四行程发动机的工作原理 PPT
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发动机的工作原理及总体构造
发动机是汽车至关重要的组成部分，了解其工作原理对汽车维修至关重要。四行程汽油机工作原理包括进气、压缩、做功和排气四个行程。进气过程中，进气门早开晚关以增加进入气缸的混合气量。压缩行程中，混合气被压缩，温度和压力升高。做功行程中，火花塞点燃混合气，燃烧产生的高温高压气体推动活塞运动，从而输出机械能。排气行程中，废气被排出气缸。四行程柴油机工作原理与汽油机类似，是在曲轴旋转一圈内完成进气、压缩、燃烧膨胀和排气过程。此外，发动机根据燃料不同可分为汽油机、柴油机和气体燃料发动机；根据冷却方式不同可分为水冷发动机和风冷发动机；根据进气状态不同可分为增压和非增压两种。
四行程汽油机的工作原理 (经典)
图—2
4
万通汽修标准化课程体系（2011版）
四行程汽油发动机的工作原理
压缩行程结束时，进、排气门仍保持关闭。当 当活塞在压缩行程接近上点时，安装在汽缸盖上的 火花塞产生电火花，点燃缸内可燃混合气，可燃合 气迅速燃，烧放出大量的热，燃烧气体急剧膨胀， 温度和压力迅速升高，最高压力达3～5MPa，最高 温度达2200～2800K，由于高温高压气体的迅速膨 胀，迫使活塞由上止点迅速向下移动，通过连杆推 动曲轴旋转而向外输出机械功，当活塞到达下止点 时，做功行程结束。
排气行程终了时，由于燃烧室容积的存在，汽缸 内还存在少量的废气，气体压力因排气门、排气通道等 阻力而略高于大气压。此时，压力约为105～125kPa,温 度约为900～1200K。 排气行程结束后，进气门再次开启，又开始下一个 工作循环，如此周而复始，发动机就自行运转。
四、排气行程 （如图— 4所示）
在进气过程中，受空气滤清器、进气管道、 进气门等阻力的影响，气缸内的气体压力略低于 大气压。一般为0.075～0.09MPa,同时受到残余废 气和高温机件加热的影响，温度到达370～400K。
图—1
（喷油形式：1.缸内直喷；2.缸外喷射。）
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万通汽修标准化课程体系（2011版）
四行程汽油发动机的工作原理
四行程汽油发动机的工作原理
小结：
重点掌握四行程汽油发动机的工作原理。 燃烧室的密封情况与发动机动力的关系。 各个行程中温度和压力的变化情况。 影响燃烧室密封的因素有哪些。
作业题： 1、简述中行程汽油发动机的工作原理。 2、影响燃烧室密封的因素主要有哪些？
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图— 4
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万通汽修标准化课程体系（2011版）
1-2 四冲程发动机工作原理
二、四冲程柴油机工作过程
四冲程柴油机工作过程由下述五个过程组成： （进气、压缩、燃烧、膨胀、排气） 1.进气过程（进气门开启至进气门关闭）
1)进气门早开、迟闭现象
进气提前角：0~40°CA 进气迟后角：40~70°CA
2)进气终了压降、温升
2.压缩过程（进气门关闭至TDC）
1)气体与缸壁之间存在热交换，压缩过程是一个复杂的多变 过程 2)压缩终了温度、压力
废气涡轮增压器工作原理
五、四冲程发动机示功图
1。内燃机示功图：表示在每个工作循环中活 塞所作的指示功。P-V示功图。 2。汽油机工作循环为等容加热循环，柴油机 工作循环为混合加热循环
柴 油 机 示 功 图
二、四冲程柴油机工作过程
3.燃烧过程：（燃油喷
入至燃烧结束），分 为四个阶段
1)滞燃期（着火延迟 期）1-2 2)速燃期2-3 3)缓燃期3-4 4)补燃期4-5
二、四冲程柴油机工作过程
4.膨胀作功过程（上止点至排气门打开） 5.排气过程（排气门打开至排气门关闭） 排气门早开、迟闭现象
排气提前角：30~80°CA
§1-2 四冲程发动机工作原理
一、四冲程发动机工作循环
