2020汽车构造-第1章-发动机的工作原理及总体构造
汽车构造习题答案
内燃机原理与构造习题解答第一章发动机的工作原理和总体构造1、汽车发动机通常是由哪些机构与系统组成它们各有什么功用(1) 曲柄连杆机构：进行热功转换。
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。
(2) 配气机构：控制进、排气门的开启时刻及延续时间。
配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。
配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。
(3) 燃料供给系统：汽油机：由化油器向气缸供给由汽油与空气混合的混合气。
柴油机：由喷油泵提供雾状柴油，通过喷油器喷入气缸。
汽油机燃料供给系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；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。
(4) 润滑系统：减少相对运动部件的摩擦阻力，减轻磨损。
润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。
并对零件表面进行清洗和冷却。
润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。
(5) 冷却系统：降低气缸及高温部件的高温，使发动机保持正常的工作温度。
冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。
水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。
(7) 点火系统：（汽油机独有）在压缩行程接近上止点时，点火系即在火花塞电极间产生电火花以点燃混合气。
第一章汽车发动机工作原理及总体构造
第一章汽车发动机工作原理及总体构造汽车发动机是汽车的动力装置，负责将燃料燃烧后的化学能转化为机械能，驱动汽车前进。
本文将对汽车发动机的工作原理及总体构造进行详细介绍。
一、工作原理汽车发动机的工作原理可以简单概括为四个基本步骤：进气、压缩、燃烧和排气。
1.进气：汽车发动机通过进气门将空气吸入气缸内。
2.压缩：进气门关闭后，活塞向上运动，将空气压缩至高压状态，使燃料更易于燃烧。
3.燃烧：进气阀关闭后，电火花塞产生火花点燃燃料，产生爆发力将活塞推向下方。
4.排气：在活塞向上运动时，排气门打开，将燃烧后产生的废气排出。
这个过程是一个连续循环，每个活塞都会经历这四个步骤。
不同的汽车发动机具有不同的工作原理，根据不同的工作循环可分为四冲程发动机和两冲程发动机。
二、总体构造汽车发动机由许多组件组成，包括气缸、活塞、气门、曲轴、连杆、燃烧室等。
1.气缸：是发动机的主要构件之一，用于容纳活塞、气门和燃烧室。
气缸通常由铸铁或铝合金制成。
2.活塞：是发动机中心运动的部分，与曲轴相连，通过往复运动来压缩和推动气缸内的空气燃料混合物。
3.气门：用于控制气缸内的进气和排气。
进气门控制空气进入气缸，排气门控制废气的排出。
4.曲轴：是将活塞的往复运动转换为旋转运动的关键部件。
曲轴通过连杆与活塞相连接，将活塞运动转化为动力。
5.燃烧室：是燃烧燃料的空间。
燃烧室的形状和设计可以影响燃烧效率和发动机性能。
除了上述主要组件之外，汽车发动机还包括燃料喷射系统、点火系统、冷却系统等辅助设备，以保证发动机的正常工作。
总结：汽车发动机是汽车的心脏，驱动着汽车的运行。
它的工作原理是通过不断循环的进气、压缩、燃烧和排气过程将燃料化学能转化为机械能。
总体构造包括气缸、活塞、气门、曲轴、燃烧室等组件，还包括燃料喷射系统、点火系统、冷却系统等辅助设备。
了解汽车发动机的工作原理及总体构造，有助于我们更好地了解汽车机械原理和性能，对汽车的使用和维护有一定的参考意义。
第1章汽车发动机基本结构与工作原理讲解
第1章汽车发动机基本结构与工作原理讲解
一、汽车发动机概述
汽车发动机是汽车的动力源，它是一种运用化学能转换成机械能，并
有输出功率的机械装置。
通常情况下，汽车发动机是指内燃机，其主要构
成有气缸、活塞、火花塞、燃料系统等构件。
内燃机以燃烧混合气来增压
