发动机的基本工作原理 - 百度文库
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
第一章发动机工作原理发动机是将其他形式的能量转变为机械能的一种机械装置。
内燃机是燃料在发动机内部燃烧,内燃机每实现一次热功转换，都要经历一系列连续的工作过程，构成一个工作循环，否则，就不能实现热功的转换。
第一节发动机总体结构及基本原理现代汽车发动机根据所用燃料的不同可分为:1.汽油发动机(简称汽油机)1). 化油器式汽油机: 汽油和空气在化油器内混合成可燃混合气,在输入气缸加以压缩，然后用电火花点火使之燃烧而发热作功。
2). 汽油喷射式发动机: 将汽油直接喷人进气管或气缸内，与空气混合形成可燃混合气，再用电火花点燃。
2.柴油发动机(简称柴油机)：汽车用柴油机使用的燃料一般是轻柴油，它是通过喷油泵和喷油器将柴油直接喷人气缸，与气缸内经过压缩的空气混合，使之在高温下自燃作功。
一．发动机总体构造发动机基本由以下机构和系统组成：曲柄连杆机构、配气机构、供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系。
1．曲柄连杆机构：它的功用是将燃料燃烧时产生的热量转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。
2．配气机构：它的功用是使可燃混合气及时充人气缸并及时从气缸排出废气。
3．供给系：它的功用是把汽油和空气混合成合适的可燃混合气供人气缸，以供燃烧，并将燃烧生成的废气排出发动机。
4．润滑系：它的功用是将润滑油供给作相对运动的零件以减少它们之间的摩擦阻力，减轻机件的磨损，并部分地冷却摩擦零件5．冷却系：它的功用是把受热机件的热量散到大气中去，以保证发动机正常工作。
6．点火系：它的功用是保证按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的混合气。
7．起动系：它的功用是用以使静止的发动机起动并转入自行运转。
汽油机一般都由上述两个机构和五个系统组成。
对于汽车用柴油机，由于其混合气是自行着火燃烧的，所以柴油机没有点火系。
因此柴油机由两个机构和四个系统组成。
二．四冲程发动机工作原理（一）汽车发动机的基本名词术语1．活塞行程与止点上止点：活塞顶距离曲轴旋转中心最远的位置称为上止点。
发动机分类与基本原理
迄今为止， 马自达已经 生产了将近 两百万辆以 转子发动机 为动力的汽 车，其中一 辆曾在1991 年的法国创 造了历史。
发动机的分类和基本原理
1.2 发动机的基本术语
• 1、工作循环：由进气、压缩、作功、排气四
个工作过程组成封闭过程，
• 2、上止点：活塞顶离曲轴回转中心最远处
下止点：活塞顶离曲轴回转中心最近处
燃料在发动机外部燃烧的热力发动机叫做
外燃机： 活塞式蒸汽机
蒸汽轮机；
燃料在发动机内部燃烧的热力发动机叫做
内燃机： 活塞式内燃机
燃气轮机
喷气式发动机
内燃机特点：结构紧凑，体积小，质量轻，容易
起
动，应用广泛。
外燃机特点：热效率低，体积大，笨重 。现
代汽车上
发动机的分类和基本原理
很少应用。
• 二 、 活塞式内燃机的分类
三 往复活塞式内燃机的工作原 理
一) 四冲程汽油机工作原理
在四个活塞行程内完成进气、压缩、作功、排气等四个过程。
进气
压缩
作功
排气
活塞位置 上止--下止 下止--上止 上止--下止 下止--上止
排气门 进气门 气缸容积 压强Mpa
关 开 增大 0.08-0.09
320-380 温度K
发动机的分类和基本原理
• 内燃机的名称和型号必须符合国家标准GB/725-1991
• 1.内燃机名称均按所采用的燃料命名：柴油机、汽油机、煤气机等 等。
• 2.内燃机型号由阿拉伯数字、汉语拼音、气缸布置形式符号组成。
• 3.型号组成：
首部
中部
后部
尾部
系列代号
缸数符号
换代符号
气缸布置形式符号
