第一节往复活塞式内燃机的结构和原理
活塞发动机的组成和工作原理
活塞发动机的组成和工作原理活塞发动机是一种常见的内燃机，广泛应用于汽车、船只和飞机等交通工具中。
它通过往复式活塞的运动来转化化学能为机械能，驱动车辆前进。
活塞发动机主要由活塞、气缸、曲轴、气门、燃油系统和点火系统等组成。
下面将详细介绍活塞发动机的组成和工作原理。
活塞是活塞发动机的核心部件之一，它是一个固定在气缸内壁上的空心柱形零件。
活塞的上部安装着活塞环，用于密封气缸和减少摩擦。
在活塞顶部有一个活塞杆孔，通过它与曲轴相连。
活塞的运动是往复式的，它上下运动时，将气缸内的混合气或者燃油进行压缩或燃烧，将燃烧产生的能量转化为机械能。
气缸是活塞发动机的外壳，通常为铸铁材料制成。
气缸内部有一个精密的内孔，与活塞的直径配合。
活塞在气缸内的上下运动将密封气缸，形成可变容积的工作腔。
气缸上部设有进气阀和排气阀，它们的开闭通过凸轮轴或者机械连杆来控制，用于控制气体的进出。
曲轴是活塞发动机的动力输出部件，通过与活塞杆相连将活塞的往复运动转化为旋转运动。
曲轴通常是由锻钢或铸铁制成，具有一个中空轴体和数个曲柄。
曲轴上的曲柄与连杆相连，将活塞的垂直运动转化为曲轴的旋转运动。
这种旋转运动可以通过传动装置传递给车轮，推动车辆前进。
气门通常由进气门和排气门组成，使用机械或电子控制系统来控制它们的开闭。
进气门负责将燃料和空气混合物引入气缸，排气门则将燃烧产生的废气排出。
气门开闭的时机和持续时间通过凸轮轴的凸轮形状和曲轴的旋转速度来控制。
燃油系统是活塞发动机的燃料供应部分，主要由燃油泵、喷油器和燃油油箱组成。
燃油泵将燃油从油箱中抽取并送入燃油喷油器。
喷油器将燃油雾化成微小的颗粒，并通过喷嘴喷射到气缸中，与空气混合形成可燃气体。
点火系统是活塞发动机的点燃部分，通过点火装置产生火花，点燃燃料和空气混合物，并开始燃烧过程。
点火系统主要由点火线圈、点火塞和点火控制装置组成。
1.吸入冲程：活塞向下运动，气缸内的储气室（工作腔）容积增大，气缸内的压力降低，活塞下部的吸气口打开。
第一章 内燃机基本构造和原理
（5）气缸工作容积：活塞从一个止点运动到另一个止点所 扫过的容积。一般用Vh表示： Vh= πD2· S ×10-6/4 （L） 式中：D－气缸直径，单位mm；
S－活塞行程，单位mm；
（6）燃烧室容积：活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的 容积。一般用Vc表示。 （7）气缸总容积：活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的 容积。一般用Va表示，显而易见，气缸总容积就是气缸工作容积 和燃烧室容积之和，即Va＝Vc＋Vh。
（8）发动机排量：多缸发动机的各气缸工作容积的总和。 一般用VL表示： VL = Vh × i 式中：Vh－气缸工作容积； i － 气缸数目。
（9）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。 ε= Va / Vc 式中：Va － 气缸总容积； Vh － 气缸工作容积；Vc － 燃烧室 容积； （10）工作循环：包括进气、压缩、作功和排气过程，即 完成进气、压缩、作功和排气四个过程叫一个工作循环。
二、四冲程柴油机的工作原理
四行程柴油机和四行程汽油机的工作过 程相同，每一个工作循环同样包括进气、 压缩、作功和排气四个行程，由于柴油 机使用的燃料是柴油，粘度大，不易蒸 发，自燃温度低，故可燃混合气的形成、 着火方式、燃烧过程以及气体温度压力 的变化都和汽油机不同。
喷油器
进气门
排气门
纯空气
喷油泵
第一章 内燃机基本构造与原理
发动机：是将其它形式的能量转化为机械能的 机器。 热力发动机：将热能转化为机械能的机器。 热力发动机包括内燃机和外燃机。 内燃机：分为活塞式内燃机和燃气轮机。 活塞式内燃机：分为往复和旋转活塞式内燃 机。
第一节 内燃机的分类
活塞式内燃机的分类 1、按燃料分类：汽油发动机和柴油发动机 2、按冲程分类：四冲程发动机和二冲程发动机 3、按冷却方式分类：水冷发动机和风冷发动机 4、按气缸数目分类：单缸发动机和多缸发动机 5、按进气方式：增压和非增压 6、按点火方式：压燃和点燃 7、按转速：高速和低速 8、按气缸排列方式:立式、卧式、V型、对置式 9、按用途：汽车、拖拉机、船用和工程机械用
内燃机构造及原理.pdf
第四节 曲轴飞轮组
组成：由曲轴和飞轮以及其它不同功用的零件和附件组 成。
一、 曲轴 1、 作用：承受连杆传来的力，并将此力转换成绕其自
身的轴线的力矩。 2、 结构： 1） 前端：正时齿轮、正时链轮、皮带轮端；车用发动
