第二章汽车发动机工作原理和总体构造
1.发动机的工作原理及总体构造
重点内容1、基本术语P22 （1）工作循环（2）上、下止点（3）活塞行程S （4）气缸工作容积Vs（5）内燃机排量Vl （6）燃烧室容积Vc （7）气缸总容积Va （8）压缩比ε（9）工况内燃机在某一时刻的运行状况表示方法：1 该时刻内燃机输出的有效工率2 该时刻曲轴转速（10）负荷率（负荷）某一转速有效功率该转速下的最大有效功率2、往复活塞式内燃机工作原理四个行程、一个循环重点行程：压缩行程❖压缩行程❖爆燃——是因气体压力和温度过高，在燃烧室内离点燃中心较远处的末端，可燃混合气自燃而形成的一种不正常燃烧。
严重时，气门烧毁，轴瓦破裂等。
❖表面点火——因燃烧室内炽热表面与炽热处（如排气门头，火花塞等）点燃混合气产生的另一种不正常燃烧也称为炽热点火或早燃，也有较沉闷的敲击声。
名称成因现象后果爆燃由于气体压力和温度过高，在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。
火焰以极高的速率向外传播，形成压力波，以声速向前推进。
当压力波撞击燃烧室壁时就发出尖锐的敲缸声。
还会引起发动机过热，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。
严重爆燃时甚至造成气门烧毁、轴瓦破裂，火花塞绝缘体击穿等。
表面点火由于燃烧室内炽热表面与炽热处(如排气门头，火花塞电极，积炭处)点燃混合气产生的另一种不正常燃烧。
伴有强烈的较沉闷敲击声。
产生的高压会使发动机机件负荷增加，寿命降低。
四冲程汽油机工作状态P24行程状态温度（K）压力（M P a）进气行程320——380 0.08——0.090 压缩行程600——750 0.8——1.500作功行程2200~2800(瞬时最高)1200~1500(作功终了)3~6.5M P a(瞬时最高) 0.35~0.5M P a(作功终了)排气行程900——1200 0.105——0.125 柴油机工作时各行程状态参数状态行程温度(K)压力进气行程320~350800~900k P a压缩行程800~10003~5M P a作功行程2200~2800(瞬时最高)1500~1700(作功终了)3~5M P a(瞬时最高)300~500k P a(作功终了)排气行程800~1000105~125k P a思考题：四冲程汽油机和柴油机的工作循环有什么相同之处和不同之处？相同点：1、每个工作循环曲轴转两转（720）每一行程曲轴转半转（180）进气行程是进气门开启，排气行程是排气门开启，其余两个行程进，排气门均关闭。
《汽车发动机构造与维修》复习指导书
《汽车发动机构造与维修》复习指导书注：各部分检修内容不作考试重点。
一、各章重点第1章发动机基本工作原理与总体构造重点：1.发动机排量、压缩比2.四冲程发动机工作原理3.柴油机与汽油机的区别、四冲程与二冲程的区别第2章发动机循环与性能重点：1.发动机性能指标（动力性指标、经济性指标）2.发动机性能特性(1)发动机工况(2)速度特性(3)负荷特性3.高速柴油机的理论循环和汽油机的理论循环第3章机体组与曲柄连杆机构重点：1.机体组、活塞组、连杆组、曲轴飞轮组的组成，主要零部件的作用、结构、原理、装配关系2.曲柄连杆机构的拆装、调整，连杆组的检修3.活塞环安装、活塞组拉缸及其控制4.如何检验和校正连杆的弯曲，扭转变形第4章配气机构与换气过程重点：1.配气机构的组成、主要零部件的构造、工作原理、传动关系和调整方法2.配气相位、充气效率的概念3.配气机构的调整（气门间隙、配气相位、气门密封性检验等）第5章化油器式发动机燃油系统与燃烧重点：1.过量空气系数和空燃比2.汽油机各工况对混合气成分的要求3.汽油机的燃烧过程（正常燃烧、不正常燃烧），使用因素对燃烧过程的影响（汽油品质、混合气浓度、点火提前角、转速、负荷等）第6章电控汽油喷射系统重点：1.汽油喷射系统的构成和工作原理，汽油喷射控制方式，燃油压力调节器，喷油器等2.汽油喷射所需传感器的原理与结构，如发动机曲轴位置和转速传感器、节气门位置传感器、空气流量计、爆震传感器、氧传感器等。
第7章柴油机燃油系统与燃烧重点：1.柴油机燃烧过程，使用因素对燃烧过程的影响2.喷油器、喷油泵的功用、基本结构、工作原理与检修，分配式喷油泵的优点3.柴油机的燃烧室，与采用的喷油器第8章进排气系统及排气净化装置重点：1.废气涡轮增压的基本结构与原理2.可变进气歧管技术3.排气净化装置的构造与原理（EGR、二次空气喷射、三元催化转化器）第9章冷却、润滑系统重点：1.冷却系的功用、冷却水循环路线2.冷却系主要元件的结构、工作原理（如节温器、冷却风扇）3.润滑系的功用、油路，润滑方式4.润滑系主要元件的结构、工作原理（机油泵、机油滤清器）第10章发动机的装配、磨合及验收重点：1.发动机装配工艺与技术要求二、复习题及参考答案一、名词解释1、湿式缸套外表面直接与冷却液接触的气缸套。
