内燃机结构
内燃机原理与构造
水冷式的。 6、按气缸数及布置分，有单缸内燃机、多缸内燃机、立式内燃机、卧式内燃
机、直列式内燃机、V形内燃机(图1-1a)、对置气缸式内燃机(图1-1b)、斜 置式内燃机。 7、按用途分类，有汽车用、工程机械用、拖拉机用、船用、坦克用、摩托车 用、发电用、农用等内燃机。 8、其他，除以上方式分类外，还可按转速来分，有高速、中速和低速等几种。
型号示例：
柴油机 YZ6102Q—六缸直列、四冲程、缸径102mm、水冷、汽车
用（YZ为扬州柴油机厂代号）； 12V135ZG—12缸、V型、四冲程、缸径135mm、水冷、
增压、工程机械用； 12VE230ZCZ—12缸、V型、二冲程、缸径230mm、水冷、
增压、船用主机、左机基本型。 汽油机 （1）1E65F—单缸、二冲程、缸径65mm、风冷、通用型； （2）12V135ZG—12缸、V形、四冲程、缸径135mm、水
轿车柴油机(55KW/4200rpm)
全铝结构（气缸盖、气缸体、 曲轴箱） 贯穿螺栓强化整机强度 刚度 四气门，双顶置凸轮 (DOHC) 直喷，增压中冷 可变截面增压器 （VNT） 共轨燃油喷射系统(CR) 带中冷EGR和进气控制 的空气管理 可变进气涡流（选装） 氧化催化器
柴油机与汽油机比较，各有优缺点（表1-3）
（5）、示功图
ra－进气行程 ac－压 缩行程 czb－做功行 程
z－最高燃烧压力 b－ 做功终点 r－排气终点
Ｐ0－大气压力
2、四冲程柴油机结构特点与工作原理
柴油机所用的燃料是柴油。与四冲程汽油机 相比基本结构特点是没有火花塞，喷油器直 接安装在气缸顶部，向气缸内喷油（图1-7） 其工作原理与四冲程汽油机也有所不同，在 进气行程，进入气缸的是纯空气，而不是可 燃混合气；在压缩行程末，喷油器向气缸喷 入高压柴油，由于气缸的高温高压作用，柴 油迅速着火燃烧，使气体急剧膨胀，推动活 塞做功。其着火方式属于压燃式，而不是汽 油机的点燃式。
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
内燃机结构与原理
内燃机结构与原理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。
它是现代工业社会不可或缺的发动机，广泛应用于汽车、飞机、船舶、发电机等各个领域。
本文将从内燃机的基本结构和工作原理两个方面来介绍内燃机的工作原理。
一、内燃机的基本结构内燃机的基本结构包括气缸、活塞、曲轴、连杆、进气系统、排气系统以及点火系统等。
下面我们逐一介绍这些部件的作用。
1. 气缸和活塞：气缸是内燃机的主要工作部件，用来容纳活塞。
活塞在气缸内做往复运动，将燃料燃烧产生的气体能量转化为机械能。
2. 曲轴和连杆：曲轴连接活塞和输出轴，将活塞的往复运动转化为旋转运动，并输出给外部装置，如汽车的车轮。
3. 进气系统：进气系统负责将空气引入到内燃机中，与燃料进行混合。
进气系统包括进气道、节气门和进气歧管等。
4. 排气系统：排气系统负责将燃烧后的废气排出内燃机。
排气系统包括排气道、排气门和排气管等。
5. 点火系统：点火系统负责在适当的时机点燃混合气体。
点火系统包括点火塞、高压线和点火线圈等。
二、内燃机的工作原理内燃机的工作原理可以简单地分为四个步骤：进气、压缩、燃烧和排气。
1. 进气：在进气冲程中，活塞从上往下运动，气缸内的压力降低，进气门打开，新鲜空气通过进气道进入气缸。
2. 压缩：在压缩冲程中，活塞从下往上运动，气缸内的空气被压缩，进气门和排气门关闭，形成高压高温的混合气体。