机还装有曲轴扭转减震器、启动爪（中、小 发动机）。 2） 后端：飞轮端（功率输出端）。 3） 曲轴轴颈、曲柄（臂）、曲柄销（连杆轴颈）、平 衡重等。
第二次密封：由下窜入背隙的气体压力形成， 加强了第一密封面的密封性。
5、气环的切口形状 四种：1）直切口 2）斜切口
3）搭切口 4）封闭切口 6、常见气环的断面形状 1）矩形断面（气环横剖面为矩形） 结构简单，加工容易，成本较低，报废率 少，贴合性、结合性、磨合性较差，耐磨性也 较差，密封效果不好，泵机油现象严重。（图 2-30） 2）微锥面环 环的磨合性和贴合性大大提高，此环多用在 第二、三道上，起强化密封的作用。
3、材料 常用：铸铝合金（高硅铝合金、铝铜合金）
强化发动机：高级铸铁、耐热钢（主要为了 提高其强度）
新型：金属陶瓷（有组合式的（陶瓷用于活 塞顶部），也有整体式的）
总之，对于转速较高的发动机来说，活塞 材料多选择质量较轻的铝合金；而对于低速 机，现在多用灰铸铁。
4、加工制造方法 1）铸造 2）锻造 3）液态模锻 5、结构 1）顶部： 汽油机：二冲程机多用凸顶活塞，其它汽油机
A、原因 （图2-20）
A）沿活塞销的方向，金属量较多,所以在其受 热膨胀后，此处的膨胀量就最大。
B）在受到气缸内气体燃烧后产生的气压力的 作用后，使活塞顶部在销座跨度内发生弯 曲变形。
C）气缸壁对活塞的侧压力作用，引起活塞变 形也沿活塞销的轴线方向。
内燃机原理与结构
内燃机的工作原理和总体构造内燃机的分类按活塞运动方式分：往复机1、往复活塞式内燃机2、转子活塞式内燃机三角活塞旋转式发动机（简称转子发动机）于1958年由德国F.汪克尔发明，F汪克尔发明关键技术是1954年F.汪克尔提出的气密封系统，1964年德国NSU公司将转子发动机装在轿车上动机装在轿车上，1967年日本东洋工业公司成批生产，至今。
转子发动机与往复活塞式发比较：转子发动机与往复活塞式发动机相比，优点是体积小，重量轻，转速高，升功率大，现代转子发动机燃油消耗率水平接近往复活塞式发动机，但耐久性、可靠性等较差，制造成本较高。
往复活塞式内燃机:1、按所用的燃料分：（1）液体燃料发动机；汽油机（gasolineengine）；g柴油机（diesel engine）。
（2）气体燃料发动机：压缩天然气发动机（CNG）；液化石油气发动机（LPG）。
2、按发火方式分：（1）点燃式发动机（如汽油机、气体燃料发动机）；按发火方式分）点燃式发动机（如汽油机气体燃料发动机）（2）压燃式发动机（如柴油机）。
3、按工作循环的冲程数分：（1）四冲程发动机；（2）二冲程发动机。
4、按冷却方式分：（1）水冷发动机；（2）风冷发动机。
5、按进气方式分：（1）自然吸气式发动机（非增压式发动机）；（2）强制吸气式（增压式发动机）。
6、按气缸数分：（1）单缸发动机；按气缸数分（2）多缸发动机。
7、按气缸排列方式分：（1）单列发动机：直立式发动机、平卧式发动机（2）双列发动机：V型发动机、水平对置式发动机四冲程内燃机的工作原理四冲程汽油机的工作原理冲程汽油机的作原理1、进气行程进气行2、压缩行程3、作功行程4、排气行程排气门关闭进气行程温度370~400 K ，压力0.07~0.09MPa进气门开启活气门开启塞压缩比进气门关闭压缩比：ε=Va/Vc压缩行程排气门关闭温度600~700K ，0615MP活塞压力0.6~1.5 MPa作功行程排气门关闭进气门关闭瞬时最高：温度2200~2800 K，压力3~5MPa活塞作功终了：温度13001600 K，压1300~1600K力0.3~0.5 MPa进气门关闭排气行程排气门打开残余废气活塞温度900~1200 K 压力0.105~0.115 MPa0105~0115MPa四冲程内燃机的总体构造两大机曲柄连杆机构构配气机构供给系点火系五大系统冷却系润滑系起动系曲柄连杆机构•曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。
往复活塞式内燃机的工作原理
往复活塞式内燃机的工作原理今天咱来唠唠往复活塞式内燃机这个超酷的东西。
你看啊，往复活塞式内燃机就像是一个超级有活力的小世界。
它里面有好多部件，就像一群小伙伴，每个都有自己独特的任务呢。
先来说说气缸，这气缸啊，就像是一个小房间，活塞就在这个小房间里来回运动。
活塞呢，就像个勤劳的小工人，一刻不停地在气缸里跑来跑去。
这活塞啊，是个圆形的家伙，它的边缘和气缸的内壁贴合得可好了，就像两个亲密无间的好朋友紧紧挨在一起。
那活塞为啥会动呢？这就和燃料有关啦。
当我们把燃料和空气混合好送进气缸的时候，就像是给这个小房间送来了美味的食物。
然后呢，通过火花塞这个小火花制造器，就像划火柴一样，“哧”的一下，点燃了这个混合气体。
这时候啊，混合气体就像被点燃的小鞭炮一样，“轰”的一下就膨胀起来啦。