汽车发动机 第二节发动机的总体构造教案
教案
教学环节教学内容教师活动学生活动
点名
提问：1、四冲程汽油机的工作原理2、汽油机与柴油机的不同第二节发动机的总体构造
各类发动机都是由曲柄连杆机构、配
气机构、冷却系统、润滑系统、燃油
系统、进排气系统及排污净化装置和
启动系统等组成。
汽油机还包括点火
系统；增压发动机还包括进气增压装
置；电控发动机还包括电控发动机管
理系统。
1、曲柄连杆机构
作用是将燃料燃烧时产生的热能转
变为活塞往复运动的机械能，再转变
为曲轴旋转运动而对外输出动力。
2、配气机构
按照发动机各缸工作循环的需要，定
时地开启和关闭进、排气门，使混合
气进入汽缸，而让燃烧后的废气排出
汽缸。
3、冷却系统
强制地将发动机燃烧所产生的热量
和各摩擦副运动中所产生的热量及
时适量地散发出去，使发动机的温度
保持在合理的范围内，以保证发动机
的正常运转。
4、润滑系统
PPT讲解
和动画模
拟
认真做好
笔记。
《汽车构造》鲁民巧主编 第二章 发动机工作原理和总体
压缩混合气
排气孔
点火燃烧
火花塞
进气孔
进气
扫气孔
排气
霍志毅 huozhiyi@
二冲程汽油发动机工作过程
霍志毅 huozhiyi@
二、二冲程柴油机工作原理
扫气泵 压缩 喷油器 排气
空 气
换气
排气门
废 气 燃烧
霍志毅 huozhiyi@
思考
二冲程发动机与四 冲程发动机相比， 有何优点？
返回
霍志毅 huozhiyi@
作业
1、简述发动机的工作循环。 2、发动机由哪些机构系统组成？各部分功 用是什么？
霍志毅 huozhiyi@
配气机构
返回
霍志毅 huozhiyi@
曲柄连杆机构
返回
霍志毅 huozhiyi@
燃气轮机
霍志毅 huozhiyi@
压缩比过大的不良后果
返回
霍志毅 huozhiyi@
压缩比过大的不良后果
名称 成因
由于气体压力和 温度过高，在燃 烧室内离点燃中 心较远处的末端 可燃混合气自燃 而造成的一种不 正常燃烧。 由于燃烧室内炽 热表面与炽热处 (如排气门头，火 花塞电极，积炭 处)点燃混合气产 生的另一种不正 常燃烧。
共同特点：
1 每个工作循环曲轴转两周，每一行程曲轴 转半周。 只有作功行程产生动力。
2
霍志毅 huozhiyi@
思考
四冲程汽油机和柴油 机的工作循环有什么 不同呢？
霍志毅 huozhiyi@
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
汽油发动机
车用内燃机 柴油发动机
车用内燃机
汽车构造教学大纲
第一章:汽车发动机的工作原理及总体构造◆汽车发动机的类型◆往复活塞式内燃机的基本结构及基本术语◆往复活塞式内燃机工作原理◆发动机的总体构造◆发动机的性能指标◆内燃机产品名称和型号编制规则第二章:机体组及曲柄连杆机构◆曲柄连杆机构中的作用力及力矩◆机体组◆曲柄连杆机构◆平衡机构第三章:配气机构◆配气机构的功用及组成◆配气定时及气门间隙◆气门组◆气门传动组第四章:汽油机燃油系统◆汽油及其使用性能◆化油器式发动机燃油系统◆电子控制汽油喷射系统第五章柴油机燃油系统◆柴油及其使用性能◆柴油机燃油系统的功用及组成◆喷油器◆柱塞式喷油泵◆分配式喷油泵◆调速器◆电子控制柴油喷射系统◆辅助装置第六章进排气系统及排气净化装置◆进气系统◆排气系统◆排气净化装置◆强制式曲轴箱通风系统◆汽油蒸发控制系统第七章发动机冷却系统第八章发动机润滑系统◆冷却系统的功用及组成◆水冷系统主要部件的构造◆风冷系统◆润滑系统的功用及组成◆润滑剂◆润滑系统主要部件的构造◆机油冷却器第九章汽车发动机增压◆概述◆机械增压◆涡轮增压第十章发动机点火系统◆概述◆传统点火系统的组成与工作原理◆点火时刻◆传统点火系统主要元件的结构◆电子点火系统◆微机控制点火系统◆汽车电源第十一章发动机起动系统◆概述◆起动机◆减速起动机和永磁起动机第十二章其它类型车用发动机◆压缩天然气汽车及液化石油汽汽车◆电动汽车。
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。
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。
汽车发动机的工作原理和总体构造
０ １ 程： —过 进气 １ ２ － 过程 ： 压缩
３ 过程 ： 膨胀
