第一節(jié)往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理

1、汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：發(fā)動機(jī)基本工作原理、編號規(guī)則和總體構(gòu)造發(fā)動機(jī)基本工作原理、編號規(guī)則和總體構(gòu)造發(fā)動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、作用和常用術(shù)語發(fā)動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、作用和常用術(shù)語發(fā)動機(jī)主要性能指標(biāo)定義和作用發(fā)動機(jī)主要性能指標(biāo)定義和作用汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理一、發(fā)動機(jī)分類：一、發(fā)動機(jī)分類： 發(fā)動機(jī)是汽車的動力源，是將某一種形式的能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器。發(fā)動機(jī)是汽車的動力源，是將某一種形式的能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器。1 1

2、、熱機(jī)：將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的發(fā)動機(jī)稱為熱力發(fā)動機(jī)，又熱機(jī)。、熱機(jī)：將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的發(fā)動機(jī)稱為熱力發(fā)動機(jī)，又熱機(jī)。3 3、內(nèi)燃機(jī)的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕容易起動。、內(nèi)燃機(jī)的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕容易起動。內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī): :直接以燃料燃燒所生成的燃燒物為工質(zhì)的熱機(jī)。直接以燃料燃燒所生成的燃燒物為工質(zhì)的熱機(jī)。外燃機(jī)：是指燃料在機(jī)器外部燃燒，通過介質(zhì)將熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。外燃機(jī)：是指燃料在機(jī)器外部燃燒，通過介質(zhì)將熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。2 2、熱機(jī)類型：、熱機(jī)類型：4 4、汽車發(fā)動機(jī)（指活塞式內(nèi)燃機(jī)）分類：、汽車發(fā)動機(jī)（指活塞式內(nèi)燃機(jī)）分類：根據(jù)沖程數(shù)分：二沖程發(fā)動機(jī)四沖程發(fā)動機(jī)按冷卻方式

3、不同：風(fēng)冷發(fā)動機(jī)水冷發(fā)動機(jī)汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理按氣缸數(shù)和排列形式分：單缸發(fā)動機(jī)多缸發(fā)動機(jī)直列式發(fā)動機(jī)V型布置發(fā)動機(jī)水平對置式發(fā)動機(jī)按使用的燃料不同：汽油發(fā)動機(jī)柴油發(fā)動機(jī)單列式單列式型型對置式對置式汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理二、往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu): :1 1、總體結(jié)構(gòu)：、總體結(jié)構(gòu)：發(fā)動機(jī)是由兩大機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng) 組成。兩大機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng)冷卻系潤滑系起動系點(diǎn)火系供給系汽車工程

4、系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理2 2、常用術(shù)語：、常用術(shù)語：工作循環(huán)：是指活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動完成進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣四個(gè)工作過程稱 為一個(gè)工作循環(huán)。上止點(diǎn)：是指活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)處，即活塞的最高位置。下止點(diǎn)：是指活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處，即活塞的最低位置?；钊谐?S)：是指活塞在上、下兩止點(diǎn)之間的距離。曲柄半徑(R):是指與連桿大端相連接的曲柄銷的中心線到曲軸 回轉(zhuǎn)中心線的距離。 S=2R氣缸工作容積（Vh）：是指活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過的容積。D:氣缸直徑（mm） S：活塞行程（mm）26( )4 10hds

5、Vl汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理發(fā)動機(jī)工作容積（VL）：是指發(fā)動機(jī)所有氣缸工作容積的總和，即發(fā)動機(jī)排量。LhVVii:為發(fā)動機(jī)缸數(shù)燃燒室容積(VC):是指活塞在上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂部與缸蓋構(gòu)成的空間容積。氣缸總?cè)莘e（Va）:是指活塞在上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂部與缸蓋構(gòu)成的空間容積。壓縮比（）：是指氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比值。1ahhccccVVVVVVV 工況：是指內(nèi)燃機(jī)在某一時(shí)刻的運(yùn)行狀況，通常用該時(shí)刻內(nèi)燃機(jī)對外輸出 有效功率和轉(zhuǎn)速表示。負(fù)荷率：是指內(nèi)燃機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下發(fā)出的有效功率與相同轉(zhuǎn)速下所能發(fā)出 的最大有效功率的比

