汽车发动机原理2(1)
现代汽车发动机原理第1_2 3_6章习题_参考答案
第一章习题 参考答案一、名词解释1.理论循环：将发动机的实际循环进行若干简化，使其既近似于所讨论的实际循环，而又简化了实际循环变化纷繁的物理、化学过程，从而提出一种便于作定量分析的假想循环。
2.示功图：记录相对于不同活塞位置或不同曲轴转角时气缸内工质压力的变化，有Vp -示功图或ϕ-p 示功图两种。
示功图是研究实际循环的依据，一般是由专门示功器在发动机运转条件下直接测出。
3.指示指标：指示指标是以工质对活塞做功为基础的性能指标，主要是衡量发动机工作过程的好坏。
4.有效指标：有效指标是以发动机输出轴上所得到的功率为基础的性能指标。
主要是考虑到发动机自身所消耗的机械能，用来综合评价发动机整机性能的。
5.指示热效率：是实际循环指示功和所消耗的燃料热量之比值。
6.有效热效率：是实际循环有效功和所消耗的燃料热量之比值。
7.升功率：在标定工况下，发动机单位气缸工作容积所发出的有效功率。
8.比质量：发动机的净质量m 和它所发出的额定功率e P 之比。
9.发动机强化系数：发动机平均有效压力me p 和活塞平均速度m v 的乘积称为强化系数，是评价发动机强化程度的指标。
10.机械效率：机械效率是有效功率和指示功率的比值。
是为了比较各种不同的发动机机械损失所占比例的大小，引入机械效率的概念。
11.发动机热平衡：发动机的热平衡，就是给出燃料的总发热量转换为有效功和其他各项热损失的分配比例。
从这些热量分配中，可以了解到热损失的情况，以作为判断发动机零件的热负荷和设计冷却系统的依据，并为改善发动机的性能指标指明了方向。
二、填空题1．示功2. 提高率3. 工质的影响 换气损失 传热损失 时间损失 燃烧损失 （涡流和节流损失、泄漏损失）4. 实际5. 发动机输出轴上所得到的6. 实际循环指示7. 实际循环有效8．9550/n T P tq e =9．平均有效压力me p 活塞平均速度m v10．下降11. 可靠润滑12. 有效功 其他各项热损失三、思考题1．什么是发动机的理论循环？什么是发动机的实际循环？答题要点发动机的理论循环是将发动机的实际循环进行若干简化，使其既近似于所讨论的实际 循环，而又简化了实际循环变化纷繁的物理、化学过程，从而提出一种便于作定量分析的假想循环。
汽车发动机的工作原理
汽车发动机的工作原理
汽车发动机是汽车动力系统的核心部件，它通过燃烧燃料产生动力，驱动汽车前进。
汽车发动机的工作原理主要包括吸气、压缩、燃烧和排气四个过程。
首先是吸气过程。
汽车发动机通过进气门，引入空气和燃料混合物。
进气门打开时，汽缸内的活塞向下运动，汽缸容积增大，此时会产生一个负压，使进气门自动打开，吸入空气和燃料混合物。
接着是压缩过程。
活塞开始向上运动，将进气门关闭，汽缸容积逐渐缩小。
在此过程中，汽缸内的空气和燃料混合物被压缩，使其温度和压力显著上升，形成一个高压高温的混合气体。
然后是燃烧过程。
当活塞接近上死点时，由于汽缸内的混合气体已被压缩到一定程度，点火系统发出火花，引燃混合气体。
燃烧过程产生的高温和高压气体使活塞向下突进，驱动曲轴旋转，从而转化为机械能。
最后是排气过程。
随着活塞向上运动再次接近上死点，排气门打开，高温废气通过排气门排出汽缸，同时新的吸气过程开始进行。
整个工作过程中，发动机通过连续不断的吸气、压缩、燃烧和排气循环，实现能量的转化，产生连续的动力输出。
同时，发动机还需要润滑系统、冷却系统、点火系统等辅助系统的配合，确保发动机的正常运行和提供稳定的动力输出。
汽车发动机原理学习讲解
(1) 曲柄连杆机构
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。 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。
