往复活塞式内燃机的结构和原理
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由于进气系统存在进气阻力，进气终了时 气缸内气体的压力低于大气压力，约为0.0 75MPa～0.09MPa。由于气缸壁、活塞等高 温件及上一循环留下的高温残余废气的加 热，气体温度升高到370K～400K。
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
燃烧室容积(VC):是指活塞在上止点时，活塞顶部与缸盖构成的空间容积。
气缸总容积（Va）:是指活塞在上止点时，活塞顶部与缸盖构成的空间容积。
压缩比（ε）：是指气缸总容积与燃烧室容积之比值。
Va Vc
Vh
Vc Vc
1 Vh Vc
工况：是指内燃机在某一时刻的运行状况，通常用该时刻内燃机对外输出
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
按使用的燃料不同： 汽油发动机 柴油发动机
按气缸数和排列形式分：
单缸发动机 多缸发动机
直列式发动机 V型布置发动机 水平对置式发动机
单列式
Ｖ型
对置式
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
二、往复活塞式内燃机的基本结构:
1、总体结构：发动机是由两大机构五大系统
下止点：是指活塞离曲轴回转中心最近处，即活塞的最低位置。
活塞行程(S)：是指活塞在上、下两止点之间的距离。 曲柄半径(R):是指与连杆大端相连接的曲柄销的中心线到曲轴
回转中心线的距离。 S=2R
气缸工作容积（Vh）：是指活塞从上止点到下止点所扫过的容积。
Vh d 2 s 4106 (l)
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理 主要内容：
发动机的基本结构、作用和常用术语
发动机基本工作原理、编号规则和总体构造
发动机主要性能指标定义和作用
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
一、发动机分类：
发动机是汽车的动力源，是将某一种形式的能量转化成机械能的机器。 1、热机：将热能转化为机械能的发动机称为热力发动机，又热机。
D:气缸直径（mm） S：活塞行程（mm）
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
发动机工作容积（VL）：是指发动机所有气缸工作容积的总和，即发动机排量。
i VL Vh i
:为发动机缸数
发动机排量是一个非常重要的特征参数，轿车就是以发动机排量大小来进行分级。 微型：VL≤1.0；普通级：VL＞1.0～1.6；中级：VL＞1.6～2.5； 中高级：VL＞2.5～4.0；高级：VL＞4.0.
有效功率和转速表示。
负荷率：是指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。
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
发动机常用术语
活塞处于上止点
活塞处于下止点
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
动画演示
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
B、压缩行程： 活塞由下止 点往上止点
运动，曲轴 转过180度。
C、作功行程：
活塞由上止 点往下止点 运动，曲轴 转过180度。
D、排气行程：
活塞由下止 点往上止点 运动，曲轴 转过180度。
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
进气行程
活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动， 此时，进气门开启，排气门关闭。在活塞 向下移动的过程中，气缸内容积逐渐增大， 形成一定真空度，于是空气和燃油的可燃 混合气通过进气门被吸入气缸，直至活塞 到达下止点时，进气门关闭，停止进气。
压缩终了时，气缸内的压力约为0.6M Pa～1.2MPa，温度约为600K～700K。
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
ห้องสมุดไป่ตู้
B、压缩过程：
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
进气门关闭
点
活
排气门关闭
塞
上
行
大气压力线
r
a
V
示功图
压缩终了时气缸内压力 上升至0.6～1.5Mpa，温 度继续上升至600～ 700K 。
三、四冲程发动机工作原理：
1、工作循环：发动机一个工作循环包括 进气过程、压缩过程、做 功过程和排气过程。
2、一个工作循环曲轴转两圈，完成一次做功。
动
画
进气过程
演
压缩过程
示
3、具体过程：
做功过程
排气过程
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
4、汽油发动机工作过程分析：
A、进气行程： 活塞由上止点 往下止点运动， 曲轴转过180 度。
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
做功行程
在压缩行程末，火花塞产生电火花点燃混合 气并迅速燃烧，使气体的温度、压力迅速升 高而膨胀，从而推动活塞从上止点向下止点 运动，通过连杆使曲轴旋转作功，至活塞到 达下止点时作功结束。
在作功行程中，开始阶段气缸内气体压力、 温度急剧上升，瞬间压力可达3MPa～5MPa， 瞬时温度可达2200K～2800K。随着活塞下行， 气缸容积增大，气缸内压力、温度逐渐下降， 作功终了时，压力约为0.3～0.5MPa，温度约 为1300K～1600K。
组成。
曲柄连杆机构 两大机构 配气机构
五大系统
供给系 冷却系 润滑系 起动系 点火系
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
2、常用术语：
工作循环：是指活塞在气缸内往复运动完成进气、压缩、做功和排气四个工作过程称 为一个工作循环。
上止点：是指活塞离曲轴回转中心最远处，即活塞的最高位置。
内燃机:直接以燃料燃烧所生成的燃烧物为工质的热机。 2、热机类型：
外燃机：是指燃料在机器外部燃烧，通过介质将热能转化成机械能。
3、内燃机的特点：结构紧凑、体积小、质量轻容易起动。
4、汽车发动机（指活塞式内燃机）分类： 根据冲程数分： 二冲程发动机 四冲程发动机
按冷却方式不同：
风冷发动机 水冷发动机
汽车工程系
压缩行程
为使可燃混合气迅速燃烧，达到改善发 动机动力性和经济性的目的，必须在燃 烧前对可燃混合气进行压缩，以提高可 燃混合气的温度和压力。因此，在进气 行程结束时立即进入压缩行程，活塞在 曲轴的带动下，从下止点向上止点运动， 由于进、排气门均关闭，气缸内容积逐 渐减小，可燃混合气压力、温度逐渐升 高。
