第1篇汽车发动机构造与原理
第1章发动机基本结构与工作原理
内容提要
1.四冲程汽油机基本结构与工作原理
2.四冲程柴油机基本结构与工作原理
3.二冲程汽油机基本结构与工作原理
4.发动机的分类
5.发动机的主要性能指标
发动机：将其它形式的能量转化为机械能的机器。
内燃机：将燃料在气缸内部燃烧产生的热能直接转化为机械能的动力机械。有活塞式和旋转式两大类。本书所提汽车发动机，如无特殊说明，都是指往复活塞式内燃机。
内燃机特点：单机功率范围大（0.6—16860kW）、热效率高（汽油机略高于0。3，柴油机达0.4左右）、体积小、质量轻、操作简单，便于移动和起动性能好等优点.被广泛应用于汽车、火车、工程机械、拖拉机、发电机、船舶、坦克、排灌机械和众多其它机械的动力。
1.1 四冲程发动机基
本结构及工作原理
1.1。1 四冲程汽油机基本结
构及工作原理
1。四冲程汽油机基本结构
（图1—2）
2。四冲程汽油机基本工
作原理（图1-2)
图1-2 四冲程汽油机基本结构简图
1-气缸 2-活塞 3-连杆 4-曲轴 5-气缸盖 6-进气
门 7-进气道 8-电控喷油器 9-火花塞 10-排气门22
23
表1-1 四冲程汽油机工作过程
3.工作过程分析
（1）四冲程发动机：活塞在上、下止点间往复移动四个行程（相当于曲轴旋转了两周),完成进气、压缩、作功、排气一个工作循环的发动机就称为四冲程发动机。
四个行程中，只有一个行程作功，造成曲轴转速不均匀，工作振动大。所以在曲轴后端安装了一个质量较大的飞轮，作功时飞轮吸收储存能量，其余三个行程则依靠飞轮惯性维持转动.
（2)冲程与活塞行程： 冲程:指发动机的类型；
行程S :指活塞在上、下两个止点之间距离；
气缸工作容积V s ：一个活塞在一个行程中所扫过的容积。
S D V
s
10
6
2
4⨯=
π
式中 V s ——工作容积（m 3)；
D ——气缸直径（mm)； S -—活塞行程（mm)。
发动机的排量V st ：一台发动机所有气缸工作容积之和.
i V
V s
st
=
式中 V st ——发动机的排量(L ）；
i ——气缸数。
（3）压缩行程的作用
一是提高进入气缸内混合气的压力和温度（压缩终了的气缸内气体压力可达0。6~1.2MPa ，温度达600K ～700K ），为混合气迅速着火燃烧创造条件;
二是可以有效提高发动机的燃烧热效率η.由热力学第一定律
24 1
2
1T T -
=η 当混合气被压缩程度提高时，发动机混合气燃烧所达到的最高温度（T 1）升高，而排气的温度(T 2）降低，导致热效率提高。
1860年,法国人Lenoir （勒努瓦）研制成功的世界第一台内燃机，没有压缩行程，热效率仅4。5%；1876年，德国人奥托（Otto ）制造出第一台四冲程内燃机，采用压缩行程，虽然压缩比只有2。5，但热效率却提高到12％，有力地证明了科学是第一生产力这个真理。
压缩比ε:气缸内气体被压缩的程度。
c
a
V V =
ε 式中 V a -—气缸总容积(活塞处于下止点时，活塞顶部以上的气缸容积）；
V c —-气缸燃烧室容积(活塞处于上止点时，活塞顶部以上的容积）。
现代汽油机压缩比一般为7～11，如广州本田雅阁2。4 i-VTEC 发动机压缩比为9.7,而3。0V6-VTEC 发动机压缩比则为10。
发动机压缩比也不能过高，否则会导致压缩终了温度和压力升高,汽油机产生爆震燃烧(参见4。4)，热负荷、机械负荷、噪音和振动加大，起动困难。
可变压缩比(SVC ）发动机：能根据发动机工作负荷变化，自动调节压缩比。负荷减少时,使压缩比提高;全负荷时，使压缩比降低。可有效达到防止爆震燃烧,增加功率、降低油耗、减少排放的目的。
当气缸、活塞等磨损，气门不密封时，将导致发动机压缩气体外泄，热效率和功率下降。
4.多缸发动机结构特点
单缸发动机问题：功率小，转速不均匀，工作振动大，现代汽车发动机都是多缸发动机,用得最多的是4缸、6缸、8缸发动机.
多缸发动机结构特点：由多个结构相同的气缸组成，它们共用一个机体，一根曲轴。曲轴的曲柄布置应该使各缸作功行程均匀分布在7200曲轴转角内。如4缸发动机曲轴(图1—3）相邻工作缸的曲柄夹角为1800，曲轴每转1800便有一个气缸作功。
图1-3 4缸发动机曲轴
5.示功图
将四冲程发动机在一个工作循环里气缸
内气体压力随气缸工作容积或曲轴转角变化
的关系以座标图表示，得到图1-4所示的发
动机示功图。
由示功图可以看到发动机一个工作循
环里工作状态的变化，检查判断发动机性能
优劣。发动机特征点参数随机型、结构等有
所不同，一般范围如表1-2所示。
表1-2 发动机特征点参数
a c z
b r
汽油机P 0.075～0.09 0。6～1。2 3～5 0.3~0.5 0。105～0.115 T 370～400 600～700 2200~2800 1300~1600 900~1200
柴油机P 0。08~0。09 3。5～4。5 6～9 0。2～0。4 0.105~0.125 T 300～370 750~1000 2000～2500 1200～1500 800～1000
注:P-气缸内气体压强（MPa)；T-气缸内气体温度（K)
1。1.2 四冲程柴油机结构特点与工作原理
结构特点：没有火花塞，喷油器直接安装在
气缸顶向气缸内喷油（图1—5)。
工作原理：进气行程进入气缸的是纯空气，
而不是可燃混合气；在压缩行程末,喷油器向气缸
喷入高压柴油,由于气缸的高温高压作用,柴油迅
速着火燃烧，使气体急剧膨胀，推动活塞作功。
其着火方式属于压燃式，而不是汽油机的点燃式。
燃料：柴油,粘度高，不易挥发，自燃点低,
不会产生爆燃.为了使柴油可靠着火，提高发动机
燃烧热效率，柴油机的压缩比汽油机高得多，一
般为16～22，所以其最高燃烧压力也比汽油机高,
图1-4 四冲程发动机示功图
图1-5 四冲程柴油机基本结构简图
25
工作也比汽油机粗暴。
柴油机与汽油机比较（表1-3）：
表1-3 柴油机与汽油机比较
性能汽油机柴油机
着火方式点燃压燃
燃油消耗高低
热效率30％左右40％左右工作平稳性柔和粗暴
发动机转速高（4000～6000 r/min）低（2500～3000r/min）升功率大小
起动性易难制造维修成本低高
比质量小大
使用寿命短长
排放CO 、HC大,NO X、黑烟少CO 、HC小，NO X、黑烟多柴油机的转速也在不断提高，奔驰V230轿车柴油机，最高转速可达6000r/min。
1。2 二冲程发动机结构特点及工作原理
二冲程发动机：指活塞在上、下止点间往复移动两个行程（相当于曲轴旋转3600)，完成进气、压缩、作功、排气一个工作循环的发动机.