• 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。
节气门位置传感器故障 7、喷油器堵塞或雾化不良 8、废气再循环装置工作不良 9、排气受阻，在发动机加载时，进气歧管真空度明显偏低
• 燃油经济性：
1.发动机与油耗的关系
说到发动机与油耗的关系,有的人往往把油耗的大小与发动机的排量联系在一起,认为大排量的发动机的油 耗会大于小排量的发动机。实事不尽然,大车和小车相比油耗相对较大主要是整车质量上的问题而不是发 动机的原因。 发动机的工作过程中影响油耗的两个最根本因素是空燃比和发动机负荷,这两个值都有一个 理论上的最佳值,在实际工作过程中,空燃比和发动机负荷的实际值越接近理论值,汽车就越省油。发动机在 负荷为90%、空燃比为1.05:1时燃烧效率最高
3)作功行程
• 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。
(完整版)汽车发动机原理课后习题答案
第二章发动机的性能指标1.研究理论循环的目的是什么？理论循环与实际循环相比，主要作了哪些简化？答:目的：1.用简单的公式来阐明内燃机工作过程中各基本热力参数间的关系，明确提高以理论循环热效率为代表的经济性和以平均有效压力为代表的动力性的基本途径2.确定循环热效率的理论极限，以判断实际内燃机经济性和工作过程进行的完善程度以及改进潜力3.有利于分析比较发动机不同循环方式的经济性和动力性简化：1.以空气为工质，并视为理想气体，在整个循环中工质的比热容等物理参数为常数，均不随压力、温度等状态参数而变化2.将燃烧过程简化为由外界无数个高温热源向工质进行的等容、等压或混合加热过程，将排气过程即工质的放热视为等容放热过程3.把压缩和膨胀过程简化成理想的绝热等熵过程，忽略工质与外界的热交换及其泄露等的影响4.换气过程简化为在上、下止点瞬间开和关，无节流损失，缸内压力不变的流入流出过程。
2.简述发动机的实际工作循环过程。
四冲程发动机的实际循环由进气、压缩、燃烧、膨胀、排气组成3.排气终了温度偏高的原因可能是什么？有流动阻力，排气压力>大气压力，克服阻力做功，阻力增大排气压力增大,废气温度升高。
负荷增大Tr增大；n升高Tr增大，∈+，膨胀比增大，Tr减小。
4.发动机的实际循环与理论循环相比存在哪些损失？试述各种损失形成的原因。
答：1.传热损失，实际循环中缸套内壁面、活塞顶面、气缸盖底面以及活塞环、气门、喷油器等与缸内工质直接接触的表面始终与工质发生着热交换2.换气损失，实际循环中，排气门在膨胀行程接近下止点前提前开启造成自由排气损失、强制排气的活塞推出功损失和自然吸气行程的吸气功损失3.燃烧损失，实际循环中着火燃烧总要持续一段时间，不存在理想等容燃烧，造成时间损失，同时由于供油不及时、混合气准备不充分、燃烧后期氧不足造成后燃损失以及不完全燃烧损失4.涡流和节流损失实际循环中活塞的高速运动使工质在气缸产生涡流造成压力损失。
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。
汽车发动机启动原理
汽车发动机启动原理
汽车发动机的启动原理是通过同时引入燃料和空气混合物，并通过电火花点燃混合物，从而产生爆炸燃烧的动力。
具体而言，汽车发动机的启动过程可以分为四个步骤：
1. 空气进入：当驾驶员转动钥匙启动车辆时，电瓶会为启动电机提供电力。
启动电机通过齿轮将输出扭矩传递给发动机的飞轮。
飞轮开始旋转时，活塞就会开始移动，从而引入空气。
2. 燃料喷射：同时，汽车的燃料系统会向气缸内喷射燃油，燃油会与进入气缸的空气混合在一起。