这个膨胀的力量可大了，就像有人在后面用力推活塞一样，活塞就被推着向下运动啦。
这一过程就像是一场小小的爆炸派对，热闹得很呢。
活塞向下运动的时候啊，可没闲着。
它通过一个连杆和曲轴相连。
这个连杆就像是一个传声筒，把活塞的运动传递给曲轴。
曲轴呢，就像个大转盘，在活塞的推动下开始转动起来。
这曲轴一转起来啊，就可以把这种转动的力量传递出去啦，比如说带动汽车的轮子转起来，让汽车跑起来。
但是啊，这还没完呢。
活塞被推到最下面之后，它可不能就待在那儿不动了。
这时候啊，排气门就打开了，就像打开了房间的窗户一样。
活塞又开始往上运动啦，把燃烧之后产生的废气给推出去，就像把房间里的垃圾清理出去一样。
这个过程就叫做排气冲程。
然后呢，进气门又打开了，新的燃料和空气混合体又被吸进气缸里，活塞又开始下一轮的运动啦。
就这么循环往复，内燃机就持续不断地工作着。
你想啊，这整个过程就像是一场有节奏的舞蹈。
活塞、气门、连杆、曲轴这些小伙伴们配合得可默契了。
每一个动作都恰到好处，缺了谁都不行。
就像我们在一个团队里，大家都有自己的角色，只有齐心协力，才能让这个内燃机正常运转，才能让汽车欢快地跑在路上，或者让机器欢快地工作起来呢。
引擎原理讲解(一)
（一）本章，我们专门探讨往复活塞式内燃机。
内燃机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。
无论是汽油机，还是柴油机；无论是四行程发动机，还是二行程发动机；无论是单缸发动机，还是多缸发动机。
要完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正常工作，都必须具备一些相应的机构和系统。
在说明之前，先作一下名词解释。
词说明引擎-------发动机培林-------轴承汽阀-------汽门火星塞----火花塞华司-------垫圈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、按照所用燃料分为汽油发动机和柴油发动机。
2、按照行程分为四冲程和两冲程发动机两类。
两冲程循环与更常见的四冲程循环的区别只是冲程（活塞的直线运动）数量上的不同，虽然它们都有四个运动发生（进汽，压缩，做功，排汽），但两冲程循环以两个冲程完成上面四个运动，而四冲程循环以四个冲程完成一个循环。
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。
水冷发动机是利用在汽缸体和汽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汽缸体与汽缸盖外表面散热片之间的空汽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。
4、内燃机按照汽缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机。
仅有一个汽缸的发动机称为单缸发动机；有两个以上汽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。
5、内燃机按照汽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汽缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把汽缸布置成倾斜的甚至水平的；双列式发动机把汽缸排成两列，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。
往复活塞式发动机的工作原理
往复活塞式发动机的工作原理一、发动机基本构造1.缸体：以圆筒形式存在，内部与其他部件配合构成汽缸，在其中进行工作。
2.活塞：圆柱形的金属部件，通过连杆与曲轴相连接，作为气缸内燃烧时产生的推力的传递者。
3.曲轴：通过连杆与活塞相连接，将活塞的来回运动转化为旋转运动。
4.气门：用于控制气缸进出气体的通道，分为进气门和排气门。
5.燃油系统：包括供油装置、喷油系统和点火系统，用于混合燃油和空气，并在燃烧室内点火形成燃烧。
二、工作原理1.进气过程：活塞向下运动，此时气缸膨胀，气缸内压力降低，进气门打开，汽油通过进气门进入气缸。
与此同时，曲轴转动使曲轴箱内的曲轴带动凸轮轴，进而控制气门的开启和关闭。
2.压缩过程：进气门关闭后，活塞沿着气缸内上升，压缩空气和燃油混合物，将其压缩成高压状态。
在此过程中，燃油和空气混合物的压力和温度逐渐升高。
3.燃烧过程：活塞达到顶点后，点火系统会发出火花，引起混合气体的燃烧。
这时，燃烧产生的高温和高压气体将气缸内的活塞推动向下运动，产生动力，推动曲轴转动。
同时，进气门关闭，排气门打开，燃烧产生的尾气被排出。