气缸，利用增压燃气的压力来使活塞沿周向运动，从而带动曲轴、转子和
其它机械部件运动，产生机械能。
二、汽车发动机结构
汽车发动机主要由气缸、连杆、活塞、火花塞、发动机曲轴、曲轴壳、冷却系统、燃油系统等若干部分组成。
（1）气缸：气缸是内燃机的核心部件。
它主要由气缸盖、气缸筒、
嘴板组成，是内燃机中燃烧混合气和排出烟气的地方。
（2）连杆：连杆是内燃机的轴部件，它由连杆尾和连杆头两部分组成，用于把活塞的运动转换为曲轴的运动。
（3）活塞：活塞是内燃机的运动部件，它是由活塞皮、活塞销、活
塞柱等构成，由气缸中的燃烧混合气的压力带动活塞沿着气缸的径向运动。
（4）火花塞：火花塞是内燃机中重要的设备，它是由火花塞体、火
花塞头、火花塞线圈等构成，用于向气缸中放入火花，由火花“点燃”混
合气，从而发生燃烧作用，产生增压。
汽车构造考试知识点上、下册
汽车构造上册第一章、发动机的工作原理和总体构造发动机基础知识：现代汽车一般采用往复活塞式内燃机，主要由活塞、气缸、连杆、曲轴、飞轮等组成，通过燃料在气缸内燃烧产生动力，推动活塞上下运动，再由连杆转变为曲轴的旋转运动对外输出。
根据使用燃料的不同分为汽油机和柴油机。
活塞在气缸里作往复直线运动，向上运动到的最高位置称为上止点，向下运动到的最低位置称为下止点，上、下止点之间的距离称为活塞行程，曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半径。
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；活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为燃烧室容积；活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为气缸总容积；多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量。
压缩比的大小表示活塞由下止点运动气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，用ε表示，ε=VaVc到上止点时，气缸内的气体被压缩的程度。
压缩比越大，压缩终了时混合气体压力和温度就越高，燃烧速度增快，因而发动机输出功率增大，热效率提高，经济行就越好。
汽油机的压缩比一般为8～11，柴油机的压缩比一般为16～22发动机工作原理：发动机工作时必须先将可燃混合气引入气缸，然后进行压缩，接着使其燃烧膨胀推动活塞下行对外作功，最后排出废气，完成一个工作循环。
工作循环不断重复，就能使发动机连续运转，而每一个工作循环都必须包括进气、压缩、作功、排气四个过程。
四冲程汽油机工作过程：P22 四冲程汽油机的进气、压缩、作功、排气四个过程分别安排在四个活塞行程中，称之为进气行程、压缩行程、作功行程和排气行程。
四冲程柴油机工作原理：柴油机与汽油机性能比较优点：☆经济性好，行程长，排气温度低，热效率高，柴30-40%，汽25-30%，而且柴油价格较低。
☆污染较轻，柴油和空气混合比大，燃烧较完全，废气中一氧化碳较少（CO）。
没有高压点火装置，不产生无线电干扰。
☆危险性小，柴油燃点高，不会自燃，不怕严冬烤机。
《汽车构造(上册)》课件第1章 发动机的基本知识
2.着火方式不同
汽油机用电火花点燃混合气， 柴油机是用高压将柴油喷入气缸内，靠高温气体加热自行着火燃烧，所以
汽油机有点火系，而柴油机则无点火系。
1.2.3 多缸发动机的工作
汽车上应用的是多缸发动机，它是由若干个相同的单缸排列在一个机 体上共用一根曲轴输出动力所组成。
现代汽车上用的较多是四缸、六缸、八缸发动机。 多缸发动机是在曲轴转角720°内(四冲程发动机) ，各缸都要象单缸发动机
进气行程
压缩行程
作功行程
排气行程
小结
1. 发动机自行运转之前需要外力完成进气和压缩两个冲程， 通常用人力、电动机等带动发动机曲轴和运转。
2. 在四个冲程中只有作功冲程是活塞带动曲轴转动，其他三个 冲程都是曲轴带动活塞运动 。
3. 在整个循环过程中，进气门、排气门各开启一次。 一个工作循环曲轴旋转720°（2圈）；活塞上、下运动四次（4
汽油机 柴油机
按冷却方式分 水冷式
风冷式 按气缸数分： 单缸、多缸
