汽车发动机的类型
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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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进气过程
作用： 作用： 吸入新鲜混合气 活塞运动: 活塞运动 从上止点向下止点 曲轴转角: 曲轴转角 0o~180 o 气门状态: 气门状态 进气门打开排气门关闭 终了压力: 终了压力 75~90 kPa 终了温度: 终了温度 80~130 oC
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二冲程汽油机工作原理
1.进气孔 1.进气孔
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2.排气孔 2.排气孔
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3.换气孔 3.换气孔
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第一个行程
活塞运动: 活塞运动 从下止点向上止点 曲轴转角: 曲轴转角 0o~180o 作用: 作用 活塞上方压缩 活塞下方进气
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此外，发动机还可按进气方式分类。 此外，发动机还可按进气方式分类。当发动机不装 增压器， 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（ 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， ）；发动机上装有增压器 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。 可以提高进气压力的发动机，称为增压式发动机。 近年来还有按每气缸中的气门数来分类的， 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， 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； 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； 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， 设有三个进气门和两个排气门的，称为五气门发 动机。 动机。
上止点
工 作 容 积
气缸工作容积（ 气缸工作容积（Vs）： 活塞由上止点到下止点 运动扫过的容积。 运动扫过的容积。 发动机工作容积（ 发动机工作容积（排量 VL）： 发动机全部气缸工作容 积之和。 积之和。
下止点
燃烧室容积（ 燃烧室容积（Vc）： 活塞在上止点时其上 方的容积 气缸总容积（ 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： 压缩比： 气缸总容积与燃烧室 容积之比 ε=Va/Vc
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做功过程
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排气过程
作用： 作用： 排出膨胀做功后的废气 活塞运动: 活塞运动 从下止点向上止点 曲轴转角: 曲轴转角 540o~720 o 气门状态: 气门状态 进气门关闭、排气门打开 进气门关闭、 终了压力: 终了压力 105~120 kPa 终了温度: 终了温度 600~900 oC
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二行程柴油机工作原理概略表
行 程
活塞运动
作用状况
第一个行程 从下止点向上止点 活塞上方进气、压缩 活塞上方进气、 活塞上方作功、 第二个行程 从上止点向下止点 活塞上方作功、排气
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二行程发动机的特点
功率提高，当n、Va、ε相同时，理论上其功 功率提高， 、 相同时， 相同时 率是四行程的二倍，实际提高1.5—1.6倍 率是四行程的二倍，实际提高 倍 作功次数多，运转平稳； 作功次数多，运转平稳； 结构简单，维修方便； 结构简单，维修方便； 换气不完善，经济性差。 换气不完善，经济性差。
第一节 汽车发动机的类型 第二节 发动机常用术语
第三节 发动机的工作原理 第四节 发动机总体构造 第五节 发动机的编号 第六节 发动机的性能指标
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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， 发动机是发出动力的机器，是汽车的心脏， 汽车的动力装置， 是汽车的动力装置，是将一种能量转变为 机械能的装置。 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， 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。 过底盘的传动系和行驶系驱动汽车行驶。
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第二节
发动机常用术语
上止点
上止点： 上止点： 活塞顶离曲轴中心线 最远的位置 下止点： 下止点： 活塞顶离曲轴中心线 最近的位置 活塞行程（ 活塞行程（ S ）： 上下止点间的距离 S=2R
S 下止点
2R
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机器特征符号
字母 代号 Q T C J 字母 代号 Z K F
有途特征 汽车用 拖拉机用 船用 铁路牵引用
有途特征 增压 复合 风冷 无符号 （ 为水冷） 为水冷）
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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。 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、 按所用的燃料分类：可分为液体燃料发动机（汽油机、柴油机 和气体燃料发动机（如天然气发动机、 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）。 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。 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， 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。 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， 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， 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， 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， 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。 燃烧，这种发动机称为点燃式发动机。
