发动机概述
柴油发动机概述讲解
二、柴油机类型
4．按结构特点分类：
（1）筒状活塞式：活塞起导向作用，缸壁承担侧推 力。
（2）十字头式： 活塞不起导向 作用，缸套没有侧推力的作用， 导向作用由十字头滑块承担，侧 推力由导板承担。气缸下部加设 一横隔板，把气缸与曲轴箱隔开， 以防气缸中的污油、结炭或燃气 漏入曲轴箱污染滑油。十字头式 柴油机可靠性较筒形活塞式高。
五、柴油机型号
五、柴油机型号
五、柴油机型号
船舶柴油机的型号
六、柴油机基本结构
六、柴油机基本结构
六、柴油机基本结构
六、柴油机基本结构
六、柴油机基本结构-机体组
六、柴油机基本结构-机体组
六、柴油机基本结构-机体组
六、柴油机基本结构-气缸体
六、柴油机基本结构-气缸套
六、柴油机基本结构-气缸套
六、柴油机基本结构-曲柄连杆机构
作用：将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动。 组成：活塞连杆组、曲轴飞轮组等
柴油发动机概述 2013.01
主要内容
一、柴油机的发展 二、柴油机类型 三、柴油机特点 四、柴油机基本结构参数 五、柴机型号 六、柴油机基本结构
一、柴油机的发展
柴油机的形成：
18世纪中叶，瓦特（英）发明了蒸气机。 1807年，富尔顿(美)将蒸汽机用于船舶。 1829年，史蒂芬孙（英 ）将创造了“火箭”号蒸汽机车，开创了铁路时代。 1816年，斯特林（苏格兰）发明了外燃机，又称斯特林发动机。 1858年，里诺（法）发明了煤气发动机是内燃机的雏形。， 1876年，奥托（德）提出四冲程理论，是内燃机的理论基础。 1880年，D.clerk和J.Robson(英)，K.Benz(德)开发了二冲程内燃 机。 1892年，狄塞尔（德）研制出压燃式柴油机。 1897年，MAN公司制成第一台实际使用的柴油机。
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。
汽车发动机概述范文
汽车发动机概述范文
汽车发动机是汽车运行的主要部件，也是汽车的核心部件，它通过摩
擦发动汽车的行驶，所以它是汽车的“心”，是汽车的最重要的部件之一、汽车发动机的工作原理是通过内燃燃烧，使燃烧室内的混合气体爆炸，将
热能转化为机械能，最后通过齿轮传动装置将传动力传递给汽车的轮子。
汽车发动机的结构一般分为发动机本体和发动机电器两部分。
其中，
发动机本体主要由燃烧室、活塞、连杆、曲柄轮、曲轴、缸盖、缸体、曲
轴轴承、活塞连杆以及发动机外壳等部件组成；发动机电器主要由点火系统、燃油系统、气门阀装置、进气系统、排气系统、冷却系统等组成。
汽车发动机在汽车上的作用非常重要，它有很多方面，比如发动机驱
动汽车前进，发动机可以将汽油的热能转化为机械能，驱动汽车前进；发
动机可以有效的保证汽车排放量，它可以控制汽车的排放量，提高汽车的
环保性能；发动机也可以有效的减缓发动机的运行，当汽车行驶时发动机
可以自动进行调速，以降低汽车的油耗；发动机可以满足汽车的加速需求，汽车在行驶时可以实现加速，使汽车更灵活；发动机还可以方便汽车的启停。
《发动机培训讲义》课件
contents
目录
• 发动机概述 • 发动机的组成与工作过程 • 发动机的维护与保养 • 发动机的常见故障与排除方法 • 发动机的发展趋势与未来展望
01
发动机概述
发动机的定义与分类
总结词
发动机是一种将其他形式的能量转换为机械能的装置，广泛应用于汽车、船舶 、飞机等领域。根据不同的分类标准，发动机可以分为多种类型。
发动机的工作过程
压缩
将可燃混合气压缩 ，提高其温度和压 力。
膨胀
利用燃烧产生的能 量推动活塞下行， 使曲轴旋转。
进气
吸入空气，使可燃 混合气进入气缸。
燃烧
点燃可燃混合气， 使其在气缸内燃烧 。
排气
将燃烧后的废气排 出气缸。
发动机的燃烧过程
着火延迟期
速燃期
从点火时刻起到燃气开始燃烧的这段时间 。
燃烧速度最快的阶段，放出大量热量，使 压力迅速上升。
详细描述
根据燃料类型，发动机可以分为汽油发动机、柴油发动机、燃气发动机等；根 据实现转换的方式，发动机可以分为内燃机、外燃机等；根据应用领域，发动 机可以分为汽车发动机、航空发动机、船舶发动机等。
发动机的工作原理
总结词
发动机的工作原理主要是通过燃烧燃料产生高温高压气体，推动活塞运动，进而带动曲轴转动，产生机械能。