1.1.1基本组成
1.1.2 发动机的常用术语
基本术语：1.上、下止点; 2.活塞行程、3.曲柄半径、4.气缸工作容 积、5. 燃烧室容积、6.气缸总容积、 7．发动机排量、8.压缩比、 9.发动机工 作循环、10.二冲程发动机、11.四冲程发动机
压缩行程 曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，进气门
开启，排气门关闭，气缸内活塞上腔容积逐渐减 小，空气被压缩，压力、温度升高。
作功行程 压缩行程末，喷油泵将高压柴油经喷油器喷入气缸内的高压空气中，
迅速汽化并与空气形成可燃混合气，柴油自行着火燃烧，气缸内压力、 温度急剧升高，推动活塞由上止点向下止点运动，带动曲轴旋转作功。
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。
汽车构造课件发动机工作原理与总体构造
活塞是发动机中工作条件最严酷的零件：
作用在活塞上的有气体力和往复惯性力。 活塞顶与高温燃气直接接触，使活塞顶的温度很高。 活塞在侧压力的作用下沿气缸壁面高速滑动，由于润滑条件差，
因此摩擦损失大，磨损严重。
（1）活塞常用材料：常用的是铝合金；新材料（发泡石墨活塞、铝 基复合材料、合金铸铁、耐热钢、金属陶瓷等）。
典 型 汽 油 机 结 构 示 意 图
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AUTOMOBILE STRUCTURE
发动机的总体构造
1. 机体组与曲柄连杆机构
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机体组
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曲柄连杆机构
AUTOMOBILE STRUCTURE
机体组与曲柄连杆机构
功用：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。
动机
机、液化石油气/汽油发动机、氢气/汽油发动机
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AUTOMOBILE STRUCTURE
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1.2 四行程发动机的工作原理 1. 发动机常用术语
（1）上止点 （2）下止点 （3）活塞行程 （4）曲柄半径 （5）气缸工作容积 （6）内燃机排量 （7）燃烧室容积 （8）气缸总容积 （9）压缩比
故其零部件的质量需较大，导致运动时惯性力较大。 2）汽油机可燃混合气的混合时间和质量优于柴油机。
e、柴油机运转噪音高，微粒排放比较高，但有害气体的排放要优于 汽油机。
f、柴油机启动困难，汽油机易启动。
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AUTOMOBILE STRUCTURE
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1.3 发动机的总体构造
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活塞连杆组及曲轴飞轮组结构示意图
发动机构造及工作原理
·组成：活塞、连杆、曲 轴三部分
·作用：将活塞的往复直线 运动—曲轴的旋转运动 对外输出动力
3．供给系统
·组成：燃油供给系统和进、排气系统组成 ·作用：将燃油系统和空气及时地供给气缸， 并将燃烧后的废气及时排除 ·主要部件：化油器（汽）、喷油泵和喷油
器 （柴）、空气滤清器、进气管、排气管、声
be=(B/Pe)×10-3 (g/(KWh)) •B—每小时的燃油消耗量，kg/h •Pe—有效功率，kW 显然燃油消耗率越低，燃油经济性越好
§1.5 发动机的性能指标
三、发动机的速度特性
指发动机的功率、转矩和燃 油消耗率三者随曲轴转速变化 的规律。
发动机外特性：
当节气门开度达到最 大时，所得到的速度 特性称为发动机外特 性
状态 行程
进气行程
压缩行程
作功行程
排气行程
温度(K)
压力
370~440
75~90 kPa
600~800