战斗机发动机工作原理
战斗机发动机工作原理
战斗机发动机的工作原理是通过燃烧燃料产生推力来推动飞机向前飞行。
以下是战斗机发动机的工作原理的详细介绍：
1. 吸气：战斗机发动机通过进气道吸入外部空气。
进气道设计精细，能够确保足够的气流进入发动机。
2. 压缩：进入发动机的空气被压缩，使其密度增加。
这一过程通常由多级离心式压气机完成，每级压缩空气的同时增加其压力。
3. 预燃烧：在压缩空气进入燃烧室之前，通过喷油系统向燃烧室中喷入燃料。
燃料与预热的空气混合，形成易燃混合气体。
4. 燃烧：混合气体在燃烧室中点燃，产生高温和高压气体。
以点火系统引燃，使混合气体瞬间爆燃，并扩散。
5. 推力产生：燃烧产生的高温高压气体通过喷管排出，形成喷射出的高速气流。
根据牛顿第三定律，喷射出的气流产生反作用力，即向相反方向推动战斗机。
以上就是战斗机发动机的工作原理。
通过不断循环的燃烧过程产生的推力，使战斗机能够进行高速飞行、机动性和战斗能力。
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。
发动机工作原理及构造
第四节 发动机的总体构造
三、发动机的基本构造
机体组：包括气缸体、气缸盖及油底壳等。 机体组的作用是作为发动机各机构、各系统的装配基体，且其
本身的许多部分又分别是曲轴连杆机构、配气机构、供给系、冷 却系和润滑系的组成部分 两个机构：曲柄连杆机构、配气机构
利用飞轮贮存和输出能量，完成整个工作循环。 利用燃烧室产生压力推动活塞实现热能及动能的转换。 利用气门与活塞的合理运动的配合，实现工作循环的全过程。
③温室气体： 二氧化碳2等
④起动性能
6 表征发动机在规定的使用条件下，正常持续工作能力的指标。
7、耐久性指标 指发动机主要零件磨损到不能继续正常工作的极限时间。
五、 发动机特性曲线
发动机的主要性能指标随其调整状况及运行工况 (负荷、转速)变化而 变化的关系曲线称为发动机的特性曲线。
1、速度特性曲线 性能指标随发动机曲 轴转速变化的关系称 为发动机的速度特性 曲线。
②有效热效率: 燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数称为有 效热效率，记作 ηe。
3、强化指标 强化指标是指发动机承受热负荷和机械负荷能力的评价指标，一般
包括升功率和强化系数等。
4 用来表征发动机总体结构紧凑程度的指标，通常用比容积和比质量衡量。
5、环境性能指标 ①排放：有害气体、、、颗粒物
②噪音
五大系统： 供给系统、点火系统、冷却系统、润滑系统、 起动系统
2. 气缸体的特点 （1）水冷发动机的气缸体 和上曲轴箱常铸成一体； （2）风冷发动机气缸体与 曲轴箱分别铸造; （3）气缸体上部的圆柱形 空腔称为气缸，下半部为 支承曲轴的曲轴箱，其内 腔为曲轴运动的空间； （4）在气缸体内部铸有许 多加强筋、冷却水套和润 滑油道等。
发动机的工作原理
发动机的工作原理引言概述：发动机是现代交通工具中不可或缺的重要组成部分，它负责产生动力以驱动车辆运行。
了解发动机的工作原理对于驾驶员和机械工程师来说至关重要。
本文将详细介绍发动机的工作原理，包括燃烧过程、气缸循环、燃油供给、点火系统和排气系统。
一、燃烧过程1.1 空气和燃料混合发动机的燃烧过程始于空气和燃料的混合。
空气通过进气道进入发动机，同时燃料由喷油器喷入燃烧室。
混合物的比例对燃烧效率和动力输出有重要影响。
1.2 压缩混合物被活塞压缩，压缩过程中空气和燃料分子之间的碰撞增加，使混合物的温度和压力升高。
压缩过程中，发动机的缸体和活塞起到密封作用，确保混合物不会泄漏。
1.3 燃烧点火系统引燃混合物，产生火花，使混合物燃烧。
燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动，转化为机械能。
燃烧过程中产生的废气会通过排气系统排出。
二、气缸循环2.1 吸气冲程活塞从上往下运动，通过进气门将空气吸入气缸。