4.排气过程：活塞再次上升，压缩排气门关闭，然后排气门打开，将废气从气缸排出。
这个过程将开始新的工作循环。
三、工作循环1.进气冲程：活塞向下运动，进气门打开，燃油通过喷油器进入气缸，同时排气门关闭。
2.压缩冲程：活塞向上运动，进气门关闭，压缩混合气形成高压气体，燃油被压缩到最小体积。
3.燃烧冲程：点火系统引发火花，点燃混合气体，燃气爆炸向下推动活塞运动，推动曲轴旋转。
4.排气冲程：活塞再次向上运动，压缩排气门关闭，排气门打开，废气被排放。
四、优缺点1.结构简单，制造成本低；2.发动机动力输出连续性好；3.转速范围广，适用于不同功率要求的场合。
缺点包括：1.振动和噪音较大；2.燃烧效率不高，能源利用效率低；3.对环境的污染较大，废气排放含有有害物质。
总结：往复活塞式发动机是一种常见的内燃机，通过活塞和曲轴的运动将燃烧产生的能量转化为机械功，驱动交通工具运行。
汽车发动机活塞的往复运动原理
汽车发动机活塞的往复运动原理汽车发动机活塞的往复运动原理汽车发动机是现代交通的核心，而发动机中活塞的往复运动是发动机工作的关键。
本文将详细介绍汽车发动机活塞的往复运动原理，探讨其深度和广度，并分享个人观点和理解。
一、什么是活塞的往复运动？活塞是发动机内部的一个零件，它位于气缸中，通过往复运动带动连杆与曲轴相连，使发动机工作。
活塞的往复运动是指活塞在气缸中作上下直线往复运动的过程，实现了气缸内气体的压缩、燃烧和排放等工作。
二、活塞往复运动原理的深度和广度探讨2.1 活塞的结构和工作原理活塞通常由高强度铝合金制成，具有圆柱形的外形。
它有一个顶部和一个底部，顶部与活塞环相连，从而与气缸壁形成密封空间。
活塞上还有喷油嘴和火花塞孔等重要部件。
活塞的往复运动由连杆通过曲轴传递，形成连杆机构。
2.2 活塞的往返运动原理活塞的往复运动是由活塞环在活塞与气缸壁之间的摩擦力和焦耳热效应的作用下实现的。
活塞上部进入气缸时，气缸内的燃烧物质被压缩；当活塞下降时，燃烧物质被推动向上并喷入燃烧室，引起燃烧和能量释放。
这种往复运动使发动机能够实现正常的工作和驱动。
2.3 活塞往复运动的优化与挑战活塞的往复运动对发动机的性能和效率有着重要的影响。
为了提高发动机的功率和燃油效率，需要对活塞的往复运动进行优化。
具体来说，可以从减小摩擦损失、减轻活塞重量、优化活塞形状和加强冷却等方面进行改进。
然而，这些优化措施也面临着许多挑战，如活塞的材料和加工工艺选择、动力学和热学的复杂性等。
三、个人观点和理解个人观点和理解仅供参考，希望能为读者提供更多思考的角度。
3.1 活塞往复运动的重要性活塞往复运动作为发动机的核心，直接影响着汽车的性能和经济性。
通过了解活塞往复运动原理，我们可以更好地理解发动机的工作过程和性能优化的方法，有助于我们在选择汽车和进行日常驾驶时作出更好的决策。
3.2 对环保和能源问题的思考随着环保和能源问题的日益突出，对汽车发动机的要求也越来越高。
内燃机的构造和工作原理
内燃机的构造和工作原理内燃机是一种能够将化学能转化为机械能的热机。
在内燃机中，燃料在燃烧过程中释放能量，并通过往复循环过程转化为连续运动。
内燃机通常采用往复活塞式结构，包括气缸、活塞、连杆和曲轴等重要部件。
1.气缸：内燃机通常有一个或多个气缸，气缸壁内部光滑，充当活塞运动的导向面。
气缸通常用铸铁或铝合金制成。
2.活塞：活塞是内燃机的运动部件，通常是一个柱状或圆柱形的零件，位于气缸内。
活塞上下运动在曲轴的驱动下完成，将压力转化为机械能。
3.曲轴：曲轴是内燃机的核心组成部分，将来自活塞和连杆的往复运动转化为旋转运动。
曲轴通过连杆和活塞连接并驱动机械装置，将发动机的功率传递到外部。
4.连杆：连杆将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。
连杆连接着活塞与曲轴，通过摇杆机构使活塞的上下运动转变为曲轴的回转运动。
5.气门：气门是内燃机进、排气的关键部件。
气门通过气门弹簧和凸轮机构控制开关，使燃烧室与气缸通道正确连接，完成进、排气过程。
内燃机的工作原理如下：1.进气冲程：活塞下行，气缸内压力下降，气门打开，油气混合物通过进气道进入燃烧室。
同时，曲轴带动连杆将活塞向下推动。
2.压缩冲程：活塞上行，气门关闭，气缸内油气混合物被压缩，并使混合物中的燃料、空气更加充分混合并增加压力。
曲轴再次带动连杆将活塞向上推动，使体积变小。
3.燃烧冲程：当活塞达到最高点时，燃油喷射器向燃烧室喷射燃料，与空气形成可燃混合气体，然后通过火花塞产生的火花点燃混合气体。
燃烧产生的高温高压气体将活塞向下推动，曲轴再次带动连杆。
4.排气冲程：活塞再次向上移动，气门打开，废气通过排气道排出，气缸内压力下降。
曲轴带动连杆将活塞向上推动。
以上四个冲程完成一个完整的循环，并将化学能转换为机械能，推动发动机的运转。