3. 燃烧：在燃烧冲程中，点火塞发出火花，点燃混合气体。
燃烧产生的高压气体推动活塞向下运动，转动曲轴，产生机械能。
4. 排气：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。
以上四个步骤不断重复，形成内燃机的连续工作循环。
总结：内燃机的结构和工作原理是工程技术的杰作，其简单而高效的设计使其成为现代工业的核心装置。
通过进气、压缩、燃烧和排气的循环过程，内燃机将燃料燃烧产生的热能转化为机械能，推动车辆运行，发电等各种工作。
内燃机的结构和工作原理的理解对于我们了解内燃机的工作机制以及进行维护和修理都非常重要。
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。
内燃机的结构与工作原理
内燃机的结构与工作原理内燃机是一种将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的机器，广泛应用于交通运输、工业和家庭等各个领域。
它的主要结构包括气缸、活塞、曲轴、连杆、汽门和燃油喷射装置等部件。
在内燃机工作时，燃料和空气混合后被点火燃烧，产生高温高压气体推动活塞运动，进而带动曲轴旋转，从而转化为机械能。
下面将分别介绍内燃机的结构和工作原理。
一、内燃机的结构1.气缸气缸是内燃机的主要部件之一，采用铸造或锻造工艺制造。
其通常由铸铁、铝合金或锆合金等材料制成。
气缸的内径和行程决定了它的工作容积，进而影响着内燃机的功率和效率。
2.活塞活塞是内燃机的另一个重要部件，通常由铸铁或铝合金制成。
它的形状为圆柱形，其下部与曲轴相连。
当燃气高温高压推动活塞运动时，活塞的运动轨迹与气缸内壁形成一个密闭空间，进而产生高压气体。
3.曲轴曲轴是内燃机的承重组件和传动组件，它将活塞的直线运动转化为曲轴的旋转运动。
曲轴通常由钢材制成，包括主轴和连杆。
主轴连接活塞和连杆，由多个主轴组成的推进旋转，进而转化为机械能。
4.连杆连杆连接活塞和曲轴，它通常由钢材制成，呈I字形或H字形。
连杆的长度和形状直接影响内燃机的工作特性和输出功率。
5.汽门汽门是控制燃气进出气缸的部件，通常由钢材制成。
它分为进气门和排气门，进气门控制燃料和空气混合物的进入，排气门控制燃气的排出。
汽门的开关由凸轮或凸轮轴控制。
6.燃油喷射装置燃油喷射装置是将燃料喷射进气缸的部件，通常由高压油泵和喷油嘴组成。
它可以更加准确地控制燃料的喷射时间和喷射量，提高内燃机的燃烧效率和功率输出。
二、内燃机的工作原理内燃机的工作原理是将燃料和空气混合后点火燃烧，产生高温高压气体推动活塞运动，转化为机械能。
内燃机的工作循环分为四个阶段：进气、压缩、燃烧和排气。
1.进气阶段在进气阶段，气缸内的活塞从上往下运动，与气缸内形成一个低压区。
此时，汽门打开，燃料和空气混合物通过汽门进入低压区，充满气缸。
2.压缩阶段在压缩阶段，气缸内的活塞向上运动，将燃料和空气混合物压缩成高压气体。
内燃机的结构工作原理应用
内燃机的结构、工作原理与应用1. 内燃机的结构内燃机是一种将燃料燃烧产生的能量转化为机械能的发动机。
它有一组气缸和活塞组成的结构，其中燃料与空气混合后被压缩，然后在高温下燃烧，产生高压气体推动活塞作功。
内燃机的结构主要包括以下几个部分：1.1 缸体与缸盖内燃机的缸体和缸盖通常由铸铁、铝合金等材料制成。
缸体用于容纳气缸，缸盖则用于密封气缸，同时还有进气门和排气门的安装位置。
1.2 活塞与连杆活塞是内燃机中的一个重要部件，它与气缸壁之间形成密封腔。