进气门在活塞下行时打开，活塞上行时关闭，确保空气只能进入气缸而不会泄漏。
2.2 压缩冲程活塞从下往上运动，将进入气缸的空气和燃料混合物压缩。
压缩过程使混合物的密度增加，为燃烧提供更好的条件。
2.3 工作冲程燃烧过程推动活塞向下运动，产生机械能。
活塞下行时，排气门打开，废气通过排气系统排出。
活塞上行时，进气门关闭，确保混合物不会泄漏。
三、燃油供给3.1 燃油系统燃油系统负责将燃料从油箱输送到发动机燃烧室。
它包括燃油泵、喷油器和燃油滤清器等组件。
燃油泵将燃料从油箱抽取，并将其送入喷油器。
喷油器根据发动机的工作状态和负荷需求，以适当的压力和时间将燃料喷入燃烧室。
3.2 燃油喷射喷油器将燃料以细小的液滴喷入燃烧室。
喷油器的喷射方式和时间根据发动机的工作要求进行调整，以确保燃料的充分燃烧和燃油经济性。
3.3 燃油过滤燃油滤清器用于过滤燃料中的杂质和污染物，以防止其进入发动机，保护发动机的正常工作。
定期更换燃油滤清器有助于保持发动机的性能和寿命。
汽车发动机的工作原理图解
活塞
排气门关闭
作功终了：温度 1500~1700 K， 压 力300~500 kPa
4·排气行程
作用：
进气门关闭
排出膨胀做功后的废气
过程：
排气门开启，进气门仍然
关闭，活塞从下止点向上 止点运动，曲轴转动 180°。排气门开启时， 燃烧后的废气一方面在汽 缸内外压差作用下向缸外 排出，另一方面通过活塞 的排挤作用向缸外排气
3·作功行程
作用：
进气门关闭
燃烧高温高压气体膨胀做功
过程：
当活塞接近上止点时，由
火花塞点燃可燃混合气， 混合气燃烧释放出大量的 热能，使汽缸内气体的压 力和温度迅速提高高温高 压的燃气推动活塞从上止 点向下止点运动，并通过 曲柄连杆机构对外输出机 械能。
瞬时最高：温度 2200~2800 K， 压 力3~5MPa
排气门
吸气行程
压缩行程 作功行程
排气行程
瞬时：温度 1800~2200K压力
喷油泵
5~10 MPa
二·二冲程汽油机的工作原理
火花塞 换气孔
压缩混合 气
排气孔
点火燃烧
曲轴箱
进气孔
进气
排气
压缩
进气
燃烧
排气
过程： 活塞向上运动，将三排孔都关闭，活塞上部开始压缩，当活塞
继续上时，活塞下方打开了进气孔，可燃混合气进入曲轴箱，活塞接 近上止点时，火花塞点燃混合气，气体燃烧膨胀，推动活塞向下运动 ，进气孔关闭，曲轴箱内的混合气受到压缩，当活塞接近下止点时， 排气孔打开，排出废气，活塞再向下运动，换气孔打开，受到压缩的 混合气便从曲轴箱经进气孔流入气缸内，并扫除废气。
排气门打开
活塞
残余废气
发动机原理及构造
发动机原理及构造
发动机是一种将燃料的化学能转化为机械能的装置。
它的主要构造部分包括气缸、活塞、曲轴、气门、进气道、喷油器、点火系统等。
发动机的工作原理是循环的，被称为四冲程循环。
这意味着在四个行程内，发动机会完成进气、压缩、燃烧和排气这四个过程。
在进气行程中，发动机通过开启进气门，使气缸内进入大量的空气。
然后，在压缩行程中，活塞向上移动，将空气压缩到气缸顶部。
接下来，在燃烧行程中，喷射器会喷入燃料，并由点火系统点火引燃混合气体。
混合气体的燃烧会产生高温和高压气体，推动活塞向下运动。
最后，在排气行程中，排气门会开启，将燃烧产物排出气缸。
发动机的构造是基于上述原理而设计的。
气缸是发动机的核心部件，用于容纳活塞和产生燃烧室。
气缸上有气门，用于控制气体的进出。
活塞连接着曲轴，一起完成压缩和燃烧过程。
曲轴通过转动将活塞的上下运动转化为旋转运动，最终驱动车辆前进。
进气道和喷油器用于将空气和燃料引入气缸。
点火系统则用于在燃烧行程中点燃燃油混合物。
发动机的构造和工作原理可以根据不同类型的发动机而有所不同，如汽油发动机、柴油发动机和电动发动机等。
不同类型的发动机在燃烧过程、燃料供应和点火方式等方面有所区别，但基本原理和构造仍然遵循相似的规律。
汽车发动机的作用和工作原理
.
