气缸工作容积内燃机排量燃烧室容积气缸总容积压缩比工况及负荷率

S 4106
式中：D----气缸直径mm S----活塞行程mm
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内燃机排量(displacement)
定义：内燃机所有气缸工作容积的总和
V iV (L)
L
S
式中： i----气缸数
VS---气缸工作容积，L
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MDS（ Multi Displacement system ）
多段式排气量调节系 统，D-C公司特有技 术，05款大切诺基 ： 5.7升V8 HEMI发动 机
缸内形成一定的真空度。油气 混合物被吸入气缸，进一步混 合形成可燃混合气。 终了时，内压力约0.08～0.09 MPa，温度达320～380 K。
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压缩行程(Compression)
进、排气门关，气缸封闭； 活塞:BDC->TDC； 混合气压缩，压力温度不断
升高 终了时，压力达0.8～1.5
四冲程往复活塞式内燃机在四 进气冲程 个活塞行程内完成进气、压缩、 压缩冲程
作功（燃烧和膨胀）和排气等 四个过程。
每一个活塞行程内只进行一个 过程。
作功冲程 排气冲程 工作原理 工作过程
柴油机
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进气行程(Intake)
排气门关，进气门开； 活塞:TDC->BDC； 活塞移动过程中， Va增大，气
对于往复式发动机，每进行一次能量转换， 均要经过进气、压缩、做功、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。
活塞经过四个行程完成一个工作循环的发 动机称为四冲程发动机；活塞经过二个行 程完成一个工作循环的发动机称为二冲程 发动机。
5
上、下止点
活塞顶离曲轴回转中Байду номын сангаас最远处为上止点(TDC)； 活塞顶离曲轴回转中心最近处为下止点(BDC) 。 在上、下止点处，活塞的运动速度为零。
第一节 内燃机基本结构
1
凸轮轴齿 形带轮
齿形带
张紧轮 曲轴齿形带轮
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2
3
第二节 内燃机的基本术语
工作循环(working cycle) 上、下止点(TDC,BDC) 活塞行程(stroke) 气缸工作容积 内燃机排量 燃烧室容积 气缸总容积 压缩比
工况及负荷率
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4
工作循环
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排气行程(exhaust)
进气门关，排气门开； 活塞：BDC->TDC ； 废气靠自身的残余压力和活
塞推动，经排气门排出气缸。 排气行程结束后，残留在燃
烧室内的少量废气称为残余 废气。残余废气压力约为 0.105～0.12 MPa，温度约 为900～1100 K。
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四冲程汽油机工作原理
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工况及负荷率
工况：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。 曲轴转速即为发动机转速。
负荷率：发动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。
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第三节 四冲程内燃机工作原理
燃烧气体体积膨胀，气缸内气体温 度和压力急剧升高，推动活塞从上 止点运行到下止点，并通过连杆推 动曲轴旋转作功。此时，进排气门 仍然关闭。
燃烧最高压力可达3～6.5 MPa，最 高温度可达2200～2800 K。
终了时， 气体压力降低到0.35～ 0.5 MPa，气体温度降低到1200～ 1500K。
22
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四冲程汽油机的工作原理小结（1）
四冲程汽油机在四个活塞行程内完成进气、压 缩、作功和排气等过程，即在一个活塞行程内 只进行一个过程。
一个工作循环内发动机曲轴转两周，即每一个 行程有180度的曲轴转角。
在一个循环中，只有一个行程作功。将燃料的 化学能转化为曲轴的动能。
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四冲程汽油机的工作原理小结（2）
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示功图(indicator diagram)
气缸内气体压力随气缸容积或曲轴转角的变化 关系称作示功图
p 图
pv 图
示功图是研究内燃机工作过程的重要试验数据。 将它与所积累的试验数据进行分析比较，可以 对整个工作过程或工作过程的不同阶段进展的 完善程度作出正确的判断。
示功图上曲线围成的面积表示气体在单个气缸 内所作的功
MDS系统使发动机工 作汽缸在V8-V6-V4 之 间切换，提高了发动 机的燃油经济性
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VCM可变汽缸系统 雅阁3.5L VCM发动机，采取“六缸/四缸/三缸”
等不同的运转模式，达到兼顾动力输出或节能的 不同需求。
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燃烧室容积(clearance)
活塞位于上止点时，活塞顶面以上气缸盖底 面以下所形成的空间称为燃烧室，其容积称 为燃烧室容积，符号：VC
MPa， 温度达600～750 K
采用大压缩比，可提高压缩终了 时气缸内的压力和温度，从而加 快燃烧速度，提高发动机热效率。 但太大容易引起“爆震” 。
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作功行程(Power/Expansion)
压缩行程结束时，火花塞产生电火 花，点燃可燃混合气，火焰迅速传 遍整个燃烧室，并放出大量热能；
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气缸总容积(all)
活塞位于下止点时，活塞顶部与气缸盖之间
的容积称为气缸总容积，符号：Va
气缸总容积等于气缸工作容积与燃烧室容积
之和 V V V
a
S
C
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压缩比(compression ratio)
定义：气缸总容积与燃烧室容积之比(气体压缩前的容积
与气体压缩后的容积之比 )
V a
V 1 S
VV
压缩比表示气体的压缩程c 度，是C 发动机中一个非常重要
的概念。
通常汽油机:7～10，柴油机:16～22。
绅宝（Saab）的SVC发动机：缸体与缸盖之间安装楔型 滑块，缸体可以沿滑块的斜面运动，使得燃烧室与活塞
顶面的相对位置发生变化，改变燃烧室的容积。其压缩 比范围可从8至14之间变化。小负荷时用高压缩比以节 约燃油；大负荷时采用低压缩比，并辅以机械增压器以 实现大功率和高扭矩输出。
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活塞行程(stroke)
上、下止点间的距离
S 称为活塞行程。 曲轴的回转半径R 称
为曲柄半径。 曲轴每回转一周，活
塞移动两个活塞行程。 对于气缸中心线通过
曲轴回转中心的内燃
机: S＝2R 。
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气缸工作容积(swept volume)
定义：上、下止点间所包容的气缸容积
D 2
V
S(L)