活塞通过连杆与曲轴连接，使活塞的上下运动转化为曲轴的旋转运动。
1.3 曲轴与凸轮轴曲轴是内燃机的主轴，它与连杆配合，将活塞的上下运动转换为旋转运动。
凸轮轴则控制气门的开启和闭合时间，以调节燃料和空气的进出。
1.4 气门与气门机构内燃机的气门用于控制燃料和空气的进出。
气门机构由凸轮轴、推杆、摇臂、弹簧等构成，通过凸轮轴的转动来控制气门的开闭状态，以实现进、排气过程的控制。
2. 内燃机的工作原理内燃机的工作原理主要包括四个步骤：进气、压缩、燃烧与排气。
2.1 进气在进气冲程中，活塞从上死点下移，气缸内的压力降低，气门打开，新鲜空气通过进气道进入气缸。
2.2 压缩在压缩冲程中，活塞上移，气门关闭，气缸内的空气被压缩，从而增加了气体分子的热力学能量。
2.3 燃烧在燃烧冲程中，活塞上移到达上死点附近，燃料通过喷油器喷入气缸，与空气混合并被点火。
燃料的燃烧产生高温高压气体，推动活塞向下运动。
2.4 排气在排气冲程中，活塞向下运动，压力推开排气阀，废气从排气道中排出。
同时，凸轮轴使进气门打开，循环开始下一轮。
3. 内燃机的应用内燃机是目前最常用的一种发动机，广泛应用于汽车、摩托车、船舶、飞机和工业设备等领域。
其应用主要体现在以下几个方面：3.1 汽车与摩托车内燃机是汽车和摩托车的主要动力来源。
通过内燃机将化学能转化为机械能，驱动车辆运行。
同时，内燃机的高功率和高效率也有助于提高车辆的加速性能和燃油经济性。
2024版内燃机原理、结构PPT课件
3
噪声水平
内燃机运转时产生的噪声强度，通常以分贝（dB） 为单位。
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优化设计策略
提高压缩比 通过提高发动机的压缩比，增加燃烧 室温度和压力，提高热效率。
优化燃烧室形状
改进燃烧室形状，使燃料与空气混合 更充分，提高燃烧效率。
降低排放和噪音
提高燃油利用率和动力性 能
喷油器设计和控制策略是 关键
22
涡轮增压技术
01
02
03
04
利用废气驱动涡机功率
改善燃油经济性和排放 性能
涡轮增压器与发动机的 匹配和优化是重点
23
可变气门正时技术
根据发动机工况调整气门开闭时机 降低泵气损失，提高燃油经济性
分类
根据燃料种类和着火方式的不同， 内燃机可分为汽油机、柴油机和气 体燃料发动机等。
4
发展历程及现状
发展历程
内燃机的发展经历了外燃机向内燃机 的转变，以及多次技术革新和改进， 如燃油直喷技术、缸内直喷技术、涡 轮增压技术等。
现状
内燃机已成为现代交通运输、工业生产、 农业机械等领域的主要动力来源，同时 也在不断地进行技术升级和改进，以提 高效率、减少污染。
定期检查和更换火花塞和点火线圈，以确保 点火系统正常工作，提高燃烧效率。
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故障诊断与排除方法
发动机启动困难 检查点火系统、燃油系统和气缸压力，
找出启动困难的原因并进行修复。
发动机异响 检查气门间隙、曲轴轴承和连杆轴承 等部件，找出异响的原因并进行修复。
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内燃机构造
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3 减少质量
l
工艺上可采取5mm的薄壁铸件。最有效的方 法是减少机体外形尺寸。可改变的参数有缸心 距，连杆长度和活塞高度。
11
汽缸盖