1。2。1 二冲程汽油机结构特点与工作原理
1。结构特点（图1—6)
没有进、排气门,代之以进、排气孔7和8，由
活塞圆柱面控制其开闭。另外还有扫气孔2，扫气
时曲轴箱和气缸连通。
2。二冲程汽油机工作原理
（1)第一行程(换气—压缩行程)：活塞自下止
点向上止点移动,到活塞圆柱面将排气孔8和扫气
孔2都关闭时，开始压缩上一循环吸入气缸内的汽
油与空气混合气，同时在活塞下面的曲轴箱内形成
真空度(曲轴箱是密封的)。当活塞继续上行时，进
气孔7打开，新的汽油与空气可燃混合气经进气孔7被吸入活塞下方的曲轴箱内。
（2）第二行程(作功—换气行程）：活塞接近上图1-6 二冲程汽油机基本结构1-气缸 2-扫气孔 3-活塞 4-连杆 5-曲轴箱 6-曲轴 7-进气孔 8-排气孔 9-火花塞
26
27 止点时，火花塞点火，点燃被压缩的混合气，高温、高压气体急剧膨胀，推动活塞向下运动,对外作功。当活塞下行关闭进气孔7到露出排气孔8时，气缸开始排气，同时压缩活塞下方的可燃混合气；活塞继续下行到露出扫气孔2时，受到预压的新鲜混合气自扫气孔流入缸内,并扫除废气。
为了防止新鲜混合气大量与废气混合并排出气缸而造成浪费，活塞顶做成特殊形状，使新鲜混合气的气流被引向上部，还可以利用新鲜混合气来扫除废气，使排气更干净.
二冲程与四冲程汽油机比较（见表1-4):
表1-4 二冲程与四冲程汽油机比较
性 能 二冲程汽油机
四冲程汽油机
结构 简单 复杂 比质量 小 大 燃油消耗 高 低 升功率 大 小 制造维修成本
低 高 比质量 小 大 起动性 好 差 使用寿命 短 长 排放
大
小
理论上二冲程比四冲程汽油机升功率大一倍,但实际上由于排气、换气占去了1/3行程,使作功行程缩短，导致实际单位气缸工作容积的功率只比四冲程汽油机大50%～60％.由于排气行程短，废气排不尽,部分新鲜可燃混合气在扫气时随废气外流，造成燃油消耗率高，经济性差，HC 排放增加。同时，由于作功频繁，机械负荷和热负荷大,润滑困难,导致发动机寿命短.因此，二冲程汽油机在现代汽车上较少采用，而被广泛应用于摩托车和微型汽车。
1.2.3 二冲程柴油机结构特点与工作原理
1。结构特点
图1-7 二冲程柴油机结构
1-活塞 2-进气孔 3-排气门 4-泵-喷嘴 5-传动轮（由柴油机驱动） 6-单向离合器 7-废气排
出口 8-排气涡轮叶轮 9-离心式风机 10-排水口 11-增压空气冷却器 12-进水口 13-集流箱
图1—7所示为美国GM公司生产的710G3B型二冲程柴油机。在气缸盖上安装有排气门3和泵-喷嘴4,当排气门打开时,排出的废气冲击排气涡轮叶轮8使其旋转，并带动离心式风机9旋转，将空气加压，增压空气经冷却器11,进入集流箱13，再从缸套上的空气进气孔2进入气缸。
2.二冲程柴油机工作原理(图1-7）
（1）第一行程：活塞自下止点向上止点运动，行程开始时，进气孔2和排气门3均开启，利用从离心式风机9压来的空气使气缸换气。活塞继续向上移动,进气孔被遮盖，排气门也关闭，气缸内的空气受到压缩，压力和温度上升.当活塞接近上止点时,高压燃油从泵—喷嘴4喷入气缸并着火燃烧，使气缸内压力急剧升高。
（2)第二冲程：高温高压气体急剧膨胀，推动活塞从上止点向下止点运动，对外作功。活塞接近下止点时，排气门开启，排出的废气冲击涡轮叶轮8使其旋转，并带动离心式风机9旋转，将空气加压，增压空气经冷却器11冷却后，再从缸套上的空气进气孔2进入气缸，进行换气。
二冲程柴油机的工作过程与二冲程汽油机工作过程不同的是：进入柴油机气缸的是纯空气，而不是可燃混合气，而且空气进入气缸前先经过增压,所以二冲程柴油机比二冲程汽油机的经济性好。日本雅马哈发动机公司于1999年3月开发出100km只燃用3升柴油的车用二冲程SD型柴油机。美国GM公司生产的710G3B型二冲程柴油机功率达3060kW，燃油消耗率仅196.4g/kW•h。二冲程柴油机主要应用于内燃机车、低速船用柴油机上。
1.3 内燃机分类及型号
1。3.1 内燃机的分类
内燃机种类繁多，根据不同特点有不同分类（表1-5）.
表1-5 内燃机的分类
28
1.3。2 内燃机型号
根据国家标准GB725—91规定,我国内燃机型号由以下四个部分组成：
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型号示例
4100Q——四缸、直列、四冲程、缸径100mm、水冷、汽车用.
1E65F——单缸、二冲程、缸径65mm、风冷、通用型。
12V135ZG——12缸、V型、四冲程、缸径135mm、水冷、增压、工程机械用。
1。4 发动机性能指标
评价一台发动机好坏，需要有一批性能指标来衡量。常见的性能指标有动力性能指标、经济性能指标、运转性能指标和可靠性、耐久性能指标等。
1.4.1 动力性能指标
1.有效转矩
发动机曲轴输出的平均转矩称为有效转矩,以T e表示，单位为N•m。有效转矩与外界施加于发动机曲轴上的阻力矩相平衡，可以用发动机台架试验方法测得。
30
31
2。 平均有效压力
指单位气缸工作容积所输出的有效功，以P me 表示,单位为kP a .平均有效压力越大，动力性能越好。
3。有效功率
发动机曲轴输出的功率称为有效功率,用P e 表示.它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。
9550
106023n T n
T P e e
e =⨯=-π （kW ） 式中 T e ——有效转距（N •m)；
n ——曲轴转速（r/min ）。
有效功率也可以由下式计算：
τ
30ni
V
P P
s
me
e
= （kW ）
式中 P me —-平均有效压力（kP a ）；
V s ——气缸工作容积（m 3）； n ——曲轴转速(r/min ）； i —-气缸数；
τ——冲程系数，二冲程τ＝1，四冲程τ＝2。
发动机制造厂按国家规定标定的有效功率，称为标定功率。标定功率时的发动机转速称标定转速，发动机名称牌上标明的功率就是标定功率。
标定功率是根据发动机用途、使用特点以及连续运转时间来确定的,各个国家有所不同，我国内燃机功率标定分以下四级(表1-6)：
表1-6 我国内燃机功率标定
32
发动机还常用升功率P c 比较不同发动机动力性能，它是指发动机在标定工况下每升气缸工作容积所发出的有效功率。升功率越大,发动机动力性能越好.
i
V P P s
e c =
)/(l kw 1。4.2 经济性能指标
1。燃油消耗率
发动机每发出1kW 有效功率，在1h 内所消耗的燃油质量（以g 为单位)，称为燃油消耗率，用b e 表示.可按下式计算
310⨯=
e
e P B
b g/（kW •h) 式中 B --发动机每小时消耗的燃油质量（kg/h ）；
P e -—发动机的有效功率（kW)。
2。有效热效率
燃料中所含的热量转变为有效功的比例称为有效热效率，用 ηe 表示。
1
Q We
e
=
η
式中 W e -—发动机有效功(kJ ）；
Q 1—-燃料中所含的热量（kJ ）。
当测得发动机有效功率P e 和每小时消耗的燃油质量B 时，则
BHu Pe e 3106.3⨯=η
或 Hu
b e e
6
106.3⨯=η
式中 Hu ——燃料低热值（kJ/kg ）.