600~1500 kPa
2200~2800(瞬时最高) 1500~1700(作功终了)
3~5MPa (瞬时最高) 300~500 kPa (作功终了)
900~1200
105~125 kPa
§1.3.2 四冲程柴油机的工作原理
活塞行程(S)
曲柄半径(R)
气缸工作容积(V s )
发动机排量(VL)
燃烧室容积(Vc ) 气缸总容积(Va ) 压缩比ε
Vs= πD2·S ×10-6/4 （L）
D——气缸直径mm S——活塞行程mm
VL= Vs × I
工工况作（循P环、n） 负荷率（％）
ε= Va / Vc
压缩比
定义：压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积 之比称为压缩比。用ε表示。
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。
汽车发动机的工作原理(图解)
汽车发动机的工作原理（图解）一、发动机的构造1.汽缸：发动机通常由多个汽缸组成，每个汽缸都是一个密闭的容器，用于进行燃烧过程。
汽缸的内径和活塞的行程决定了发动机的排量大小。
2.活塞：活塞是位于汽缸内来回运动的零件，它的作用是在汽缸内产生压力。
活塞下面通过连杆与曲轴相连，将压力转化为机械能。
3.曲轴：曲轴连接活塞和汽车的传动系统。
当活塞在汽缸内产生压力时，经过连杆和曲轴的转化，可以产生往复运动，并利用汽缸压力驱动曲轴旋转。
4.凸轮轴：凸轮轴是发动机的控制系统，它通过凸轮的形状和数量来控制进气门和排气门的开闭。
凸轮轴的转动由曲轴传动。
5.进气系统：进气系统是负责将空气引入汽缸的部分，主要包括进气管道、节气门、空气滤清器等。
进气系统能够根据发动机工况的不同来调整进气量。
6.燃油系统：燃油系统是负责将燃料输送到发动机的部分，主要包括燃油箱、燃油泵、燃油喷嘴等。
燃油系统能够根据发动机负荷的不同来调整燃料的供给。
7.点火系统：点火系统是发动机燃烧的起点，主要包括点火线圈、火花塞等。
点火系统通过产生一个电火花来点燃燃料混合气体，引发燃烧过程。
二、发动机的工作原理1.进气冲程：活塞在下行过程中，进气门打开，活塞下行形成负压，进气门打开后，气缸内的新鲜空气通过进气门进入气缸。
2.压缩冲程：活塞在上行过程中，进气门关闭，活塞向上行驶，将气缸内的空气压缩，使气体温度和压力增加。
3.燃烧冲程：当活塞到达上行行程的最高点时，喷油嘴会向气缸内喷入燃料。
燃料和压缩空气混合后被点火系统的火花点燃，引发燃烧过程。
燃烧释放的能量推动活塞向下行驶。
4.排气冲程：当活塞到达下行行程的最低点时，排气门打开，活塞向上行驶，将燃烧产生的废气排出汽缸。
发动机通过不断循环进行进气、压缩、燃烧和排气等工作冲程，形成连续的能量转化过程，从而驱动汽车运动。
汽车发动机是复杂而精密的机械装置，涉及到机械、电子、燃料等多个领域的知识。
通过对发动机构造和工作原理的了解，我们可以更好地理解汽车发动机的工作过程，为汽车的维修和使用提供基础。
《汽车构造(上册)(第3版)》教学课件 第1章汽车发动机工作原理及总体构造
第一节 概述 二、发动机基本结构
• 四冲程汽油机
• 结构图
1—油底壳 2—润滑油 3—曲轴 4—连杆 5—曲轴正时齿轮 6—同步 带 7—气缸套 8—排气三元催化转 化器9—氧传感器 10—活塞 11—凸 轮轴正时齿轮 12—凸轮轴 13—摇 臂 14—排气门 15—火花塞 16— 电控喷油器17—燃油滤清器 18—电 动燃油泵 19—燃油箱 20—点火线 圈组件 21—燃油压力调节器 22— 节气门 23—空气滤清器 24—空气流量计 25—电控单元(ECU) 26—点火开关 27—蓄电池 28—起 动机 29—飞轮 30—发动机转速传 感器31—冷却液 32—爆燃传感器 33—冷却液温度传感器 34—进气门 35—进气管 36—进气温度传感器 37—节气门位置传感器
附录B
车辆识别代号（GB 16735－2004） ✓ 车辆识别代号：汽车的身份证号（车架号）
✓ 根据国家车辆管理标准确定，包含了车辆的生产厂 家、年代、车型、车身型式及代码、发动机代码及 组装地点等信息。
第二节 发动机工作原理 1、四冲程汽油机的工作原理
➢ （1）进气冲程 ➢ （2）压缩冲程 ➢ （3）做功冲程 ➢ （4）排气冲程
动画演示