注意刚 度，冷 却，进 排气道 布置和 气门机 构，喷 油器的 拆装方 便
12
减少温度应力
l
在缸盖上，进排气门之间，燃烧室和排气门之 间，排气门和喷油器之间受热严重。此区域与 冷水接触一面温度低，而进气侧受到新鲜空气 冷却，所以温度分布很不均匀。这样可以铸造 专门的定向喷水管进行冷却，或铣去一部分金 属改善传热性能，也可以在高温区钻出冷却水 道。
13
曲柄连杆机构
l
l
是发动机主要的工作机构。它把燃料燃烧的气 体力转化为活塞的往复运动，接着又转化为曲 轴的旋转运动。并通过曲轴对外做功。 这部分机构承受的力有气体力，往复惯性力以 及离心力惯性。
14
气体力
l
l
可以看到不 同的冲程， 活塞受到的 气体力是不 同的。 公式： Fg=Ap(p1p2)
5
设计要点
l 1 机体的刚度： 主要要使金属分布更合理；同时要避免设计时出现附 加弯矩。 （1）可以在汽缸孔从机体顶面一直到上曲轴箱壁下 沿加隔板，在隔板上加主轴承座。使机体受力较均 匀，避免上轴承箱承受局部负荷。 （2）沿机体各受力部位的传力方向上设加强肋，增 加受力部位的刚度 。
6
l
（3） 设计不同的机体：
内燃机构造
1
分类
内燃机 旋转式 旋转活塞式 柴油机 其它 活塞式 往复活塞式 汽油机
2
基本构造
曲柄连杆机构
机体和缸盖
供给系统
起动装置
内燃机
配气机构
内燃机构造概述
1-驱动轴 2-滚轮座 3-滚轮 4-传动销 5-止动销 6-O型圈 7-侧盖板 8-泵体 9-提前器活塞 10-连接销 11-弹簧 12-O型圈 13-侧盖 A-油孔
三、柴油机的燃料供给、燃烧、电控共轨系统
2.3.喷油泵的工作原理 a.运动过程 当喷油泵工作时，随着凸轮轴的转动，挺柱和柱塞在柱塞 的上、下止点间分别在挺柱孔和柱塞套中做往复运动。
二、机体组、曲柄连杆机构、配气机构
1）活塞组：活塞、活塞环（气环、油环）、活塞销、活塞销挡圈等 活塞头部导热作用； 活塞裙部起导向作用； 活塞裙部横截面为椭圆形 （长轴垂直于活塞销孔方向 的上小下大的圆柱体）； 活塞的冷却：自由喷射冷却 、震荡冷却、强制冷却
2）连杆组：连杆体、连杆盖、连杆瓦、连杆衬套、连杆螺栓等 连杆体与连杆盖的定位： 止口定位；锯齿定位；套筒定位； 胀断连杆。
SA型喷油提前器
1-防护罩 2-提前器弹簧 3-传动销 5-传动爪 6-主动盘凸缘 7-传动销 9-飞锤 10-喷油泵凸轮 11-飞锤销 4-主动盘 8-飞锤圆弧面 12-从动盘
当发动机起动或低速时，飞锤的离心力很小，未 能向外张开，提前器弹簧处于完全伸张状态，传动销 3、7紧靠在飞锤圆弧面8的外侧 当发动机的转速升高到一定值时，飞锤克服了提 前器弹簧的压力，以飞锤销11为支点向外张开，迫使 飞锤圆弧面沿传动销向外滑动，压缩弹簧，从而带动 飞锤销11、从动盘12和喷油泵凸轮轴顺喷油泵旋转方 向转过一定角度，使供油提前。转速越高，提前器弹 簧被压缩的越厉害，提前角度越大。
二、机体组、曲柄连杆机构、配气机构
3）曲轴飞轮组：曲轴、主轴瓦、止推片、飞轮、飞轮齿圈等
a.曲轴的功用是把活塞、连杆传来的气体力转变为转矩，用以驱动汽车的传动 系统和发动机的配气机构以及其他辅助装臵。 b.曲轴各部分名称：曲轴前端、主轴颈、曲柄臂、曲柄销、平衡重、曲轴后端 等
内燃机原理和构造.完整版PPT资料
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二冲程柴油工作原理
如果在两个冲程里完成进气、压缩、做功 、排气这些循环动作，就叫二冲程，相应 的内燃机叫二冲程内燃机.