现代汽车汽油机ηe 值一般0.30左右，柴油机0.40左右。 1。4。3 运转性能指标
发动机的运转性能指标主要指排放指标、噪声、起动性能等。 1.排放指标
发动机的排气中含有多种对人体有害的物质，主要有一氧化碳(CO）、碳氢化合物（HC)、氮氧化物（NO x）、二氧化硫(SO2）、醛类和微粒（含碳烟）等。其主要危害见表1—7。
表1—7 发动机主要有害排放及危害
1955年9月中的几天里，美国洛杉矶的光化学烟雾非常浓烈，两天之内就有400多名65岁以上的老年人死亡，比平时高出几倍。此外，还有几千人受到不同程度的伤害，地里的蔬菜变质，四分之一的森林干枯而死，那一幕幕惨状至今令人难忘。
目前世界汽车保有量6。6亿辆，每年排向大气中的有害物质高达7亿多吨，严重污染了大气，已形成公害.为此，各国都制定了相应的汽车排放标准，如美国加州汽车排放法规，它是目前世界上最严的标准，规定2004年后生产的汽油轿车排放必须满足表1-8的低排放要求：
表1-8 美国加州汽车排放法规（2004年实施的标准）
注：①用“非甲烷有机气体”NMOG替代了传统的碳氢化合物HC，因为排气中的组合物会随燃料的改变而改变，而NMOG的不同组成物对环境的影响不同,给予不同的加权后再叠加。
②表中指标测试耐久性要求为50000mile。
我国排放标准参照欧洲法规体系，2000年开始执行EUⅠ标准，2003年开始执行EUⅡ标准.
2.噪声
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噪声是发动机工作时发出的一种声强和频率无一定规律的声音，主要有燃烧噪声和机械噪声。它不仅损害人的听觉器官，还伤害神经系统、心血管系统、消化系统和内分泌系统，容易使人性情烦躁，反应迟钝,甚至耳聋，诱发高血压和神经系统的疾病。汽车是城市主要噪声源之一，发动机又是汽车的主要噪声源，应该给予控制。我国的噪声标准中规定,小型水冷汽油机噪声不大于110dB（A)，轿车的噪声不大于82dB（A）。
3。起动性能
起动性能是表征发动机起动难易的指标。发动机起动性能好,便于汽车起步行驶，同时减少了起动时的功率消耗和发动机的磨损.
起动性能一般以一定条件下的起动时间长短来衡量.我国标准规定，不采用特殊的低温起动措施，汽油机在—10℃、柴油机在-5℃以下的气温条件下起动，能在15s以内达到自行运转。
1.4。4 可靠性与耐久性能指标
可靠性与耐久性也是汽车发动机使用中的两个重要指标。
1.可靠性
可靠性是指发动机在规定的运转条件下，具有持续工作，不至因为故障而影响正常运转的能力。一般以保证期内的不停车故障数、停车故障数、更换主要零件和重要零件数等具体指标来衡量。按照汽车发动机可靠性试验方法的规定，我国汽车发动机应能在标定工况下连续运行300～1000h。
2.耐久性
耐久性是指发动机在规定的运转条件下，长期工作而不大修的性能。一般以发动机从开始使用到第一次大修前累计运转的时间表示。
上述发动机的动力性能指标、经济性能指标、运转性能指标和可靠性、耐久性等指标，对不同用途的发动机要求是不同的。各项指标之间既相互联系又相互制约，往往为了降低排气污染，而不得不牺牲发动机的动力和经济性能指标。
1。5 汽车发动机总体组成
在一个机体上安装一个机构(曲柄连杆机构）和六大系统（换气系统、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统和起动系统),如表1-9和图1-9所示。柴油机则为五大系统，没有点火系统.
表1—9 发动机总体组成
34
35
曲柄连杆机构
将活塞顶的燃气压力转变为曲轴的转矩,输出机械能 活塞、连杆、曲轴、飞轮等 换气系统 按照发动机要求，定时开闭
进、排气门， 吸入干净空
气，排除废气
空气滤清器、进排气管系、配气机构(气门组件、凸轮轴、驱动机构）、排气消音
器等
燃料供给系统
按照发动机要求，定时、定量供给所需要的燃料
汽油机：汽油箱、输油泵、滤清器、压
力调节器、各种传感器、电控喷油器、电控单元等；(旧汽油机采用化油器） 柴油机：柴油箱、输油泵、滤清器、高
压油泵、调速器、喷油器等
点火系统
按规定的时刻，准时点燃汽油机气缸内的可燃混合气 蓄电池、点火开关、点火线圈组件、传
感器、电控装置、火花塞等 润滑系统
润滑、减摩、延长寿命、密封、清洁、冷却、防锈蚀 油底壳、机油泵、机油滤清器、机油压
力表、机油道等
冷却系统 保持发动机在适宜的温度
下工作 冷却水泵、风扇、节温器、散热器、冷
却水道等
起动系统
起动发动机
蓄电池、起动开关、起动马达等
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-水温传感器 13-爆振传感器 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-冷却水套 22-发动机转速传感器 23-点火开关 24-蓄电池 25-起动马达 26-飞轮 27-油底壳 28-机油 29-曲轴 30-连杆 31-曲轴皮带轮 32-传动皮带 33-气缸 34-排气三元催化转化器 35-氧传感器 36-活塞
本章小结
1.现代汽车发动机基本都采用内燃机。内燃机是将燃料在气缸内燃烧所产生的热能转化
为机械能的机器，它具有热效率高、体积小、质量轻、便于移动和起动性好等优点。
2.四冲程发动机是活塞在气缸内上、下止点间往复移动四个行程，完成进气、压缩、作
功、排气一个工作循环的发动机。按着火方式分为点燃式和压燃式。汽油机采用点燃式，
柴油机采用压燃式。
3.衡量汽车发动机性能的主要指标有动力性能指标（有效转矩、有效功率、平均有效压力）、经济性能指标（燃油消耗率、有效热效率）、运转性能指标（排放指标、噪声、起
动性能）和可靠性、耐久性能等。发动机铭牌上标明的功率及相应的转速，即为标定功
率和标定转速。我国分四级进行功率标定。
4.汽车发动机总体结构由机体组件、曲柄连杆机构、换气系统、燃油系统、润滑系统、
冷却系统、点火系统（汽油机）和起动系统所组成。
【复习思考题】
1.名词解释：发动机、内燃机、汽油机、柴油机、二冲程内燃机、四冲程内燃机、点燃式内燃机、压燃式内燃机、非增压内燃机、增压内燃机、直列式内燃机、V形内燃机、斜置式内燃机、上止点、下止点、活塞行程、工作容积、燃烧室容积、气缸总容积、发动机排量、压缩比、示功图、发动机有效转矩、发动机平均有效压力、有效功率、发动机标定功率、发动机标定转速、升功率、15min功率、1h功率、12 h功率、持续功率、燃油消耗率、有效热效率。
2。画出四冲程汽油机的结构简图，并说明其工作原理。
3。画出四冲程柴油机的结构简图，并比较其结构和工作原理与四冲程汽油机的异同点。
4。四冲程内燃机的压缩行程有什么作用?柴油机与汽油机压缩比为什么有较大不同？
5。内燃机功率根据什么原则标定？我国内燃机功率标定分哪四级？
6。发动机排气中的CO、HC、NO x、SO2、醛类和微粒（含碳烟）对人体各会产生什么危害？
7。汽车发动机总体结构由哪几大部分组成？
8。某汽油机有4个气缸,气缸直径87。5mm，活塞行程92mm，压缩比为8,试计算其气缸工作容积及发动机总排量。