3. 点火：在进入气缸的混合物达到适当的比例后，发动机控制单元会通过一个或多个火花塞产生高电压电火花，点燃混合物。
该火花塞位于每个气缸的顶部，并通过电瓶供电，产生足够的能量点燃空燃比合适的混合物。
4. 燃烧和冲压：当混合物被点燃时，燃烧产生的高温高压气体会推动活塞，将动力传递到曲轴。
曲轴的旋转运动将通过连杆传递给驱动轮，从而推动汽车前进。
整个启动过程中，发动机需要燃油和电力的供应，并且各个组件的配合工作以确保顺利启动。
启动成功后，发动机会继续通过正常的四冲程循环工作，不再依赖外部的启动装置。
汽车发动机的工作原理总结5篇
汽车发动机的工作原理总结5篇第1篇示例：汽车发动机是汽车最重要的部件之一，它是汽车的心脏，是驱动汽车行驶的动力源。
汽车发动机的工作原理可以简单概括为燃油与空气在气缸内的混合燃烧过程，通过这个过程来产生燃烧产生的热能转换为机械能，从而驱动汽车前进。
下面就让我们来详细了解一下汽车发动机的工作原理。
汽车发动机的工作原理是通过四冲程循环来完成的。
四冲程循环是指气缸在工作时，活塞上下往复运动共经历四个过程，包括进气、压缩、爆燃和排气四个过程。
这四个过程依次进行，将燃油燃烧产生的能量转化为机械能。
在进气冲程中，汽缸进气门打开，活塞向下运动，汽缸内部空气因此而被吸入。
在压缩冲程中，活塞向上运动，气缸的气门全部关闭，汽缸内的空气被压缩，温度和压力提高。
在压缩末端阶段，点火塞发出高压电火花，点燃气体混合物，完成爆燃工作。
在爆燃冲程中，点火塞点燃空气和燃油混合气，燃烧产生高温高压气体推动活塞下行。
在排气冲程中，活塞再次向上运动，推出燃烧产物，气缸内部完成一个完整的工作循环。
汽车发动机的工作与性能受很多因素影响，如点火正时、燃油混合比、气缸压缩比、气缸结构等。
油气混合比的偏差会导致燃烧不充分和排放增加；点火正时的不准确会降低燃烧效率；气缸的压缩比不合理会影响动力输出等。
汽车发动机需要精准的控制和优化设计才能实现最高效的工作。
现代汽车发动机逐渐向高速、高效、低排放的方向发展。
为了提高发动机功率和燃油效率，汽车制造商在工作原理上进行了许多创新。
采用了涡轮增压技术、缸内直喷技术、可变气门正时技术等，使得发动机工作更加高效。
汽车发动机的工作原理是通过燃油与空气混合燃烧产生的热能转换为机械能，从而驱动汽车前进。
人们对发动机性能的需求不断提高，汽车工程技术也在不断迭代更新。
我们相信，在不久的将来，汽车发动机将会更加高效、环保和安全。
第2篇示例：汽车发动机是汽车的心脏，是汽车最重要的动力装置。
它通过燃烧燃料产生动力，驱动汽车前进。
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
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。
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；
汽车发动机原理第二章 发动机的换气过程
３.换气损失和泵气损失
换气损失等于进气损失与排气损失之和，如图2-3、
图2-4中面积(W+Y+X)，而在实际示功图计算中，已 经用丰满系数ϕi修圆理论示功图的棱角，所以ϕi中已包 括部分换气损失(面积W+U)，故泵气损失为换气损失 的一部分，即图2-3、图2-4中面积(Y+X-U)。
第一节结束
一、充量系数
沿ar线进行，进气沿ar线进行，进、排气压力相等，泵气
功为零，增压发动机的理想换气过程如图2-4ａ)所示，由 于进气压力Ps大于排气压力Pr ，所以排气沿a′r′线进行，进 气沿r″a″线进行，面积a″a′r′r″a″表示泵气功，为正功。
１.换气损失