系统堵塞也可能导致功率不足，需要定期清洗和维护。
05
发动机的发展趋势与未来展望
发动机技术的创新与发展
01Байду номын сангаас
02
03
04
燃油喷射技术
采用高压喷射技术，提高燃油 雾化效果，提高燃烧效率。
缸内直喷技术
将喷油嘴置于缸内，实现燃油 与空气的更佳混合，提高燃烧
1.发动机基本知识
4100Q表示四缸，四行程，缸径100mm 水冷车用， 100mm， 4100Q-4： 表示四缸，四行程，缸径100mm，水冷车用，第四种变型产品 TJ376Q： 表示三缸，四行程，缸径76mm 水冷车用，TJ表示系列符号 76mm， TJ376Q： 表示三缸，四行程，缸径76mm，水冷车用，TJ表示系列符号 CA488： CA488： 表示四缸，四行程，缸径88mm，水冷通用型，CA表示系列符号 表示四缸，四行程，缸径88mm，水冷通用型，CA表示系列符号 88mm
2012年3月11日1时27分
南京交通职业技术学院 汽车工程系 刘奕贯主讲
10
二、 四行程发动机工作原理
1、进气行程 观 看 演 示 2、压缩行程 3、做功行程 4、排气行程
2012年3月11日1时27分
南京交通职业技术学院 汽车工程系 刘奕贯主讲
11
四行程汽油机的工作原理 四行程汽油机的工作原理 汽油机
2012年3月11日1时27分
南京交通职业技术学院 汽车工程系 刘奕贯主讲
20
汽油机、柴油机的工作相同点： 汽油机、柴油机的工作相同点 相同
每个工作循环曲轴转两周; 每个工作循环曲轴转两周; 只有做功行程产生动力。 只有做功行程产生动力。 每一行程曲轴转半周; 每一行程曲轴转半周;
汽油机、柴油机的工作不同点 汽油机、柴油机的工作不同点： 不同
2012年3月11日1时27分
南京交通职业技术学院 汽车工程系 刘奕贯主讲
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桑 塔 纳 发 动 机 的 配 气 机 构
2012年3月11日1时27分 南京交通职业技术学院 汽车工程系 刘奕贯主讲 25
桑塔纳轿车汽油供给系
2012年3月11日1时27分
南京交通职业技术学院 汽车工程系 刘奕贯主讲
汽车发动机概述
汽车发动机概述发动机——是将某一种形式的能量转换为机械能的机器。
其功用是将液体或气体的化学能通过燃烧后转化为热能，再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。
汽车的动力来自发动机。
发动机是汽车的心脏，为汽车的行走提供动力，汽车的动力性、经济性、环保性。
简单讲发动机就是一个能量转换机构，即将汽油(柴油)的热能，通过在密封汽缸内燃烧气体膨胀时，推动活塞作功，转变为机械能，这是发动机最基本原理。
汽车发动机大多是热能动力装置，简称热力机。
热力机是借助工质的状态变化将燃料燃烧产生的热能转变为机械能。
按活塞运动方式分类：活塞式内燃机可分为往复活塞式和旋转活塞式两种。
前者活塞在汽缸内作往复直线运动，后者活塞在汽缸内作旋转运动。
往复活塞式四冲程汽油机是德国人奥托(Nicolaus 在大气压力式发动机基础上，于1876 年发明并投入使用的。
由于采用了进气、压缩、做功和排气四个冲程，发动机的热效率从大气压力式发动机的11%提高到14%，而发动机的质量却降低了70%。
往复活塞式内燃机所用的燃料主要是汽油(gasoline)或柴油(diesel)。
由于汽油和柴油具有不同的性质，因而在发动机的工作原理和结构上有差异。
一. 四冲程汽油机工作原理汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。
四冲程汽油机在进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程内完成一个工作循环。
(1) 吸气冲程(intake stroke)活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。
此时进气门开启，排气门关闭，曲轴转动180°。
在活塞移动过程中，汽缸容积逐渐增大，汽缸内气体压力从pr 逐渐降低到pa，汽缸内形成一定的真空度，空气和汽油的混合气通过进气门被吸入汽缸，并在汽缸内进一步混合形成可燃混合气。