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第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
燃烧室容积(VC):是指活塞在上止点时，活塞顶部与缸盖构成的空间容积。
气缸总容积（Va）:是指活塞在上止点时，活塞顶部与缸盖构成的空间容积。
压缩比（ε）：是指气缸总容积与燃烧室容积之比值。
Va Vc
Vh
Vc Vc
1 Vh Vc
工况：是指内燃机在某一时刻的运行状况，通常用该时刻内燃机对外输出
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
按使用的燃料不同： 汽油发动机 柴油发动机
按气缸数和排列形式分：
单缸发动机 多缸发动机
直列式发动机 V型布置发动机 水平对置式发动机
单列式
Ｖ型
对置式
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
二、往复活塞式内燃机的基本结构:
1、总体结构：发动机是由两大机构五大系统
下止点：是指活塞离曲轴回转中心最近处，即活塞的最低位置。
活塞行程(S)：是指活塞在上、下两止点之间的距离。 曲柄半径(R):是指与连杆大端相连接的曲柄销的中心线到曲轴
回转中心线的距离。 S=2R
气缸工作容积（Vh）：是指活塞从上止点到下止点所扫过的容积。
Vh d 2 s 4106 (l)
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理 主要内容：
发动机的基本结构、作用和常用术语
发动机基本工作原理、编号规则和总体构造
发动机主要性能指标定义和作用
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
一、发动机分类：
发动机是汽车的动力源，是将某一种形式的能量转化成机械能的机器。 1、热机：将热能转化为机械能的发动机称为热力发动机，又热机。
D:气缸直径（mm） S：活塞行程（mm）
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
发动机工作容积（VL）：是指发动机所有气缸工作容积的总和，即发动机排量。
i VL Vh i
:为发动机缸数
发动机排量是一个非常重要的特征参数，轿车就是以发动机排量大小来进行分级。 微型：VL≤1.0；普通级：VL＞1.0～1.6；中级：VL＞1.6～2.5； 中高级：VL＞2.5～4.0；高级：VL＞4.0.
有效功率和转速表示。
负荷率：是指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。
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
发动机常用术语
活塞处于上止点
活塞处于下止点
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
动画演示
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
B、压缩行程： 活塞由下止 点往上止点
运动，曲轴 转过180度。
C、作功行程：
活塞由上止 点往下止点 运动，曲轴 转过180度。
D、排气行程：
活塞由下止 点往上止点 运动，曲轴 转过180度。
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
进气行程
活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动， 此时，进气门开启，排气门关闭。在活塞 向下移动的过程中，气缸内容积逐渐增大， 形成一定真空度，于是空气和燃油的可燃 混合气通过进气门被吸入气缸，直至活塞 到达下止点时，进气门关闭，停止进气。
压缩终了时，气缸内的压力约为0.6M Pa～1.2MPa，温度约为600K～700K。
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
ห้องสมุดไป่ตู้
B、压缩过程：
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
进气门关闭
点
活
排气门关闭
塞
上
行
大气压力线
r
a
V
示功图
压缩终了时气缸内压力 上升至0.6～1.5Mpa，温 度继续上升至600～ 700K 。
三、四冲程发动机工作原理：
1、工作循环：发动机一个工作循环包括 进气过程、压缩过程、做 功过程和排气过程。
2、一个工作循环曲轴转两圈，完成一次做功。
动
画
进气过程
演
压缩过程
示
3、具体过程：
做功过程
排气过程
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第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
4、汽油发动机工作过程分析：
A、进气行程： 活塞由上止点 往下止点运动， 曲轴转过180 度。
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
做功行程
在压缩行程末，火花塞产生电火花点燃混合 气并迅速燃烧，使气体的温度、压力迅速升 高而膨胀，从而推动活塞从上止点向下止点 运动，通过连杆使曲轴旋转作功，至活塞到 达下止点时作功结束。
在作功行程中，开始阶段气缸内气体压力、 温度急剧上升，瞬间压力可达3MPa～5MPa， 瞬时温度可达2200K～2800K。随着活塞下行， 气缸容积增大，气缸内压力、温度逐渐下降， 作功终了时，压力约为0.3～0.5MPa，温度约 为1300K～1600K。
组成。
曲柄连杆机构 两大机构 配气机构
五大系统
供给系 冷却系 润滑系 起动系 点火系
汽车工程系
第一节： 往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
2、常用术语：
工作循环：是指活塞在气缸内往复运动完成进气、压缩、做功和排气四个工作过程称 为一个工作循环。
上止点：是指活塞离曲轴回转中心最远处，即活塞的最高位置。
内燃机:直接以燃料燃烧所生成的燃烧物为工质的热机。 2、热机类型：
外燃机：是指燃料在机器外部燃烧，通过介质将热能转化成机械能。
3、内燃机的特点：结构紧凑、体积小、质量轻容易起动。
4、汽车发动机（指活塞式内燃机）分类： 根据冲程数分： 二冲程发动机 四冲程发动机
按冷却方式不同：
风冷发动机 水冷发动机
汽车工程系
压缩行程
为使可燃混合气迅速燃烧，达到改善发 动机动力性和经济性的目的，必须在燃 烧前对可燃混合气进行压缩，以提高可 燃混合气的温度和压力。因此，在进气 行程结束时立即进入压缩行程，活塞在 曲轴的带动下，从下止点向上止点运动， 由于进、排气门均关闭，气缸内容积逐 渐减小，可燃混合气压力、温度逐渐升 高。