9。已知某四缸四冲程汽油机气缸直径81.0mm，活塞行程86.4mm,以标定转速n=5200r/min 运转，功率为72kW，现测得运转34S共消耗200g燃油，求此时的有效转矩、升功率、燃油消
36
耗率、有效热效率？（汽油低热值Hu=44000kJ/kg）
37
了解汽车发动机基本构造详解 汽车要在道路上行驶必须先有动力，而动力的来源确实是发动机。发动机性能的好坏是决定汽车行驶性能的最大因素。目前汽车使用的发动机均属于内燃机，发动机的功能确实是将燃料的化学能转成热能再转成机械能，而机械能也确实是一样所谓的动力。发动机在将燃料转成动力的过程中会通过一定的工作程序，而且此程序是周而复始连续不断的循环。 常见的车用发动机依种类、大小及用途等等的不同而有许多的分类方式。 一、依工作循环方式： 1、奥图循环(Otto cycle)：使用在汽油发动机。 2、狄塞尔循环(Diesel cycle)：使用在柴油发动机。 二、依使用燃料的种类： 1、汽油发动机：要紧使用在汽车、航空器。 2、柴油发动机：要紧使用在汽车、船、发电机。 3、重油发动机：要紧使用在船、发电机。 4、燃气发动机：要紧使用在汽车。 三、依冷却方式分： 1、气冷式发动机
2、水冷式发动机 四、依工作循环冲程分： 1、二冲程发动机：二个冲程完成一个工作循环。 2、四冲程发动机：四个冲程完成一个工作循环。 五、依活塞运动的不同分： 1、往复式活塞发动机(reciprocating engine) 2、回转式活塞发动机(rotary engine) 六、依点火方式分： 1、压缩点火式发动机 2、火花塞点火式发动机 七、依气缸数量分： 1、单气缸发动机 2、多气缸发动机 八、依气缸排列方式分： 1、直列式发动机 2、V型发动机 3、W型发动机 4、水平对置发动机 现行汽车产品上所使用的发动机，要紧为采纳奥图循环、以汽油为燃料的往复式活塞四冲程多气缸自然进气发动机，依不同的排气量与工程需求，有直列四缸、V型六气缸等形式。各种型式的发动机所采纳的零件，以及在发动机外部的次系统零组件，都专门的相似。接下来我们将为大伙儿一一的介绍发动机的各项零件和次系统的原理及功能。 ●发动机的差不多构造——缸径、冲程、排气量与压缩比 发动机是由凸轮轴、气门、气缸盖、气缸体、活塞、活塞连杆、曲轴、飞轮、油底壳等要紧组件，以及进气、排气、点火、润滑、冷却等系统所组合而成。以下将分别介绍在汽车型录的“发动机规格表”中常见的缸径、冲程、排气量、压缩比、SOHC、DOHC等名词。
第1篇汽车发动机构造与原理 第1章发动机基本结构与工作原理 内容提要 1.四冲程汽油机基本结构与工作原理 2.四冲程柴油机基本结构与工作原理 3.二冲程汽油机基本结构与工作原理 4.发动机的分类 5.发动机的主要性能指标 发动机：将其它形式的能量转化为机械能的机器。 内燃机：将燃料在气缸内部燃烧产生的热能直接转化为机械能的动力机械。有活塞式和旋转式两大类。本书所提汽车发动机，如无特殊说明，都是指往复活塞式内燃机。 内燃机特点：单机功率范围大（0.6-16860kW）、热效率高（汽油机略高于0.3，柴油机达0.4左右）、体积小、质量轻、操作简单，便于移动和起动性能好等优点。被广泛应用于汽车、火车、工程机械、拖拉机、发电机、船舶、坦克、排灌机械和众多其它机械的动力。 1.1 四冲程发动机基 本结构及工作原理 1.1.1 四冲程汽油机基本结 构及工作原理 1.四冲程汽油机基本结构 （图1-2） 2.四冲程汽油机基本工 作原理（图1-2） 表1-1 四冲程汽油机工作过 程 图1-2 四冲程汽油机基本结构简图 1-气缸 2-活塞 3-连杆 4-曲轴 5-气缸盖 6-进气 门 7-进气道 8-电控喷油器 9-火花塞 10-排气门
3.工作过程分析 （1）四冲程发动机：活塞在上、下止点间往复移动四个行程（相当于曲轴旋转了两周），完成进气、压缩、作功、排气一个工作循环的发动机就称为四冲程发动机。 四个行程中，只有一个行程作功，造成曲轴转速不均匀，工作振动大。所以在曲轴后端安装了一个质量较大的飞轮，作功时飞轮吸收储存能量，其余三个行程则依靠飞轮惯性维持转动。 （2）冲程与活塞行程： 冲程：指发动机的类型； 行程S：指活塞在上、下两个止点之间距离； 气缸工作容积V s：一个活塞在一个行程中所扫过的容积。 式中V s——工作容积（m3）； D——气缸直径（mm）； S——活塞行程（mm）。 发动机的排量V st：一台发动机所有气缸工作容积之和。 式中V st——发动机的排量（L）； i——气缸数。 （3）压缩行程的作用 一是提高进入气缸内混合气的压力和温度（压缩终了的气缸内气体压力可达0.6~1.2MPa，温度达600K~700K），为混合气迅速着火燃烧创造条件； 二是可以有效提高发动机的燃烧热效率η。由热力学第一定律 当混合气被压缩程度提高时，发动机混合气燃烧所达到的最高温度（T1）升高，而排气的温度（T2）降低，导致热效率提高。 1860年，法国人Lenoir（勒努瓦）研制成功的世界第一台内燃机，没有压缩行程，热效率仅4.5%；1876年，德国人奥托（Otto）制造出第一台四冲程内燃机，采用压缩行程，虽然压缩比只有2.5，但热效率却提高到12%，有力地证明了科学是第一生产力这个真理。 压缩比ε：气缸内气体被压缩的程度。 式中V a——气缸总容积（活塞处于下止点时，活塞顶部以上的气缸容积）；
汽车要在道路上行驶必须先有动力，而动力的来源就是发动机。发动机性能的好坏是决定汽车行驶性能的最大因素。目前汽车使用的发动机均属于内燃机，发动机的功能就是将燃料的化学能转成热能再转成机械能，而机械能也就是一般所谓的动力。发动机在将燃料转成动力的过程中会经过一定的工作程序，而且此程序是周而复始连续不断的循环。 常见的车用发动机依种类、大小及用途等等的不同而有许多的分类方式。 一、依工作循环方式： 1、奥图循环(Otto cycle)：使用在汽油发动机。 2、狄塞尔循环(Diesel cycle)：使用在柴油发动机。 二、依使用燃料的种类： 1、汽油发动机：主要使用在汽车、航空器。 2、柴油发动机：主要使用在汽车、船、发电机。 3、重油发动机：主要使用在船、发电机。 4、燃气发动机：主要使用在汽车。 三、依冷却方式分： 1、气冷式发动机
2、水冷式发动机 四、依工作循环冲程分： 1、二冲程发动机：二个冲程完成一个工作循环。 2、四冲程发动机：四个冲程完成一个工作循环。 五、依活塞运动的不同分： 1、往复式活塞发动机(reciprocating engine) 2、回转式活塞发动机(rotary engine) 六、依点火方式分： 1、压缩点火式发动机 2、火花塞点火式发动机 七、依气缸数量分： 1、单气缸发动机 2、多气缸发动机 八、依气缸排列方式分： 1、直列式发动机 2、V型发动机 3、W型发动机 4、水平对置发动机 现行汽车产品上所使用的发动机，主要为采用奥图循环、以汽油为燃料的往复式活塞四冲程多气缸自然进气发动机，依不同的排气量与工程需求，有直列四缸、V型六气缸等形式。各种型式的发动机所采用的零件，以及在发动机外部的次系统零组件，都非常的相似。接下来我们将为大家一一的介绍发动机的各项零件和次系统的原理及功能。 ●发动机的基本构造——缸径、冲程、排气量与压缩比 发动机是由凸轮轴、气门、气缸盖、气缸体、活塞、活塞连杆、曲轴、飞轮、油底壳等主要组件，以及进气、排气、点火、润滑、冷却等系统所组合而成。以下将分别介绍在汽车型录的“发动机规格表”中常见的缸径、冲程、排气量、压缩比、SOHC、DOHC等名词。