由于进气系统存在阻力，进气终点(图中a 点)汽缸内气体压力小于大气压力0 p ，即pa= ～0 p 。
发动机理论知识大全
4、油底壳
油底壳的功用是储存机油和封闭机体或曲轴箱。
油底壳用薄钢板冲压或用铝铸制而成。油底壳内设有挡板， 用以减轻汽车颠簸时油面的震荡。此外，为了保证汽车倾 斜时机油泵能正常吸油，通常将油底壳局部做得较深。油 底壳底部设放油螺塞。有的放油螺塞带磁性，可以吸引机 油中的铁屑。
活塞组
活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆瓦等组成。
油环的主要功用是刮除飞溅到气缸壁上的多余的机油，并 在气缸壁上涂布一层均匀的油膜。
此外，气环和油环还分别起到刮油和密封的辅助作用。
3、活塞销
活塞销用来连接活塞和连杆，并将活塞承受的力传给连杆 或相反。活塞销与连杆小头的连接方式有两种，即全浮式 和半浮式。
全浮式活塞销工作时，能在连杆小头和活塞销孔中转动， 而半浮式只能在活塞销孔中转动，不能在小头孔内转动 。
3)裙部 活塞头部以下的部分为活塞裙部。裙部的形状应保 证活塞在气缸内得到良好的导向，气缸与活塞之间在任何 工况下都应保持均匀的、适宜的间隙。
另外，沿活塞轴线方向活塞的温度是上高下低，活塞的 热膨胀量自然是上大下小。因此为使活塞工作时裙部接 近圆柱形，须把活塞制成上小下大的圆锥形或桶形。
2、活塞环
燃烧室具备的条件
1、结构紧凑、提高热效率 2、增大进气门或进气道、提高发动机转矩和功率 3、压缩行程终点产生挤气涡流、保证充分燃烧 4、保证火焰传播距离最短（汽油机） 5、形状与燃油喷射、空气涡流运动进行良好配合（柴油机）
3、气缸衬垫
气缸衬垫是机体顶面与气缸盖底面之间的密封件。 其作用是保持气缸密封不漏气，保持由机体流向 气缸盖的冷却液和机油不泄漏。 按所用材料的不同，气缸衬垫可分为金属—石棉 衬垫、金属—复合材料衬垫和全金属衬垫等多种。
赵英勋汽车概论-第三章汽车发动机
4．细滤器
机油细滤器用来过滤机油中直径0.001mm以上的细小杂质，这种滤 清器对机油的流动阻力较大，故多做成分流式，它与主油道并联，只有 少量的机油通过它滤清后又回到油底壳。
二、润滑系统工作原理 1. 润滑作用机理
润滑油
轴承
轴
2.润滑系统原理
§3-7 冷却系统
功用
把发动机工作时受热零件吸收的部分热量及时散发出去， 使工作中的发动机得到适度冷却，保持发动机在最适宜的 温度下工作。
功用：连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气 体压力传递给连杆。
活塞销连接方式 形式:全浮式（工作时自由转动）、半浮式。
活塞销
全浮式：活 塞销能在连 杆衬套和活 塞销座中自 由摆动，使 磨损均匀。
连杆
半浮式： 活塞中部 与连杆小 头采用紧 固螺栓连 接，活塞 销只能在 两端销座 内作自由 摆动。多 用于小轿
保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活塞顶
部吸收的大部分热量传给气缸壁，再由冷却水将其带
走。
气环
切口
气环密封原理 将2～3道气环的切口相互错开形成“迷宫式”封气装置。
气环断面形状及泵油作用
油环
功用 ❖ 布油(活塞上行) ❖ 刮油 ❖ 密封(辅助作用)
活塞环
油环的刮油作用
油环形状
3. 活塞销
空气供给系统
汽油供给系统
电子控制系统
电控汽油喷射系统的工作原理
3．汽油喷射式燃油供给系统主要部件
喷油器
喷油器
电磁线圈
分配器
柱塞针阀
汽油喷射式燃油供给系统主要部件
电动汽油泵
汽油喷射式燃油供给系统主要部件 燃油压力调节器和燃油分配管
二、柴油机燃油供给系统
世界航空发动机手册
世界航空发动机手册一、航空发动机概述1.定义与作用航空发动机，又称航空动力装置，是飞机的心脏，为飞机提供所需的推力。
它将燃料的化学能通过燃烧转化为高温高压气体的动能，进而推动涡轮旋转，最终输出推力。
2.分类与发展历程航空发动机按照用途可分为涡喷发动机、涡扇发动机、涡轮螺旋桨发动机等。
随着科技的进步，航空发动机不断更新换代，性能不断提高，燃油消耗降低，环保性更强。
二、航空发动机的主要部件与工作原理1.进气道进气道负责将空气引入发动机，其设计要考虑到气流的速度、压力和流向，以满足压气机对气流的要求。
2.压气机压气机负责提高空气的密度，通过级间压缩，将高速气流转化为高压气流。