总体而言，内燃机通过不断重复的往复运动将燃料在燃烧室内燃烧，释放出的能量转化为机械能，驱动发动机的运动。
内燃机在现代交通运输、工业生产和家庭用途中得到广泛应用。
往复活塞式内燃机的基本结构及基本术语
往复活塞式内燃机的基本结构及基本术语-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1往复活塞式内燃机的基本结构及基本术语一、基本结构往复活塞式内燃机的工作腔称作气缸，气缸内表面为圆柱形。
在气缸内作往复运动的活塞通过活塞销与连杆的一端铰接，连杆的另一端则与曲轴相连，构成曲柄连杆机构。
因此，当活塞在气缸内作往复运动时，连杆便推动曲轴旋转，或者相反。
同时，工作腔的容积也在不断的由最小变到最大，再由最大变到最小，如此循环不已。
气缸的顶端用气缸盖封闭。
在气缸盖上装有进气门和排气门，进、排气门是头朝下尾朝上倒挂在气缸顶端的。
通过进、排气门的开闭实现向气缸内充气和向气缸外排气。
进、排气门的开闭由凸轮轴控制。
凸轮轴由曲轴通过齿形带或齿轮或链条驱动。
进、排气门和凸轮轴以及其他一些零件共同组成配气机构。
通常称这种结构形式的配气机构为顶置气门配气机构。
现代汽车内燃机无一例外地都采用顶置气门配气机构。
构成气缸的零件称作气缸体，支承曲轴的零件称作曲轴箱，气缸体与曲轴箱的连铸体称作机体。
二、基本术语1. 工作循环活塞式内燃机的工作循环是由进气、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。
2. 上、下止点活塞顶离曲轴回转中心最远处为上止点；活塞顶离曲轴回转中心最近处为下止点。
在上、下止点处，活塞的运动速度为零.3. 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。
显然，曲轴每回转一周，活塞移动两个活塞行程。
对于气缸中心线通过曲轴回转中心的内燃机，其 S＝2R4. 气缸工作容积上、下止点间所包容的气缸容积称为气缸工作容积。
5. 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。
6. 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下所形成的空间称为燃烧室，其容积称为燃烧室容积，也叫压缩容积。
7. 气缸总容积气缸工作容积与燃烧室容积之和为气缸总容积。
汽车技术构造教程——往复活塞式内燃机工作原理
汽车技术构造教程——往复活塞式内燃机工作原理汽车的发动机是汽车的重要组成部分，其中往复活塞式内燃机是目前最为常用的发动机类型之一、本篇文章将介绍往复活塞式内燃机的工作原理。
往复活塞式内燃机是一种将能源转化为机械动力的热机。
其基本构造包括气缸、活塞、连杆、曲轴、气门等组成。
下面我们将逐步了解往复活塞式内燃机的工作原理。
首先，介绍往复活塞式内燃机的工作循环。
往复活塞式内燃机的工作循环一般采用四冲程循环，即吸气冲程、压缩冲程、爆发冲程和排气冲程。
每一个循环中，活塞向上下运动两次，由曲轴带动连杆，将活塞的线性运动转化为曲轴的旋转运动。
接下来，我们来看一个循环内各个冲程的工作过程。
在吸气冲程中，活塞向下运动，气缸内形成一个负压区域，进气门开启，使气缸内充满混合气。
压缩冲程中，活塞向上运动，气缸内的混合气被压缩，使混合气的温度和压力升高。
在爆发冲程中，当活塞接近上止点时，高压火花塞点燃混合气，发生燃烧反应，产生高温高压燃烧气体，驱动活塞向下运动。
最后，在排气冲程中，活塞再次向上运动，将燃烧后的废气通过排气门排出气缸。
除了以上的四个冲程，往复活塞式内燃机还有较为复杂的气门控制系统。
气门控制系统负责控制气门的开闭时间和顺序，以实现流体流动的方向和流量的控制。
常见的气门机构有上置气门和下置气门两种形式。
上置气门的设计简单，活塞上部设置进气阀和排气阀，气缸盖上设置凸轮来控制气门的开闭。
下置气门设计复杂，进气和排气阀都设置在气缸底部，凸轮轴通过连杆驱动气门控制。
而现代汽车发动机则更多采用气门在气缸头上的设置方式。
综上所述，往复活塞式内燃机能够通过吸气、压缩、爆燃和排气这四个基本冲程，将燃料转化为机械动力。
其工作原理简单明了，构造也相对简单，并且具有较高的效率和可靠性，因此广泛应用于汽车等机动车辆中。
当然，在汽车的发展过程中，还涌现了许多与往复活塞式内燃机工作原理有所不同的新型发动机，如涡轮增压发动机、混合动力发动机等。
内燃机总体构造与工作原理
内燃机的总体构造与工作原理第一章内燃机的总体构造内燃机是热机的一种,它区别于其它型式的特点,是燃料在机器内部燃烧,燃料燃烧时释放出大量的热量,使燃烧后的气体(燃气)膨胀推动机械做功。
燃气是实现热能向机械能转化的媒介物质，这种媒介物质称工作介质（简称工质）。
