发动机的分类和基本原理
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燃料在发动机内部燃烧的热力发动机叫做 内燃机： 活塞式内燃机 燃气轮机 喷气式发动机
内燃机特点：结构紧凑，体积小，质量轻，容 易起 动，应用广泛。
外燃机特点：热效率低，体积大，笨重 。现 代汽车上 很少应用。
• 二 、 活塞式内燃机的分类
按运动方式分：往复活塞式、旋转活塞式 按燃料分：汽油机、柴油机、气体燃料发动机
（天然气、液化石油气、其他）
按冷却方式分：水冷发动机、风冷发动机 按活塞行程数分：二冲程、四冲程 按进气状态分：增压、非增压
按用途分：汽车、农用、船用、机车用等等 目前汽车上应用最广的是水冷、四冲程往复活塞式发 动机
迄今为止， 马自达已经 生产了将近 两百万辆以 转子发动机 为动力的汽 车，其中一 辆曾在1991 年的法国创 造了历史。
发动机的分类和基本原理
1.1 发动机的分类
• 一、发动机的基本概念：是将一种能量转变为机械 能的机器。按照转变能量的方法，发动机可分为 ： 热力机， 电力机， 水力机， 风力机， 及原子能发动机。 热力发动机：将燃料燃烧而得的热能转变 为机械能。 热力发动机：内燃机 外燃机
燃料在发动机外部燃烧的热力发动机叫做 外燃机： 活塞式蒸汽机 蒸汽轮机；
发动机图1
发动机图1
1.4 发动机基本工作原理
一、内燃机的基本构造
如图所示，曲轴带动 活塞由上向下移动，油气经进 气管、进气门进入气缸内，继 之活塞反向上移，气缸内油气 受到活塞的压缩，温度升高， 由火花塞点燃，由于燃气膨胀 而产生巨大的压力推动活塞向 下运动，并通过连杆使曲轴旋 转，因而对外输出扭矩作功， 最后，活塞由下向上移动，将 膨胀后的废气排出气缸。至此， 完成了一个工作循环。
滑油，实现液体摩擦，减小阻力和磨损，并对零件 表面进行清洗和冷却。 • 5、冷却系由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器 组成。
功用：将受热零件吸收的部分热量及时散发出去， 保证发动机的适宜的工作温度。 • 6、点火系由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈、 火花塞组成。
功用：定时在火花塞电极间产生点火花，点燃气缸 内的可燃混合气。 • 7、起动系：用外力使发动机由静止过渡到工作状态
VH=Π (D/4)2S*10-6 ( L )
• 5、发动机排量：多缸发动机所有气缸工作容积的总和
VL=IVH（ L ）
I为气缸数
• 6、燃烧室容积：活塞位于上止点时，活塞顶面以上气
积，
缸盖底面以下所形成的空间的容
也叫压缩容积。VC
• 7、气缸总容积：气缸工作容积与燃烧室容积之和。
VA=VH+VC
• 3、供给系（汽油）包括：油箱、汽油泵、过滤器、化油 器、空滤器、进、排气管、消声器等。
功用：根据发动机的要求，配置出一定数量和浓度的可 燃混合气，并送入气缸。
柴油机供给系：把空气和柴油分别送入气缸，在燃烧 室内混合并燃烧。
• 4、润滑系主要由机油泵、集滤器、限压阀、润滑 润滑油道、机油粗滤、细滤器、机油冷却器。 功用：向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润
曲柄连杆组中主要包括：活塞、连杆、 带飞轮的曲轴组成，是发动机实现工作循环、 完成能量转换的主要运动零件。
• 2、配气机构一般由气门组、气门传动组、气门驱动组组 成。包括：进、排气门、挺杆、推杆、摇臂、凸轮轴、 凸轮正时齿轮等。
• 功能是：根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启 和关闭进、排气门，实现换气。
• 1、两大机构：曲柄连杆机构、配气机构 • 2、五大系统：进排气系统、燃油供给系统、冷却系统、
润滑系统、起动系统 汽油机：点火系统 增压发动机：增压系统
• 二、各系统简介
• 1、曲柄连杆机构中的机体组一般由气缸盖、 缸体、油底壳等组成。其作用是作为发动机各 机构、各系统的装配基体或组成部分。气缸盖 和气缸体的圆筒内壁（气缸）共同组成燃烧室， 是承受高温高压的机件，一般高强度的铸铁铸 制而成，但不同类型的发动机略有不同，一般 采用镶嵌式气缸套，周围有水套，用于冷却。