压气机的性能直接影响到发动机的推力。
3.燃烧室燃烧室将燃料与空气混合并点燃，产生高温高压气体。
燃烧室的設計要保证燃料的充分燃烧，减少排放污染。
4.涡轮涡轮旋转并将高温高压气体的动能转化为机械能，推动压气机和喷口。
涡轮的寿命和可靠性对发动机的整体性能至关重要。
5.喷口喷口将高温高压气体排放到空气中，产生推力。
喷口的设计要考虑到气流的扩散角度、速度分布等因素，以提高推力性能。
三、航空发动机的性能指标与评价1.推力与功率推力是航空发动机最基本的性能指标，决定了飞机的飞行速度和载荷能力。
功率则是发动机产生推力的能力，与燃油消耗和效率密切相关。
2.燃油消耗与效率燃油消耗直接影响到飞机的续航能力和运营成本。
发动机的效率是指输出功率与输入燃油能量之间的比值，越高表示发动机的能量利用越充分。
3.寿命与可靠性航空发动机要在高温、高压、高速等极端环境下工作，因此寿命和可靠性至关重要。
长寿命、高可靠性的发动机有助于降低维修成本和确保飞行安全。
四、世界航空发动机产业现状与趋势1.主要制造商与竞争格局世界航空发动机市场主要由美国通用电气（GE）、普拉特·惠特尼（P&W）、英国罗罗（Rolls-Royce）和法国赛峰（Safran）等制造商主导。
《汽车发动机构造与维修(职业教育版)》第一章汽车发动机概述
—16—
任务1.1汽车发动机认知
➢ 1.1.3汽车发动机的工作原理
发动机的每个气缸内每产生一次动力，都要经过进气、压缩、做功和排气四个冲程， 这四个冲程称为发动机的一个工作循环。下面以单缸四冲程汽油机为例，介绍汽车发动 机的工作原理。
1 进气冲程
进气冲程如图1-3(a)所示。进气冲程开始时，进气门打开， 排气门关闭。曲轴旋转，通过连杆总成带动活塞由上止点向 下止点运动。活塞顶部上方的容积逐渐增大，气缸内产生真 空吸力，将可燃混合气经进气管、进气门吸入气缸。
—18—
任务1.1汽车发动机认知
➢ 1.1.3汽车发动机的工作原理
3 做功冲程
做功冲程如图(c)所示。压缩冲程结束后，进、排气 门仍保持关闭状态。点火系统通过火花塞产生高压电火 花，点燃燃烧室内的可燃混合气。混合气迅速燃烧，气 缸内的压力和温度急速升高，压力为3~5 MPa，温度为 2 200~2 800 K。燃烧后的高温高压气体会推动活塞迅速 向下运动，通过连杆总成使曲轴旋转，产生扭矩做功， 从而完成 一次将热能转变为机械能的过程。
汽车发动机构造与维修
目录
汽
曲
配
车 发 动
柄 连 杆 机
机
构
气 机 构 的
概
的
构
述
构 造
与
维
修
造 与 维 修项目2燃 料来自冷润却
滑
供
系
系
给 系 统 的
统 的 构
统 的 构 造
造
与
构
与
维
造
维
修
与
修
维
修
项目4
项目6
项目1
项目3
项目5
项目 1
发动机的文献
发动机的文献（原创版）目录一、发动机概述1.发动机的定义2.发动机的分类二、发动机的工作原理1.燃油与空气混合2.活塞的往复运动3.曲轴的旋转运动三、发动机的关键技术1.燃烧技术2.排放控制技术3.节能技术四、发动机的应用领域1.交通运输2.工业生产3.航天航空五、未来发展趋势1.新能源发动机2.高效低排放发动机3.智能化发动机正文一、发动机概述发动机，又称为内燃机，是一种将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的装置。
它主要通过燃料与空气混合后在气缸内燃烧产生高温高压气体，使活塞做往复运动，从而带动曲轴旋转，将热能转化为机械能。
发动机根据燃料种类、工作原理和用途的不同，可以分为汽油发动机、柴油发动机、燃气发动机等。
二、发动机的工作原理1.燃油与空气混合在发动机工作过程中，首先需要将燃料与空气混合。
汽油发动机采用化油器或燃油喷射系统将汽油与空气混合，而柴油发动机则通过喷油泵将柴油直接喷入高温高压的空气中进行燃烧。
2.活塞的往复运动当气缸内的混合气燃烧产生高温高压气体时，气体对活塞施加压力，使活塞做往复运动。
在往复运动的过程中，活塞与曲轴连杆机构相互配合，将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。
3.曲轴的旋转运动活塞的往复运动通过曲轴连杆机构转化为曲轴的旋转运动。
曲轴的旋转运动是发动机输出动力的关键，它通过离合器、变速器、驱动轴等传动系统，将动力传递给车辆的驱动轮，从而实现车辆的行驶。
