发动机工作原理和总体构造
发动机的组成及工作原理
发动机的组成及工作原理引言概述：发动机是现代交通工具中不可或者缺的关键部件，它负责将燃料转化为动力，驱动车辆运行。
本文将对发动机的组成及工作原理进行详细阐述，匡助读者更好地理解发动机的运行机制。
正文内容：1. 发动机的组成1.1 缸体和缸盖：发动机的基本结构，用于容纳活塞、气门和其他关键部件。
1.2 活塞和连杆：活塞在缸体内上下运动，通过连杆将运动转化为旋转运动。
1.3 曲轴和凸轮轴：曲轴将连杆的旋转运动转化为输出轴的旋转运动，凸轮轴控制气门的开闭。
1.4 气门温和门机构：气门控制进出气体的流动，气门机构负责使气门按照规定的时序工作。
1.5 燃油系统和点火系统：燃油系统负责将燃料输送到燃烧室，点火系统提供火花点燃混合气。
2. 发动机的工作原理2.1 进气冲程：活塞下行，气门开启，汽缸内产生负压，进气门打开，混合气进入燃烧室。
2.2 压缩冲程：活塞上行，气门关闭，混合气被压缩，增加燃烧效率。
2.3 燃烧冲程：活塞上行至顶点时，点火系统点燃混合气，产生爆炸，推动活塞下行。
2.4 排气冲程：活塞下行，气门开启，废气从排气门排出，为下一个工作循环做准备。
2.5 循环重复：上述四个冲程循环进行，驱动曲轴旋转，输出动力。
总结：从组成和工作原理来看，发动机是一个复杂的系统，由多个部件协同工作实现动力输出。
发动机的组成包括缸体、活塞、曲轴等关键部件，而工作原理则涉及进气、压缩、燃烧和排气四个冲程。
通过深入理解发动机的组成和工作原理，我们可以更好地理解其运行机制，为日常维护和故障排除提供指导。
同时，对于汽车创造商和工程师而言，深入研究发动机的组成和工作原理也是提升发动机性能和燃油效率的关键。
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。
发动机总体构造及四冲程工作原理
发动机总体构造及四冲程工作原理发动机是现代交通工具中不可或缺的重要部件，它的总体构造和工作原理对于我们理解和使用发动机至关重要。
本文将介绍发动机的总体构造和四冲程工作原理。
发动机的总体构造包括气缸、活塞、曲轴、连杆、气门、点火系统等部件。
气缸是发动机的主体部分，通常由铸铁或铝合金制成。
活塞则是在气缸内上下运动的零件，它与曲轴通过连杆相连，将活塞的上下运动转化为曲轴的旋转运动。
曲轴是发动机的动力输出部分，它将活塞的运动转化为旋转运动，并通过连杆将动力传递给车轮。
气门则是控制气缸内气体进出的部件，它通过开启和关闭来控制燃油和空气的进出。
点火系统则是引发燃油燃烧的关键部分，它通过点火塞产生火花，引燃燃油和空气混合物。
发动机的工作原理是基于四冲程循环的。
四冲程循环包括进气冲程、压缩冲程、工作冲程和排气冲程。
进气冲程是指活塞向下运动，气门打开，燃油和空气混合物进入气缸。
压缩冲程是指活塞向上运动，气门关闭，燃油和空气混合物被压缩。
工作冲程是指点火系统引发火花，燃烧燃油和空气混合物，产生高温高压气体，推动活塞向下运动，驱动曲轴旋转。
排气冲程是指活塞再次向上运动，气门打开，将燃烧后的废气排出气缸。
四冲程工作原理的优点在于能够提高发动机的效率和动力输出。
进气冲程和排气冲程分别负责进气和排气，保证了燃油和空气的充分供应和废气的及时排出。
压缩冲程将燃油和空气混合物压缩，提高了燃烧效率。
工作冲程通过燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动，驱动曲轴旋转，实现动力输出。
然而，四冲程工作原理也存在一些不足之处。
首先，由于每个循环中只有一个工作冲程，发动机的输出功率有限。
其次，由于进气和排气冲程需要消耗一定的能量，会导致一定的能量损失。
