技校汽车发动机工作原理

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1．1概述

发动机将某一形式的能量转化为机械能的机器。汽车最主要的总成之一，是动力的来源。作用将燃料与空气进行混合在其机体内燃烧，推动活塞往复运动再带动曲轴旋转，从而将化学能转变为机械能向汽车提供动力。

内燃机

燃料是在气缸中燃烧的。

汽油机燃用汽油的发动机

柴油机

燃用柴油的发动机。视频视频转子发动机第2页/共24页

1．2基本术语

活塞置于气缸中，活塞可在气缸中作往复直线运动，活塞通过连杆和曲轴相连，曲轴可绕其轴线旋转。观看Flash动画第3页/共24页

1.上止点：活塞离曲轴回转中心最远处；2.下止点：活塞离曲轴回转中心处；观看Flash动画第4页/共24页

3.活塞行程（S）：上、下两止点间的距离S=2R；

4.冲程：活塞由一个止点到另一个止点运动一次的过程5.气缸工作容积（Vh）：活塞从上止点到下止点所让出的空间的容积（L）

Ⅴh=πD2/(4×10-6)S(L)6.发动机工作容积（发动机排量）（VL）

发动机所有气缸工作容积之和

Ⅴi=Ⅴhi(L)

（i为发动机的气缸数）第5页/共24页

7.燃烧室容积（Vc）：活塞在上止点时，活塞顶上面的空间容积。8.气缸总容积（Va）：活塞在下止点时，活塞顶上面的空间容积。

Ⅴa=Ⅴh+ⅤC

9.压缩比（ε）：气缸总容积与燃烧室容积的比值。

ε=Ⅴa/ⅤC=(Ⅴh+ⅤC)/ⅤC=1+Ⅴh/ⅤC

它表示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气体压力和温度就越高。一般车用汽油机的压缩比为6－10，柴油机的压缩比为15－22。视频第6页/共24页

1．3发动机的总体构造1、四冲程汽油机组成两大机构：曲柄连杆机构、配气机构五大系统：冷却系、润滑系、燃料供给系、点火系、起动系1）曲柄连杆机构作用：实现功能转换。组成：气缸体和曲轴箱组、活塞连杆组、曲轴飞轮组2）配气机构

作用：适时开关进、排气门，以便可燃混合气能及时进入气缸、废气能及时从缸内排出。组成：进气门、排气门、挺杆、推杆、摇臂、凸轮轴、凸轮轴正时齿轮等组成。视频第7页/共24页

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3.燃料供给系作用：将汽油和空气混合成一定数量和一定浓度的混合气供入气缸，并将着火燃烧后的废气排出发动机。组成：主要由汽油箱、汽油滤清器、汽油泵、化油器、空气滤清器、进气管、排气管、排气消声器等组成。4.点火系作用：使火花塞适时产生电火花，点燃缸内的可燃混合气。。组成：主要由分电器、点火线圈、火花塞等组成。5.冷却系作用：把受热机件感受的多余热量散发到大气中去，以保证发动机在正常温度下工作。组成：主要由水泵、散热器、水套、风扇、节温器等组成。第9页/共24页

6.润滑系主要功用：将机油送到各摩擦副间，以减少它们之间的摩擦与磨损。组成：主要由机油泵、集滤器、润滑油道、机油粗滤器、机油细滤器等组成。

7.起动系功用起动发动机组成起动机等件第10页/共24页

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1．4发动机简单工作原理1．4．1四冲程汽油机工作原理四冲程发动机活塞往复四个冲程完成一个循环的发动机

工作循环由进气、压缩、作功、排气四个冲程组成。

视频观看Flash动画视频第12页/共24页

视频第13页/共24页

排气门关闭进气门开启示功图大气压力线PVra上止点下止点进气行程进气门开启，排气门关闭。进气终了气体压力为0.075~0.09MPa，温度370~400K。进气行程第14页/共24页

进气门关闭排气门关闭压缩行程

进排气门全部关闭，压缩终了时，可燃混合气压力升高到0.6~1.2MPa，温度为600~700K。PVra示功图大气压力线c上止点下止点第15页/共24页

进气门关闭排气门关闭瞬时最高：温度2200~2800K，

压力3~5MPaZVPra示功图大气压力线cb上止点下止点

作功行程进、排气门仍旧关闭。活塞向下移动，终了气体压力降至0.3~0.5MPa，温度降300~1600K。第16页/共24页

进气门关闭排气门打开温度900~1200K压力105~125kPa残余废气PVr示功图大气压力线cZb上止点下止点

排气行程排气门开启，压力稍高于大气压，存在残余废气。第17页/共24页

1．4．2四冲程柴油机工作原理视频第18页/共24页

每个循环也由进气、压缩、作功、排气四个冲程组成。工作过程如左图动画所示第19页/共24页

1.进气行程

进入气缸的不是混合气，而是纯空气。2.压缩行程

(1)压缩行程压缩的是纯空气。

(2)压缩比大，压缩终了的温度和压力都比汽油机高，压力可达3MPa～5MPa，温度可达800K～1000K。

点燃温度汽油的点燃温度很低，约263K，柴油的点燃温度高，约为313K～359K。

自燃温度柴油的自燃温度低，约为473K573K，汽油自燃温度高，约为653K视频第20页/共24页

3.作功行程

(1)压缩行程末，喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷入气缸内的高温空气中，迅速汽化并与空气形成可燃混合气。因为此时气缸内的温度远高于柴油的自燃温度(约500K左右)，柴油自行着火燃烧，且以后的一段时间内边喷边燃烧，气缸内的温度、压力急剧升高，推动活塞下行作功。

(2)作功行程中，瞬时压力可达5MPa～10MPa，瞬时温度可达1800K～2200K；作功终了，压力约为200kPa～400kPa，温度约为1200K～1500K。4.排气行程

排气行程与汽油机排气行程基本相同。第21页/共24页

四冲程汽油机与柴油机的相同点与不同点

相同点：

1.每个工作循环曲轴转两周，每一冲程曲轴转半周，进气冲程进气门开，排气冲程排气门开，其余两个冲程进、排气门均关。

2.四个冲程中，只有作功冲程产生动力，其余三个冲程消耗能量。

3.必须用外力起动。

4.工作循环基本内容相似，主要机件的运动相同，结构基本相同。

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柴油机与汽油机不同点：

1.

混合气形成方式不同：汽油机是缸外混合；进入气缸的是燃油混合气；柴油机是缸内混合，进气冲程－进入气缸的是纯空气；2

.压缩冲程－压缩比大，压缩终了的压力、温度高