４１ － 过程 ： 排气
四 冲 程 汽 油 机 的 工 作 过 程 三 、 动 机 的 总 体 构 造 发
远的影响。 发 动机 的 分 类
一
、
发动机 是将 自 界某 种能量直接转化 为机械能并拖动某些 机械进 然 行工作 的机器 。 将热能转化 为机械 能的发 动机称 为热力发动机 ， 内燃机 是热力 发动机 的一种 ，其 特点是燃料或气体燃 料和空气混合后 直接输 入机 器内部燃烧而产 生热能 ，然后转变 为机 械能。 内燃机广 泛用 于飞 机、 船舶 以及 汽车 、 拖拉机 、 克等各种车辆上。但内燃 机要 使用石油燃 坦
科技信息
专题论述
汔 车 发 动栅 的 工 作 原 理 和 总 傩 构 造
菏泽安源黄河水利工程维修养护有限公司第四分公司 陈惠民
［ 要］ 摘 汽车是 由 动机 ， 发 底盘 ， 车身 以及 电器与电子设备四 大部分 组成。发动机是 汽车的动力装置 ， 它将 燃料 燃烧产生的热能转 变为机械 能， 人们 通常把 发动机 比作汽车的心脏 ， 由此可见发动机在整个汽车 中的重要性 。 ［ 关键 词］ 发动机 工作原理 结构 汽车 自 １ 世 纪末诞 生至今 ｌ０ ９ Ｏ 余年期 间 ，汽车工业从无章。汽车是数量最 多、 最普及 、 用范围最广 、 应 运输量最大 的现代化 陆地交通工具 。 目前 ， 全世 界有几亿 辆汽 车在陆地上行驶 ， 并且 以每年 几千万辆 的速度 增长 。 可以断言 ，没有哪种机械 产品像汽车那样对人 类社会产生 如此广泛深
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。
汽车知识---发动机构造与原理
1.1发动机的类型
点火方式
冷却方式
发
动
机
汽缸排列方式
类
型
燃料方式
冲程数目
火花式发动机 压燃式发动机
水冷式发动机 风冷式发动机
目前，应用最广、 数量最多的汽车发动机 为水冷、四冲程往复活 塞式内燃机。
直列式发动机 V型发动机
汽油发动机 柴油发动机
二冲程发动机 四冲程发动机
多用于轿车和轻 型客、货车上
1.4发动机的工作原理
进气、压缩、燃烧和排气四个冲程叫做一个循环，有这种 循环的发动机叫做四冲程发动机。
四冲程发动机的特性是：四个冲程中，活塞上下两次，曲 轴旋转两圈
二、曲轴连杆机构
缸体曲轴箱组
发动机类型
活塞连杆组
曲轴飞轮组
气缸体 气缸套 气缸盖和燃烧室 气缸垫
活塞 活塞环 活塞销 连杆
曲轴 飞轮
发动机的冷却方式有水冷和风冷两种，拖拉机汽车发动机多采用水冷 方式。水冷的特点是方便、可靠，同时被冷却水吸收的热能还可用于车内 取暖。
5.1水冷却系统
水冷却系是利用水泵的作用,强制冷却水循环,冷却水在汽缸周围的水套内吸 收热量后,流经散热器,将热量传给散热片,再被流经散热气的空气带走,经过冷却 后的水再流回水套,如此不断循环,保持发动机在最佳温度(水温80～90°C)
装汽缸盖和汽缸垫时，为保证装配质量，缸盖螺栓应使用扭 力板手，并由中间向四周，按规定扭力矩分两三次逐步扭紧。
2.2活塞连杆组
◆活塞 活塞与汽缸盖组成燃烧室，承受燃气压力并通过活塞销和连 杆将压力传递给曲轴。活塞的工作条件很差，一般采用铝合金制成的活塞。 活塞可分为顶部、头部和裙部三部分。汽油机活塞顶部多是平的，也有采用 凹顶或凸顶的；活塞头部制有环横槽，用来安装活塞环；活塞裙部呈椭圆， 壁上开有绝热槽、膨胀槽和销座孔。活塞和汽缸间有“活塞间隙”，一般有 0.02～0.1mm,活塞头部的直径一般少于裙部。
汽车发动机之——第二章 机体组及曲柄连杆机构
2.3 活塞连杆组
气环断面形状：
形状
特点
矩形环 结构简单、制造方便、易于生产、应 用面广
扭曲环
断面不对称，受力不平衡，使活塞环 扭曲
锥面环
减少了环与气缸壁的接触面，提高了 表面接触压力，有利于磨合和密封。
梯形环 加工困难，精度要求高
示意图
桶面环 外圆为凸圆弧形
2.3 活塞连杆组
（2）油环：刮除飞溅到汽缸壁上的多余的机油，并在汽缸壁
2.3 活塞连杆组
隔断由活塞顶传向第一 道活塞环的热流。
2.3 活塞连杆组
增加环 槽的耐 磨性。
增加活塞的 强度，提高 第一道环槽 的耐磨性。
2.3 活塞连杆组
（3）活塞裙部 位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括
销座孔。 作用：对活塞在汽缸内的往复运动起导向作用，并承
受侧向力，防止破坏油 膜。
2.2 机体组
• 在风冷汽缸的外壁铸制散热片，以增加散热面积， 增强散热能力。
2.2 机体组
• 二、汽缸盖 功用：密封汽缸的上部，与活塞、汽缸等共同构成燃