汽车发动机基本构造 发动机基本构造 发动机是将某一种型式的能量转换为机械能的机器，其作用是将液体或气体燃烧的化学能通过燃烧后转化为热能，再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。发动机是一部由许多结构和系统组成的复杂机器，其结构型式多种多样，但由于基本工作原理相同，所以其基本结构也就大同小异，发动机的总体结构图如下所示。 汽油发动机 柴油发动机 汽油机通常由曲柄连杆、配气两大机构和燃料供给、润滑、冷却、点火、起动五大系统组成。柴油机通常由两大机构和四大系统组成(无点火系)。 1.曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是由气缸体、气缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等组成。这是发动机产生动力，并将活塞的直线往复运动转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。 2.配气机构 配气机构是由进气门、排气门、气门弹簧、挺杆、凸轮轴和正时齿轮等组成。其作用是将新鲜气体及时充入气缸，并将燃烧产生的废气及时排出气缸。 3.燃料供给系 由于使用的燃料不同，可分为汽油机燃料供给系和柴油机燃料供给系。 汽油燃料供给系又分化油器式和燃油直接喷射式两种，通常所用的化油器式燃料供给系由燃油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空气滤清器、进排气歧管和排气消声器等组成，其作用是向气缸内供给已配好的可燃混合气，并控制进入气缸内可燃混合气数量，以调节发动机输出的功率和转速，最后，将燃烧后废气排出气缸。 柴油机燃料供给系由燃油箱、输油泵、喷油泵、柴油滤清器、进排气管和排气消声器等组成，其作用是向气缸内供给纯空气并在规定时刻向缸内喷入定量柴油，以调节发动机输出功率和转速，最后，将燃烧后废气排出气缸。 4.冷却系 机动车一般采用水冷却式。水冷式由水泵、散热器、风扇、节温器和水套(在机体内)等组成，其作用是利用冷却水的循环将高温零件的热量通过散热器散发到大气中，从而维持发动机电动正常工作温度。 5.润滑系 润滑系由机油泵、滤清器、油道、油底壳等组成。其作用是将润滑油分送至各个相对运动零件的摩擦面，以减小摩擦力，减缓机件磨损，并清洗、冷却摩擦表面。
汽车发动机构造与工作原理 汽车是现代社会中最常见的交通工具之一，而发动机则是汽车的核 心部件之一。本文将介绍汽车发动机的构造和工作原理。 一、汽车发动机的构造 1. 活塞和缸体：汽车发动机通常采用多缸设计，其中每个缸体内都 装有一个活塞。活塞上下运动，通过与缸体内形成的密封空间进行往 复运动，从而产生压缩和燃烧工作。 2. 曲轴和连杆：曲轴与活塞通过连杆相连，将活塞的往复运动转化 为旋转运动。曲轴是发动机输出动力的关键部件。 3. 气门和气门机构：气门用于调控燃油和空气的进出。气门机构控 制气门的开合，确保正常的进气和排气过程。常见的气门机构有顶置 式和侧置式。 4. 燃油系统：燃油系统包括燃油供给装置、燃油喷射器和燃油滤清 器等。它负责将燃油输送到气缸内，供给燃烧所需。 5. 点火系统：点火系统主要由点火线圈、火花塞和点火控制器组成。它的作用是在气缸内产生火花，引燃混合气体。 6. 冷却系统：冷却系统通过循环冷却液来降低发动机的温度。常见 的冷却方式有水冷和空冷。 二、汽车发动机的工作原理
1. 进气过程：活塞下行时，气门开启，燃油和空气混合物通过进气 道进入气缸。之后，气门关闭，活塞上升，压缩进气混合物。 2. 压缩过程：当活塞上升至顶点时，进气混合物被压缩至高压状态。此时，燃油和空气混合物变得更加稳定，准备点火燃烧。 3. 燃烧过程：点火系统在活塞顶点处产生火花，点燃燃烧室内的混 合气体。燃烧产生的高温和高压气体推动活塞向下运动，完成一次工 作循环。 4. 排气过程：活塞再次上升，将燃烧产生的废气通过排气门排出气缸，完成一次工作循环。 5. 动力输出：多个气缸依次进行工作循环，通过连杆和曲轴将活塞 的往复运动转化为旋转运动，最终提供足够的动力驱动汽车行驶。 总结： 汽车发动机的构造和工作原理极其复杂，需要各个部件的精确配合 和协同工作。通过进气、压缩、燃烧和排气的过程，汽车发动机能够 将化学能转化为机械能，为汽车提供动力。了解发动机的构造和工作 原理，有助于对汽车的性能和维修保养有更深入的理解。
汽车发动机构造原理图解 发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机，还是柴油机；无论是四行程发动机，还是二行程发动机；无论是单缸发动机，还是多缸发动机。要完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正常工作，都必须具备以下一些机构和系统。 （1) 曲柄连杆机构 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 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 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 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
1. 发动机是将某一种型式的能量转换为机械能的机器，其作用是将液体或气体燃烧的化学能通过燃烧后转化为热能，再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。发动机是一部由许多结构和系统组成的复杂机器，其结构型式多种多样，但由于根本工作原理相同，所以其根本结构也就大同小异，发动机的总体结构图如下所示。 0 && image.height>0){if(image.width>=510){this.width=510;this.height=image.height*510/i mage.width;}}" border=0>汽油发动机 0 && image.height>0){if(image.width>=510){this.width=510;this.height=image.height*510/i mage.width;}}" border=0>柴油发动机 汽油机通常由曲柄连杆、配气两大机构和燃料供应、润滑、冷却、点火、起动五大系统组成。柴油机通常由两大机构和四大系统组成〔无点火系〕。 0 && image.height>0){if(image.width>=510){this.width=510;this.height=image.height*510/i mage.width;}}" border=0> 1．曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是由气缸体、气缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等组成。这是发动机产生动力，并将活塞的直线往复运动转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。 0 && image.height>0){if(image.width>=510){this.width=510;this.height=image.height*510/i mage.width;}}" border=0> 2．配气机构 配气机构是由进气门、排气门、气门弹簧、挺杆、凸轮轴和正时齿轮等组成。其作用是将新鲜气体及时充入气缸，并将燃烧产生的废气及时排出气缸。 3．燃料供应系 由于使用的燃料不同，可分为汽油机燃料供应系和柴油机燃料供应系。 汽油燃料供应系又分化油器式和燃油直接喷射式两种，通常所用的化油器式燃料供应系由燃油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空气滤清器、进排气歧管和排气消声器等组成，其作用是向气缸内供应已配好的可燃混合气，并控制进入气缸内可燃混合气数量，以调节发动机输出的功率和转速，最后，将燃烧后废气排出气缸。 柴油机燃料供应系由燃油箱、输油泵、喷油泵、柴油滤清器、进排气管和排气消声器等组成，其作用是向气缸内供应纯空气并在规定时刻向缸内喷入定量柴油，以调节发动机输出功率和转速，最后，将燃烧后废气排出气缸。 4．冷却系 机动车一般采用水冷却式。水冷式由水泵、散热器、风扇、节温器和水套〔在机体内〕等组成，
发动机基本构造及其原理 一.发动机基本工作原理 汽油发动机将汽油的能量转化为动能来驱动汽车，最简单的办法是通过在发动机内部燃烧汽油来获得动能。因此，汽车发动机是内燃机----燃烧在发动机内部发生。 1.汽油机 汽油发动机（Gasoline Engine），是以汽油作为燃料的发动机。由于汽油粘性小，蒸发快，可以用汽油喷射系统将汽油喷入气缸，经过压缩达到一定的温度和压力后，用火花塞点燃，使气体膨胀做功。汽油机的特点是转速高，结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用，至今不衰。 汽油发动机的工作原理： 一个工作循环包括有四个活塞行程：进气行程、压缩行程、膨胀行程和排气行程。 （1）进气行程： 在这个过程中，发动机的进气门开启，排气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，从而使气缸内的压力降到大气压力以下，即在气缸内造成真空吸力，这样空气便经由进气管道和进气门被吸入气缸，同时喷油嘴喷出雾化的汽油与空气充分混合。在进气终了时，
气缸内的气体压力约为0.075－0.09MPa。而此时气缸内的可燃混合气的温度已经升高到370-400K。 （2）压缩行程 为使吸入气缸的可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而使发动机排气，发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使其容积缩小、密度加大、温度升高，即需要有压缩过程。在这个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程，即压缩行程。此时混合气压力会增加到0.6-1.2Mpa，温度可达600-700K。 在这个行程中有个很重要的概念，就是压缩比。所谓压缩比，就是压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比。一般压缩比越大，在压缩终了时混合气的压力和温度便越高，燃烧速度也越快，因而发动机发出的功率越大，经济性越好。一般轿车的压缩比在8-10之间，不过现在最新上市的Polo就达到了10.5的高压缩比，因此它的扭矩表现相对不错。但是压缩比过大时，不仅不能进一步改善燃烧情况，反而会出现爆燃和表面点火等不正常燃烧现象。 爆燃是由于气体压力和温度过高，在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧除了爆燃，过高压缩比的发动机还可能要面对另一个问题：表面点火。这是由于缸内炽热表面与炽热处点燃混合气产生的另一种不正常燃烧。表面点火发生时，也伴有强烈的敲缸
发动机的组成及工作原理 一、发动机的组成 发动机是汽车的核心部件，它负责产生动力驱动汽车运行。发动机主要由以下 几个部分组成： 1. 缸体和缸盖：缸体和缸盖是发动机的主要承载部件，它们通常由铸铁或铝合 金制成。缸体内设置有气缸，用于容纳活塞运动。 2. 活塞和连杆：活塞是发动机的运动部件，它通过连杆与曲轴相连，将往复运 动转化为旋转运动。活塞通常由铝合金制成，具有良好的散热性能。 3. 曲轴：曲轴是发动机的核心部件之一，它将活塞的往复运动转化为旋转运动，从而驱动汽车前进。曲轴通常由高强度的合金钢制成，具有较高的耐磨性和强度。 4. 气门和气门机构：气门是发动机进气和排气的通道，它通过气门机构的控制 来实现开启和关闭。气门机构通常由凸轮轴、气门弹簧等部件组成。 5. 燃油系统：燃油系统负责将燃油输送到发动机，并进行混合和喷射。燃油系 统通常包括燃油箱、燃油泵、喷油器等部件。 6. 点火系统：点火系统用于点燃燃油与空气混合物，产生爆炸力推动活塞运动。点火系统通常包括火花塞、点火线圈、点火控制模块等部件。 7. 冷却系统：冷却系统负责将发动机产生的热量散发出去，保持发动机在适宜 的工作温度范围内。冷却系统通常包括水泵、散热器、风扇等部件。 8. 润滑系统：润滑系统用于减少发动机各部件之间的摩擦，保持其正常运转。 润滑系统通常包括机油泵、机油滤清器、机油冷却器等部件。 二、发动机的工作原理
发动机的工作原理可以简单分为四个步骤：进气、压缩、燃烧和排气。 1. 进气：发动机的进气过程是通过活塞的下行运动，使气缸内的气门打开，外部空气通过进气道进入气缸。同时，燃油也被喷入气缸，与空气混合形成可燃混合气。 2. 压缩：活塞上行运动时，气门关闭，将进入气缸的混合气压缩。在压缩过程中，混合气的温度和压力逐渐升高，形成高压高温的可燃气体。 3. 燃烧：当活塞上行到达顶点时，点火系统发出火花点燃可燃气体，产生爆炸力推动活塞向下运动。燃烧产生的高温高压气体推动曲轴转动，从而将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。 4. 排气：当活塞下行到达底点时，气门打开，排气门关闭，高温废气通过排气道排出气缸。同时，曲轴继续旋转，活塞再次上行，开始下一个工作循环。 以上就是发动机的基本组成和工作原理。发动机通过不断重复的工作循环，产生动力驱动汽车运行。不同类型的发动机在具体结构和工作原理上会有所不同，但基本原理是相通的。发动机的性能和效率直接影响着汽车的动力性和燃油经济性，因此对发动机的组成和工作原理有深入的理解是非常重要的。