第2章 传动系概述
2.1 传动系的作用及组成 2.1.2 传动系的组成及各总成的功用
2．液力机械式传动系 主要由液力机械变速器，万向传动装置，主
减速器及差速器，半轴组成。
.
第2章 传动系概述
2.2 汽车驱动形式与传动系统布置 2.2.2 传动系统的布置形式
1．发动机前置后轮驱动(FR) FR的优点是：附着力大，易获得足够的驱动力，
活
工作特征：进气门关，
塞
排气门关，活塞下行。
作功终了：温度 1500~1700 K， 压
力300~500 kPa
.
排气行程
进气门关闭 排气门打开
残余废气
排气结束时曲轴转角为 540° --720°
工作特征：进气门关， 排气门开，活塞上行。
活 塞
温度900~1200 K 压力 105~125 kPa
a)发动机纵向布置
.
b)发动机横向布置
第2章 传动系概述
2.2 汽车驱动形式与传动系统布置 2.2.2 传动系统的布置形式
3．发动机中置后轮驱动(MR) MR的优点是：轴荷分配均匀，具有很中性的操控特性。
缺点是：发动机占去了座舱的空间，降低了空间利用率和 实用性，因此MR大都是追求操控表现的跑车。
3．必要时中断传动。利用变速器中的空档，中断动力传递， 使发动机能够起动和怠速运转，满足汽车暂时停车或滑 行的需要；
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。
发动机的基本工作原理
发动机的基本工作原理
1. 发动机是指将能量转换成动力的装置，是现代机械动力的基础，其基本工作原理可以概括为热力循环、燃烧、气体动力等三个部分。
2. 热力循环：发动机工作的第一步是吸入空气，并将其压缩。
呼气时，气体被从燃烧室中排出，产生了巨大的动力。
这个过程中，发动机内部的压力和温度变化是相互联系的，由于燃烧过程产生的能量，在发动机中不断传递，形成了热力循环。
3. 燃烧：发动机的燃烧室中燃料与空气混合，经过点火后进行燃烧。
当燃料与氧气接触会产生高温、高压的燃烧，同时在化学反应中产生水蒸气和二氧化碳等尾气。
这个过程中，燃烧的质量和速度直接影响机械动力的产生，而燃烧产生的噪音、热和振动等则是发动机排放和损坏的主要原因。
4. 气体动力：热力循环和燃烧产生了高温、高压的气体，这个气体将被引导到发动机的动力装置中，从而产生机械动力。
在发动机内部，气体动力的产生是一个复杂的过程，涉及到缸体、活塞、曲轴等关键部件的复杂协作。
5. 总体而言，发动机的基本工作原理是通过热力循环、燃烧和气体动力三个阶段的协同作用来产生机械动力。
这个过程中，发动机内部不断传递能量，热力转换为机械动力。
然而，这个过程中也会产生噪音、热、振动等问题，因此在设计和使用中需要考虑诸如节能、降噪、减振等因素。
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。
汽车发动机工作原理及总体构造
表面点火：由于ε过大
P、T过高，在电火花之前可燃混合气就被燃
烧室炽热的表面点燃的另一种不正常燃烧。表面点火发生时，伴有沉闷的
敲缸声，产生的高压使发动机负荷↑，寿命↓。
*
① 现代汽油机的压缩比一般为ε= 6—9（个别轿车可达9—11）。 ② 柴油机靠压缩自燃，所以压缩比设计等较高ε=16—22。具有较好的
二、经济性指标：
1、 燃油消耗率be：发动机每发出1KW有效功率，在1h内所消耗的燃油量。 be= B x1000 (g / kwh ) ； B—发动机每小时的耗油量(kg/h)——可测定 Pe
三、发动机的运转性能指标：
1、 排气品质：有害气体成分的限制标准。P41 2、 噪声：车外噪声标准 美日欧韩：74---80 dB(A) 中国：82---89dB(A)
