内燃机原理与构造
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四冲程汽油机主要由下列机构和系统组成：
1、曲柄连杆机构 2、配气机构 3、供给系统 4、点火系统 5、润滑系统 6、冷却系统 7、起动系统（起动装置） 四冲程柴油机的构造除点火系统和供给系统外，与
汽油机的大体相同。
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第3节
内燃机的基本工作原理
1-火花塞 2-气缸盖 3-凸轮轴 4-机体 5进气道
动机等。 4、按进气状态分，有非增压式内燃机和增压式内燃机之分。 5、按冷却方式分，有水冷式和风冷式两种。汽车和工程机械用内燃机多数是
水冷式的。 6、按气缸数及布置分，有单缸内燃机、多缸内燃机、立式内燃机、卧式内燃
机、直列式内燃机、V形内燃机(图1-1a)、对置气缸式内燃机(图1-1b)、斜置 式内燃机。 7、按用途分类，有汽车用、工程机械用、拖拉机用、船用、坦克用、摩托车 用、发电用、农用等内燃机。 8、其他，除以上方式分类外，还可按转速来分，有高速、中速和低速等几种。
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1.1.2 内燃机的分类
1、按工作循环所需行程数，按照完成一个工作循环所需的行程数来分，有四 冲程内燃机和二冲程内燃机，汽车和工程机械用内燃机多为四冲程内燃机。
2、按着火方式分，有压缩着火（压燃式）和强制点火（点燃式）两类。 3、按使用燃料种类分，有汽油机、柴油机、煤气机、气体燃料及多种燃料发
2）压缩行程
当活塞继续从下止点向上止点运动时（相当于
曲轴转角180°~360°），进排气门均关闭，进入气
缸的混合气被压缩，该过程称为压缩行程。
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四冲程原理
3）做功行程（燃烧-膨胀行程）
在压缩行程末，火花塞开始点火，进、排气门都关闭，进
入气缸的可燃混合气被点燃、燃烧，放出大量的热能，导致气
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关于增压技术
柴油机增压的设想早在1892年鲁道夫·狄塞尔发表 柴油机理论时就提出来了，当时他指出：“在单缸 机上安装增压泵和进气室，这样改变了进气室中的 空气压力，就能改变输出功率”。1911~1914年瑞 士工程师艾尔弗德·比希（Alfred Buchi）首先提 出柴油机废气涡轮增压的理论，并于1915年进行了 试验。1925年他又以“脉冲增压”获得瑞士专利。 1926年废气涡轮增压技术开始用于四冲程柴油机， 1942年以后在低速、船用二冲程柴油机上陆续采用。 增压技术可以有效地提高柴油机的平均有效压力， 从而大幅度地提高柴油机的有效功率。
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1890年英国的克拉克和罗伯逊、德国的卡尔·奔驰成功地发明了二
冲程内燃机。
为了研制使用廉价燃料的发动机，并进一步 提高发动机的热效率，1892年德国工程师鲁 道夫·狄塞尔（Rudolf Diesel）首先提出 了柴油机的工作原理。他在发明专利中写道： “在气缸中的纯空气将被活塞强烈的压缩， 致使它所产生的温度远超过所使用燃料的自 然温度，而燃料的喷入气缸是在活塞越过上 止点之后进行的……”。一般来说，现代的 柴油机基本上是按照这一原理工作的。
行程名 称
进气
曲轴转角 0°~180°
压缩 做功 排气
180°~360 °
360°~540 °
540°~720 °
活塞行 向
↓ ↑
↓
↑
进气门 开 关 关 关
排气门 关 关 关 开
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四冲程原理
1）进气行程
当活塞从上止点（活塞顶面离曲轴中心最远处）向 下止点（活塞顶面离曲轴中心最近处）运动时，曲 轴转角为0°~180°，进气门开启，排气门关闭，电 控喷油器向进气道喷油，空气与汽油混合，而后被 吸入气缸，该过程称为进气行程。
内燃机原理
第1章
内燃机的总体构造与基本工作 原理
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1.1.1 内燃机发展简史
1885年德国人戈特利布·戴姆勒（Gottlieb Daimler）仿照四冲程煤气机的工作原理制 成了第一台汽油机，并于1886年使第一台用 汽油机驱动的汽车问世。与此同时，德国工 程师卡尔·奔驰（Karl Benz）也于1886年1 月20日向德国帝国专利局申请了他发明的汽 车专利，同年11月2日专利局批准了他的发 明，并颁发了专利证书。因此，奔驰和戴姆 勒两人是世界上公认的汽车发明人。