往复活塞式发动机是应用最早、最广泛的一种，旋转活塞式是近代在国内处发展起来的一种新型内燃机。
往复活塞式内燃机有许多不同型式：按所用的燃料不同分为汽油机和柴油机；按点火方式不同分为点燃式和压燃式；按实现工作过程的行程数不同分为四冲程和二冲程内燃机。
不同型式的内燃机虽然都有它的特点，但它们都要完成将热能向机械能转化这一根本任务。
在内燃机中热能与机械能转化与反转化这一对矛盾是其本矛盾。
它的存在和发展，规定动着其它矛盾的存在和发展。
为了实现这一转化，内燃机必须由一系列的机构和系统所组成。
二个机构：（一）柄连杆机构：主要零件有：气缸体、曲轴箱、所缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等。
活塞通过连杆与曲轴相连。
活塞在气缸中往复运动时，连杆摆动并使曲轴作旋转运动。
反之，曲轴转动时，可使活塞在气缸中作往复直线运动。
燃料在气缸中燃烧时，燃气膨胀作用在活塞上的压力，借助于连杆转变为曲轴的旋转力矩，使曲轴带动工作机械做功。
固定在曲轴后端的飞轮，它能储存能量，使曲轴均匀旋转。
（二）配气机构包括：进气门、排气门、凸轮轴及其它驱动件等。
汽油机或柴油机为了连续不断地工作，必须把膨胀做功后的废气从气缸中排出，吸入由汽油或者柴油和空气组成的可燃混合气，即要进行换气。
配气机构是根据工作过程的需要，适时的开启和关闭进气门和排气门，完成换气过程。
由此可见，上述两个机构是内燃机中实现将热能转化为机械能所必须的主要机构。
但是，必须向气缸供给可燃混合气，使之燃烧，不然，内燃机中不可能有热能向机械能转化。
因此，为了使内燃机运转，还要有以下几大系统。
1、燃料供给系：它担负着向气缸内供给可燃混合气的任务。
试述活塞式发动机的主要组成及工作原理
活塞式发动机的主要组成及工作原理一、引言活塞式发动机是一种常见的内燃机，其工作原理基于往复运动的活塞，通过燃烧燃料产生的爆发力推动活塞运动，从而驱动机械装置。
本文将详细介绍活塞式发动机的主要组成和工作原理。
二、主要组成活塞式发动机主要由以下几个部分组成：2.1 活塞和气缸活塞是活塞式发动机的核心组件之一，通常由高强度铝合金材料制成。
活塞通过活塞销与连杆相连，往复运动在气缸内进行，从而改变气缸内的容积。
气缸是活塞运动的轨道，将活塞的往复运动转化为机械能。
气缸壁通常由铁、钢等材料制成，表面光滑以减少摩擦。
2.2 曲轴和连杆曲轴和连杆是发动机的运动部件，负责将活塞的往复运动转化为旋转运动。
曲轴由多个连杆和连杆轴组成，能够将活塞上下运动的直线运动转化为曲轴的旋转运动。
连杆连接活塞和曲轴，将活塞的往复运动传递给曲轴。
2.3 燃烧室和气门燃烧室是燃烧燃料的空间，通常位于活塞顶部。
在燃烧室内，通过喷油器喷出燃料，并在燃料与进气空气混合后点燃，产生爆炸燃烧，从而推动活塞运动。
气门则分为进气门和排气门，控制进气和排气过程。
进气门从气门座进入燃烧室，并与燃料混合，排气门将燃烧产生的废气排出燃烧室。
2.4 点火系统和燃料系统点火系统用于点燃燃料，常见的系统包括火花塞和点火线圈。
点火线圈产生高电压电弧，通过火花塞点燃燃料和空气混合物。
燃料系统则负责将燃料输送到燃烧室，常见的系统包括喷油器、油泵等。
三、工作原理活塞式发动机的工作原理基于往复运动的活塞和曲轴的旋转运动，可以分为四个冲程：进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。
3.1 进气冲程在进气冲程中，活塞向下移动，气缸内的容积增大。
同时，进气门打开，使燃料和空气混合物进入燃烧室。
这一过程中，曲轴继续旋转。
3.2 压缩冲程进气冲程结束后，进气门关闭，活塞开始向上移动，气缸内的容积减小。
同时，曲轴继续旋转，活塞将燃料和空气混合物压缩，使其密度增加，温度升高。
3.3 燃烧冲程当活塞接近顶点时，点火系统发出火花，点燃燃料和空气混合物。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
D、排气过程： 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。
P 上 止 点 Z 下 止 点
排气门打开 进气门关闭 残余废气
活 塞 上 行
c 大气压力线 r V a 示功图
排气终了时气缸内 压强下降至0.102～ 0.120Mpa，温度下 降至900～1200K
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
五、四冲程柴油机结构和工作过程：
喷油器
1、结构：
与汽油机工作原理相比， 只有一个行程即作功行程中， 柴油机由于用的柴油粘度比 汽油大、不易蒸发，且自然 温度又较汽油低，所以采用 的是压燃式点火。