此外，四冲程发动机的结构相对复杂，需要较多的部件和系统来实现循环过程。
总之，发动机的总体构造和四冲程工作原理是我们理解和使用发动机的基础。
通过了解发动机的构造和工作原理，我们可以更好地理解发动机的工作过程，提高发动机的使用效率和性能。
发动机工作原理和总体构造
发动机工作原理和总体构造发动机是一种将化学能转化为机械能的装置，是现代机械设备和交通工具中最重要的部件之一、发动机的工作原理和总体构造是让发动机能够高效地完成能量转换的核心。
发动机的工作原理：发动机的工作原理是通过燃烧燃料产生高温和高压气体，利用气体的膨胀驱动活塞进行往复运动，最终将热能转化为机械能。
通常情况下，发动机的循环过程主要包括四个阶段：吸气、压缩、燃烧和排气。
1.吸气阶段：活塞下行时，气缸内的气门开启，通过缸内压力差将混合气吸入气缸内。
发动机中的一部分能量通过吸气泵提供，另一部分能量则来自高速气流的动能。
2.压缩阶段：活塞上行压缩混合气，将混合气紧密堆积在气缸顶部。
在此过程中，混合气的压力和温度逐渐增加，形成压缩空燃比。
3.燃烧阶段：在活塞上行到达顶点时，发动机的点火系统会引发火花，点燃空燃比。
燃烧的高温高压气体会迅速膨胀，推动活塞向下运动。
4.排气阶段：活塞再次上行，并将燃烧产生的废气从气缸中排出。
这一过程中，排气门会打开，让废气通过排气管排出。
发动机的总体构造：1.活塞与气缸：活塞是发动机中的关键部件，通过向上下运动从而改变气缸内的空间容积。
活塞与气缸之间的螺纹连接确保密封性能，并通过活塞环保持与气缸壁的接触。
2.曲轴与连杆：曲轴与连杆构成了发动机的运动机构。
曲轴负责将活塞的往复运动转化为旋转运动。
曲轴基座上通过轴承安装了连杆，连杆与活塞销通过销轴销连接。
3.气门与凸轮轴：气门与凸轮轴的设计决定了进气与排气过程。
凸轮轴通过传动装置与曲轴相连，从而通过凸轮的转动来控制气门的开关。
4.燃油系统与点火系统：燃油系统提供燃料供给，点火系统则引发火花点燃混合气。
燃油系统包括燃油泵、喷油嘴和油箱等组件，而点火系统则包括火花塞、点火线圈和点火开关等部分。
5.附件系统：附件系统包括发电机、空调压缩机、水泵和风扇等。
这些附件需要通过曲轴通过传动装置来提供动力，并为发动机提供电力和冷却。
总之，发动机的工作原理是通过燃料的燃烧将热能转化为机械能，从而驱动机械设备和交通工具的运行。
发动机的组成及工作原理
发动机是现代机械设备中至关重要的一部分，它用于转换化学能为机械能的设备。
发动机广泛应用于汽车、飞机、船舶等各个领域。
本文将介绍发动机的组成及其工作原理。
发动机的组成主要包括气缸、活塞、连杆、曲轴、气阀、进气道、排气道、喷油器等多个部件。
气缸是发动机的基本工作单元，一台发动机通常具有多个气缸。
活塞则是气缸内上下运动的零件，其运动由连杆与曲轴传递。
连杆连接着活塞和曲轴，它将活塞的线性运动转换为曲轴的旋转运动。
曲轴是发动机的核心部件，它通过转动使得发动机工作。
气阀控制着气缸内气体的进出，进气道负责将气体引入气缸，而排气道则将燃烧后的废气排出。
喷油器通过喷射燃油进入气缸内，以参与燃烧过程。
发动机的工作原理是通过内燃作用实现的。
工作循环通常包括四个基本阶段：进气、压缩、燃烧和排气。
在进气阶段，进气门打开，活塞向下移动，气缸内形成负压，将外部空气引入。
然后，在压缩阶段，气缸的上升活塞将进气气体压缩，使其温度和压力升高。
接下来，喷油器会喷射燃油到压缩气体中，引发燃烧反应。
燃烧产生的高温和高压气体推动活塞向下移动，从而完成了发动机的工作。
发动机的工作原理还与燃烧室类型有关。
常见的燃烧室类型包括汽油发动机的点火式燃烧室和柴油发动机的压燃式燃烧室。