四冲程发动机——活塞上、下共四个行程，曲轴 旋转二周（720），完成一个工作循环的内燃机。 四冲程发动机由下述四个冲程组成一个工作循环 1.进气冲程 2.压缩冲程 3.作功冲程 4.排气冲程 (动画：四冲程发动机工作原理)
四冲程发动机工作循环示意图
四、增压油机工作原理
1.目的
通过增加每工作循环的空气量，相应增加每工作循环供 油量，提高发动机的功率输出。
2.方式
1）机械增压（输出的动力驱动机械增压器） 2）废气涡轮增压（废气作为动力，驱动废气涡轮增压 器） 注：1。一般增压压力为：0.16kPa~0.2kPa 2。有较大的气门重叠角（利用压缩空气扫除废气） 3。对压缩空气进行冷却（提高进气密度）
4冲程发动机工作原理
排气门关
压力低于大气 压,约为75-90千 帕。温度为97127°C r 进气
可燃混合气 进入汽缸
汽缸容积 由小变大
活塞从上 止点到下 止点 曲轴旋转 180°
a 大气压力线 V
压缩冲程
进排气门 均关闭
活塞从下 止点到上 止点
压力升高，约为 600-1200千帕。 温度为327427°C
可燃混合气 被压缩
排气冲程
排气门开 活塞从下 止点到上 止点
可燃混合气 被排出
压力稍高于大气压， 约为105-115千帕。 温度为627-927°C 汽缸容积 由大变小 曲轴旋转 540°720°
练习
1、发动机做功1次需要（ 1 ）个工作循环，包括 （ 进气行程 ）、（压缩行程 ）、（做功行程）、 （排气行程）四个冲程。 2、排气行程中活塞由（下止点）向（上止点）运动， 气缸的容积（ 减小 ），进气门（关闭 ），排气门 （开启），废气（排出气缸）。 3、活塞移动一个行程，曲轴转过（ 180 ）度角。
四冲程发动机工作原理
一个工作循环： 发动机每一次将热能转换为机械能， 都必须经过进气、压缩、作功、排气 四个冲程每进行一次这样的过程就叫 一个工作循环。
四冲程发动机： 指曲轴旋转2周，活塞往复四个行程才能 完成一个工作循环，成为四冲程发动机。
进气冲程
P
进气门开,活塞 到下止点时进 气门关进气结 束
汽缸容积 由小变大 曲轴旋转 180°360°
作功冲程
压力迅速升高，约 为3000-5000千帕。 温度为22002800°C
随着容积变 大温度与压 力都下降
进排气门 均关闭
可燃混合气 被点燃
汽缸容积 由小变大
活塞向下 止点运动
发动机的结构原理之4曲轴飞轮组结构与工作原理课件
4.正时齿轮 5.甩油盘 6.油封
4
1
7.皮带轮
8.起动爪
曲轴向前移 动，后止推轴承 与曲轴臂端面摩 擦；轴向后移动， 前止推轴承与正 时齿轮端面摩擦。
2
8
53
6
曲轴的前端
两止推轴承白金合面相背
发动机的结构原理之4曲轴飞轮组 结构与工作原理课件
后端轴：安装飞轮 前后端轴都设有防漏装置： 挡油盘、回油螺纹、油封等。
小结
活塞制成上小下大的锥形
活塞 （铝合金）
防冷敲热拉措施
活塞裙部呈椭圆形 活塞裙部开槽
销座孔处铸入防胀钢片
活
塞
连
油环
杆 组
活塞环 气环
活塞销
连杆： 作用及组成
发动机的结构原理之4曲轴飞轮组 结构与工作原理课件
主轴颈
连杆轴颈 曲拐（理解记忆） 曲轴 曲柄
平衡块
曲 轴
前端和后端 带轮
飞 轮
正时齿轮
橡胶式 硅
飞轮边缘部分做 的厚些，可以增 大转动惯量。
发动机的结构原理之4曲轴飞轮组 结构与工作原理课件
3、飞轮上的标记符号： 在飞轮轮缘上作有记号(刻线或销孔)和供油提前角刻
度线供找压缩上止点用(四缸发动机为1缸或4缸压缩上 止点；六缸发动机为1缸或6缸压缩上止点)。当飞轮上 的记号与外壳上的记号对正时，正好是压缩上止点。 作用就是以便调整和检验供油提前角和气门间隙。 例如：解放CA6102型发动机的记号是 ：上止点
180 240 ～ 300
360 360
360 420 ～ 480
540 540
540 600 ～ 660
720 720
一缸 二缸 三缸 四缸 五缸 六缸
四冲程发动机的工作过程
四冲程发动机的工作过程
四冲程发动机是一种内燃机，其工作过程主要包括四个阶段：进气、压缩、燃烧和排气。
进气阶段：在活塞下行时，气门打开，进气门使气缸内的燃油和空气混合物进入气缸内。