喷油泵
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
做功行程
在压缩行程末，火花塞产生电火花点燃混合 气并迅速燃烧，使气体的温度、压力迅速升 高而膨胀，从而推动活塞从上止点向下止点 运动，通过连杆使曲轴旋转作功，至活塞到 达下止点时作功结束。 在作功行程中，开始阶段气缸内气体压力、 温度急剧上升，瞬间压力可达3MPa～5MPa， 瞬时温度可达2200K～2800K。随着活塞下行， 气缸容积增大，气缸内压力、温度逐渐下降， 作功终了时，压力约为0.3～0.5MPa，温度约 为1300K～1600K。
动 画 演 示
3、具体过程：
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
4、汽油发动机工作过程分析：
A、进气行程： 活塞由上止点 往下止点运动，
B、压缩行程： 活塞由下止 点往上止点
C、作功行程：
D、排气行程：
活塞由上止 点往下止点 运动，曲轴
活塞由下止 点往上止点 运动，曲轴 转过180度。
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
1、相同点：
每个工作循环曲轴转两周; 每一行程曲轴转半周; 只有作功行程产生动力。
2、不同点：
进 气 汽油与空气 混合气 点火方式 电火花塞点 火 点火系统 化油器 有化油器 （传统） 混合气形成
汽油机
有点火系
缸内或缸外
柴油机
纯空气
压缩行程
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
作功行程活塞由上止点往下止点运动，曲轴转过180度，此行程与 汽油机有很大差异，压缩行程末，喷油泵将高压柴油经喷油器呈 雾状喷入气缸内的高温高压空气中，被迅速汽化并与空气形成混 合气，由于此时气缸内的温度远高于柴油的自燃温度（约500K左 右），柴油混合气便立即自行着火燃烧，且此后一段时间内边喷 油边燃烧，气缸内压力和温度急剧升高，推动活塞下行作功。 作功行程中，瞬时压力可达5MPa～10MPa，瞬时温度可达 180 0K～2200K，作功行程终了时压力约为0.2MPa～0.4MPa，温度约为 1200K～1500K。
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
发 动 机 常 用 术 语
活塞处于上止点
活塞处于下止点
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
动 画 结构和工作原理
三、四冲程发动机工作原理：
1、工作循环：发动机一个工作循环包括 进气过程、压缩过程、做 功过程和排气过程。 2、一个工作循环曲轴转两圈，完成一次做功。 进气过程 压缩过程 做功过程 排气过程
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
压缩行程
为使可燃混合气迅速燃烧，达到改善发 动机动力性和经济性的目的，必须在燃 烧前对可燃混合气进行压缩，以提高可 燃混合气的温度和压力。因此，在进气 行程结束时立即进入压缩行程，活塞在 曲轴的带动下，从下止点向上止点运动， 由于进、排气门均关闭，气缸内容积逐 渐减小，可燃混合气压力、温度逐渐升 高。 压缩终了时，气缸内的压力约为0.6MP a～1.2MPa，温度约为600K～700K。
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
C、做功过程： 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。
P
上 止 点 Z 下 止 点
进气门关闭
活 塞 下 行
排气门关闭
b 大气压力线 r V a
示功图
作功中气缸内最高压力可达3～ 5Mpa，最高温度可达2200～ 2800K；作功终了时气缸内压力 下降至0.3～0.5Mpa，温度下降 至1300～1600K。
1、热机：将热能转化为机械能的发动机称为热力发动机，又热机。 内燃机:直接以燃料燃烧所生成的燃烧物为工质的热机。 外燃机：是指燃料在机器外部燃烧，通过介质将热能转化成机械能。
2、热机类型：
3、内燃机的特点：结构紧凑、体积小、质量轻容易起动。 4、汽车发动机（指活塞式内燃机）分类： 根据冲程数分： 二冲程发动机
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
A、进气行程： 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。
上 止 点 下 止 点 活 塞 下 行
进气门开启
排气门关闭
P
大气压力线
r