6、值。發(fā)動機(jī)排量是一個(gè)非常重要的特征參數(shù)，轎車就是以發(fā)動機(jī)排量大小來進(jìn)行分級。微型：VL1.0；普通級：VL1.01.6；中級：VL1.62.5；中高級：VL2.54.0；高級：VL4.0.汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理發(fā)發(fā) 動動 機(jī)機(jī) 常常 用用 術(shù)術(shù) 語語活塞處于上止點(diǎn)活塞處于上止點(diǎn)活塞處于下止點(diǎn)活塞處于下止點(diǎn)汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理動動 畫畫 演演 示示汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

7、往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理三、四沖程發(fā)動機(jī)工作原理：三、四沖程發(fā)動機(jī)工作原理：1 1、工作循環(huán)：發(fā)動機(jī)一個(gè)工作循環(huán)包括、工作循環(huán)：發(fā)動機(jī)一個(gè)工作循環(huán)包括 進(jìn)氣過程、壓縮過程、做進(jìn)氣過程、壓縮過程、做 功過程和排氣過程。功過程和排氣過程。3 3、具體過程、具體過程：進(jìn)氣過程進(jìn)氣過程壓縮過程壓縮過程做功過程做功過程排氣過程排氣過程動動 畫畫 演演 示示2 2、一個(gè)工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩圈，完成一次做功。、一個(gè)工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩圈，完成一次做功。汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理4 4、汽油發(fā)動機(jī)工作過程分析：、汽油發(fā)動機(jī)

8、工作過程分析：A A、進(jìn)氣行程：、進(jìn)氣行程：活塞由上止點(diǎn)活塞由上止點(diǎn)往下止點(diǎn)運(yùn)動，往下止點(diǎn)運(yùn)動，曲軸轉(zhuǎn)過曲軸轉(zhuǎn)過180180度。度。B B、壓縮行程：、壓縮行程：活塞由下止活塞由下止點(diǎn)往上止點(diǎn)點(diǎn)往上止點(diǎn)運(yùn)動，運(yùn)動，曲軸曲軸轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)過180180度。度。C C、作功行程：、作功行程：活塞由上止活塞由上止點(diǎn)往下止點(diǎn)點(diǎn)往下止點(diǎn)運(yùn)動，曲軸運(yùn)動，曲軸轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)過180180度。度。D D、排氣行程：、排氣行程：活塞由下止活塞由下止點(diǎn)往上止點(diǎn)點(diǎn)往上止點(diǎn)運(yùn)動，曲軸運(yùn)動，曲軸轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)過180180度度。汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)氣進(jìn)

9、氣行程行程l活塞由曲軸帶動活塞由曲軸帶動從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動，運(yùn)動，此時(shí)，此時(shí)，進(jìn)氣門開啟，排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門開啟，排氣門關(guān)閉。在活塞。在活塞向下移動的過程中，向下移動的過程中，氣缸內(nèi)容積逐漸增大氣缸內(nèi)容積逐漸增大，形成一定真空度，于是形成一定真空度，于是空氣和燃油的可燃空氣和燃油的可燃混合氣混合氣通過進(jìn)氣門被吸入氣缸，直至活塞通過進(jìn)氣門被吸入氣缸，直至活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣門關(guān)閉，停止進(jìn)氣。到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣門關(guān)閉，停止進(jìn)氣。l由于進(jìn)氣系統(tǒng)存在進(jìn)氣阻力，進(jìn)氣終了時(shí)由于進(jìn)氣系統(tǒng)存在進(jìn)氣阻力，進(jìn)氣終了時(shí)氣缸內(nèi)氣體的壓力低于大氣壓力，約為氣缸內(nèi)氣體的壓力低于大氣壓力，約為0.00.0

10、75MPa75MPa0.09MPa0.09MPa。由于氣缸壁、活塞等高。由于氣缸壁、活塞等高溫件及上一循環(huán)留下的高溫殘余廢氣的加溫件及上一循環(huán)留下的高溫殘余廢氣的加熱，氣體溫度升高到熱，氣體溫度升高到370K370K400K400K。汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理A A、進(jìn)氣行程：、進(jìn)氣行程：排氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門開啟進(jìn)氣門開啟活活塞塞下下行行P示功圖示功圖：表示活塞在不同位置時(shí)氣表示活塞在不同位置時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓力的變化情況。缸內(nèi)氣體壓力的變化情況。a上上止點(diǎn)止點(diǎn)下止點(diǎn)下止點(diǎn)大氣壓力線大氣壓力線Vr示功圖示功圖