三、发动机的关键技术1.燃烧技术燃烧技术的主要目标是提高燃烧效率，降低排放。
现代发动机普遍采用电控燃油喷射系统，可以精确控制燃油供给量和喷射时机，实现高效燃烧。
2.排放控制技术为了降低发动机排放的有害物质，发动机采用了一系列排放控制技术，如废气涡轮增压技术、三元催化器、尿素喷射系统等。
3.节能技术为了降低发动机的燃油消耗，发动机采用了一系列节能技术，如可变气门正时技术、可变气门升程技术、发动机启停技术等。
四、发动机的应用领域发动机广泛应用于交通运输、工业生产和航天航空等领域。
发动机的构成和各部分的工作原理
发动机的构成和各部分的工作原理1. 概述发动机是指将化学能转化为机械能的装置，是汽车的重要组成部分。
发动机可以根据工作原理分为内燃机和外燃机，根据燃料种类又可以分为汽油机和柴油机。
2. 发动机结构发动机主要由缸体、缸盖、曲轴、连杆、气门、油泵、燃油喷嘴等组成。
2.1 缸体和缸盖发动机的缸体和缸盖是发动机的关键部分。
发动机的缸体包裹着活塞和气缸，形成气缸体，当汽油燃烧时，活塞在气缸中上下移动，产生了机械能。
缸盖上有气门和火花塞孔，气门用于控制气缸内的进出气，火花塞则用于产生火花点火。
2.2 曲轴和连杆曲轴是发动机的“心脏”，是一个主轴，承载着连杆和活塞进行往复运动，并通过曲轴轴承与主轴轴承固定在发动机的缸体上。
连杆由两颗轴承和一根连杆连接而成，是连接曲轴和活塞的零件之一。
曲轴和连杆工作起来，实际上就是将活塞的往复运动变成了曲轴的旋转运动。
2.3 气门发动机的气门是控制气缸内进出气的开关，分为进气门和排气门。
气门的开启和关闭实际上就是通过凸轮轴“指使”的。
发动机的排气系统会把废气排出汽车，保证发动机正常工作；而进气系统则会将空气和油混合，然后进入气缸进行燃烧。
2.4 油泵和燃油喷嘴油泵是用来将油从油箱中吸出并送到发动机油路的一个装置，将汽油和空气混合后送入气缸。
燃油喷嘴则是控制油量和油的雾化细度的，将燃油雾化后，与空气混合，进入气缸被点燃。
3. 发动机工作原理在汽车行驶时，发动机的循环过程大约可以分为4个过程:吸气、压缩、爆炸、排放。
3.1 吸气发动机工作开始后，活塞会向下移动形成的吸气冲程，气门打开，活塞从气缸内吸入新鲜空气和油的混合物。
3.2 压缩活塞完成吸气冲程后，向上移动形成压缩冲程，同时气门关闭，将油气混合物压缩至极限；随着气压的上升，温度会随之上升，直至油气混合物点火自爆。
3.3 爆炸此刻，点火塞点火喷出高温、高压的火花，将油气混合物点燃，燃烧产生的高温和高压试图将曲轴向前推入，机械能即将产生。
世界发动机发展历程
世界发动机的发展历程可以追溯到工业革命时期，以下是简要的概述：
1. 蒸汽发动机：18世纪末，詹姆斯·瓦特改进了蒸汽发动机，这一发明极大地推动了工业化进程。
蒸汽发动机通过热能转换为机械能，被广泛应用于纺织、矿业和交通等领域。
2. 内燃机的诞生：19世纪末，内燃机的发明带来了下一次工业革命。
内燃机通过燃烧燃料在封闭空间内产生高压气体，推动活塞运动，从而转换为机械能。
3. 汽油发动机：1886年，卡尔·本茨获得了世界上第一辆汽车的专利，标志着现代汽车工业的开始。
汽油发动机在汽车、飞机和许多其他机动设备中得到了广泛应用。
4. 柴油发动机：1909年，鲁道夫·迪塞尔发明了柴油发动机，这种发动机通过高压缩比和延迟点火来提高效率，主要应用于重型机械和大型船舶。
5. 喷气发动机：20世纪40年代，喷气发动机的发明使飞机进入了喷气时代。
喷气发动机通过喷射高速气流产生推力，大大提高了飞行速度和效率。
6. 火箭发动机：20世纪中期，火箭发动机的发展使人类进入了太空探索时代。
火箭发动机使用化学反应产生大量高速气体，推力巨大，适用于航天器和导弹。
7. 清洁能源和替代能源：随着环境问题的日益严重，清洁能源和替代能源发动机的研究和开发逐渐受到重视。
例如，电动汽车使用电动机，燃料电池汽车使用燃料电池作为动力来源。
在中国，发动机的发展也经历了相似的历程。
从蒸汽发动机到内燃机，再到喷气发动机和火箭发动机，中国在发动机领域也取得了一系列的突破和进步。
尤其是近年来，中国在新能源汽车领域的发展尤为迅速，电动汽车和燃料电池汽车的生产和应用都在不断扩大。
汽车发动机设计手册(3篇)