P0
P0
“柴” 1.25
1.05---
四：四冲程汽油机和柴油机的优缺点比较 汽油机：（优点）ε较小，体积小，重量轻，转速较高，动力性好。
制造维修成本低，噪声小，起动容易。主要用于轿车、微型 车（客车、货车）、军用越野车。
（缺点）燃料经济差，排污大（HC、N0x、CO）
柴油机：（优点） ε较大，燃料燃烧完全，经济性好。
（缺点）由于ε较大 P、T较高，所以体积大、重量大，转速 较低，制造维修成本高（喷油泵、喷油器加工精度要求高）。 常用于中、重型货车。（对经济性要求高，动力性要求较低）。
同排量的单缸与多缸发动机优缺点比较：
单缸：结构简单、重量轻。运转不平稳、冲击振动大。
多缸：与单缸相反。发火间隔角
=720 º/ i （ i—— 缸数）。
1、进气行程：
进入气缸的是
柴油机：新鲜空气。
汽油机：汽油与空气的混合物。
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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气环
油环 活塞销 活塞 连杆 连杆螺栓
连杆轴瓦 连杆盖
发动机的构成和结构
两大机构
曲柄连杆机构 配气机构
根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废 气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构。
柴油机的基本构成
发动机的构成和结构
发动机的构成和结构
五大系统
进排气系统 燃料供给系统 润滑系统 冷却系统 起动系统
完成燃料的储存、滤清和输送工作，按柴油机各种不同工况的要求，定时、定量、定压并以一 定的喷油质量喷入燃烧室，使其与空气迅速而良好地混合和燃烧，最后使废气排入大气。
➢在适当的时刻，将一定数量的洁净燃油增压后以适当的规律喷入燃烧室。
发动机的构成和结构
冷却系统的作用： 保持发动机在最适宜的温度范围内工作。
发动机工作时，由于燃料的燃烧，气缸内气体温度高达2200K~2800K，大约 1/3做功转变为机械能，其余大部分随 废气排出，其余则被发动机零件吸收，使发 动机零部件温度升高，特别是直接与高温气体接触的零件，若不及时冷却，则难 以保证发动机正常工作。
柴油机的基本构成
空气滤清器
发动机的构成和结构
主滤芯
叶片环
集尘盘
安全滤芯
滤清器壳
进气管
排尘袋
空气滤清器的任务是确保给发动机以足够的保护，以被免在灰尘颗粒条件下的非正常磨损；空气滤清器须有高的 滤清效率和高的储尘能力（高的使用寿命）。
发动机的构成和结构
柴油机的基本构成
中冷器
•作用：将从涡轮增压器压气机出来的温度升高的空气进行冷却，以提高空气的密度，提高发动机的充气效率。 •一般来说，增压器增压后的进气温度往往较增压前温度升高100多度，进气温度升高后在管路内呈扩散趋势，不利 于进气，而通过中冷器后的温度可以使温度下降 •分类：空—空中冷器、水—空中冷器。
发动机的基本工作原理
2019年11月
一、发动机概述 二、发动机基本术语 三、发动机工作原理 四、发动机的构成和结构
发动机概述
发动机（Engine）是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器。是 各类机械设备的“心脏”。包括如内燃机（柴油发动机、汽油发动机 等）、外燃机（蒸汽机）、电动机等。
蒸汽机
发动机的构成和结构
五大系统
进排气系统 燃料供给系统 润滑系统 冷却系统 起动系统
进排气系统功能：向柴油机各工作气缸提供新鲜、清洁、密度足够大的空气。