11、進(jìn)氣終了時(shí)氣缸內(nèi)進(jìn)氣終了時(shí)氣缸內(nèi)壓力壓力為為0.0740.0740.093Mpa0.093Mpa，溫度溫度上升至上升至353353403K403K 汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理壓縮壓縮行程行程l為使可燃混合氣迅速燃燒，達(dá)到改善發(fā)為使可燃混合氣迅速燃燒，達(dá)到改善發(fā)動機(jī)動力性和經(jīng)濟(jì)性的目的，必須在燃動機(jī)動力性和經(jīng)濟(jì)性的目的，必須在燃燒前對可燃混合氣進(jìn)行壓縮，以提高可燒前對可燃混合氣進(jìn)行壓縮，以提高可燃混合氣的溫度和壓力。因此，在進(jìn)氣燃混合氣的溫度和壓力。因此，在進(jìn)氣行程結(jié)束時(shí)立即進(jìn)入壓縮行程，行程結(jié)束時(shí)立即進(jìn)入壓縮行

12、程，活塞在活塞在曲軸的帶動下，從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動，曲軸的帶動下，從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動，由于進(jìn)、排氣門均關(guān)閉，氣缸內(nèi)容積逐由于進(jìn)、排氣門均關(guān)閉，氣缸內(nèi)容積逐漸減小，可燃混合氣壓力、溫度逐漸升漸減小，可燃混合氣壓力、溫度逐漸升高。高。 l壓縮終了時(shí)，氣缸內(nèi)的壓力約為壓縮終了時(shí)，氣缸內(nèi)的壓力約為0.6MP0.6MPa a1.2MPa1.2MPa，溫度約為，溫度約為600K700K700K。汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理B B、壓縮過程：、壓縮過程：進(jìn)氣門關(guān)閉進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活活塞塞上上行行壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)

13、壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)壓力壓力上升至上升至0.60.61.5Mpa1.5Mpa，溫溫度度繼續(xù)上升至繼續(xù)上升至600600700K 700K 。示功圖示功圖：表示活塞在不同位置時(shí)氣缸表示活塞在不同位置時(shí)氣缸 內(nèi)氣體壓力的變化情況。內(nèi)氣體壓力的變化情況。PVra示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線上止點(diǎn)上止點(diǎn)下止點(diǎn)下止點(diǎn)汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理做功行程做功行程l在壓縮行程末，在壓縮行程末，火花塞產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃混合火花塞產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃混合氣氣并迅速燃燒，使氣體的溫度、壓力迅速升并迅速燃燒，使氣體的溫度、壓力迅速升高而膨脹，從

14、而推動高而膨脹，從而推動活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動運(yùn)動，通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)作功，至活塞到，通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)作功，至活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)作功結(jié)束。達(dá)下止點(diǎn)時(shí)作功結(jié)束。l在作功行程中，在作功行程中，開始階段氣缸內(nèi)氣體壓力、開始階段氣缸內(nèi)氣體壓力、溫度急劇上升，瞬間壓力可達(dá)溫度急劇上升，瞬間壓力可達(dá)3MPa3MPa5MPa5MPa，瞬時(shí)溫度可達(dá)瞬時(shí)溫度可達(dá)2200K2200K2800K2800K。隨著活塞下行，隨著活塞下行，氣缸容積增大，氣缸內(nèi)壓力、溫度逐漸下降，氣缸容積增大，氣缸內(nèi)壓力、溫度逐漸下降，作功終了時(shí)，壓力約為作功終了時(shí)，壓力約為0.30.30.5MPa0.5MPa，溫度

15、約，溫度約為為1300K1300K1600K1600K。汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理C C、做功過程：、做功過程：進(jìn)氣門關(guān)閉進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活活塞塞下下行行作功中氣缸內(nèi)作功中氣缸內(nèi)最高壓力最高壓力可達(dá)可達(dá)3 35Mpa5Mpa，最高溫度最高溫度可達(dá)可達(dá)220022002800K2800K；作功終了時(shí)氣缸內(nèi)；作功終了時(shí)氣缸內(nèi)壓力壓力下降至下降至0.30.30.5Mpa0.5Mpa，溫度溫度下降下降至至130013001600K1600K。 PVra示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線Zb上止點(diǎn)上止點(diǎn)下止點(diǎn)