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图1-1 V形与对置气缸排列
a）V形内燃机 机
b）对置气缸式内燃
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第2节 内燃机的总体构造
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1-2 四冲程汽油机总体组成
1-凸轮轴 2-摇臂 3-排气门 4-火花塞 5-电控喷油 器 6-燃油滤清器 7-电动燃油泵 8-燃油箱 9-点火 线圈组件 10-燃油压力调节阀 11-进气门 12-冷却 液温度传感器 13-爆震传感器 14-进气管 15-进气 温度传感器 16-节气门 17-节气门传感器 18-空气 滤清器 19-空气质量计 20-控制单元（ECU） 21冷却液套 22-曲轴位置传感器 23-点火开关 24-蓄 电池 25-起动电机 26-飞轮 27-油底壳 28-机油 29-曲轴 30-连杆31-曲轴带轮（主动三角皮带轮） 32-正时皮带 33-气缸 34-排气三元催化转化器 35-氧传感器 36-活塞37-凸轮轴正时皮带轮（凸轮 轴带轮）
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关于排放标准
1961年美国开始规定轿车的排气标准，1970 年美国加利福尼亚州决定对载重卡车用柴油 机排放的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合 物从1973年和1975年起分两个阶段进行限制， 接着在欧洲、日本和我国都相应制定了汽车 排放法规，并且这些法规将越来越严格。此 外，由于从1973年10月开始，石油输出国大 幅度地提高石油价格，从而引起各国对发动 机燃油经济性的重视。
6-气缸 7-活塞 8-曲 轴 9-曲轴正时皮带轮 10-传动
链轮 11-连杆 12-气 门 13-凸轮轴正时齿 轮
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图1-4 四冲程汽油机基本结构简图
1-气缸 2-活塞 3-连 4-曲轴 5-气缸盖 6-进气门
7-进气道 8-火花塞 9-排气门 10-排气道
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表1-1 四冲程汽油机工作过程
缸内气体压力和温度迅速增加（最高压力达5Mpa，最高温度达
2800K），气体体积急剧膨胀，推动活塞从上止点向下止点运动
（相当于曲轴转角360°~540°），通过连杆使曲轴旋转并输出
四冲程汽油机主要由下列机构和系统组成：
1、曲柄连杆机构 2、配气机构 3、供给系统 4、点火系统 5、润滑系统 6、冷却系统 7、起动系统（起动装置） 四冲程柴油机的构造除点火系统和供给系统外，与
汽油机的大体相同。
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第3节
内燃机的基本工作原理
1-火花塞 2-气缸盖 3-凸轮轴 4-机体 5进气道
动机等。 4、按进气状态分，有非增压式内燃机和增压式内燃机之分。 5、按冷却方式分，有水冷式和风冷式两种。汽车和工程机械用内燃机多数是
水冷式的。 6、按气缸数及布置分，有单缸内燃机、多缸内燃机、立式内燃机、卧式内燃
机、直列式内燃机、V形内燃机(图1-1a)、对置气缸式内燃机(图1-1b)、斜置 式内燃机。 7、按用途分类，有汽车用、工程机械用、拖拉机用、船用、坦克用、摩托车 用、发电用、农用等内燃机。 8、其他，除以上方式分类外，还可按转速来分，有高速、中速和低速等几种。
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1.1.2 内燃机的分类
1、按工作循环所需行程数，按照完成一个工作循环所需的行程数来分，有四 冲程内燃机和二冲程内燃机，汽车和工程机械用内燃机多为四冲程内燃机。
2、按着火方式分，有压缩着火（压燃式）和强制点火（点燃式）两类。 3、按使用燃料种类分，有汽油机、柴油机、煤气机、气体燃料及多种燃料发
2）压缩行程
当活塞继续从下止点向上止点运动时（相当于
曲轴转角180°~360°），进排气门均关闭，进入气
缸的混合气被压缩，该过程称为压缩行程。
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四冲程原理
3）做功行程（燃烧-膨胀行程）
在压缩行程末，火花塞开始点火，进、排气门都关闭，进
入气缸的可燃混合气被点燃、燃烧，放出大量的热能，导致气
实用文档
关于增压技术
