲柄半径R：曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴中心的距离 活塞行程S：指气缸上、下两止点间的距离。 气缸工作容积Vh：活塞从上止点到下止点所扫过的工作容积Vh=D2×S/(4×106)
图3-9
燃油供给系统
4、润滑系统：（如图3-10）
图3-10
润滑系统
5、冷却系统：（如图3-11） 冷却系的功用：是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保 证发动机在最适宜的温度状态下工作。
图3-11
冷却系统
6、点火系统： （如图3-12） 在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽 油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。
气体压力可达3～5MPa，温度可达500～700℃。
1.4 柴油发动机工作原理
3.作功 压缩行程末，喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷入气缸高压、 高温的气体中，迅速形成混合气。 混合气在高温下自行着火燃烧，保持边喷射边燃烧，高温、高压 气体推动活塞下行作功。 作功行程中，瞬时最高压力达5～10MPa，温度达1500～1900℃。 4.排气 排气行程和汽油机基本相同，进气门关闭，排气门开启，废气由 排气管排出。 排气终了压力为0.105～0.125MPa，温度在500～700℃比汽油机 略低。 柴油相对于汽油来说，其粘度大，蒸发性差，自燃温度低，所 以柴油发动机在混合气形成，点火方式上和汽油发动机有明显不同。
两者不同之处是： 1)汽油机的可燃混合气在气缸外部开始形成并 延续到进气和压缩行程终了，时间较长。柴油 机的可燃混合气在气缸内部形成，从压缩行程 接近终了时开始，并占小部分作功行程，时间 很短。 2)汽油机的可燃混合气用电火花点燃，柴油机 则是自燃。所以又称汽油机为点燃式内燃机， 称柴油机为压燃式内燃机。
图3-4
内燃机按气缸数目分类
5、按照气缸排列方式分类：（如图3-5） 内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。
图3-5
内燃机按气缸排列方式分类
6、按照进气系统是否采用增压方式分类：（如图3-6） 内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气（非增压） 式发动机和强制进气（增压式）发动机。
3.作功 当压缩行程接近上止点，进排气门处于关闭状态，电火花点燃可燃 混合气，混合气燃烧产生的气压力推动活塞向下止点运动，经连杆使 曲轴旋转作功，对外输出功率。 作功行程中，所能达到瞬间最高压力4～6MPa，温度可达2000～ 3000℃。 4.排气 曲轴带动活塞从下止点向上止点运动，排气门打开，进气门关闭。 在活塞和废气自身的压力作用下，废气经排气门排出气缸。 排气终了时，气缸内气体压力约为0.1～0.12MPa，温度约为500～ 800℃。
图3-12
点火系统
7、起动系统：（如图3-13）
曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动怠速运转的全过程， 称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。
图3-13
起动系统
4、四行程汽油机工作原理：（如图3-14所示）
图3-14
四行程汽油机工作过程
四行程发动机曲轴转两圈，活塞在气缸内依次往复运动经历： 1.进气 曲轴带动活塞从上止点向下止点移动，进气门开启，排气门关闭。 气缸内压力降低到小于外界大气压，产生真空度。空气和汽油经混合形 成可燃混合气通过进气管道、进气门被吸入气缸。 进气终了时气缸内气体压力约为0.07～0.09MPa，温度为80～130℃。 2.压缩 进气结束，进排气门都关闭。曲轴带动活塞由下止点向上止点运动，活 塞顶部的可燃混合气被压缩。 压缩终了时，混合气压力达到0.68～1.47MPa，温度可达300～500℃。
进气行程
压缩行程
作功行程
排气行程
柴油发动机工作原理图
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综上所述：
1.发动机的正常运转完成一个工作循环经历进气、压缩、
作功和排气四个行程。
2.曲轴转两圈（720°），活塞往复运动四次，一个行
程对应曲轴转角为180° 。
3.作功和进气行程活塞是从上止点向下止点运动。
课堂讨论
1、四行程汽油和柴油发动机工作过程的差异表现在何处？ 2、四行程汽油机的工作原理？
图3-1
内燃机按使用燃料分类
2、按照行程分类：（如图3-2）
内燃机按照完成一个工作循环所需的行程数可分为四行程内燃机 和二行程内燃机。
图3-2
内燃机按行程分类
3、按照冷却方式分类：（如图3-3） 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。
图3-3
内燃机按冷却方式分类
4、按照气缸数目分类：（如图3-4） 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。
1、曲柄连杆机构：（如图3-7）
图3-7
曲柄连杆机构
曲柄连杆机构
机体组
曲轴飞轮组 活塞连杆组
将活塞的直线往复运动变为曲轴的旋转运动并对外输出动
2、配气机构：（如图3-8）
图3-8
配气机构
3、供给系统：（如图3-9）
汽油机燃料供给系是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的可 燃混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去。
压缩比 =Va/Vc =1+Vh/Vc 汽油机为10左右、柴油机是15～22。
εห้องสมุดไป่ตู้
某直列4缸发动机汽缸排量为2000毫升, 单 个汽缸燃烧室容积为50毫升, 其压缩比为？
3、 发动机基本构造
现代汽车发动机:往复活塞式内燃机，热能转换为机 械能的机器。 1.基本组成: 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