16、下止點(diǎn)示功圖示功圖：表示活塞在不同位置時(shí)氣缸表示活塞在不同位置時(shí)氣缸 內(nèi)氣體壓力的變化情況。內(nèi)氣體壓力的變化情況。汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理排氣行程排氣行程l為使循環(huán)能夠連續(xù)進(jìn)行，須將燃燒產(chǎn)生為使循環(huán)能夠連續(xù)進(jìn)行，須將燃燒產(chǎn)生的廢氣排出。在作功行程終了時(shí)，的廢氣排出。在作功行程終了時(shí)，排氣排氣門打開，進(jìn)氣門關(guān)閉，門打開，進(jìn)氣門關(guān)閉，曲軸通過連桿推曲軸通過連桿推動動活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動，廢氣在運(yùn)動，廢氣在自身剩余壓力和活塞推動下，被排出氣自身剩余壓力和活塞推動下，被排出氣缸，至活塞到達(dá)上止

17、點(diǎn)時(shí)，排氣門關(guān)閉，缸，至活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，排氣門關(guān)閉，排氣結(jié)束。排氣結(jié)束。l排氣行程終了時(shí)，由于燃燒室容積的存排氣行程終了時(shí)，由于燃燒室容積的存在，氣缸內(nèi)還存有少量廢氣，氣體壓力在，氣缸內(nèi)還存有少量廢氣，氣體壓力也因排氣系統(tǒng)存在排氣阻力而略高于大也因排氣系統(tǒng)存在排氣阻力而略高于大氣壓力。此時(shí)，氣壓力。此時(shí)，壓力約為壓力約為0 0105MPa105MPa0 0115MPa115MPa，溫度約為，溫度約為900K900K1200K1200K。汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理D D、排氣過程：、排氣過程：進(jìn)氣門關(guān)閉進(jìn)氣門關(guān)

18、閉排氣門打開排氣門打開殘余廢氣殘余廢氣活活塞塞上上行行排氣終了時(shí)氣缸內(nèi)排氣終了時(shí)氣缸內(nèi)壓強(qiáng)壓強(qiáng)下降至下降至0.1020.1020.120Mpa0.120Mpa，溫度溫度下下降至降至9009001200K1200KPVr示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線cZ上止點(diǎn)上止點(diǎn)下止點(diǎn)下止點(diǎn) a 示功圖示功圖：表示活塞在不同位置時(shí)氣缸表示活塞在不同位置時(shí)氣缸 內(nèi)氣體壓力的變化情況。內(nèi)氣體壓力的變化情況。汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理五、四沖程柴油機(jī)結(jié)構(gòu)和工作過程：五、四沖程柴油機(jī)結(jié)構(gòu)和工作過程： 與汽油機(jī)工作原理相比，與汽油機(jī)工

19、作原理相比，只有一個(gè)行程即作功行程中，只有一個(gè)行程即作功行程中，柴油機(jī)由于用的柴油粘度比柴油機(jī)由于用的柴油粘度比汽油大、不易蒸發(fā)，且自然汽油大、不易蒸發(fā)，且自然溫度又較汽油低，所以采用溫度又較汽油低，所以采用的是壓燃式點(diǎn)火。的是壓燃式點(diǎn)火。 噴油器噴油器噴油泵噴油泵1 1、結(jié)構(gòu)：、結(jié)構(gòu)：汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理汽油機(jī)和柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)汽油機(jī)和柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)汽油機(jī)結(jié)構(gòu)汽油機(jī)結(jié)構(gòu)柴油機(jī)結(jié)構(gòu)柴油機(jī)結(jié)構(gòu)汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理2、四沖程柴