《论文：汽车发动机构造|汽车发动机构造与原理》 摘要：发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器，四冲程汽油机的工作原理： (1) 进气行程， 3．二冲程汽油 机的工作原理：二冲程发动机工作循环也包括进气、压缩、作功和排气四个过程，但它是在活塞往复两个行程内完成的 汽车发动机构造论文一. 摘要发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机，还是柴油机；无论是四行程发动机，还是二行程发动机；无论是单缸发动机，还是多缸发动机。要完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正常工作，都必须具备以下一些机构和系统。 二. 关键词汽车、发动机、汽油机、机器三. 正文 (一) 发动机基本构造发动机是将某一种型式的能量转换为机械能的机器，其作用是将液体或气体燃烧的化学能通过燃烧后转化为热能，再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。发动机是一部由许多结构和系统组成的复杂机器，其结构型式多种多样，但由于基本工作原理相同，所以其基本结构也就大同小异汽油机通常由曲柄连杆、配气两大机构和燃料供给、润滑、冷却、点火、起动五大系统组成。柴油机通常由两大机构和四大系统组成（无点火系）。 1．曲柄连杆机构曲柄连杆机构是由气缸体、气缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等组成。这是发动机产生动力，并将活塞的直线往复运动转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。 2．配气机构配气机构是由进气门、排气门、气门弹簧、挺杆、凸轮轴和正时齿轮等组成。其作用是将新鲜气体及时充入气缸，并将燃烧产生的废气及时排出气缸。 3．燃料供给 系由于使用的燃料不同，可分为汽油机燃料供给系和柴油机燃料供给系汽油燃料供给 系又分化油器式和燃油直接喷射式两种，通常所用的化油器式燃料供给系由燃油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空气滤清器、进排气歧管和排气消声器等组成，其作用是向气缸内供给已配好的可燃混合气，并控制进入气缸内可燃混合气数量，以调节发动机输出的功率和转速，最后，将燃烧后废气排出气缸。柴油机燃料供给系由燃油箱、输油泵、喷油泵、柴油滤清器、进排气管和排气消声器等组成，其作用是向气缸内供给纯空气并在规定时刻向缸内喷入定量柴油，以调节发动机输出功率和转速，最后，将燃烧后废气排出气缸。 4．冷却系机动车一般采用水冷却式。水冷式由水泵、散热器、风扇、节温器和水套（在机体内）等组成，其作用是利用冷却水的循环将高温零件的热量通过散热器散发到大气中，从而维持发动机电动正常工作温度。 5．润滑系润滑系由机油泵、滤清器、油道、油底壳等组成。其作用是将润滑油分送至各个相对运动零件的摩擦面，以减小摩擦力，减缓机件磨损，并清洗、冷却摩擦表面。 6．点火系汽油机点火系由电源（蓄电池和发电机）、点火线圈、分电器和火
发动机工作原理 一，发动机的定义： 发动机是将其它形式的能量转变为机械能的机器。 二，发动机的分类： 1，按使用燃料分：汽油机柴油机天然气等。 2，按工作循环分：四冲程发动机二冲程发动机 3，按气门位置分：顶置气门式发动机侧置气门式发动机 4，按气缸排列分：直列式发动机 V型发动机 5，按气缸数分：单缸发动机多缸发动机 三，发动机的总体结构： 发动机由两大机构五大系统组成。 1：两大机构：曲柄连杆机构配气机构 2：五大系统：冷却系、润滑系、燃料供给系、点火系、启动系。1，曲柄连杆机构： 作用：将燃料燃烧的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞往复运动转变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。 组成：气缸体曲轴箱组、活塞连杆组、曲轴飞轮组组成。 1，配气机构： 作用：使可燃混和气及时冲入汽缸；并及时从气缸中排出废气。 组成：由进气门、排气门、挺杆、推杆、摇臂、凸轮轴、正时齿轮等。 2，冷却系： 作用：把受热零件的热量散到大气中去，以保证发动机正常工作。
组成：由水泵、散热器、节温器、风扇、分水管、水套等。 3，润滑系： 作用：润滑、冷却、清洗、密封、防锈。 组成：油底壳、机油泵、限压阀、滤清器、油道等。 柴油机燃料供给系： 作用：向气缸内供应纯空气并规定时刻向气缸内喷入柴油，燃烧后排出废气。 组成：燃油箱、燃油泵、滤清器、喷油器、进气管、排气管等。四，基本术语 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最近处。 3，活塞行程：上、下两止点间的距离。 4，冲程：活塞由一个止点到另一个止点的过程。 5，气缸工作容积：活塞从上止点到下止点所让出的容积。 6，发动机排量：发动机所有气缸工作容积之和。 7，燃烧室容积：活塞在上止点时，活塞顶上面的容积。 8，气缸总容积：活塞在下止点时，活塞顶上面的容积。 9，压缩比：气缸总容积与燃烧室容积的比值。 五：四冲程发动机工作原理： 活塞往复四个冲程完成一个工作循环的发动机称为四冲程发动机。每个循环有进气、压缩、作功、排气四个冲程组成。曲轴旋转两周。六：汽油机与柴油机的不同点： 1，混合气形成的方式不同：汽油机是在气缸外混合；柴油机是在气缸内混合。
发动机总体结构认识及工作原理 发动机是指能够将燃料燃烧产生的能量转换为机械能的装置。它是现 代交通工具和机械设备的核心部件之一，广泛应用于汽车、飞机、船舶等 领域。了解发动机的总体结构和工作原理对于理解其工作过程和维护保养 具有重要意义。 一、发动机总体结构 1.缸体：发动机的重要组成部分，用于容纳气缸、活塞、活塞环和气 门机构等。它一般由铸铁或铝合金制成，具有良好的刚性和散热性能。 2.活塞与连杆：活塞是发动机内部上下运动的部件，可以将气体的燃 烧能量转化为机械能。它由铸铁或铝合金制成，具有良好的刚性和密封性能。连杆连接活塞和曲轴，使得活塞的上下运动可以转化为曲轴的旋转运动。 3.气缸盖与气门机构：气缸盖位于发动机的上部，用于密封气缸，防 止气缸内的压力泄漏。气门机构由气门、弹簧、摇臂和凸轮轴等组成，用 于控制气门的开闭。 4.曲轴：曲轴是将活塞的上下运动转化为旋转运动的重要部件。它由 钢铁或合金制成，具有良好的强度和刚性。 5.点火系统：点火系统通过提供高压电弧，在燃烧室内点燃混合气体。它由点火线圈、火花塞和点火控制装置等组成。 6.进气系统：进气系统负责将空气和燃料混合后送入燃烧室。主要组 成部分包括进气管、进气阀和节气门等。