第二节 发动机工作原理 1、四冲程汽油机的工作原理
动画演示
第二节 发动机工作原理 2、四冲程柴油机的工作原理
• 四冲程 • 柴油机 • 结构图
第二节 发动机工作原理
第一章 发动机工作原理和总体构造
第一节 概述 第二节 发动机工作原理 第三节 发动机总体构造
第一章 发动机工作原理和总体构造
学习目标： ➢ 1.理解发动机工作过程的基本概念。 ➢ 2.掌握四冲程汽油机和四冲程柴油机的基本结构
与工作原理。 ➢ 3.掌握发动机的总体组成和功用。 ➢ 4.学会使用汽车常用拆装工具。
第一章 汽车发动机的工作原理和总体构造
18-气缸盖 19-进气门 20-排气门 21-正时齿形带 22-凸轮轴正时齿形带轮 23-水泵齿形带轮 24-曲轴正时齿形带轮 25-机油泵链 26-机油泵 27-机油盘 28-水泵 29-曲轴 30-活塞 31-连杆 32-限压阀 33-机油滤清器 34-气缸体 35-喷油器
发动机的装配
• • • • •
4. 发动机着火的基本条件是： 油：是否有油，浓度是否合适。 电：能否产生足够的火花,点燃可燃混合气。 气：气缸压力是否足够。 点火正时：压缩冲程上止点前点火。
• 配气正时：定时将进、排气门开关。
二.四冲程柴油发动机工作原理
四冲程柴油机 示意图 1-曲柄 2-进气门 3-喷油器 4-排气门 5-气缸 6-活塞 7-连杆 8缸工作容积
气缸工作容积动画
• 5.发动机的排量
气缸工作容积动画
• 6.燃烧室容积
燃烧室容积动画
• 7. 气缸总容积
气缸总容积动画
• 8. 压缩比
压缩比动画
• 压缩比对汽车性能的影响
第二节
发动机的工作原理
一、四冲程汽油 发动机的工作原理
四冲程发动机的工作原理 a）进气 b）压缩 c）作功 d）排气 1-曲轴连杆 2-活塞 3-进气门 4-火花塞 5-排气门
发动机示意图 1-进气门 2-排气门 3-气 缸 4-活塞 5-连杆 6-曲轴中心 7-曲柄
汽油发动机组成示意图
进气门
火 花 塞
排气门 气缸盖 活塞
气缸体
连杆
曲轴 油底壳
• 发动机术语综合图flash
• 1. 工作循环
工作循环动画
• 2. 上、下止点
上止点动画
下止点动画
• 3. 行程
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曲轴继续带动活塞由 下止点移至上止点。 这时，进、排气门均 关闭。随着活塞移动， 气缸容积不断减小， 气缸内的混合气被压 缩，其压力和温度同 时升高。
上止点
下止点
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
• 3.作功行程 • 压缩行程结束时，安装在
气缸盖上的火花塞产生电火花， 将气缸内的可燃混合气点燃， 上止点 火焰迅速传遍整个燃烧室，同 时放出大量的热能。燃烧气体
•
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，其中汽油机
用于轿车和轻型客、货车上，而大客车和中、重
型货车发动机多为柴油机。少数轿车和轻型客、
货车发动机也有用柴油机的。以风冷或二冲程活
塞式内燃机为动力的汽车为数不多。特别是从20
世纪80年代起，在世界范围内，就不再有以二冲
程活塞式内燃机为动力的轿车了。
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
4.燃料供给系 功用：按照发动机的工作顺序和工作循环的要求， 定时将燃油和空气及时地供给气缸，并将燃烧后的废 气及时排除。 组成：主要由油箱、 油泵、燃油滤清器、 喷油器(汽/柴)、 喷油泵(柴)、 空气滤清器、 进排气管、 排气消音器等组成。
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
• 1. • 每一个工作循环包括进气、压缩、作功和排气四
个过程，即由进气、压缩、做功、排气4个过程组 成的循环称为发动机的工作循环。
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
• 2. • 活塞顶离曲轴回转中心最远处为上止点；活
塞顶离曲轴回转中心最近处为下止点。
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