20、油機(jī)工作原理l四沖程柴油機(jī)和四沖程汽油機(jī)一樣，每個(gè)工作循環(huán)也是由進(jìn)氣、壓縮、作功四沖程柴油機(jī)和四沖程汽油機(jī)一樣，每個(gè)工作循環(huán)也是由進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)行程組成。由于所使用燃料的性質(zhì)不同，在可燃混合氣的形成和和排氣四個(gè)行程組成。由于所使用燃料的性質(zhì)不同，在可燃混合氣的形成和著火方式上與汽油機(jī)有很大區(qū)別。單缸四沖程柴油機(jī)工作循環(huán)示意圖如圖所著火方式上與汽油機(jī)有很大區(qū)別。單缸四沖程柴油機(jī)工作循環(huán)示意圖如圖所示示汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理工作過程工作過程進(jìn)氣過程：進(jìn)氣過程：活塞由上止點(diǎn)活塞由上止點(diǎn)往下止點(diǎn)運(yùn)動，往

21、下止點(diǎn)運(yùn)動，曲軸轉(zhuǎn)過曲軸轉(zhuǎn)過180180度度, ,進(jìn)入氣缸的是進(jìn)入氣缸的是空氣?？諝?。壓縮過程：壓縮過程：活塞由下止活塞由下止點(diǎn)往上止點(diǎn)點(diǎn)往上止點(diǎn)運(yùn)動，曲軸運(yùn)動，曲軸轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)過180180度。度。做功過程：做功過程：活塞由上止活塞由上止點(diǎn)往下止點(diǎn)點(diǎn)往下止點(diǎn)運(yùn)動，曲軸運(yùn)動，曲軸轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)過180180度，度，混合氣著火?；旌蠚庵?。排氣過程排氣過程: :活塞由下止活塞由下止點(diǎn)往上止點(diǎn)點(diǎn)往上止點(diǎn)運(yùn)動，曲軸運(yùn)動，曲軸轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)過180180度。度。汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)氣進(jìn)氣行程行程進(jìn)氣行程進(jìn)氣行程活塞由上止點(diǎn)往下止點(diǎn)運(yùn)

22、動，曲軸轉(zhuǎn)過活塞由上止點(diǎn)往下止點(diǎn)運(yùn)動，曲軸轉(zhuǎn)過180180度，度，不同于汽油機(jī)的是進(jìn)入氣缸的不是可燃混合氣，而是不同于汽油機(jī)的是進(jìn)入氣缸的不是可燃混合氣，而是純空氣純空氣。由于進(jìn)氣阻力比汽油機(jī)小，上一行程殘留的。由于進(jìn)氣阻力比汽油機(jī)小，上一行程殘留的廢氣溫度也比汽油機(jī)低，進(jìn)氣行程終了的廢氣溫度也比汽油機(jī)低，進(jìn)氣行程終了的壓力約為壓力約為0.00.075MPa75MPa0.095MPa0.095MPa，溫度約為，溫度約為 320K320K350K350K。壓縮壓縮行程行程壓縮行程壓縮行程活塞由下止點(diǎn)往上止點(diǎn)運(yùn)動，曲軸轉(zhuǎn)過活塞由下止點(diǎn)往上止點(diǎn)運(yùn)動，曲軸轉(zhuǎn)過180180度度，不同于汽油機(jī)的是壓縮純空

23、氣，由于柴油的壓縮，不同于汽油機(jī)的是壓縮純空氣，由于柴油的壓縮比大，壓縮終了的溫度和壓力都比汽油機(jī)高，比大，壓縮終了的溫度和壓力都比汽油機(jī)高，壓力可壓力可達(dá)達(dá)3MPa3MPa5MPa5MPa，溫度可達(dá)，溫度可達(dá)800K800K1000K1000K。汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理做功行程做功行程排氣行程排氣行程作功行程作功行程活塞由上止點(diǎn)往下止點(diǎn)運(yùn)動，曲軸轉(zhuǎn)過活塞由上止點(diǎn)往下止點(diǎn)運(yùn)動，曲軸轉(zhuǎn)過180180度度，此行程與，此行程與汽油機(jī)有很大差異，汽油機(jī)有很大差異，壓縮行程末，噴油泵將高壓柴油經(jīng)噴油器呈壓縮行程末，噴油