发动机的构成和结构
柴油机的基本构成
涡轮增压系统
原理：利用发动机排出的高温高速废气推动涡轮高速旋转，带动与涡轮同轴的压气机高速旋转，提高进气压力，提高进气密度，增 加进气量。 自然吸气柴油机的进气压力较低，进气压力只能到达0.7bar，通过增压后可以将进气压力提升到1.5bar。
气缸容积Vh= πD2·S ×10-6/4 （L） D——气缸直径mm S——活塞行程mm
发动机排量VL= V h × i
发动机工作过程
发动机气缸结构：
单缸四冲程柴油机结构示意
A：进气道； B：汽缸盖； C：进气门； D： 喷油器； E： 排气门； F： 排气道； G： 缸体； H： 汽缸套； I： 活塞； J： 连杆； K： 曲轴；
3、定期润滑：发动机辅助系统中有些零件则只需定期加注润滑脂（黄油）进行润滑，例如 水泵及发电机轴承就是采用这种方式定期润滑。近年来在发动机上采用含有耐磨润滑材料 （如尼龙、二硫化钼等）的轴承来代替加注润滑脂的轴承。
发动机的构成和结构
柴油机的基本构成
润滑系统组成 组成：由机油泵、机油滤清器、机油冷却器、油底壳、机油集滤器、润滑油道和一些阀门等组成。
发动机的润滑方式
1 、压力润滑：利用机油泵，将具有一定压力的润滑油源源不断地送往摩擦表面。例如， 曲轴主轴承、连杆轴承及凸轮轴轴承等处承受的载荷及相对运动速度较大，需要以一定压 力将机油输送到摩擦面的间隙中，方能形成油膜以保证润滑。这种润滑方式称为压力润滑。
2 、飞溅润滑：利用发动机工作时运动零件飞溅起来的油滴或油雾来润滑摩擦表面的润滑 方式称为飞溅润滑。这种润滑方式可使裸露在外面承受载荷较轻的气缸壁，相对滑动速度 较小的活塞销，以及配气机构的凸轮表面、挺柱等得到润滑。
➢ 机油细滤器、粗滤器、集滤器，用以 清除机油中的各种杂质。
➢ 机油压力表、机油温度表，用以显示 润滑系统的工作状况。
➢ 机油冷却器，用来冷却机油，防止机 油温度过高，影响润滑效果。
➢ 调压阀、限压阀和旁通阀，用以调节 和限制机油压力，保证润滑系统安全
五大系统 进排气系统 燃料供给系统 润滑系统 冷却系统 起动系统
发动机的构成和结构
骨架
➢ 气缸体 ➢ 曲轴箱 ➢ 气缸套 ➢ 气缸盖 ➢ 气缸垫 ➢ 油底壳
作用：密封气缸的上平面，与活塞顶共同形成燃烧室。 两气门结构的缸盖
四气门结构的缸盖发动机的构源自和结构骨架➢ 气缸体 ➢ 曲轴箱 ➢ 气缸套 ➢ 气缸盖 ➢ 气缸垫 ➢ 油底壳
作用：保证缸体与缸盖间的密封，防止漏水、漏气、窜油 。 材料：有弹性、耐热性、耐压性
柴油发动机工作原理－排气冲程
活塞从下止点往上运动 进气门关闭 排气门打开 燃烧废气在活塞的推动下排出燃烧室外， 当完成排气行程后，在曲轴飞轮总成的惯性力作用下，活塞 经过下止点后开始向上运动；
发动机的构成和结构
骨架
气缸体 气缸套 曲轴箱 气缸盖 气缸垫 油底壳
发动机
两大机构
曲柄连杆机构 配气机构
五大系统
曲轴飞轮总成
发动机的构成和结构
小头端与正时齿轮有多种定位安装形式：键槽、销钉、过盈配合
发动机的构成和结构
柴油机的基本构成 活塞连杆总成
功用： (1)活塞顶部与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧 室； (2) 活塞承受气体压力，并将此力传给连杆，以 推动曲轴旋转。 工作环境：
高温、散热条件差；顶部工作温度高且分布不 均匀；高速，活塞线速度，承受很大的惯性力。
➢ 气缸体 ➢ 曲轴箱 ➢ 气缸套 ➢ 气缸盖 ➢ 气缸垫 ➢ 油底壳
发动机的构成和结构