柴油机增压的设想早在1892年鲁道夫·狄塞尔发表 柴油机理论时就提出来了，当时他指出：“在单缸 机上安装增压泵和进气室，这样改变了进气室中的 空气压力，就能改变输出功率”。1911~1914年瑞 士工程师艾尔弗德·比希（Alfred Buchi）首先提 出柴油机废气涡轮增压的理论，并于1915年进行了 试验。1925年他又以“脉冲增压”获得瑞士专利。 1926年废气涡轮增压技术开始用于四冲程柴油机， 1942年以后在低速、船用二冲程柴油机上陆续采用。 增压技术可以有效地提高柴油机的平均有效压力， 从而大幅度地提高柴油机的有效功率。
实用文档
1890年英国的克拉克和罗伯逊、德国的卡尔·奔驰成功地发明了二
冲程内燃机。
为了研制使用廉价燃料的发动机，并进一步 提高发动机的热效率，1892年德国工程师鲁 道夫·狄塞尔（Rudolf Diesel）首先提出 了柴油机的工作原理。他在发明专利中写道： “在气缸中的纯空气将被活塞强烈的压缩， 致使它所产生的温度远超过所使用燃料的自 然温度，而燃料的喷入气缸是在活塞越过上 止点之后进行的……”。一般来说，现代的 柴油机基本上是按照这一原理工作的。
行程名 称
进气
曲轴转角 0°~180°
压缩 做功 排气
180°~360 °
360°~540 °
540°~720 °
活塞行 向
↓ ↑
↓
↑
进气门 开 关 关 关
排气门 关 关 关 开
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四冲程原理
1）进气行程
当活塞从上止点（活塞顶面离曲轴中心最远处）向 下止点（活塞顶面离曲轴中心最近处）运动时，曲 轴转角为0°~180°，进气门开启，排气门关闭，电 控喷油器向进气道喷油，空气与汽油混合，而后被 吸入气缸，该过程称为进气行程。
内燃机原理
第1章
内燃机的总体构造与基本工作 原理
实用文档
1.1.1 内燃机发展简史
1885年德国人戈特利布·戴姆勒（Gottlieb Daimler）仿照四冲程煤气机的工作原理制 成了第一台汽油机，并于1886年使第一台用 汽油机驱动的汽车问世。与此同时，德国工 程师卡尔·奔驰（Karl Benz）也于1886年1 月20日向德国帝国专利局申请了他发明的汽 车专利，同年11月2日专利局批准了他的发 明，并颁发了专利证书。因此，奔驰和戴姆 勒两人是世界上公认的汽车发明人。
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图1-1 V形与对置气缸排列
a）V形内燃机 机
b）对置气缸式内燃
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第2节 内燃机的总体构造
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1-2 四冲程汽油机总体组成
1-凸轮轴 2-摇臂 3-排气门 4-火花塞 5-电控喷油 器 6-燃油滤清器 7-电动燃油泵 8-燃油箱 9-点火 线圈组件 10-燃油压力调节阀 11-进气门 12-冷却 液温度传感器 13-爆震传感器 14-进气管 15-进气 温度传感器 16-节气门 17-节气门传感器 18-空气 滤清器 19-空气质量计 20-控制单元（ECU） 21冷却液套 22-曲轴位置传感器 23-点火开关 24-蓄 电池 25-起动电机 26-飞轮 27-油底壳 28-机油 29-曲轴 30-连杆31-曲轴带轮（主动三角皮带轮） 32-正时皮带 33-气缸 34-排气三元催化转化器 35-氧传感器 36-活塞37-凸轮轴正时皮带轮（凸轮 轴带轮）
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关于排放标准
1961年美国开始规定轿车的排气标准，1970 年美国加利福尼亚州决定对载重卡车用柴油 机排放的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合 物从1973年和1975年起分两个阶段进行限制， 接着在欧洲、日本和我国都相应制定了汽车 排放法规，并且这些法规将越来越严格。此 外，由于从1973年10月开始，石油输出国大 幅度地提高石油价格，从而引起各国对发动 机燃油经济性的重视。
6-气缸 7-活塞 8-曲 轴 9-曲轴正时皮带轮 10-传动
链轮 11-连杆 12-气 门 13-凸轮轴正时齿 轮
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图1-4 四冲程汽油机基本结构简图
1-气缸 2-活塞 3-连 4-曲轴 5-气缸盖 6-进气门
7-进气道 8-火花塞 9-排气门 10-排气道
实用文档
表1-1 四冲程汽油机工作过程
缸内气体压力和温度迅速增加（最高压力达5Mpa，最高温度达
2800K），气体体积急剧膨胀，推动活塞从上止点向下止点运动
（相当于曲轴转角360°~540°），通过连杆使曲轴旋转并输出