24、泵將高壓柴油經(jīng)噴油器呈霧狀噴入氣缸內(nèi)的高溫高壓空氣中，被迅速汽化并與空氣形成混霧狀噴入氣缸內(nèi)的高溫高壓空氣中，被迅速汽化并與空氣形成混合氣，合氣，由于此時(shí)氣缸內(nèi)的溫度遠(yuǎn)高于柴油的自燃溫度（約由于此時(shí)氣缸內(nèi)的溫度遠(yuǎn)高于柴油的自燃溫度（約500K500K左左右），柴油混合氣便立即右），柴油混合氣便立即自行著火燃燒自行著火燃燒，且此后一段時(shí)間內(nèi)邊噴，且此后一段時(shí)間內(nèi)邊噴油邊燃燒，氣缸內(nèi)壓力和溫度急劇升高，推動活塞下行作功。油邊燃燒，氣缸內(nèi)壓力和溫度急劇升高，推動活塞下行作功。 作功行程中，瞬時(shí)壓力可達(dá)作功行程中，瞬時(shí)壓力可達(dá)5MPa5MPa10MPa10MPa，瞬時(shí)溫度可達(dá)，瞬時(shí)溫度可達(dá) 18018

25、00K0K2200K2200K，作功行程終了時(shí)壓力約為，作功行程終了時(shí)壓力約為0.2MPa0.2MPa0.4MPa0.4MPa，溫度約為，溫度約為 1200K1200K1500K1500K。排氣行程排氣行程活塞由下止點(diǎn)往上止點(diǎn)運(yùn)動，曲軸轉(zhuǎn)過活塞由下止點(diǎn)往上止點(diǎn)運(yùn)動，曲軸轉(zhuǎn)過180180度度，此行程與，此行程與汽油機(jī)基本相同。汽油機(jī)基本相同。排氣行程終了時(shí)的氣缸壓力約為排氣行程終了時(shí)的氣缸壓力約為0.105MPa0.105MPa0.10.125MPa25MPa，溫度約為，溫度約為800K800K1000K1000K。汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活

26、塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理四沖程汽油機(jī)與柴油機(jī)工作原理的比較由上述四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作循環(huán)可知，兩種發(fā)動機(jī)的工作循環(huán)既有由上述四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作循環(huán)可知，兩種發(fā)動機(jī)的工作循環(huán)既有共同點(diǎn)，又有差別，歸納如下：共同點(diǎn)，又有差別，歸納如下：（1 1）兩種發(fā)動機(jī)中，每完成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)兩周（）兩種發(fā)動機(jī)中，每完成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)兩周（720720度），每完成度），每完成一個(gè)行程曲軸轉(zhuǎn)半周（一個(gè)行程曲軸轉(zhuǎn)半周（180180度），進(jìn)氣行程是進(jìn)氣門開啟，排氣行程是排度），進(jìn)氣行程是進(jìn)氣門開啟，排氣行程是排氣門開啟，其余兩個(gè)行程進(jìn)、排氣門均關(guān)閉。氣門開啟，其余兩個(gè)行程進(jìn)、排氣門均關(guān)

27、閉。（2 2）無論是汽油機(jī)還是柴油機(jī)，在四個(gè)行程中，只有作功行程產(chǎn)生動力，其）無論是汽油機(jī)還是柴油機(jī)，在四個(gè)行程中，只有作功行程產(chǎn)生動力，其余三個(gè)行程是為作功行程作準(zhǔn)備的輔助行程，都要消耗一部分能量。余三個(gè)行程是為作功行程作準(zhǔn)備的輔助行程，都要消耗一部分能量。（3 3）兩種發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的第一循環(huán)，都必須靠外力使曲軸旋轉(zhuǎn)完成進(jìn)氣和壓縮）兩種發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的第一循環(huán)，都必須靠外力使曲軸旋轉(zhuǎn)完成進(jìn)氣和壓縮行程，作功行程開始后，作功能量儲存在飛輪內(nèi)，以維持循環(huán)繼續(xù)進(jìn)行。行程，作功行程開始后，作功能量儲存在飛輪內(nèi)，以維持循環(huán)繼續(xù)進(jìn)行。（4 4）汽油機(jī)的混合氣是在氣缸外部形成的，進(jìn)氣行程中吸入氣缸的是可燃混）汽