点火式燃烧室中，燃料与空气混合后被火花塞点燃；而压燃式燃烧室中，燃油在高温和高压的条件下自燃。
不同类型的燃烧室对应着不同的燃烧方式和燃烧产物。
此外，发动机还有不同的循环类型，如四冲程发动机和两冲程发动机，它们的工作原理和循环过程有所区别。
发动机的性能取决于多个因素，如功率、扭矩、燃油效率等。
提高发动机效率的方法包括提高燃烧效率、减少热损失、优化供气系统和排气系统等。
通过改变压缩比、调整进气量和燃油喷射时机，可以实现发动机性能的调节。
总之，发动机的组成和工作原理是实现能量转换的关键。
了解发动机的组成及其工作原理对于对于日常使用和维护非常重要。
对于汽车、飞机等交通工具的使用者来说，了解发动机的工作原理能够更好地理解其性能和操作要点，提高行驶和驾驶的安全性和效率。
发动机的组成及工作原理
发动机的组成及工作原理引言概述：发动机是现代交通工具中不可或缺的核心部件，它负责将燃料转化为机械能，驱动车辆运行。
本文将详细介绍发动机的组成及工作原理，以便读者对其运作原理有更深入的了解。
一、发动机的组成1.1 缸体和缸盖发动机的核心部分是由缸体和缸盖组成的。
缸体是一个类似于圆筒的结构，内部有活塞运动的空间。
缸盖则覆盖在缸体上方，形成燃烧室和气门的安装位置。
1.2 活塞和连杆活塞是一个圆柱形的零件，与缸体内的活塞环配合，形成密封结构。
它通过连杆与曲轴相连，将燃料的燃烧能量转化为机械能。
1.3 曲轴和凸轮轴曲轴是发动机的动力输出部分，它将活塞的上下运动转化为旋转运动。
凸轮轴则控制气门的开关时机，确保燃料和排气气体的正常流动。
二、发动机的工作原理2.1 进气冲程在进气冲程中，活塞向下运动，气门打开，进气门吸入空气和燃料混合物进入燃烧室。
同时，曲轴带动凸轮轴使排气门关闭。
2.2 压缩冲程在压缩冲程中，活塞向上运动，气门关闭，将进气冲程中吸入的混合物压缩。
这样可以增加混合物的密度和压力，为燃烧提供更好的条件。
2.3 燃烧冲程在燃烧冲程中，活塞继续向上运动，达到最高点时，火花塞发出火花，点燃混合物。
燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动，同时曲轴带动凸轮轴打开排气门。
2.4 排气冲程在排气冲程中，活塞向上运动，将燃烧冲程中产生的废气排出燃烧室。
同时，凸轮轴控制进气门打开，为下一个循环的进气冲程做准备。
2.5 循环重复以上四个冲程循环不断重复，形成发动机的工作过程。
每个活塞都在不同的冲程中运动，从而实现发动机的连续工作。
三、发动机的燃料供给系统3.1 燃油箱和燃油泵燃油箱储存燃料，并通过燃油泵将燃料送到发动机燃烧室。
3.2 喷油器喷油器将燃料雾化成细小的颗粒，并按照精确的时间和量喷入燃烧室，以实现燃烧过程的控制。
3.3 燃油调节器燃油调节器根据发动机负荷和转速的变化，调节燃油的供给量，以保证发动机的正常运行。
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。
汽车发动机的工作原理及总体构造
汽车发动机的工作原理及总体构造
一、汽车发动机的工作原理
1.吸气：发动机的活塞下行时，活塞腔内的气门打开，通过气门进入
汽缸的混合气。
2.压缩：活塞上行时，活塞腔内的气门关闭，活塞将混合气压缩成高
压气体。
3.爆燃：在活塞接近顶死点时，火花塞产生火花，将混合气点燃爆炸，释放出能量。
4.排气：活塞下行时，废气通过排气门排出汽缸，为新的混合气提供
空间。
通过这四个基本过程循环运作，汽车发动机可以持续地产生动力，驱
动汽车运行。
二、汽车发动机的总体构造
1.气缸体系：汽缸是发动机燃烧的主要部分，通常由铁合金或铝合金
制成。
汽缸体内设置有活塞和气门，通过这些部件的运动来实现吸气、压缩、爆燃和排气的过程。