a
V
示功图
进气终了时气缸内压力为0.074～ 0.093Mpa，温度上升至353～403K
汽车工程系
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
排气行程
为使循环能够连续进行，须将燃烧产生 的废气排出。在作功行程终了时，排气 门打开，进气门关闭，曲轴通过连杆推 动活塞从下止点向上止点运动，废气在 自身剩余压力和活塞推动下，被排出气 缸，至活塞到达上止点时，排气门关闭， 排气结束。 排气行程终了时，由于燃烧室容积的存 在，气缸内还存有少量废气，气体压力 也因排气系统存在排气阻力而略高于大 气压力。此时，压力约为0．105MPa～ 0．115MPa，温度约为900K～1200K。
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理 主要内容：
发动机的基本结构、作用和常用术语 发动机基本工作原理、编号规则和总体构造 发动机主要性能指标定义和作用
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
一、发动机分类：
发动机是汽车的动力源，是将某一种形式的能量转化成机械能的机器。
做功行程
排气行程活塞由下止点往上止点运动，曲轴转过180度，此行程与 汽油机基本相同。排气行程终了时的气缸压力约为0.105MPa～0.1 25MPa，温度约为800K～1000K。
排气行程
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
四冲程汽油机与柴油机工作原理的比较
由上述四冲程汽油机和柴油机的工作循环可知，两种发动机的工作循环既有 共同点，又有差别，归纳如下： （1）两种发动机中，每完成一个工作循环，曲轴转两周（720度），每完成 一个行程曲轴转半周（180度），进气行程是进气门开启，排气行程是排 气门开启，其余两个行程进、排气门均关闭。 （2）无论是汽油机还是柴油机，在四个行程中，只有作功行程产生动力，其 余三个行程是为作功行程作准备的辅助行程，都要消耗一部分能量。 （3）两种发动机运转的第一循环，都必须靠外力使曲轴旋转完成进气和压缩 行程，作功行程开始后，作功能量储存在飞轮内，以维持循环继续进行。 （4）汽油机的混合气是在气缸外部形成的，进气行程中吸入气缸的是可燃混 合气；柴油机的混合气是在气缸内部形成的，进气行程中吸入气缸的是 纯空气。 （5）汽油机在压缩终了时，靠火花塞强制点火燃烧，而柴油机则靠混合气自 燃着火燃烧。
d2 s Vh
D:气缸直径（mm）
4 10
6
(l )
S：活塞行程（mm）
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
发动机工作容积（VL）：是指发动机所有气缸工作容积的总和，即发动机排量。
VL Vh i
i
:为发动机缸数
发动机排量是一个非常重要的特征参数，轿车就是以发动机排量大小来进行分级。 微型：VL≤1.0；普通级：VL＞1.0～1.6；中级：VL＞1.6～2.5； 中高级：VL＞2.5～4.0；高级：VL＞4.0. 燃烧室容积(VC):是指活塞在上止点时，活塞顶部与缸盖构成的空间容积。 气缸总容积（Va）:是指活塞在上止点时，活塞顶部与缸盖构成的空间容积。 压缩比（ε ）：是指气缸总容积与燃烧室容积之比值。 V V a Vh Vc V 1 h c Vc Vc 工况：是指内燃机在某一时刻的运行状况，通常用该时刻内燃机对外输出 有效功率和转速表示。 负荷率：是指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。
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
进气行程活塞由上止点往下止点运动，曲轴转过180度， 不同于汽油机的是进入气缸的不是可燃混合气，而是 纯空气。由于进气阻力比汽油机小，上一行程残留的 废气温度也比汽油机低，进气行程终了的压力约为0.0 75MPa～0.095MPa，温度约为 320K～350K。 进气行程 压缩行程活塞由下止点往上止点运动，曲轴转过180 度，不同于汽油机的是压缩纯空气，由于柴油的压 缩比大，压缩终了的温度和压力都比汽油机高，压 力可达3MPa～5MPa，温度可达800K～1000K。
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
工作过程
进气过程： 活塞由上止点 往下止点运动， 曲轴转过180度, 进入气缸的是 空气。
压缩过程： 活塞由下止 点往上止点 运动，曲轴 转过180度。
做功过程： 活塞由上止 点往下止点 运动，曲轴 转过180度， 混合气着火。