机体上部气缸孔内镶嵌有气缸套。 目的：解决成本与寿命之间的矛盾。 气缸内镶了用耐磨的高级铸铁材料制成的气缸套，而缸体则可用价廉的普通铸铁或 质量轻的铝合金制成，这样，既延长了使用寿命，又节省了优质材料。
干式缸套
湿式缸套
发动机的构成和结构
水冷却小循环
柴油机冷机起动后热机运行时，如果冷却液 温度低于83℃时，节温器主阀门关闭，旁通阀 门打开，冷却液只能经过旁通管道直接回流到 水泵的进水口，又被水泵压人水套。此时冷却 液不流经散热器散热，只在冷却液套和水泵之 伺循环。因此，此时的冷却强度小，柴油机升 温迅速，从而保证了柴油机各部位均匀而迅速 的热机且避免了柴油机的过冷运行。由于冷却 液的流动路线最短，流量小，故称此种循环方 式为冷却液小循环。 小循环时，冷却液的流经路线：节温器→水泵 →（机油散热器）→水套→节温器。 小循环时，冷却液没有散失热量。
发动机工作过程
发动机的工作原理
进气冲程
空气或燃料混合气
压缩冲程
压缩
做功冲程
燃烧
排气冲程
排出尾气
发动机工作过程
柴油发动机工作原理－进气冲程
曲轴转动带动活塞向下运动； 在活塞顶部形成负压； 空气通过开启的通道涌入汽缸； 空气充满活塞上部空间；
发动机工作过程
柴油发动机工作原理－压缩冲程
活塞向上运动； 汽缸里的空气被压缩； 直到空气压缩到原来的1/压缩比左右； 空气压缩后温度大大升高； 为燃烧作准备。
柴油机的基本构成
电控燃油供给系统 排放达到欧III和欧IV的机型采用电控燃油喷射系统
优点
• 实现喷油压力、正时、喷油规律的电子 控制。
• 提供附加的控制（各缸平衡、可变怠速 和闭环控制、减速断油、起动控制等等）
• 与车辆有更多的联系，提供更多的功能 （A/T自动变速箱、停缸、排气制动， A/C自适应调节、P/S动力转向、ABS、 仪表指示等等 ）
进排气系统 燃油系统 润滑系统 冷却系统
起动（点火）系统
发动机的构成和结构
骨架
➢ 气缸体 ➢ 曲轴箱 ➢ 气缸套 ➢ 气缸盖 ➢ 气缸垫 ➢ 油底壳
机体是发动机的骨架，用于安装和支撑发动机各总成零部件，由气缸体、气缸套、气缸盖、
气缸垫、曲轴箱、油底壳组成。
气缸盖
气缸垫
气缸体
油道和水道
曲轴箱
气缸
油底壳
电动机
发动机
发动机概述
柴油发动机和汽油发动机特点
柴油机 ➢压燃 ➢可靠性高 ➢使用安全性好 ➢压缩比大，热效率高 ➢经济性能和排放性能好
汽油机
点燃 质量小 噪音小 起动容易 制造成本低
发动机基本术语
发动机基本名词
❖ 上止点 ❖ 下止点 ❖ 活塞行程(S) ❖ 曲柄半径(R) ❖ 气缸工作容积(V h ) ❖ 发动机排量(VL) ❖ 燃烧室容积(Vc ) ❖ 气缸总容积(Va ) ❖ 工作循环
强制循环式水冷却系统是用水泵把冷却液 加压，使之在水套中流动，冷却水从气缸壁 吸收热量，温度升高，热水向上流入气缸盖， 继而从缸盖流出并进入散热器。
由于风扇的强力抽吸作用，空气从前向 后高速流过散热器，不断地将流经散热器的 水的热量带走。冷却了的水由水泵从散热器 底部重新泵入水套。水在冷却系统中不断循 环。为了控制冷却水温度，冷却系中设有冷 却强度调节装置，如百叶窗、节温器和风扇 离合器等。
• 更好的燃烧导致低排放、高性能、低油 耗
柴油机的基本构成
高压共轨燃油喷射系统
发动机的构成和结构
电控油泵
高压油轨和喷油器
高压共轨燃油喷射系统
发动机的构成和结构
共轨喷射式供油系统由高压油泵、公共供油管、喷油器、电控单元 （ECU）和一些管道压力传感器组成，系统中的每一个喷油器通过 各自的高压油管与公共供油管相连，公共供油管对喷油器起到液力 蓄压作用。工作时，高压油泵以高压将燃油输送到公共供油管，高 压油泵、压力传感器和ECU组成闭环工作，对公共供油管内的油压 实现精确控制，彻底改变了供油压力随发动机转速变化的现象。