如图2-3ｂ)和图2-4ｂ)所示，排气门提前开启时，排气 压力线从点ｂ′开始偏离膨胀线，面积过小与理想循环相比， 损失的功相当于Ｗ所表示的面积，称为自由排气损失，在 活塞将燃气推出汽缸时，由于沿途有流动阻力，所以汽缸 内的气体压力高于排气管内压力(非增压发动机排气管内压 力假定为大气压力)，损失的功相当于Ｘ所表示的面积(Ｘ
最佳排气提前角也应当越机中，由于进气系统的阻力，进气
过程汽缸内的压力低于大气压力，而活塞背面曲轴箱 内的压力稍大于大气压力，因此，进气过程活塞要消 耗功，如图2-3中面积Ｙ所示，在增压发动机中，进 气压力高于大气压力，故活塞顶面压力高于活塞背面 压力，活塞在进气过程得到正功。
所表示的面积包含了Ｕ所表示的面积)，称为强制排气损失，
自由排气损失与强制排气损失之和即为排气损失。
排气提前角的选择会影响自由排气损失和强制排气
损失的分配，如图2-5所示，排气提前角越大(曲线ｂ)，
排气门开启越早，自由排气损失就越大，但此时缸内压 力在下止点前已降得足够低，所以强制排气损失减少， 反之，排气提前角减小(曲线ｃ)，强制排气损失会增加， 而自由排气损失则会减少。因此，从减少排气损失角度 看，最佳排气提前角应使两者之和为最小(曲线ａ)。
汽车发动机的工作原理
汽车发动机的工作原理
汽车发动机是一种内燃机，通过燃烧燃料产生的高温高压气体来驱动车辆。
发动机的工作原理可以简述如下：
1. 进气阶段：发动机工作循环的第一步是进气阶段。
在汽缸中，气门打开，进气门吸入新鲜空气和燃料混合物。
这种混合物被称为可燃混合物。
2. 压缩阶段：进气阶段结束后，活塞开始向上移动，从而把可燃混合物压缩成较小的体积。
在这个过程中，活塞上的气缸壁和活塞顶部产生压力，将可燃混合物压缩到非常高的压力和温度下。
3. 燃烧阶段：当活塞到达最高位置时，火花塞会发射一个火花，引燃可燃混合物。
当燃烧开始时，可燃混合物在极短的时间内燃烧起来，形成高温高压气体。
这些气体的压力会推动活塞向下移动，并转动曲轴。
4. 排气阶段：一旦燃烧过程完成，新鲜空气和燃料的混合物中的能量被释放出来，形成了燃烧产物。
此时，废气阀门打开，废气从排气管中排出，同时气门关闭。
整个工作循环后，进入下一个工作循环，并持续重复以上步骤。
这样，发动机便能够持续不断地提供动力，驱动汽车行驶。
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。
发动机的组成及工作原理
发动机的组成及工作原理发动机是汽车的心脏，是汽车的动力源。
它由多个部件组成，每个部件都有着特定的功能，共同协作来实现发动机的工作原理。
本文将详细介绍发动机的组成及工作原理。
一、发动机的组成1.1 缸体：发动机的主体部分，用来容纳活塞和气缸套。
1.2 活塞：位于气缸内，通过连杆与曲轴相连，实现往复运动。
1.3 曲轴：将活塞的往复运动转换为旋转运动，驱动汽车前进。
二、发动机的工作原理2.1 进气过程：气缸内活塞下行，气门打开，进入混合气体。
2.2 压缩过程：活塞上行，气门关闭，混合气体被压缩。
2.3 燃烧过程：火花塞点燃混合气体，产生爆炸推动活塞向下运动。
三、发动机的冷却系统3.1 散热器：通过水冷或风冷方式，将发动机产生的热量散发出去。
3.2 水泵：循环冷却液，保持发动机温度在适宜范围内。
3.3 散热风扇：在低速行驶时，辅助散热器散发热量。
四、发动机的润滑系统4.1 机油泵：将机油从油底壳抽送到各个润滑点。
4.2 机油滤清器：过滤机油中的杂质，保持机油清洁。
4.3 油底壳：储存机油，保持发动机内部润滑。
五、发动机的点火系统5.1 点火线圈：将12伏电压转换为数千伏高压电流，点燃混合气体。
5.2 火花塞：通过高压电流产生火花，引燃混合气体。
5.3 电子控制单元（ECU）：控制点火时机，确保发动机正常运转。