烧室。 材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。 工作条件：由于接触温度很高的燃汽，所以承受的热
负荷很大。
2.2 机体组
2.2 机体组
• 水冷发动机的汽缸盖有整体式、分块式和单体
活塞顶与高温燃汽直接接触，使活塞顶的温度很高。 活塞在侧压力的作用下沿汽缸壁面高速滑动，由于润 滑条件差，因此摩擦损失大，磨损严重。 •2 • 广泛采用铝合金，只在极少数汽车发动机上采用铸铁 或耐热钢。
2.3 活塞连杆组
•3
顶部：构成燃烧室， 承受气体压力。
头部:安装活塞环， 制作 较厚。
裙部：导向，传力。 承受侧压力销座孔 处制有加强筋。
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。
汽车发动机工作原理及总体构造分析解析
汽车发动机工作原理及总体构造分析解析一、汽车发动机的工作原理1.进气过程：发动机活塞下行时，曲轴带动连杆将活塞拉向下方，活塞下行的同时，在缸盖上的进气门打开。
汽车在行驶过程中引入新鲜空气，并混合燃油进入气缸。
2.压缩过程：当活塞行至上行点时，进气门和排气门都被关闭起来，曲轴继续将活塞往上推动，从而把进气气体压缩到缸内，使其温度和压力急剧上升。
3.燃烧过程：当活塞行至上行点附近时，压缩空气达到燃烧温度时，高压电火花塞产生电火花，使混合物燃烧。
燃烧的剧烈膨胀使汽车发动机带动连杆和曲轴旋转，从而提供动力。
4.排气过程：在燃烧后，废气通过活塞上的排气门排出气缸。
同时，曲轴的旋转使另一个活塞在气缸内进行另一轮的进气、压缩、燃烧和排气过程。
二、汽车发动机的总体构造1.缸体和缸盖：缸体是汽车发动机的最基本部件之一，用于容纳活塞和气缸套。
缸体具有良好的散热性能，并通过螺栓和气缸盖连接。
缸盖上有进气门和排气门，以及点火系统中的火花塞。
2.活塞和连杆：活塞是位于缸体内的一个圆柱体，通过曲轴的旋转带动活塞进行上下运动。
连杆连接活塞和曲轴，在燃烧过程中将活塞的线性运动转换为曲轴的旋转运动。
3.曲轴和曲轴箱：曲轴是发动机的旋转部件，其主要作用是将活塞运动转换为旋转运动。
曲轴箱是安装曲轴的外壳，内部还装有润滑油。
4.气门机构：气门机构由凸轮轴、气门弹簧和气门组成。
凸轮轴带动气门的开合，控制进气和排气过程。
气门弹簧用于关闭气门。
5.火花塞和点火系统：火花塞是点火系统的重要组成部分，通过产生电火花来点燃混合气体。
点火系统还包括点火线圈和电子控制单元（ECU）。
6.燃油系统：燃油系统包括燃油箱、燃油泵、喷油嘴等部件，用于将燃料供给到汽缸中，达到混合燃油的目的。
7.冷却系统：冷却系统通过冷却液循环，将发动机散热，防止过热。
冷却系统包括散热器、水泵、风扇等部件。
8.润滑系统：润滑系统通过润滑油对发动机各个运动部件进行润滑，减少摩擦和磨损。
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
发动机常用术语
10.二冲程发动机：活塞往复两个行程完成一个工作 循环（曲轴旋转一周）。
11.四冲程发动机：活塞往复四个行程完成一个工作 循环（曲轴旋转一周）。
12.负荷率（负荷）：发动机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之比。 表示：百分数。
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
四冲程汽油机工作原理
• 作功行程
曲线 cb 表示作功行程, 包括燃烧过程和膨胀过程，
压缩行程接近上止点时，火花塞点燃可燃混合气，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，Z 点最高压力可达 3～5MPa，最高温度
可达 2200～2800K，高温高压气体膨胀，推动活塞从
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
发动机常用术语
8. 发动机排量 多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量。一般
用 VL表示：
VL= i*Vs
式中：Vs－气缸工作容积； i － 气缸数目。
9. 压缩比 气体压缩前的容积与气体压缩后的容积比值，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。
600~ 750
3~5
750~ 1000
3.0~ 6.5
2200~ 2800
6~9
1800~ 2200