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柴油机工作原理
第一冲程——进气，它的任务是使气缸内充满新鲜空气。 当进气冲程开始时，活塞位于上止点，气缸内的燃烧室中 还留有一些废气。 当曲轴旋转时，连杆使活塞由上止点向下止点移动，同时 ，利用与曲轴相联的传动机构使进气阀打开。 随着活塞的向下运动，气缸内活塞上面的容积逐渐增大： 造成气缸内的空气压力低于进气管内的压力，因此外面空 气就不断地充入气缸。 当活塞向下运动接近下止点时，冲进气缸的气流仍具有很 高的速度，惯性很大，为了利用气流的惯性来提高充气量 ，进气阀在活塞过了下止点以后才关闭。虽然此时活塞上 行，但由于气流的惯性，气体仍能充人气缸。
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柴油机工作原理
四. 排气冲程 第四冲程——排气。排气冲程的功用是把膨胀后的废气排 出去，以便充填新鲜空气，为下一个循环的进气作准备。 当工作冲程活塞运动到下止点附近时，排气阀开起，活塞 在曲轴和连杆的带动下，由下止点向上止点运动，并把废 气排出气缸外。由于排气系统存在着阻力，所以在排气冲 程开始时，气缸内的气体压力比大气压力高0.025— 0.035MPa，其温度Tb＝725～925K。为了减少排气时活 塞运动的阻力，排气阀在下止点前就打开了。排气阀一打 开，具有一定压力的气体就立即冲出缸外，缸内压力迅速 下降，这样当活塞向上运动时，气缸内的废气依靠活塞上 行排出去。为了利用排气时的气流惯性使废气排出得干净 ，排气阀在上止点以后才关闭。
影响：喷油提前角的大小对柴油机影响极大，若 其过大，将导致发动机工作粗暴；过小，最高压 力和热效率下降，排气管冒白烟。最佳喷油提前 角：即在转速和供油量一定的条件下，能获得最 大功率及最小燃油消耗率的喷油提前角。供油量 越大，转速越高，则最佳喷油提前角越大；最佳 喷油提前角还与发动机的结构有关
内燃机结构及原理
内燃机未来的发展将着重于改进燃烧过程，提高机械效率，减少散热损失，降低燃料消耗率；开发和利用非石油制品燃料、扩大燃料资源；减少排气中有害成分，降低噪声和振动，减轻对环境的污染；采用高增压技术，进一步强化内燃机，提高单机功率；研制复合式发动机、绝热式涡轮复合式发动机等；采用微处理机控制内燃机，使之在最佳工况下运转；加强结构强度的研究，以提高工作可靠性和寿命，不断创制新型内燃机
四冲程内燃机（汽油机）
吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，雾状汽油和空气的混合物（柴油机为空气）进入气缸内。
压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩（机械能转化为内能）
做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞（柴油机为喷油嘴）产生电火花，使燃料猛烈燃烧（柴油机为压燃），产生高温高压气体。高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。（内能转化为机械能）
实际上，进气门是在上止点前即开启，以保证活塞下行时进气门有较大的开度，这样可在进气过程开始时减小流动阻力，减少吸气所消耗的功，同时也可充入较多的新鲜充量。当活塞在进气行程中运行到下止点时，由于气流惯性，新鲜充量仍可继续充入气缸，故使进气门在下止点后延迟关闭。
排气门也在下止点前提前开启，即在膨胀行程后部分即开始排气，这是为了利用气缸内较高的燃气压力，使废气自动流出气缸，从而使活塞从下止点向上止点运动时气缸内气体压力低些，以减少活塞将废气排挤出气缸所消耗的功。排气门在上止点后关闭的目的是利用排气流动的惯性，使气缸内的残余废气排除得更为干净。
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。
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内燃机结构一.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) 按照所用燃料分类内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机和柴油机(图1-1)。
使用汽油为燃料的内燃机称为汽油机；使用柴油机为燃料的内燃机称为柴油机。
汽油机与柴油机比较各有特点；汽油机转速高，质量小，噪音小，起动容易，制造成本低；柴油机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都比汽油机好。
（2) 按照行程分类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1-2 )。
把曲轴转两圈(720°)，活塞在气缸内上下往复运动四个行程，完成一个工作循环的内燃机称为四行程内燃机；而把曲轴转一圈(360°)，活塞在气缸内上下往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机称为二行程内燃机。