• 1.1 汽车发动机的类型
• 1.按活塞运动方式分：往复活塞式和旋转活塞式
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
• 2.按所用燃料分：汽油机、柴油机和气体燃料发 动机
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
• 3.按冷却方式分：水冷式和风冷式
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
• 4. 按工作循环分：四冲程式和二冲程式
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
• 5.按气缸数目分：单缸发动机和多缸发动机
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
• 6. 按气缸排列方式分：单列式和双列式。
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
• 7.按进气状态分：增压和非增压
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
排气 向上运动 进气门关 0.105～0.125 900K～1200K
排气门开
(终了)
(终了)
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
• 二、 • 四冲程柴油机的工作循环同样包括进气、压
缩、作功和排气等四个过程，在各个活塞行程中， 进、排气门的开闭和曲柄连杆机构的运动与汽油 机完全相同。只是由于柴油和汽油的使用性能不 同，使柴油机和汽油机在混合气形成方法及着火 方式上有着根本的差别。
(或称废气)在其自身剩余
压力和在活塞的推动下，
经排气门排出气缸之外。
当活塞到达上止点时，排
气行程结束，排气门关闭。
上止点
下止点
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
工作过程运动情况及气缸内温度与压力的变化情况 （压力单位：MPa ）
活塞行 程
活塞运动
气门开闭情 况
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
• 1.2 往复活塞式内燃机的基本结构及基本术语 • 一、基本结构
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
•
1.工作循环 2.上、下止点 3.活塞行程 4.气缸工作容积 5.内燃机排量 6.燃烧室容积
7.气缸总容积 8.压缩比 9.工况
10.负荷率 11.曲柄半径
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
• 四、 二冲程柴油机工作原理 •1 •2
二冲程柴油机工作原理
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五、汽油机与柴油机、四冲程与二冲程内燃机的比较 1.四冲程汽油机和柴油机的共同点 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。 2)四个行程中，只有作功行程产生动力，其它三个行 程是辅助行程。 3)发动机运转的第一个循环，必须有外力使曲轴旋转 完成进气、压缩行程，着火后，完成作功行程，依靠 曲轴和飞轮贮存的能量便可自行完成以后的行程，以 后的工作循环发动机无需外力就可自行完成。
下止点
的体积急剧膨胀，压力和温度 迅速升高。在气体压力的作用 下，活塞由上止点移至下止点， 并通过连杆推动曲轴旋转作功。 这时，进、排气门仍旧关闭。
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• 4.
•
排气行程开始，排
气门开启，进气门仍然关
闭，曲轴通过连杆带动活
塞由下止点移至上止点，
此时膨胀过后的燃烧气体
• 8.气缸总容积 • 气缸工作容积与燃烧室容积之和为气缸总容积。
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
• 9.