28、油機(jī)的混合氣是在氣缸外部形成的，進(jìn)氣行程中吸入氣缸的是可燃混合氣；柴油機(jī)的混合氣是在氣缸內(nèi)部形成的，進(jìn)氣行程中吸入氣缸的是合氣；柴油機(jī)的混合氣是在氣缸內(nèi)部形成的，進(jìn)氣行程中吸入氣缸的是純空氣。純空氣。（5 5）汽油機(jī)在壓縮終了時(shí)，靠火花塞強(qiáng)制點(diǎn)火燃燒，而柴油機(jī)則靠混合氣自）汽油機(jī)在壓縮終了時(shí)，靠火花塞強(qiáng)制點(diǎn)火燃燒，而柴油機(jī)則靠混合氣自燃著火燃燒。燃著火燃燒。汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理1 1、相同點(diǎn)：、相同點(diǎn)：每個(gè)工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周每個(gè)工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周; ; 每一行程曲軸轉(zhuǎn)半周每一行程曲軸轉(zhuǎn)半周; ; 只有作功

29、行程產(chǎn)生動力。只有作功行程產(chǎn)生動力。 2 2、不同點(diǎn)：、不同點(diǎn)： 進(jìn)進(jìn) 氣氣點(diǎn)火方式點(diǎn)火方式點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)化油器化油器混合氣形成混合氣形成汽油機(jī)汽油機(jī)汽油與空氣汽油與空氣混合氣混合氣電火花塞點(diǎn)電火花塞點(diǎn)火火有點(diǎn)火系有點(diǎn)火系有化油器有化油器（傳統(tǒng)）（傳統(tǒng)）缸內(nèi)或缸外缸內(nèi)或缸外柴油機(jī)柴油機(jī)純空氣純空氣壓燃式點(diǎn)火壓燃式點(diǎn)火無點(diǎn)火系無點(diǎn)火系無化油器無化油器缸內(nèi)缸內(nèi)汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理六、二沖程發(fā)動機(jī)工作原理：六、二沖程發(fā)動機(jī)工作原理：二沖程發(fā)動機(jī)是指曲軸轉(zhuǎn)一圈（二沖程發(fā)動機(jī)是指曲軸轉(zhuǎn)一圈（360360度），活塞

30、往復(fù)運(yùn)動二次完成一度），活塞往復(fù)運(yùn)動二次完成一個(gè)工作循環(huán)的發(fā)動機(jī)，其工作循環(huán)也包括進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣個(gè)工作循環(huán)的發(fā)動機(jī)，其工作循環(huán)也包括進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)過程，下面以二沖程汽油機(jī)為例介紹其簡單工作原理。四個(gè)過程，下面以二沖程汽油機(jī)為例介紹其簡單工作原理。1 1、二沖程汽油機(jī)的簡單工作原理、二沖程汽油機(jī)的簡單工作原理汽車工程系汽車工程系第一節(jié)：第一節(jié)： 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理l二沖程汽油機(jī)在結(jié)構(gòu)上與四沖程汽油機(jī)的不同之處在于沒有了進(jìn)、排二沖程汽油機(jī)在結(jié)構(gòu)上與四沖程汽油機(jī)的不同之處在于沒有了進(jìn)、排氣門，取而代之的是進(jìn)氣孔、排氣孔和換氣孔。上圖單缸二沖程汽油氣門，取而代之的是進(jìn)氣孔、排氣孔和換氣孔。上圖單缸二沖程汽油機(jī)的工作循環(huán)示意圖，其工作原理如下：機(jī)的工作循環(huán)示意圖，其工作原理如下：l（1 1）第一行程）第一行程l 活塞由曲軸帶動從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動，當(dāng)活塞上行至關(guān)閉換氣活塞由曲軸帶動從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動，當(dāng)活塞上行至關(guān)閉換氣孔和排氣孔時(shí)，已進(jìn)入氣缸的新鮮混合氣被壓縮，直至上止點(diǎn)時(shí)，壓孔和排氣孔時(shí)，已進(jìn)入氣缸的新鮮混合氣被壓縮，直至上止點(diǎn)時(shí)，壓縮結(jié)束；與此同時(shí)，隨著活塞上行，其下方曲軸箱內(nèi)形成一定真空度，縮結(jié)束；與此同時(shí)，隨著活塞上行，其下方曲軸箱內(nèi)形成一定真空度，當(dāng)活塞上行到進(jìn)氣孔開啟時(shí)，新鮮