汽车发动机广泛使用四行程内燃机。
6) 按照进气系统是否采用增压方式分类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(图1-6)。
汽油机常采用自然吸气式；柴油机为了提高功率有采用增压式的。
二.基本构造发动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，都必须具备以下一些机构和系统。
（1) 曲柄连杆机构(图1-7)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。
它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。
在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。
而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。
2) 配气机构（图1-8）配气机构的功用是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，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。
（3) 燃料供给系统（图1-9）汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。
（4) 润滑系统（图1-10）润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。
并对零件表面进行清洗和冷却。
润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。
（5) 冷却系统（图1-11）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。
水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。
（7) 点火系统（图1-12）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。
能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。
（8) 起动系统（图1-13）要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。
发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。
因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，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。
汽油机由以上两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成；柴油机由以上两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成，柴油机是压燃的，不需要点火系。
发动机是一种能量转换机构，它将燃料燃烧产生的热能转变成机械能。
那么，它是怎样完成这个能量转换过程呢？也就是说它是怎样把热能转换成机械能的呢？要完成这个能量转换必须经过进气，把可燃混合气(或新鲜空气)引入气缸；然后将进入气缸的可燃混合气(或新鲜空气)压缩，压缩接近终点时点燃可燃混合气(或将柴油高压喷入气缸内形成可燃混合气并引燃)；可燃混合气着火燃烧，膨胀推动活塞下行实现对外作功；最后排出燃烧后的废气。
即进气、压缩、作功、排气四个过程。
把这四个过程叫做发动机的一个工作循环，工作循环不断地重复，就实现了能量转换，使发动机能够连续运转。
把完成一个工作循环，曲轴转两圈(720°)，活塞上下往复运动四次，称为四行程发动机。
而把完成一个工作循环，曲轴转一圈(360°)，活塞上下往复运动两次，称为二行程发动机。
下面介绍一下四行程发动机的工作原理和工作过程。
1. 四行程汽油机的工作原理四行程汽油机（图1-21）的运转是按进气行程、压缩行程、作功行程和排气行程的顺序不断循环反复的。
图1-21(1) 进气行程（图1-22）由于曲轴的旋转，活塞从上止点向下止点运动，这时排气门关闭，进气门打开。
进气过程开始时，活塞位于上止点，气缸内残存有上一循环未排净的废气，因此，气缸内的压力稍高于大气压力。
随着活塞下移，气缸内容积增大，压力减小，当压力低于大气压时，在气缸内产生真空吸力，空气经空气滤清器并与化油器供给的汽油混合成可燃混合气，通过进气门被吸入气缸，直至活塞向下运动到下止点。
在进气过程中，受空气滤清器、化油器、进气管道、进气门等阻力影响，进气终图1-22了时，气缸内气体压力略低于大气压，约为0.075～0.09MPa，同时受到残余废气和高温机件加热的影响，温度达到370～400K。