总结：发动机是汽车的核心部件，由多个部件组成，各部件协作完成进气、压缩、燃烧、排气等过程。
同时，冷却系统、润滑系统和点火系统也起着至关重要的作用，确保发动机正常运转。
深入了解发动机的组成及工作原理，有助于我们更好地保养和维护汽车，延长发动机的使用寿命。
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。
汽车发动机原理课后习题答案
第一章发动机的性能1.简述发动机的实际工作循环过程。
1）进气过程：为了使发动机连续运转，必须不断吸入新鲜工质，即是进气过程。
此时进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动。
2）压缩过程：此时进排气门关闭，活塞由下止点向上止点移动，缸内工质受到压缩、温度。
压力不断上升，工质受压缩的程度用压缩比表示。
3）燃烧过程：期间进排气门关闭，活塞在上止点前后。
作用是将燃料的化学能转化为热能，使工质的压力和温度升高，燃烧放热多，靠近上止点，热效率越高。
4)膨胀过程：此时，进排气门均关闭，高温高压的工质推动活塞，由上止点向下至点移动而膨胀做功，气体的压力、温度也随之迅速下降。
（5）排气过程：当膨胀过程接近终了时，排气门打开，废气开始靠自身压力自由排气，膨胀过程结束时，活塞由下止点返回上止点，将气缸内废气移除。
3.提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么？可采取哪些基本措施？提高实际循环热效率的基本途径是：减小工质传热损失、燃烧损失、换气损失、不完全燃烧损失、工质流动损失、工质泄漏损失。
提高工质的绝热指数κ。
可采取的基本措施是：⑴减小燃烧室面积，缩短后燃期能减小传热损失。
⑵. 采用最佳的点火提前角和供油提前角能减小提前燃烧损失或后燃损失。
⑶采用多气门、最佳配气相位和最优的进排气系统能减小换气损失。
⑷加强燃烧室气流运动，改善混合气均匀性，优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失。
⑸优化燃烧室结构减少缸内流动损失。
⑹采用合理的配缸间隙，提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失。
4.什么是发动机的指示指标？主要有哪些？答：以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。
它主要有：指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。
5.什么是发动机的有效指标？主要有哪些？答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。
主要有：1）发动机动力性指标，包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度；2）发动机经济性指标，包括有效热效率.有效燃油消耗率；3）发动机强化指标，包括升功率PL.比质量me。
汽车发动机原理
第一章发动机的性能动力性能指标：功率、转矩、转速。
经济性能指标：燃料与润滑油消耗率。
发动机的性能指标主要有运转性能指标：冷起动性能。
噪声和排气品质。
耐久可靠性指标：大修或更换零件之间的最长运行时间与故障长期工作能力。
第一节发动机理论循环一、三种基本循环1．进行理论循环分析的目的发动机的理论循环是将实际循环进行若干简化，忽略一些次要的影响因素，并对其中变化复杂、难于进行细致分析的物理、化学过程（如可燃混合气的准备与燃烧过程等）进行简化处理，从而得到便于进行定量分析的假想循环或简化循环。
（1）用简单的公式来阐明发动机工作过程各基本热力参数间的关系，以明确提过以理论循环热效率为代表的经济和以循环平均压力为代表的动力性的基本途径。