600-750
关
开
关
关
增大
减小
3.0-6.5 0.105-0.12
0.35-0.52200-2800 900-来自1001200-1500
汽油机工作原理图
•二) 四冲程柴油机工作原理
• 工作过程与汽油机完全相同，只是其混合气的形成和点火方式不 同。
进气
压缩
作功
排气
活塞位置 上止--下止 下止--上止 上止--下止 下止--上止
标定转速: 发动机生产厂家铭牌标出的额定转 速
标定功率分类：15分钟、1小时、12小时、持续功 率
最大扭矩工况：发动机发出的扭矩最大
1.3 汽车发动机总体构造
• 一、系统构成：发动机是一台由许多机构和系统组成的 复杂机器，现代汽车发动机的结构形式很多即使是同一 类型的发动机，其具体构造也是各种各样的，但就其总 体功能而言，基本上是由如下的机构和系统组成
• 8、压缩比:气缸总容积与燃烧室容积之比 Ε=VA/VC=1+VH/VC
压缩比大小反映了气缸内气体被压缩的程度
压缩比越大，压缩终了时气缸内的压力和温度就越高。
• 9、工况：内燃机在某一时刻的运转状况，以
该时刻有 效输出功率和曲轴转速表示。
几种典型工况：
怠速工况：最低空载稳定转速
标定工况：
标定功率：发动机生产厂家标出的铭牌功率， 表明该发动机规定的许用有效功率
三 往复活塞式内燃机的工作原理
一) 四冲程汽油机工作原理
在四个活塞行程内完成进气、压缩、作功、排气等四个过程。
进气
压缩
作功
排气
活塞位置 上止--下止 下止--上止 上止--下止 下止--上止
排气门 进气门 气缸容积 压强Mpa
温度K
关 开 增大 0.08-0.09
320-380
关 关 减小 0.8-1.5
1.2 发动机的基本术语
• 1、工作循环：由进气、压缩、作功、排气四
个工作过程组成封闭过程，
• 2、上止点：活塞顶离曲轴回转中心最远处
下止点：活塞顶离曲轴回转中心最近处
在止点处，活塞运动速度为零
• 3、活塞行程（冲程）：上下止点间的距离S。S=2R
• 4、气缸工作容积：上下止点间所包容的气缸容积，
排气门
关
关
关
开
进气门
开
关
关
关
气缸容积 增大
减小
增大
减小
压强Mpa 温度K
0.085-0.095 3-5
310-340 750-1000
内燃机特点：结构紧凑，体积小，质量轻，容 易起 动，应用广泛。
外燃机特点：热效率低，体积大，笨重 。现 代汽车上 很少应用。
• 二 、 活塞式内燃机的分类
按运动方式分：往复活塞式、旋转活塞式 按燃料分：汽油机、柴油机、气体燃料发动机
（天然气、液化石油气、其他）
按冷却方式分：水冷发动机、风冷发动机 按活塞行程数分：二冲程、四冲程 按进气状态分：增压、非增压
按用途分：汽车、农用、船用、机车用等等 目前汽车上应用最广的是水冷、四冲程往复活塞式发 动机
迄今为止， 马自达已经 生产了将近 两百万辆以 转子发动机 为动力的汽 车，其中一 辆曾在1991 年的法国创 造了历史。
发动机的分类和基本原理
1.1 发动机的分类
• 一、发动机的基本概念：是将一种能量转变为机械 能的机器。按照转变能量的方法，发动机可分为 ： 热力机， 电力机， 水力机， 风力机， 及原子能发动机。 热力发动机：将燃料燃烧而得的热能转变 为机械能。 热力发动机：内燃机 外燃机
燃料在发动机外部燃烧的热力发动机叫做 外燃机： 活塞式蒸汽机 蒸汽轮机；
发动机图1
发动机图1
1.4 发动机基本工作原理
一、内燃机的基本构造
如图所示，曲轴带动 活塞由上向下移动，油气经进 气管、进气门进入气缸内，继 之活塞反向上移，气缸内油气 受到活塞的压缩，温度升高， 由火花塞点燃，由于燃气膨胀 而产生巨大的压力推动活塞向 下运动，并通过连杆使曲轴旋 转，因而对外输出扭矩作功， 最后，活塞由下向上移动，将 膨胀后的废气排出气缸。至此， 完成了一个工作循环。
滑油，实现液体摩擦，减小阻力和磨损，并对零件 表面进行清洗和冷却。 • 5、冷却系由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器 组成。
功用：将受热零件吸收的部分热量及时散发出去， 保证发动机的适宜的工作温度。 • 6、点火系由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈、 火花塞组成。