2.曲轴与连杆机构：曲轴是将活塞运动转化为有用功的装置，具有一
定的几何结构，可以将来自活塞的线性运动转化为旋转运动。
连杆连接活
塞与曲轴，将活塞的线性运动转化为曲轴的旋转运动。
3.气门机构：气门控制气缸内的进气和排气。
气门通过气门杆与凸轮
轴相连接，由凸轮轴的转动带动气门的开闭。
4.燃油供给系统：燃油供给系统包括燃油箱、燃油泵、喷油器等。
燃油从燃油箱经过燃油泵被送入汽缸，与空气混合后形成可燃气体。
此外，还有点火系统、冷却系统、润滑系统等辅助系统，保证发动机正常运行。
总之，汽车发动机通过吸气、压缩、爆燃和排气这四个基本过程，不断地将化学能转化为机械能，从而驱动汽车运行。
其总体构造包括气缸体系、曲轴与连杆机构、气门机构和燃油供给系统等。
这些构造相互配合，共同完成发动机的工作。
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汽油机压缩比一般为8～11。柴油机压缩比一般 为16～22。
9、工作循环
对于往复活塞式发动机，每进行一次 能量转换，均要经过进气、压缩、作功、 排气四个过程。这种周而复始的连续过 程，称为发动机的一个工作循环。 （在 气缸内进行的，每一次将热能转换为机 械能的一系列的连续过程 ）
压缩自燃式点火 （压燃）。
四冲程柴油机各行程示意图
新鲜空气
开始喷油
进气行程
压缩行程
作功行程 排气行程
每一行程工作的具体分析如下
1、进气行程
活
进气门开启
塞
下
行
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
下 止 点
排气门关闭
大气压力线
进气终了时气缸内压强为0.074～ 0.093Mpa，温度上升至353～403K
r
a
示功图 V
2、压缩行程
P
进气门关闭
活
排气门关闭
塞
上
行
大气压力线
风力发动机
返回
水力发动机
水轮是以流水为动力， 进行旋转的动力装置， 又称 “水车”，可以 带动磨、风箱、抽水装 置、纺车、榨油和制革 机械乃至发动机等
返回
热力发动机
返回
二、热力发动机：将热能转变成机械能的发动机。
1、外燃机：燃料在机器外部燃烧，产生的热能输入到机器内 部并转变成机械能输出的热力发动机。如蒸汽机。 2、内燃机：液体或气体燃料和空气混合后直接输入机器内部 燃烧而产生热能，然后再将热能转变成机械能输出的热力发动 机。。
第二节 四行程发动机工作原理
一、基本结构
二、基本术语
上止点 下止点 活塞行程(S) 曲柄半径(R) 气缸总容积(Va )
气缸工作容积(V h ) 燃烧室容积(Vc ) 压缩比 发动机排量 工作循环
1、上止点、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。
四行程
二行程
三、发动机的分类 （往复活塞式）：
汽油机 1、按使用的燃料不同分
柴油机
四冲程发动机 2、按完成一个工作循环所需行程数
二冲程发动机
3、按冷却方式不同
水冷发动机 风冷发动机
4、按气缸数及排列方式
单缸发动机 单列式 多缸发动机 Ｖ型
对置式
单列式
Ｖ型
对置式
5、按进气状态分
自然吸气式发动机（非增压式发动机） 强制吸气式（增压式发动机）
Z
c
r
b a
示功图 V
4、排气行程
残余废气
P
上 止
下 止
点
点
Z
进气门关闭
活
排气门打开
塞
上
行
c
r 大气压力线
b
排气终了时气缸内压强下降至0.102～ 0.120Mpa，温度下降至900～1200K
示功图 V a
四、四冲程柴油机工作原理
喷油器
四行程柴油机 同样包括进气、压 缩、作功和排气四 个行程。但由于柴 喷油泵 油机使用的柴油， 粘度比汽油大，不 易蒸发，且自燃温 度又比汽油低，所 以采用的着火方式 是