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按工作循环的冲程数分类： 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， 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。 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： 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 缸发动机，有两个以上气缸的称为多缸发动机。 缸有立式与卧式，多缸有直列、 型与对置式。 缸有立式与卧式，多缸有直列、V型与对置式。 按冷却方式分类：根据冷却方式不同， 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。 为水冷式和风冷式两种。
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内燃机是热力发动机的一种， 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， 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。 后再转变成机械能。 内燃机具有热效率高、体积小、质量小、便于移动以及 内燃机具有热效率高、体积小、质量小、 起动性能好等优点，因而广泛应用于飞机、 起动性能好等优点，因而广泛应用于飞机、船舰以及 汽车、拖拉机、坦克等各种车辆上。但是， 汽车、拖拉机、坦克等各种车辆上。但是，内燃机一 般要求使用石油燃料， 般要求使用石油燃料，同时排出的废气中所含有害气 体成分较高。 体成分较高。 内燃机根据其将热能转化为机械能的主要构件的形式， 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。 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。 活塞运动方式分为往复活塞式和旋转活塞式两种。
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作用： 作用： 燃烧高温高压气体膨胀做功 活塞运动: 活塞运动 从上止点向下止点 曲轴转角: 曲轴转角 360o~540 o 气门状态: 气门状态 进气门、 进气门、排气门均关闭 最高压力: 最高压力 2490 ~3520 kPa 终了压力: 300~500 kPa 终了压力 终了温度: 终了温度 1200 oC
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汽油机与柴油机比较
项 目 混合气形 成 方法 燃烧方式 性能特点
汽 油 机 柴 油 机 缸外混合 缸内混合 点燃式 压燃式 转速高、 转速低、 转速高、 重量 转速低、 重量 噪音小、 噪音大、 轻 、噪音小、 大 、噪音大、 经济性差 经济性好
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1.进气孔 2.排气孔 3.换气孔 进气孔 排气孔 换气孔
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第二个行程
活塞运动: 活塞运动 从上止点向下止点 曲轴转角: 曲轴转角 18 0o~360o 作用: 作用 活塞上方做功排气 活塞下方预压
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二 行 程 柴 油 机 工 作 原 理
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压缩过程
作用： 作用： 压缩混合气， 压缩混合气，为燃烧创造 条件 活塞运动: 活塞运动 从下止点向上止点 曲轴转角: 曲轴转角 180o~360 o 气门状态: 气门状态 进、排气门均关闭 终了压力: 终了压力 800~1400 kPa 终了温度: 终了温度 350~400 oC
前部
第五节 发动机的编号 尾 部 中 部
缸数符号 行程符号
8E430Z 492Q
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机器特征符号
缸径符号
变形符号
6135C-1
6100Q-1
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8120F
汽车工程系
缸数符号： 缸数符号：用数字表示汽缸数 行程符号： 表示二冲程， 行程符号：用E表示二冲程，不用此符号表示四 表示二冲程 冲程 缸径符号：用气缸直径的毫米数表示， 缸径符号：用气缸直径的毫米数表示，但不列出 小数点后的数字
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四行程柴油机工作原理概略表
终了压力 终了温度℃ 终了温度℃ kpa Ta =300~400 进气行程 吸入纯空气 pa=80~90 压缩纯空气， 压缩纯空气 ， Pc=3000~ Tc=750~950 压缩行程 5000 终了喷油。 终了喷油。 形成与燃烧 Pz=6000~ Tz =1800~2200 9000 混合气， 作功行程 混合气 ， 膨胀 T =1000~1200 Pb=200~400 b 作功 排气行程 排出废气 Pr=105~120 Tr=700~900 行 程 特 点
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四行程汽油机工作原理
综上所述： 综上所述： 发动机每完成一个工作循环 一个工作循环时 曲轴转动二周 发动机每完成一个工作循环时，曲轴转动二周 排气门各开启一次 活塞完成四 开启一次， 720℃） （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， 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。 只有作功行程产生动力。 发动机一个工作循环： 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 每完成一次进气、压缩、作功、排气的过程， 为一个工作循环。 为一个工作循环。 四行程发动机特点 ： 发动机曲轴转二周， 发动机曲轴转二周，活塞往复四个行程完成一个 工作循环。 工作循环。
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第四节 发动机总体构造
两个机构： 两个机构： 曲柄连杆机构 配气机构 五个系统： 五个系统： 供给系 润滑系 冷却系 点火系（汽油机） 点火系（汽油机） 起动系