功用：定时在火花塞电极间产生点火花，点燃气缸 内的可燃混合气。 • 7、起动系：用外力使发动机由静止过渡到工作状态
VH=Π (D/4)2S*10-6 ( L )
• 5、发动机排量：多缸发动机所有气缸工作容积的总和
VL=IVH（ L ）
I为气缸数
• 6、燃烧室容积：活塞位于上止点时，活塞顶面以上气
积，
缸盖底面以下所形成的空间的容
也叫压缩容积。VC
• 7、气缸总容积：气缸工作容积与燃烧室容积之和。
VA=VH+VC
• 3、供给系（汽油）包括：油箱、汽油泵、过滤器、化油 器、空滤器、进、排气管、消声器等。
功用：根据发动机的要求，配置出一定数量和浓度的可 燃混合气，并送入气缸。
柴油机供给系：把空气和柴油分别送入气缸，在燃烧 室内混合并燃烧。
• 4、润滑系主要由机油泵、集滤器、限压阀、润滑 润滑油道、机油粗滤、细滤器、机油冷却器。 功用：向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润
曲柄连杆组中主要包括：活塞、连杆、 带飞轮的曲轴组成，是发动机实现工作循环、 完成能量转换的主要运动零件。
• 2、配气机构一般由气门组、气门传动组、气门驱动组组 成。包括：进、排气门、挺杆、推杆、摇臂、凸轮轴、 凸轮正时齿轮等。
• 功能是：根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启 和关闭进、排气门，实现换气。
• 1、两大机构：曲柄连杆机构、配气机构 • 2、五大系统：进排气系统、燃油供给系统、冷却系统、
润滑系统、起动系统 汽油机：点火系统 增压发动机：增压系统
• 二、各系统简介
• 1、曲柄连杆机构中的机体组一般由气缸盖、 缸体、油底壳等组成。其作用是作为发动机各 机构、各系统的装配基体或组成部分。气缸盖 和气缸体的圆筒内壁（气缸）共同组成燃烧室， 是承受高温高压的机件，一般高强度的铸铁铸 制而成，但不同类型的发动机略有不同，一般 采用镶嵌式气缸套，周围有水套，用于冷却。
600-750
关
开
关
关
增大
减小
3.0-6.5 0.105-0.12
0.35-0.52200-2800 900-来自1001200-1500
汽油机工作原理图
•二) 四冲程柴油机工作原理
• 工作过程与汽油机完全相同，只是其混合气的形成和点火方式不 同。
进气
压缩
作功
排气
活塞位置 上止--下止 下止--上止 上止--下止 下止--上止
标定转速: 发动机生产厂家铭牌标出的额定转 速
标定功率分类：15分钟、1小时、12小时、持续功 率
最大扭矩工况：发动机发出的扭矩最大
1.3 汽车发动机总体构造
• 一、系统构成：发动机是一台由许多机构和系统组成的 复杂机器，现代汽车发动机的结构形式很多即使是同一 类型的发动机，其具体构造也是各种各样的，但就其总 体功能而言，基本上是由如下的机构和系统组成
• 8、压缩比:气缸总容积与燃烧室容积之比 Ε=VA/VC=1+VH/VC
压缩比大小反映了气缸内气体被压缩的程度
压缩比越大，压缩终了时气缸内的压力和温度就越高。
• 9、工况：内燃机在某一时刻的运转状况，以
该时刻有 效输出功率和曲轴转速表示。
几种典型工况：
怠速工况：最低空载稳定转速
标定工况：
标定功率：发动机生产厂家标出的铭牌功率， 表明该发动机规定的许用有效功率
三 往复活塞式内燃机的工作原理
一) 四冲程汽油机工作原理
在四个活塞行程内完成进气、压缩、作功、排气等四个过程。
进气
压缩
作功
排气
活塞位置 上止--下止 下止--上止 上止--下止 下止--上止
排气门 进气门 气缸容积 压强Mpa
温度K
关 开 增大 0.08-0.09
320-380
关 关 减小 0.8-1.5
1.2 发动机的基本术语
• 1、工作循环：由进气、压缩、作功、排气四
个工作过程组成封闭过程，
• 2、上止点：活塞顶离曲轴回转中心最远处
下止点：活塞顶离曲轴回转中心最近处
在止点处，活塞运动速度为零
• 3、活塞行程（冲程）：上下止点间的距离S。S=2R
• 4、气缸工作容积：上下止点间所包容的气缸容积，
排气门
关
关
关
开
进气门
开
关
关
关
气缸容积 增大
减小
增大
减小
压强Mpa 温度K
0.085-0.095 3-5
310-340 750-1000