这个过程称为吸气。
压缩阶段：在活塞上升时，气门关闭，活塞将进气混合物压缩成高压状态，这个过程称为压缩。
燃烧阶段：当活塞快速上升到顶部时，点火器点燃燃油和空气混合物，引起爆炸，推动活塞向下运动。
这个过程称为燃烧。
排气阶段：当活塞再次上升时，气门打开，将废气排出气缸。
这个过程称为排气。
四个阶段循环进行，形成了四冲程发动机的工作过程，同时也产生了发动机的动力。
- 1 -。
发动机的构造和工作原理(农机发动机构造与维修课件)
二、 多缸柴油机的工作原理
（一）四缸柴油机的工作
（1）作功间隔角720°/4=180°; （2）曲轴布置（如图1-5所示）; （3）工作顺序：1-3-4-2或1-2-4-3两种; （4）工作情况（如表所示）。
图2 直列式四缸机曲轴布置图
表1-1 四缸四冲程内燃机工作情况
曲轴转角
工作顺序 1-3-4-2
农机发动机概述
发动机是农业机械的主要动力源，它的工作状况直 接影响拖拉机的动力性和经济性，为提高农业机械的 使用性能和使用寿命，必须对发动机定期的进行维护 保养和维修。维护保养和维修人员应熟练地掌握发动 机的定义和分类。
农机发动机概述
一、发动机的组成
发动机是由许多机构和系统组成的复杂机器。即使是同 一类型的发动机，其具体构造也是有很大差异的，但就其 总体功能而言，基本上都是由如下的机构和系统组成：曲 柄连杆机构、配气机构、供给系、润滑系、冷却系、起动 系。我们可以通过一些典型的发动机的结构实例来分析发 动机的总体构造。
1. 内燃机编制的要求
(1)第一部分 由制造商代号或系列符号组成。本部分代号由制造商根
据需要相应的选择1～3位字母表示。 (2)第二部分
由汽缸数、汽缸布置形式符号、冲程形式符号、缸径符 号组成。
1. 内燃机编制的要求
(3)第三部分 结构特征符号、用途特征符号组成。
(4)第四部分 区分符号。同一系列产品需要区分时，允许制造商选用
柴油内燃机的压缩比大，则混合气燃烧迅速、内燃 发出的功率大、经济性就好。压缩比过大，会导致爆 燃和表面点火等不正常的燃烧现象，造成发动机过热、 功率下降、油耗增大等一系列不良后果。因此在提高 柴油机压缩比时，必须防止爆燃现象的发生。
（3）作功行程 第一阶段，在柴油机压缩行程终了前，喷油泵使柴
发动机构造工作原理ppt课件
活塞式发动机的分类
▪ 按活塞运动方式 ：往复活塞式、旋转活塞式 ▪ 按着火方式:压燃式、点燃式 ▪ 按所用燃料:汽油机、柴油机、气体燃料发动机 ▪ 按冷却方式:水冷式、风冷式 ▪ 按冲程数:四冲程、二冲程 ▪ 按进气状态 ：增压式、非增压式 ▪ 按气缸数目、排列方式：单缸、多缸、直列式、V型、对置式
▪ 排放品质
➢ 有害气体CO、HC、NOx、排气颗粒
▪ 噪声水平
➢ 刺激神经、使人烦躁、反映迟钝
发动机速度特性
▪ 速度特性曲线
➢ 燃料供给调节机构位置不变时，发动机性能参数（有效转 矩、功率、燃料消耗率）随转速改变而变化的曲线。
➢ 如何得到曲线：在一定转速下，用测功器对曲轴施加阻力 矩，获取曲线的位置，依此类推。
▪ 主要缺点：
➢ 燃油消耗率高，燃料经济性差
内燃机产品名称与型号编制规则
第五节 发动机的性能指标与特性
▪ 动力性能指标 ▪ 经济性能指标 ▪ 环境指标 ▪ 发动机速度特性
动力性能指标
▪ 有效转矩Te
➢ 发动机对外输出的转矩称为有效转矩，单位为N·m 。 ➢ 有效转矩与曲轴角位移的乘积就是发动机对外输出的有效功。
▪ 压缩比
➢ 表示了气体的压缩程度，它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。一般用ε表示。
▪ 工况
Va 1 Vs
Vc
Vc
➢ 内燃机在某一时刻的运行状况，以该时刻内燃机输出的有效功率和曲轴 转速表示。
▪ 负荷率
➢ 内燃机在某一转速下发出的有效功率与相同转速下所能发出的最大有效 功率的比值称为负荷率，以百分数表示。负荷率通常简称负荷。
经济性能指标
▪ 有效热效率ŋe
燃料燃烧产生的热量转化为有效功的百分比。
汽车发动机原理 第2章2节 四行程发动机的实际循环.