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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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进气过程
作用： 作用： 吸入新鲜混合气 活塞运动: 活塞运动 从上止点向下止点 曲轴转角: 曲轴转角 0o~180 o 气门状态: 气门状态 进气门打开排气门关闭 终了压力: 终了压力 75~90 kPa 终了温度: 终了温度 80~130 oC
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二冲程汽油机工作原理
1.进气孔 1.进气孔
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2.排气孔 2.排气孔
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3.换气孔 3.换气孔
汽车工程系
第一个行程
活塞运动: 活塞运动 从下止点向上止点 曲轴转角: 曲轴转角 0o~180o 作用: 作用 活塞上方压缩 活塞下方进气
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汽车工程系
此外，发动机还可按进气方式分类。 此外，发动机还可按进气方式分类。当发动机不装 增压器， 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（ 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， ）；发动机上装有增压器 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。 可以提高进气压力的发动机，称为增压式发动机。 近年来还有按每气缸中的气门数来分类的， 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， 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； 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； 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， 设有三个进气门和两个排气门的，称为五气门发 动机。 动机。
上止点
工 作 容 积
气缸工作容积（ 气缸工作容积（Vs）： 活塞由上止点到下止点 运动扫过的容积。 运动扫过的容积。 发动机工作容积（ 发动机工作容积（排量 VL）： 发动机全部气缸工作容 积之和。 积之和。
下止点
燃烧室容积（ 燃烧室容积（Vc）： 活塞在上止点时其上 方的容积 气缸总容积（ 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： 压缩比： 气缸总容积与燃烧室 容积之比 ε=Va/Vc
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做功过程
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排气过程
作用： 作用： 排出膨胀做功后的废气 活塞运动: 活塞运动 从下止点向上止点 曲轴转角: 曲轴转角 540o~720 o 气门状态: 气门状态 进气门关闭、排气门打开 进气门关闭、 终了压力: 终了压力 105~120 kPa 终了温度: 终了温度 600~900 oC
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二行程柴油机工作原理概略表
行 程
活塞运动
作用状况
第一个行程 从下止点向上止点 活塞上方进气、压缩 活塞上方进气、 活塞上方作功、 第二个行程 从上止点向下止点 活塞上方作功、排气
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二行程发动机的特点
功率提高，当n、Va、ε相同时，理论上其功 功率提高， 、 相同时， 相同时 率是四行程的二倍，实际提高1.5—1.6倍 率是四行程的二倍，实际提高 倍 作功次数多，运转平稳； 作功次数多，运转平稳； 结构简单，维修方便； 结构简单，维修方便； 换气不完善，经济性差。 换气不完善，经济性差。
第一节 汽车发动机的类型 第二节 发动机常用术语
第三节 发动机的工作原理 第四节 发动机总体构造 第五节 发动机的编号 第六节 发动机的性能指标
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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， 发动机是发出动力的机器，是汽车的心脏， 汽车的动力装置， 是汽车的动力装置，是将一种能量转变为 机械能的装置。 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， 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。 过底盘的传动系和行驶系驱动汽车行驶。
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第二节
发动机常用术语
上止点
上止点： 上止点： 活塞顶离曲轴中心线 最远的位置 下止点： 下止点： 活塞顶离曲轴中心线 最近的位置 活塞行程（ 活塞行程（ S ）： 上下止点间的距离 S=2R
S 下止点
2R
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机器特征符号
字母 代号 Q T C J 字母 代号 Z K F
有途特征 汽车用 拖拉机用 船用 铁路牵引用
有途特征 增压 复合 风冷 无符号 （ 为水冷） 为水冷）
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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。 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、 按所用的燃料分类：可分为液体燃料发动机（汽油机、柴油机 和气体燃料发动机（如天然气发动机、 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）。 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。 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， 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。 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， 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， 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， 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， 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。 燃烧，这种发动机称为点燃式发动机。