0.35~ 0.5
1200~ 1500
(1)Pa<Po, Ta较高
0.105~0.12
(2)Pa柴> Pa汽，
900 ~1100 Ta柴<Ta汽,
0.2~0.5
(3)Tmax Pmax
0.105~0.12 并不同时达 到
第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
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2020/12/10
第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
•4 供给系
•结构：
•燃油供给系、空气供给（进、排气 系统）
• 汽油机燃油系统和进、排气系统
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；
•作用： •可靠起动
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
பைடு நூலகம்
•2.4 内燃机性能指标
•• 动力性指标 •• 经济性指标 •• 强化指标 •• 紧凑性指标 •• 环境指标 •• 可靠性指标 •• 耐久性指标 •• 工艺性指标 ••内燃机调整和运行特性（曲线）
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
•发动机常用术语
4. 曲柄半径 曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半
径，一般用R表示。通常活塞行程为曲柄半径的两 倍，即s=2R 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， 称为气缸工作容积。一般用Vs表示： 式中：D－气缸直径，单位mm；
S－活塞行程，单位mm；
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点运动，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。排 气终止(r)时，气体压力仍高于大气压力，约 为0.105～0.115MPa，温度约为900～1200K。
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
四冲程汽油机工作过程
名 动 活 气门状态
方塞
称 向 运 •进气门 •排气门
1. 理论上它的功率应等于四冲程 发动机的二倍。
2. 由于作功频率较大，二冲程发 动机的运转比较均匀平稳。
3. 构造简单，质量较小。 4. 易受磨损和经常需要修理的运
动部件数量较少。 5. 换气时间短，换气质量较差。
第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
•2.3
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汽车发动机总体构造
•1 机体 组•2 曲柄连杆机构 •3 配气机构 •4 供给系 •5 点火系 •6 润滑系 •7 冷却系 •8 起动系
•第一行程：活塞自下向上运动，进行上方压缩，下方进气；接近 上止点时，火花塞打火，混合气燃烧。
•第二行程：活塞自上向下运动，在上方做功和换气，下方进行混
合气与压缩。
第二章汽车发动机工作原理和总体构
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造
二冲程柴油机
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
思考题
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化油器 火花塞点火
压缩比ε
工作循环中缸内 气体状态参数
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18~22
6~9
Pc 、Tc 较高
Tc、 Pc 较低，Tb、Pb 高于 柴油机的Tb、Pb
第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
•四冲程柴油机与汽油机比较
柴油机
电控（化油器式）汽油机
功率调 节方式
每循环喷油量 －－“质调节”
进入气缸混合气量的多少
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9~16