6、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。
Va
动态演示
7、发动机排量 多缸发动机各气缸工作容积的总和。一般 用VL表示。
VL=Vh×i
i为气缸数目
8、压缩比
气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比 （压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的 最小容积之比 ），用ε表示。
压缩终了时气缸内压强上升至0.6～ 1.5Mpa，温度继续上升至600～700K 。
上
下
止
止
点
点
c
r
a
示功图 V
3、作功行程
上
下
P
止 点
止 点
活
进气门关闭
塞
排气门关闭
下
行
大气压力线
作功中气缸内最高压强可达3～5Mpa， 最高温度可达2200～2800K；作功终了 时气缸内压强下降至0.3～0.5Mpa，温度 下降至1300～1600K。
热机
内燃机
外燃机
活塞式
叶片式
蒸汽机
汽轮机
热气机
燃气轮机
斯特灵发动机
3、比较： 外燃机体积大，重量重，热效率低；
内燃机单机功率范围大（0.6-16860kW）、热 效率高（汽油机略高于0.3，柴油机达0.4左右）、 体积小、质量轻、操作简单，便于移动和起动性 能好等优点。被广泛应用于汽车、火车、工程机 械、拖拉机、发电机、船舶、坦克、排灌机械和 众多其它机械的动力 。
4、内燃机按热能转变成机械能的主要构 件分
活塞式内燃机、燃气轮机
燃气轮机
燃气轮机是以 空气及燃气为 工质的旋转式 热力发动机， 它的结构与飞 机喷气式发动 机一致
5、活塞式内燃机按活塞运动方式分 往复活塞式内燃机、转子活塞式内燃机
活塞式内燃机
按运动方式分类
按行程数分类
其他分类方式
往复运动式
旋转运动式
例题：
某汽油机有四个气缸，气缸直径 92mm，活塞冲程92mm，压缩比 为6。计算其每缸工作容积、燃烧 室容积及发动机排量（容积以升为 单位）。
1） 每缸工作容积：
Vh =
D2 S
4 1000
=
3.14 9.22 4 1000
9.2
=
0.61
(L)
2） 燃烧室容积：
∵
Va Vh Vc 1 Vh
2、活塞行程
上、下止点间的距离 S 称为活塞行程。
S
3、曲柄半径 曲柄与连杆下端的连接中心至曲轴中 心的距离R。其中S=2R。
R
4、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
5、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。
Vc
发动机工作原理和总体构造
概述 四冲程发动机工作原理 发动机总体构造 发动机主要性能指标和特性 述
一、发动机的定义：
发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。
风能------风力发动机 水流能------水力发动机 热能------热力发动机 电能------电力发动机 原子能------原子能发动机 太阳能------太阳能发动机 地热能------地热发动机
Vc
Vc
Vc
∴
Vc
Vh
1
0.61 6 1
0.12
（L）
3） 发动机排量： VL=Vh·i=0.61×4=2.44 (L)
三、 四冲程汽油机工作原理
1、进气行程 2、压缩行程 3、作功行程 4、排气行程
四冲程汽油机的工作原理示意图
汽油发动机四个行程的图示
1.进气行程 ２.压缩行程 ３.作功行程 4.排气行程