z c r pr' pa
进气过程
b a v
po
△pa= p0 - pa
p 二、压缩过程（a—c） 1. 非绝热过程 前段为吸热（ n1 ' >k）， 后段为放热（ n1 ' <k ）， 只有在某一点（m点）才 po 是n1 ' =k ● 它为多变指数（n1'）在随 时发生变化的多变过程。 2. 工质在数量和性质上有 变化 3. 多变过程终态参数
提示：我们希望增大定容部分的加热量，减少定压部分加热量。
p c
z
c'—为提 前点火点
c'
2. 汽油机 v 由于为预混合气燃烧，所以一旦点燃，在接 近容积不变的情况下压力上升很快（即：为定容 加热的过程），可以认为无定压加热部分。
注意：
柴油机的压力比汽油机高是因为压缩比远高于汽油机之 故；而最高温度比汽油机低则是因为过量空气系数高于 汽油机之故。 α 汽油机= 0.8~1.2 α 柴油机= 1.2~1.6 α 增压柴油机= 1.8~2.2
●
汽油机： pb 柴油机： pb
pz
n2
；
Tb Tb
n 1
2
Tz
p
z P
Q
n'2 n2
pz
； n2
n 1
2
Tz
Q
b v
4. 在进行热力计算时，其“平均多变指数”取得合理 与否，由计算结果与实际热力过程中的初、终态基本 状态参数是否一致来决定。）
讨论： ① n2 的影响:工质吸热时，n2 ，因素有：转速增加、混合气质 量不好，均会使补燃增加，工质在膨胀期吸热量的增加，导致pb、 Tb 增大，不好；工质放热时，n2 ，因素有：漏气增加、气缸直 径减小（相对散热面积增加）、表面上虽然能使pb、Tb 降低，
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进气
压缩
做功
排气
返回
最后我们再来看段四冲程发动机的工作原理视 频
课堂小结：
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
课后思考
• 发动机的工作过程包括哪四个冲程？说出 每一个冲程的具体工作过程？
本课到此结束
谢谢
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四冲程发动机示意图Leabharlann 进气压缩做功
排气
返回
四冲程发动机示意图
进气
压缩
做功
排气
返回
四冲程发动机示意图
积与压缩后的最小容积之比
四冲程发动机的工作原理
▪ (3).作功行程（膨胀行程） ▪ A.可燃气体经燃烧后产生热量往下止点方
向推动活塞对外做功； ▪ B.压力变小温度降低； ▪ C.进排气门状态：关；
四冲程发动机的工作原理
(4). 排气行程 A.活塞往上止点方向运动，往外排出气体； B.压力减小温度降低； C.进气门关闭，排气门打开
四行程发动机的工作原理
四冲程发动机的工作原理
发动机组成结构的概念 ▪ 上止点：活塞运动最高位置
▪ 下止点：活塞最低位置
▪ 活塞行程：上、下止点之间的距离
▪ 缸工作容积（气缸排量）：活塞从上止点 到下止点所扫过的容积
▪ 发动机排量：各缸工作容积之和
四冲程发动机工作图(动态)
3. 四冲程发动机的工作原理
❖ (1). 进气行程 : ❖ A.活塞从上止点运动到下止点（进气） ❖ B.汽缸内容积增大，压力减小； ❖ C.进气门打开，排气门关闭
四冲程发动机的工作原理
(2). 压缩行程： A.活塞从下止点往上止点方向运动压缩
可燃混合气 B.压力和温度不断升高 C.进排气门状态：关闭 D.压缩比：压缩前气缸中气体的最大容