实际汽油机的进气门是在活塞到达上止点之前打开，并且延迟到下止点之后关闭，以便吸入更多的可燃混合气。
(2) 压缩行程（图1-23）曲轴继续旋转，活塞从下止点向上止点运动，这时进气门和排气门都关闭，气缸内成为封闭容积，可燃混合气受到压缩，压力和温度不断升高，当活塞到达上止点时压缩行程结束。
此时气体的压力和温度主要随压缩比的大小而定，可燃混合气压力可达0.6～1.2MPa，温度可达600～700K。
压缩比越大，压缩终了时气缸内的压力和温度越高，则燃烧速度越快，发动机功率也越大。
但压缩比太高，容易引起爆燃。
所谓爆燃就是由于气体压力和温度过高，可燃混合图1-23气在没有点燃的情况下自行燃烧，且火焰以高于正常燃烧数倍的速度向外传播，造成尖锐的敲缸声。
会使发动机过热，功率下降，汽油消耗量增加以及机件损坏。
轻微爆燃是允许的，但强烈爆燃对发动机是很有害的，汽油机的压缩比一般为ε＝6～10。
(3) 作功行程（图1-24）作功行程包括燃烧过程和膨胀过程，在这一行程中，进气门和排气门仍然保持关闭。
当活塞位于压缩行程接近上止点(即点火提前角)位置时，火花塞产生电火花点燃可燃混合气，可燃混合气燃烧后放出大量的热使气缸内气体温度和压力急剧升高，最高压力可达3～5MPa，最高温度可达2200～2800K，高温高压气体膨胀，推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械功，除图1-24了用于维持发动机本身继续运转外，其余用于对外作功。
随着活塞向下运动，气缸内容积增加，气体压力和温度降低，当活塞运动到下止点时，作功行程结束，气体压力降低到0.3～0.5MPa，气体温度降低到1300～1600K。
(4) 排气行程（图1-25）可燃混合气在气缸内燃烧后生成的废气必须从气缸中排出去以便进行下一个进气行程。
当作功接近终了时，排气门开启，进气门仍然关闭，靠废气的压力先进行自由排气，活塞到达下止点再向上止点运动时，继续把废气强制排出到大气中去，活塞越过上止点后，排气门关闭，排气行程结束。
实际汽油机的排气行程也是排气门提前打开，延迟关闭，以便排出更多的废气。
由于燃烧室容积的存在，不可能将废气全部排出气缸。
受排气阻力的影响，排气终止时，气体压力仍高于图1-25大气压力，约为0.105～0.115MPa，温度约为900～1200K。
曲轴继续旋转，活塞从上止点向下止点运动，又开始了下一个新的循环过程。
可见四行程汽油机经过进气、压缩、作功、排气四个行程完成一个工作循环，这期间活塞在上、下止点往复运动了四个行程，相应地曲轴旋转了两圈。
2. 四行程柴油机的工作原理四行程柴油机（图1-26）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，但由于柴油机使用的燃料是柴油，柴油与汽油有较大的差别，柴油粘度大，不易蒸发，自燃温度低，故可燃混合图1-26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，下面主要分析一下柴油机和汽油机在工作过程中的不同点。
四行程柴油机在进气行程中所不同的是柴油机吸入气缸的是纯空气而不是可燃混合气，在进气通道中没有化油器，进气阻力小，进气终了时气体压力略高于汽油机而气体温度略低于汽油机。
进气终了时气体压力约为0.0785～0.0932MPa，气体温度约为300～370K。
压缩行程压缩的也是纯空气，在压缩行程接近上止点时，喷油器将高压柴油以雾状喷入燃烧室，柴油和空气在气缸内形成可燃混合气并着火燃烧。
柴油机的压缩比比汽油机的压缩比大很多(一般为16～22)，压缩终了时气体温度和压力都比汽油机高，大大超过了柴油机的自燃温度。
压缩终了时，气体压力约为3.5～4.5MPa，气体温度约为750～1000K，柴油机是压缩后自燃着火的，不需要点火，故柴油机又称为压燃机。
柴油喷入气缸后，在很短的时间内与空气混合后便立即着火燃烧，柴油机的可燃混合气是在气缸内部形成的，而不象汽油机那样，混合气主要是在气缸外部的化油器中形成的。
柴油机燃烧过程中气缸内出现的最高压力要比汽油机高得多，可高达6～9MPa，最高温度也可高达2000～2500K。
作功终了时，气体压力约为0.2～0.4MPa，气体温度约为1200～1500K。
柴油机的排气行程和汽油机一样，废气同样经排气管排入到大气中去，排气终了时，气缸内气体压力约为0.105～0.125MPa，气体温度约为800～1000K。
柴油机与汽油机比较，柴油机的压缩比高，热效率高，燃油消耗率低，同时柴油价格较低，因此，柴油机的燃料经济性能好，而且柴油机的排气污染少，排放性能较好。
但它的主要缺点是转速低，质量大，噪声大，振动大，制造和维修费用高。
在其发展过程中，柴油机不断发扬其优点，克服缺点，提高速度，有望得到更广泛地应用。
3. 二行程汽油机的工作原理二行程汽油机的工作循环也是由进气、压缩、燃烧膨胀、排气过程组成，但它是在曲轴旋转一圈(360°)，活塞上下往复运动的两个行程内完成的。