汽车汽油发动机结构和工作原理

1、汽车汽油发动机结构及原理汽车汽油发动机结构及原理 教学目标与要求教学目标与要求掌握发动机的基本概念及分类掌握发动机的基本概念及分类掌握四冲程发动机的结构及工作原理掌握四冲程发动机的结构及工作原理 教学重点教学重点发动机的概念及分类发动机的概念及分类1.四冲程发动机的工作原理四冲程发动机的工作原理 教学难点教学难点四冲程汽油发动机的工作原理四冲程汽油发动机的工作原理一一. 发动机的基本概念，分类方法及结发动机的基本概念，分类方法及结构构1. 发动机基本概念发动机基本概念 目前的传统发动机都是将燃料的化学能目前的传统发动机都是将燃料的化学能转变为热能，再由热能转变为机械动力，并通转变为热能，再由热

2、能转变为机械动力，并通过底盘的传动系和行驶系驱动汽车行驶过底盘的传动系和行驶系驱动汽车行驶.2. 发动机的分类发动机的分类 按活塞的运动方式分类：往复活塞式和旋转活塞式按活塞的运动方式分类：往复活塞式和旋转活塞式 按燃料分类按燃料分类：汽油发动机汽油发动机 柴油发动机，气体燃料发动机柴油发动机，气体燃料发动机 （图） 按着火方式分类按着火方式分类：压燃式和点燃式压燃式和点燃式 （图） 按工作循环冲程数分类按工作循环冲程数分类：四冲程和二冲程四冲程和二冲程 （图） 冷却方式分类冷却方式分类：水冷式和风冷式水冷式和风冷式 （图） 按活塞的行程数分类：二冲程发动机，四冲程发动机按活塞的行程数分类：二

3、冲程发动机，四冲程发动机 按发动机进气形式分为按发动机进气形式分为：增压式和非增压式发动机增压式和非增压式发动机（图）压缩天然气发动压缩天然气发动机机柴油发动机柴油发动机汽油发动机汽油发动机双燃料发动机双燃料发动机 3.四冲程汽油发动机的基本结构四冲程汽油发动机的基本结构1-1-火花塞火花塞 2-2-气缸盖气缸盖 3-3-凸轮轴凸轮轴 4-4-机体机体 5-5-进气道进气道 6-6-气缸气缸 7-7-活塞活塞 8-8-曲轴曲轴 9-9-曲轴皮带轮曲轴皮带轮 1010传动链轮传动链轮 11-11-连杆连杆 12-12-气门气门 13-13-凸轮轴正时齿轮凸轮轴正时齿轮4.单缸四冲程汽油机基本结构

4、单缸四冲程汽油机基本结构2R上止点上止点下止点下止点5.5.发动机常用术语发动机常用术语 上止点上止点（图）：（图）： 活塞顶离曲轴中心活塞顶离曲轴中心线最远的位置线最远的位置 下止点下止点（图）：（图）： 活塞顶离曲轴中心活塞顶离曲轴中心线最近的位置线最近的位置 活塞行程活塞行程（图）：（图）： 上下止点间的距离上下止点间的距离 S=2RS=2RS曲轴中心线上止点上止点下止点下止点工作容积工作容积 汽缸工作容积汽缸工作容积（图）：（图）： 活塞由上止点到下活塞由上止点到下止点运动扫过的容积。止点运动扫过的容积。 发动机工作容积（排发动机工作容积（排量量V V1 1）：）： 发动机全部气缸工发

5、动机全部气缸工作容积之和。作容积之和。 燃烧室容积燃烧室容积（图）：（图）： 活塞在上止点时其活塞在上止点时其上方的容积上方的容积 气缸总容积（气缸总容积（V Va a）：）： 活塞在下止点时其活塞在下止点时其上方的全部容积上方的全部容积 压缩比：压缩比： 气缸总容积与燃烧气缸总容积与燃烧室容积之比室容积之比 二二. 四冲程发动机的工作原理四冲程发动机的工作原理 四冲程发动机的四个冲程主要指：四冲程发动机的四个冲程主要指：进气冲程，压缩冲程，做功冲程和排气进气冲程，压缩冲程，做功冲程和排气冲程冲程。 进气行程进气行程作用：作用： 吸入混合气吸入混合气过程过程： 活塞在曲轴的带动下活塞在曲轴的带