第1篇第一章：概述1.1 发动机设计的重要性发动机是汽车的心脏，其性能直接影响到汽车的动力性、经济性、可靠性和环保性。
因此，发动机设计在汽车行业中占有举足轻重的地位。
本手册旨在为从事汽车发动机设计工作的工程师提供一份全面、实用的设计指导。
1.2 发动机设计手册的内容本手册主要包括以下内容：1. 发动机概述2. 发动机类型及特点3. 发动机结构设计4. 发动机性能设计5. 发动机材料与工艺6. 发动机测试与验证7. 发动机设计实例8. 发动机设计发展趋势第二章：发动机概述2.1 发动机的定义发动机是一种将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的装置，广泛应用于汽车、船舶、飞机等交通工具。
2.2 发动机的分类根据燃料的不同，发动机可分为内燃机和电动机两大类。
内燃机又分为汽油机、柴油机和燃气轮机等；电动机分为直流电动机、交流电动机和燃料电池等。
2.3 发动机的基本工作原理发动机的基本工作原理是通过燃烧燃料产生高温高压气体，推动活塞运动，从而带动曲轴旋转，实现能量转换。
第三章：发动机类型及特点3.1 汽油机汽油机是一种将汽油作为燃料的内燃机，具有以下特点：（1）燃烧温度低，热效率较高；（2）排放污染物较少；（3）结构简单，制造成本较低；（4）启动性能好，便于小型化。
3.2 柴油机柴油机是一种将柴油作为燃料的内燃机，具有以下特点：（1）燃烧温度高，热效率较高；（2）排放污染物较多；（3）结构复杂，制造成本较高；（4）启动性能较差，不易小型化。
3.3 燃气轮机燃气轮机是一种将燃气作为燃料的内燃机，具有以下特点：（1）燃烧温度高，热效率较高；（2）排放污染物较少；（3）结构复杂，制造成本较高；（4）启动性能较差，不易小型化。
第四章：发动机结构设计4.1 发动机总体结构发动机总体结构包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、活塞、连杆、曲轴、凸轮轴、配气机构、燃油喷射系统、润滑系统、冷却系统等。
4.2 气缸体设计气缸体是发动机的基础结构，其设计要点如下：（1）结构强度和刚度满足使用要求；（2）散热性能良好；（3）易于加工和装配。
发动机的万有特性
绘制曲线
将处理后的数据用图形的方式绘 制在同一张图上，通常采用极坐 标或直角坐标系，以便更好地展
示发动机的性能变化趋势。
应用场景
发动机设计
匹配应用
万有特性曲线可用于发动机设计阶段， 帮助设计人员了解不同工况下的发动机 性能表现，为设计优化提供依据。
万有特性曲线可用于发动机与车辆或设 备的匹配，根据实际需求选择合适的发 动机型号，以确保整体性能的优化。
发动机的工作原理
内燃机工作原理
内燃机通过燃烧燃料，将化学能 转换为热能，再通过热能推动活 塞运动，最终将热能转换为机械 能。
外燃机工作原理
外燃机通过燃烧燃料，将化学能 转换为热能，再通过热能推动蒸 汽机的活塞运动，最终将热能转 换为机械能。
发动机的性能指标
功率
表示发动机在单位时间 内所做的功，单位为马
万有特性曲线对于发动机设计、优化、匹配和性能评估等方 面具有重要意义，是发动机性能分析和优化的重要工具。
绘制方法
收集数据
通过实验或仿真等方法，获取发 动机在不同转速、转矩、功率等 工况下的性能参数，如转速、转
矩、功率、燃油消耗率等。
数据处理
对收集到的数据进行处理，包括 数据清洗、整理、转换等，以确
燃油消耗特性
燃油消耗率
发动机每千瓦或每马力小时所消 耗的燃油量，通常以克/千瓦小时
（g/kW·h）或克/马力小时 （g/hp·h）表示。
燃油消耗曲线
随着转速和负荷的增加，燃油消耗 率逐渐增大。
应用场景
在关注燃油经济性的场合，如城市 驾驶、长途旅行等，应尽量使发动 机工作在较低的燃油消耗区域。
排放特性
排放物种类
包括一氧化碳（CO）、碳 氢化合物（HC）、氮氧化 物（NOx）和颗粒物 （PM）等。
《发动机构造》PPT课件
初步检查
观察发动机外观，检查是否有明显 损坏或泄漏。
逐一排查
根据故障现象和可能原因，逐一检 查相关部件和系统。
03
02
使用诊断仪器
如故障诊断仪、示波器等，检测发 动机各系统的工作状态。
确诊并修复
确定故障原因后，采取相应措施进 行修复。
04
发动机维修技术与措施
常规维护
定期更换机油、清洗空气滤清器等，保持发 动机良好状态。
将低压电转化为高压电。
火花塞