• 气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比 。 压
缩比的大小表示活塞由下止点运动到上止点时，气缸内
的气体被压缩的程度。压缩比越大，压缩终了时气缸内
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300～370 (终了)
纯空气
压缩行程
向上运动
进气门关 排气门关
3.5～4.5 (终了)
750～1000 上止点喷油 (终了) 压燃
作功行程
向下运动
进气门关 6～9（最高） 2000～2500 排气门关 0.2～0.4（终了） 1200～1500
排气行程
向上运动
进气门关 排气门开
0.105～0.125 800～1000
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3.汽油发动机和柴油发动机的比较
1) 汽油机转速高，质量小，噪音小，起动容易， 制造成本低。在轿车、轻型货车等应用广泛。
2) 柴油机的压缩比高，热效率高，燃油消耗率低， 同时柴油价格较低，因此，柴油机的燃料经济性 能好，而且柴油机的排气污染少，排放性能较好。 但缺点是转速低，质量大，噪声大，振动大，制 造和维修费用高。在货车上大量使用，也应用在 一些轿车上。
气缸压力
气缸温度
备注
进气
向下运动
进气门开 排气门关
0.075(0.08)～ 0.09(终了)
370K～400K (终了)
可燃混合 气
压缩 向上运动 进气门关 排气门关
0.6～1.2 (终了)
600K～700K (终了)
上止点火 花塞点火
作功 向下运动 进气门关 最高压力3～5 最高2200～2800K 排气门关 0.3～0.5终了 1300～1600终了
汽车构造
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
•
发动机是汽车的动力源。迄今为止除为数不多
的电动汽车外，汽车发动机都是热能动力装置，或
简称热机。在热机中借助工质的状态变化将燃料燃
• 热机有内燃机和外燃机两种。直接以燃料燃烧 所生成的燃烧产物为工质的热机为内燃机，反之则 为外燃机。内燃机包括活塞式内燃机和燃气轮机。 外燃机则包括蒸汽机、汽轮机和热气机等。内燃机 与外燃机相比，具有结构紧凑、体积小、质量轻和 容易起动等许多优点。因此，内燃机尤其是活塞式
3.活塞行程：上、下止点之间的距离。一般用s表示。 • 对应一个活塞行程，曲轴旋转180°。
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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 。
曲柄半径
第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造
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1.进气行程 • 活塞在曲轴的带动下
由上止点移至下止点。此 时排气门关闭，进气门开 上止点 启。在活塞移动过程中， 气缸容积逐渐增大，气缸 内形成一定的真空度。空 下止点 气和汽油的混合物通过进 气门被吸入气缸，并在气 缸内进一步混合形成可燃
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2.曲柄连杆机构 • 功用：将活塞的往复 直线运动转化为曲轴的 旋转运动对外输出动力。 • 组成：主要由活塞、 连杆、曲轴和飞轮等件
组成。
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3.配气机构 功用：按照发动机的工作顺序和工作循环的要求， 定时开启和关闭进、排气门，使新鲜充量充入气缸 并将废气排出气缸。 组成：一般由气门、气门弹簧、凸轮轴、正时齿轮、 齿形皮带、摇臂、挺柱、推杆等组成。
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2、四冲程汽油机与柴油机的不同点 1)混合气形成方式不同
汽油机的汽油和空气在气缸外混合，进气行程进入 气缸的是可燃混合气。
柴油机进气行程进入气缸的是纯空气，柴油是在作 功行程开始阶段喷入气缸，在气缸内与空气混合。 2)点火方式不同
汽油机用电火花点燃混合气。 柴油机是用高压将柴油喷入气缸内，靠高温气体加热 自行着火燃烧，即着火方式不同。所以汽油机有点火系， 因而柴油机则无点火系。
• 5. 上、下止点间所包容的气缸容积称为气缸工作容积。
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• 6. • 内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃机排量。
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• 7. • 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，
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