6、动下由上由上止点移至下止点止点移至下止点。此时。此时进进气门开启，排气门关闭气门开启，排气门关闭，曲轴转动曲轴转动180180。在活塞移。在活塞移动过程中，汽缸容积逐渐动过程中，汽缸容积逐渐增大，汽缸内气体压力降增大，汽缸内气体压力降低，汽缸内形成一定的真低，汽缸内形成一定的真空度，空气和汽油的混合空度，空气和汽油的混合气通过进气门被吸入汽缸，气通过进气门被吸入汽缸，并在汽缸内进一步混合形并在汽缸内进一步混合形成可燃混合成可燃混合气气 。活塞排气门关排气门关闭闭进气门开进气门开启启终了压终了压力力: : 0.080.08- -0.09MPa0.09MPa终了温终了温度度: :320320- -

7、380K380K曲轴转曲轴转角角: :0 0o o- -180180 o 压缩压缩行行程程作用：作用： 压缩混合气，为燃烧创造压缩混合气，为燃烧创造条件条件过程：过程： 压缩冲程时，压缩冲程时，进、排气门进、排气门同时关闭同时关闭。活塞从下止点活塞从下止点向上止点运动向上止点运动，曲轴转动，曲轴转动180180。活塞上移时，工。活塞上移时，工作容积逐渐缩小，缸内混作容积逐渐缩小，缸内混合气受压缩后压力和温度合气受压缩后压力和温度不断升高不断升高。 活塞活塞排气门关闭进气门关进气门关闭闭终了压力终了压力: : 0.8-0.8-1.5MPa1.5MPa终了温度终了温度: : 600-750K600

8、-750K曲轴转曲轴转角角: :180o-180o-360 o360 o 做功做功行行程程作用：作用： 燃烧高温高压气体膨胀做燃烧高温高压气体膨胀做功功过程：过程： 当活塞接近上止点时，由当活塞接近上止点时，由火花塞点燃可燃混合气火花塞点燃可燃混合气，混合气燃烧释放出大量的混合气燃烧释放出大量的热能，使汽缸内气体的压热能，使汽缸内气体的压力和温度迅速提高高温高力和温度迅速提高高温高压的燃气压的燃气推动活塞从上止推动活塞从上止点向下止点运动点向下止点运动，并通过，并通过曲柄连杆机构对外输出机曲柄连杆机构对外输出机械能械能。活塞活塞排气门关排气门关闭闭进气门关进气门关闭闭曲轴转曲轴转角角:360:

9、360o o- -540 540 o o最高压力最高压力: : 3 -5MPa3 -5MPa最高温度：最高温度：2200-2800K2200-2800K终了压力终了压力: : 0.350.35- -0.5kPa0.5kPa终了温度终了温度: : 1200 -1500K1200 -1500K火花塞点火花塞点火火排气排气行行程程作用：作用： 排出膨胀做功后的废气排出膨胀做功后的废气过程：过程： 排气门开启，进气门仍然排气门开启，进气门仍然关闭，活塞从下止点向上关闭，活塞从下止点向上止点运动止点运动，曲轴转动，曲轴转动180180。排气门开启时，。排气门开启时，燃烧后的废气一方面在汽燃烧后的废气一方

10、面在汽缸内外压差作用下向缸外缸内外压差作用下向缸外排出，另一方面通过活塞排出，另一方面通过活塞的排挤作用向缸外排气的排挤作用向缸外排气 活塞活塞排气门开排气门开启启进气门关进气门关闭闭终了压力终了压力: : 0.1050.105- -0.12MPa0.12MPa终了温度终了温度: : 900-900-1100K1100K曲轴转曲轴转角角:540:540o o- -720 720 o o接下来我们在来看一下接下来我们在来看一下四个冲程完整的过程四个冲程完整的过程发动机结构及原发动机结构及原 理理3D3D视频视频思考：思考：1 1 一个工作循环活塞往返几次？一个工作循环活塞往返几次？ 2 2次次2 2 一个工作循环曲轴转