（2）确定循环热效率的理论极限，以判断实际发动机工作过程的经济性和循环进行的完善程度以及改进潜力。
（3）有利于分析比较发动机各种热力循环方式的经济性和动力性。
2．建立理论循环的简化假设最简单的理论循环是空气标准循环。
（1）假设工质(工质是热机中热能转变的一种媒介物质（如燃气、蒸汽等）依靠它在热机中的状态变化（如膨胀）才能获得功)是理想气体，其物理常数与标准状态下的空气物理常数相同。
（2）假设工质是闭口系统中作闭循环。
（3）假设工质的压缩及膨胀是绝热熵等过程。
（4）假设燃烧是外界无数个高温热源定容或定压向工质加热。
工质放热为定容放热。
3．三种基本循环发动机有三种基本空气标准循环，即定容加热循环、定压加热循环和混合加热循环。
汽油机混合气燃烧迅速，近似为定容加热循环；高增压和低速大型柴油机，由于受热燃烧最高压力的限制，大部分燃料在上止点以后燃烧，燃烧时汽缸压力变化不显著，所以近似为定压加热循环；高速柴油机介于两者之间，其燃烧过程视为定容、定压加热循环的组合，近似为混合加热循环。
混合加热循环定容加热循环定压加热循环图中，a—c为绝热压缩，a—z为等容或等压加热，z—b为绝热膨胀，b—a为等容加热。
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H
C16H34
a－甲基萘 a Methylnaphtalene C11H10
HH
HH
C C ....... C C H
HH
HH
H
CHale Waihona Puke 3CCHC
C
CH
HC
C
CH
C
C
H
H
Cetane numbe CN = 100
第三篇 运行特性与性能调控
第10章 发动机运行特性与整车匹配 第11章 柴油机调速特性
1. 燃料及其理化特性 2. 汽油机与柴油机工作模式的差 3. 工质及其热力特性 4. 燃烧热化学
发动机燃料的分类
发动机燃料分类: • 常规燃料——石油制品的液体燃料，即汽油和柴油。 • 代用燃料——烃（碳氢）类、醇类、醚类、酯类 Alternative Fue 目的：替代能源、环保要求 1）按物态分类： 液体：甲醇CH3OH、乙醇C2H5OH 二甲醚CH3-O-CH3、生物柴油（甲脂） 气体：液化石油气LPG（丙烷、丁烯）、天然气CNG、LNG（甲烷 H2、沼气（CH4）、煤气（CO） 固体：煤粉、水煤浆 2）按成份分类： 烃燃料（除汽油、柴油外）和含氧燃料（含氧生物燃料）
二次能源（能源载体）
Diesel（柴油） Gasoline（汽油） LPG（液化石油气） Natural gas (CNG)（天然气）
Methanol（甲醇） Ethanol（乙醇） RME（菜籽油） Hydrogen（氢气）
碳氢（Hydrocarbon）燃料的分类
Alkanes or Paraffins- single bonds between carbons - CnH2n+2, e.g. CH4, C2H
汽车发动机原理2(1)
2020/8/13
讲课内容
第一篇 动力输出与能量利用
第1章 动力经济性能指标与影响因素 第2章 燃料与工质 第3章 循环分析与能量利用 第4章 换气过程与循环充量
第二篇 燃烧与排放
第5章 燃烧的基础知识 第6章 燃烧过程及混合气形成 第7章 特殊燃烧问题的机理与对策 第8章 有害排放物的生成与控制 第9章 燃烧室与调节参数的优化
醇
甲醇
乙醇
烃燃料的分子结构与物化特性
◎ 烃燃料的分子式CnHm （碳氢化合物也称为烃） ◎ C、H占97%~98%，其余是S、O、N
而煤中的 “灰分+水” ＞17~60% ◎ 烃燃料的分类，主要掌握 以下几点：