在高压电作用下产生电火花，点燃混合气。
点火控制器
控制点火时机和点火能量。
点火开关
控制点火系统的开启和关闭。
03
发动机的工作原理
四冲程汽油机工作原理
进气冲程
活塞下行，进气门开启，空气和汽油混合气被吸 入气缸内。
做功冲程
火花塞点燃混合气，产生高温高压燃气推动活塞 下行，通过连杆使曲轴旋转输出动力。
05
发动机的故障诊断与维修
发动机常见故障及原因分析
启动困难
可能原因包括电池电量不足、点火系统故障 、燃油供应问题等。
功率下降
可能由于空气滤清器堵塞、燃油质量不佳、 气缸压缩不足等引起。
异响
可能源于曲轴轴承磨损、活塞敲缸、气门间 隙不当等。
排放异常
可能由于燃油燃烧不完全、三元催化器故障 等导致。
发动机故障诊断方法与步骤
凸轮轴
驱动气门开闭，控制进排气时 机。
挺柱、推杆、摇臂等
传递凸轮轴的动力，驱动气门 运动。
燃油供给系统
油箱
储存燃油。
喷油器
将燃油雾化并喷入气缸内。
燃油泵
将燃油从油箱中抽出并加压输送到喷 油器。
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内燃机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大类。前者又可按 活塞运动方式分为往复活塞式和旋转活塞式两种。
2020/3/30
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按工作循环的冲程数分类：凡活塞往复四个单程完成 一个工作循环的称为四冲程发动机，活塞往复两个 单程即完成一个工作循环的称为二冲程发动机。
按气缸数及其排列方式分类：仅有一个气缸的称为单 缸发动机，有两个以上气缸的称为多缸发动机。单 缸有立式与卧式，多缸有直列、V型与对置式。
发动机曲轴转二周，活塞往复四个行程完成一个工 作循环。
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四行程柴油机工作原理概略表
行程特
点 终了压力 终了温度℃ kpa
进气行程 吸入纯空气 pa=80~90 Ta =300~400
压缩行程
压缩纯空气， 终了喷油。
Pc=3000~ 5000
Tc=750~950
作功行程
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燃烧室容积（Vc）： 活塞在上止点时其上
方的容积
气缸总容积（Va）： 活塞在下止点时其上
方的全部容积
Va=Vc+Vs 压缩比：
气缸总容积与燃烧室 容积之比
ε=Va/Vc
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第三节 发动机的工作原理
四 行 程 汽 油 机 工 作 原 理
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最远的位置 下止点：
活塞顶离曲轴中心线 最近的位置 活塞行程（ S ）：
上下止点间的距离
S=2R
上止点 S
下止点
2R
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上止点
工
气缸工作容积（Vs）：
作
活塞由上止点到下止点
容 积
运动扫过的容积。
发动机工作容积（排量
下止点
VL）：
发动机全部气缸工作容
积之和。
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进气过程
作用： 吸入新鲜混合气
活塞运动: 从上止点向下止点
曲轴转角: 0o~180 o
气门状态: 进气门打开排气门关闭
终了压力: 75~90 kPa 终了温度: 80~130 oC
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压缩过程
作用：
压缩混合气，为燃烧创造 条件
活塞运动:
从下止点向上止点
曲轴转角:
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第一节 汽车发动机的类型