0.5~0.8 0.12~0.13
2300~ 2600
1300~ 1500
1000~ 1100
第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
四冲程柴油机与汽油机比较
新鲜充量
柴油机
纯空气
电控单点或多点（化油 器式）
汽油+空气=可燃
混合气形成装置 燃烧室
点火方式
压燃
单点喷射：节气门体 多点喷射：进气管道 早期化油器式汽油机：
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•
•示功图：缸内气体压 力随曲轴转角或气缸 容积变化的曲线图。 •表示：P-V或P=Φ图
第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
四冲程汽油机工作原理
• 进气行程
曲线 ra 表示进气行程, 活塞从上止点(r)向下止点(a) 运动，进气过程开始时，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，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。
曲 轴 转 角
曲动 轴力 旋 转
对示曲 应功线
图
进 气
• --
上 下
飞
轮
•开 •关 •0º~180º
惯 性 力
压 缩
飞
下
•关 •关 •180º~360
轮 惯 性
上
º
力
•r—a
• 进气门开
启到关闭时 期
•a—c
• -- • --
• •
作
上
•关 •关
•360º~540º
气压 体力
•c—z
功
下
• --
排
下
(节气门调节)
－－“量调节”
φα
φα变化大， 每循环吸入空气量基本 相等
φα变范围不大
结
构
燃油供给系统
（喷油泵、高压油管、
点火系统（火花塞、分电器、 点火线圈）
喷油器）
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
•思考题
•四冲程汽油机和柴油机 工作原理和结构差异的 根本原因是什么
•汽油与柴油理化特性不同
上止点向下止点运动，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(b)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。
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
四冲程汽油机工作过程
• 排气行程 曲线br表示排气行程, 活塞从下止点向上止
四冲程发动机示功图特征点的热力参数比较
示功图 特征点
进气终点a
压缩终点c
最高压力点 z
做功终点b
排气终点r
汽 压力 p/ Mpa
油 机
温度 T/ K
0.08~ 0.09
320~ 380
自然 吸气 柴 油 机 PPT文档演模板
压力 p/ Mpa
温度 T/ K
0.085~ 0.095
310~ 340
0.8~ 1.5
•关 •开 •540º~720
气
上
º
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飞
•排气门开
轮 惯
•b—r 启到关闭
性
时期
力 第二章汽车发动机工作原理和总体构
造
三.四冲程柴油机与汽油机比较
•进气冲
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•压缩冲
•做 功 冲 •排气冲 第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
•四冲程柴油机示功图
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
1000~
第1二2章00汽车发动机工70作0原~9理0和0总体构
造
四冲程发动机示功图特征点的热力参数比较
示功图 进气 特征点 终点a
压缩 终点c
最高压 力点z
做功 终点b
排气 终点r
增 压力p/ 压 Mpa
0.013~ 0.13~0.25
0.25
柴
油 温度 T/ K 320~450 320~450 机
13.工况：某时刻的运行状况；
一般用 n、负荷表示。
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
•2.2 往复活塞式内燃机工作原理
1.四冲程发动机 点燃式发动机：汽油机 压燃式发动机：柴油机 2.二冲程发动机 (自学） 二冲程汽油机：点燃 二冲程柴油机：压燃