C原子数—C越多，化学稳定性越差，物理稳定性好，不易蒸发。（因为 越多则链越长，越易断，但是一个很大的分子不易蒸发） 分子结构： （1）“链”与“环”— 环化学稳定性好，不易自燃 （2）“直链”与“支链”（或正烷与异烷）—支链（异烷）的化学稳定性好 爆好（如正庚烷C7H16，异辛烷C8H18，辛烷值分别为0和100） （3）“饱和”与“不饱和”—不饱和则不稳定，贮存中易氧化结胶（如烯烃 （4）“双键”和“单键”—单键的化学稳定性差
◎ 油品对燃烧和排放有重要影响，是发 足严格排放法规的关键环节之一。
讲课内容
第一篇 动力输出与能量利用
第1章 动力经济性能指标与影响因素 第2章 燃料与工质 第3章 循环分析与能量利用 第4章 换气过程与循环充量
第二篇 燃烧与排放
第5章 燃烧的基础知识 第6章 燃烧过程及混合气形成 第7章 特殊燃烧问题的机理与对策 第8章 有害排放物的生成与控制 第9章 燃烧室与调节参数的优化
烷烃
甲烷
乙烷
异辛烷
Alkenes or Olefins - one or more double bonds between carbons - CnH2n
稀烃
乙烯
丙稀
丁二烯
Alkynes or Acetylenes - one or more triple bonds between carbons - CnH2n-2
汽油Hu（ 44000）> 柴油Hu （42500） ◎但就单位质量来看，H燃烧所需要O（空气）多（约是C的3倍），因而
理论混合气热值：汽油=柴油
◎若实际中考虑，汽油在a =1，柴油在 a ≥1.2工作 则有可能混合气热值：汽油 > 柴油
排放特性
C/H高，则排放特性差，
C—CO、CO2 有害
H—H2O
燃料碳原子数和分子结构对抗爆性的影响
燃料抗爆性比较： 1）环烷烃 正烷烃 2）异烷烃 正烷烃 3）烯烃 正烷烃 4）芳香烃 烷烃和烯烃
燃料碳原子数和分子结构对自燃性的影响
烷烃
十
六
环烷烃
烷
值
稀烃
芳烃 甲基萘
碳原子数
燃料C/H比与热值和排放特性的关系
热值（能量密度）
◎燃料的热值由C/H比决定, 由于H比C的热值高（约3.7:1）, 柴油C/H > 汽油
趋势：汽车燃料多元化（Diversification）
“狼”来了？！
2020
没有石油内燃机还能转吗？
一次能源
Fossil
Fuels 化石 燃料
Crude oil 石油 Natural gas 天然气 Coal 煤炭
Bio mass 生物能源 Nuclear energy 核能 Solar energy 太阳能
reactive, higher heating value than alkanes or alkenes
炔烃
乙炔
碳氢（Hydrocarbon）燃料的分类
Aromatics - one or more ring structures －CnH2n-6/12
芳烃
苯
甲苯
萘
Alcohols - contain one or more OH groups
无害
天然气（NG）、LPG的H含量高（0.25和0.182），所以其CO、黑烟、微
粒、CO2低于汽、柴油
发动机燃料的主要技术指标
1）自燃性：可燃混合气在一定温度、压力条件下自行着火燃烧的能力
自燃性对柴油尤其重要，自燃性差，则起动性差，工作粗暴 十六烷值是评价柴油自燃性好坏的指标
十六烷值
Cetane
第三篇 运行特性与性能调控
第10章 发动机运行特性与整车匹配 第11章 柴油机调速特性
◎ 燃料的理化特性决定了内燃机混合气 着火方式，是造成内燃机不同工作方式 因素。
◎ 燃料的热值（尤其是混合气热值）， 燃机原理的基础之一，也是影响动力性 性“量”环节的主要因素之一。
◎ 工质的热力参数对循环热效率有巨大 ，是决定内燃机动力性、经济性“质” 重要因素。