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按工作循环的冲程数分类： 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， 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。 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： 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 缸发动机，有两个以上气缸的称为多缸发动机。 缸有立式与卧式，多缸有直列、 型与对置式。 缸有立式与卧式，多缸有直列、V型与对置式。 按冷却方式分类：根据冷却方式不同， 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。 为水冷式和风冷式两种。
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内燃机是热力发动机的一种， 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， 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。 后再转变成机械能。 内燃机具有热效率高、体积小、质量小、便于移动以及 内燃机具有热效率高、体积小、质量小、 起动性能好等优点，因而广泛应用于飞机、 起动性能好等优点，因而广泛应用于飞机、船舰以及 汽车、拖拉机、坦克等各种车辆上。但是， 汽车、拖拉机、坦克等各种车辆上。但是，内燃机一 般要求使用石油燃料， 般要求使用石油燃料，同时排出的废气中所含有害气 体成分较高。 体成分较高。 内燃机根据其将热能转化为机械能的主要构件的形式， 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。 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。 活塞运动方式分为往复活塞式和旋转活塞式两种。
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作用： 作用： 燃烧高温高压气体膨胀做功 活塞运动: 活塞运动 从上止点向下止点 曲轴转角: 曲轴转角 360o~540 o 气门状态: 气门状态 进气门、 进气门、排气门均关闭 最高压力: 最高压力 2490 ~3520 kPa 终了压力: 300~500 kPa 终了压力 终了温度: 终了温度 1200 oC
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汽油机与柴油机比较
项 目 混合气形 成 方法 燃烧方式 性能特点
汽 油 机 柴 油 机 缸外混合 缸内混合 点燃式 压燃式 转速高、 转速低、 转速高、 重量 转速低、 重量 噪音小、 噪音大、 轻 、噪音小、 大 、噪音大、 经济性差 经济性好
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第二个行程
活塞运动: 活塞运动 从上止点向下止点 曲轴转角: 曲轴转角 18 0o~360o 作用: 作用 活塞上方做功排气 活塞下方预压
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二 行 程 柴 油 机 工 作 原 理
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压缩过程
作用： 作用： 压缩混合气， 压缩混合气，为燃烧创造 条件 活塞运动: 活塞运动 从下止点向上止点 曲轴转角: 曲轴转角 180o~360 o 气门状态: 气门状态 进、排气门均关闭 终了压力: 终了压力 800~1400 kPa 终了温度: 终了温度 350~400 oC
前部
第五节 发动机的编号 尾 部 中 部
缸数符号 行程符号
8E430Z 492Q
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缸径符号
变形符号
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缸数符号： 缸数符号：用数字表示汽缸数 行程符号： 表示二冲程， 行程符号：用E表示二冲程，不用此符号表示四 表示二冲程 冲程 缸径符号：用气缸直径的毫米数表示， 缸径符号：用气缸直径的毫米数表示，但不列出 小数点后的数字
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四行程柴油机工作原理概略表
终了压力 终了温度℃ 终了温度℃ kpa Ta =300~400 进气行程 吸入纯空气 pa=80~90 压缩纯空气， 压缩纯空气 ， Pc=3000~ Tc=750~950 压缩行程 5000 终了喷油。 终了喷油。 形成与燃烧 Pz=6000~ Tz =1800~2200 9000 混合气， 作功行程 混合气 ， 膨胀 T =1000~1200 Pb=200~400 b 作功 排气行程 排出废气 Pr=105~120 Tr=700~900 行 程 特 点
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四行程汽油机工作原理
综上所述： 综上所述： 发动机每完成一个工作循环 一个工作循环时 曲轴转动二周 发动机每完成一个工作循环时，曲轴转动二周 排气门各开启一次 活塞完成四 开启一次， 720℃） （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， 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。 只有作功行程产生动力。 发动机一个工作循环： 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 每完成一次进气、压缩、作功、排气的过程， 为一个工作循环。 为一个工作循环。 四行程发动机特点 ： 发动机曲轴转二周， 发动机曲轴转二周，活塞往复四个行程完成一个 工作循环。 工作循环。
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第四节 发动机总体构造
两个机构： 两个机构： 曲柄连杆机构 配气机构 五个系统： 五个系统： 供给系 润滑系 冷却系 点火系（汽油机） 点火系（汽油机） 起动系
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汽车工程系
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