汽车用活塞式内燃机可以根据不同的特征分类。 按所用的燃料分类：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（如天然气发动机、液化石油气发动 机等）。 按发火方式分类：可分为压燃式发动机与点燃式发动机。 柴油的特性是在同样的条件下其自燃点比汽油的自燃点低， 因此采用压燃式（自燃式）发火。一般可通过喷油泵和喷油 器将柴油直接喷入发动机的气缸内，在气缸内与压缩空气均 匀混合后，在高温下得以自燃，这种发动机称为压燃式发动 机。 汽油的特性是其自燃的温度比柴油的要高，因此常采用点燃 式发火。利用火花塞发出的电火花强制点燃汽油，使其发火 燃烧，这种发动机称为点燃式发动机。
第一章 发动机概述
发动机是发出动力的机器，是汽车的心脏， 是汽车的动力装置，是将一种能量转变为机 械能的装置。
目前的传统发动机都是将燃料的化学能转变 为热能，再由热能转变为机械动力，并通过 底盘的传动系和行驶系驱动汽车行驶。
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内燃机是热力发动机的一种，其特点是液力或气体燃料 与空气混合后直接输入机器内部燃烧而产生热能，然 后再转变成机械能。
方法
燃烧方式 点燃式
压燃式
性能特点 转速高、重量 转速低、重量
轻、噪音小、 大、噪音大、
经济性差 经济性好
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二冲程汽油机工作原理
1.进气孔 2.排气孔 3.换气孔
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第一个行程
活塞运动: 从下止点向上止点
终了压力: 300~500 kPa
终了温度: 1200 oC
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排气过程
作用： 排出膨胀做功后的废气
活塞运动: 从下止点向上止点
曲轴转角: 540o~720 o
气门状态: 进气门关闭、排气门打开
终了压力: 105~120 kPa 终了温度: 600~900 oC
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四行程汽油机工作原理
综上所述：
发动机每完成一个工作循环时，曲轴转动二周 （720℃），进、排气门各开启一次，活塞完成四 个行程，其中进气、压缩和排气行程是消耗动力， 只有作功行程产生动力。
发动机一个工作循环：
每完成一次进气、压缩、作功、排气的过程，称为 一个工作循环。
四行程发动机特点 ：
按冷却方式分类：根据冷却方式不同，发动机可以分 为水冷式和风冷式两种。
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此外，发动机还可按进气方式分类。当发动机不装 增压器，空气是靠活塞的抽吸作用进入气缸内的 发动机，称为非增压式发动机（或自然吸入式发 动机）；发动机上装有增压器，空气通过增压器 可以提高进气压力的发动机，称为增压式发动机。
180o~360 o
气门状态:
进、排气门均关闭
终了度: 350~400 oC
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作用：
做功过程
燃烧高温高压气体膨胀做功
活塞运动:
从上止点向下止点
曲轴转角:
360o~540 o
气门状态:
进气门、排气门均关闭
最高压力: 2490 ~3520 kPa
形成与燃烧 Pz=6000~
混合气，膨胀
9000
作功 Pb=200~400
Tz =1800~2200 Tb=1000~1200
排气行程 排出废气 Pr=105~120 Tr=700~900
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汽油机与柴油机比较
项
目汽 油 机 柴 油 机
混 合 气 形 成 缸外混合 缸内混合
近年来还有按每气缸中的气门数来分类的，当每气 缸中设有一个进气门和一个排气门的发动机，称 为二气门发动机；每缸中设有两个进气门和两个 排气门的，称为四气门发动机；或者每个气缸中 设有三个进气门和两个排气门的，称为五气门发 动机。
2020/3/30
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第二节 发动机常用术语
上止点： 活塞顶离曲轴中心线