7.排气系统：排气系统用于将燃烧后的废气排出发动机，保持正常的工作环境。它由排气管、排气阀和催化转化器等组成。 8.润滑系统：润滑系统通过提供润滑油，降低摩擦，保护发动机部件的正常工作。润滑系统主要包括油泵、油箱和滤清器。 二、发动机工作原理 1.进气冲程：活塞从上往下移动，汽缸内形成一定的负压，进气阀开启，混合气通过进气管进入汽缸。 2.压缩冲程：活塞由下向上移动，将进气混合气体压缩至高压状态。此时进气阀和排气阀均关闭，防止气体泄漏。 3.燃烧冲程：点火系统点燃混合气体，燃烧产生高温高压气体，推动活塞向下运动。此时气门仍然关闭，以保持压缩状态。 4.排气冲程：活塞移动到底死点，排气阀开启，废气通过排气管排出发动机。同时，进气阀开始开启，为下一个工作循环做准备。 发动机通过循环进行连续的工作，不断将燃料燃烧产生的能量转化为机械能。它具有高效率、高功率和可靠性的特点，在现代社会中发挥着重要的作用。同时，发动机的结构和工作原理也在不断改进和优化，以适应环境保护和能源节约的要求。
破解汽车奥秘——详解发动机内部构造及原理 破解汽车奥秘—详解发动机内部构造及原理 汽车大规模进入家庭在几年前就已经不是新闻了，但很多车主在享受到爱车为生活带来方便的同时却因为相关知识的不甚了解而产生了使用以及保养维修方面的误区。从本期开始，汽车探索将从汽车的发动机、离合器、变速箱以及底盘、悬挂等方面，用较为通俗的语言进行深入浅出的介绍，相信看过之后一定会有所收获。 【汽车探索讯】汽车作为一个行驶工具，能动、能开是最基本的要求，但安全性、操控性、舒适性和环保性也同样不可或缺。为了达到上述目的，就要求从外观到内饰以及发动机等部件相互配合，相互匹配。但从某方面来说又互相制约，互相影响。所以，这是一个相当复杂庞大的技术领域。而我们所要了解的就是简单的一些入门知识，同时这些又是使用中息息相关的。 宝马M5的V10发动机 发动机 发动机是由一系列具有严格配合关系和协调动作的机构和系统组成。一般内燃机：由机体与曲轴连杆机构、配气机构、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统等组成。各机构和系统的严格配合和协调动作，主要靠凸轮和凸轮轴的传动实现。凸轮轴的传动是通过一对正时齿轮由曲轴驱动。 组成：机体组、曲柄连杆机构、配气机构、供油及燃油分配系统、电子传感器、点火系统、润滑系统、散热系统等组成。 它们各司其职，综合在一起，最终保证了发动机运转所必须的三要素：可燃混合气、电火花、汽缸压力。 宝马 M5 的 V10 发动机零件一览 一、机体组：
对于一款四冲程发动机来说，一般情况下机体组由上到下可分为五块，分别是：气门室盖、汽缸盖、缸体、曲轴箱和油底壳。 根据工作压力和使用车辆成本的不同，材料选择也不同，宝马M5材料主要选择：铸铁、铝合金以及镁铝合金。其中铸铁的硬度较强，适用于涡轮增压车型，但散热效果差，所以往往都将压缩比设计的较低。铝合金重量轻，散热好，但硬度不强，主要用于高转速的自然吸气车型。 曲轴箱主体 二、曲柄连杆机构： 组成：曲轴、连杆、活塞、活塞环、大小瓦。 作用：主要就是用来将可燃混合气被点燃后爆发出的力量，传递到离合器和变速箱中。根据发动机用途（强调马力输出或相对更低的油耗）来设计不同质量和惯性的曲轴及曲柄。另外，机体组中和曲柄连杆机构的相互配合也往往决定了一款发动机的转速高低。一般来说，大缸径短冲程时的设计主要是为了更加追求转速高、功率大。而小缸径长冲程式的设计，多用来载重或者纯正越野车之类更强调低转速大扭矩的车。 用来汇集各缸输出动力的曲轴 三、配气机构： 作用：根据发动机的实时需要，来提供相应的可燃混合气。 组成：有两方面，其中发动机内部主要包括：正时皮带（正时链条或正时齿轮）凸轮轴、液压气门顶、气门、气门弹簧以及气门油封。 （正时皮带：优点是噪音小，缺点是需要更换。正时链条：优点是免于更换，但十万公里左右要调整松紧度，缺点是噪音大。正时齿轮：优点是不用更换，不用维护。缺点：重量大、惯性大）。
发动机的工作及原理 发动机是一种能够把其它形式的能转化为另一种能的机器，通常是把化学能转化为机械能。发动机既适用于动力发生装置，也可指包括动力装置的整个机器(如：汽油发动机、航空发动机)。发动机最早诞生在英国，所以，发动机的概念也源于英语，它的本义是指那种“产生动力的机械装置”。 汽油发动机 汽油发动机，是以汽油作为燃料的发动机。由于汽油粘性小，蒸发快，可以用汽油喷射系统将汽油喷入气缸，经过压缩达到一定的温度和压力后，用火花塞点燃，使气体膨胀做功。汽油机的特点是转速高，结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用，至今不衰。 按燃料供给方式的不同，汽油发动机又可分为化油器式及喷射式(或称电喷式)两大类。化油器常见于老车型的发动机上，现在大部分发动机使用喷射式燃料供给方式。在喷射式汽油机中，汽油可在进气口喷射，也可在进气冲程期间直接向气缸内喷射;喷油过程可由计算机程序控制，燃料可更均匀地分配给各个气缸;同时，由于不需要喉管而减少厂进气的阻力等，可提高气缸内的平均有效压力和热效率;此外，还可以减弱或避免爆震燃烧。 相对于柴油机，汽油机热效率低于柴油机，且油耗较高，点火系统比柴油机复杂，可靠性和维修的方便性也不如柴油机。 汽车发动机（指往复式内燃机）根据不同的特征分为以下几类： 按活塞运动方式分类：活塞式内燃机可分为往复活塞式和旋转活塞式两种。前者活塞在汽缸内作往复直线运动，后者活塞在汽缸内作旋转运动。（后者应用于转子发动机） 按照进气系统分类：内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气(非增压)式发动机和强制进气(增压式)发动机。若进气是在接近大气状态下进行的，则为非增压内燃机或自然吸气式内燃机；若利用增压器将进气压力增高，进气密度增大，则为增压内燃机。增压可以提高内燃机功率。 按照气缸排列方式分类：内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式、双列式和三列式。单列式发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成倾斜的
第一章发动机的工作原理和总体构造 §1.1发动机的分类 §1.2四冲程发动机工作原理 §1.2.1四冲程汽油机工作原理 一、现代汽车发动机的构造 现代汽车发动机的构造如图1-1,气缸内装有活塞,活塞通过活塞销、连杆与曲轴相连接。活塞在气缸内做往复运动,通过连杆推动曲轴转动。为了吸人新鲜气体和排除废气,设有进、排气系统等。 二、基本术语 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 三、四冲程汽油发动机的工作循环
图1-2 为发动机示意图。 四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程,即进气行程、压缩行程、膨胀行程（作功行程和排气行程。通常利用发动机循环的示功图来分析工作循环中气体压力p 和相应于活塞不同位置的气缸容积V 之间的变化关系, 示功图表示了活塞在不同位置时气缸内压力的变化情况。其中,曲线所围成的面积表示发动机整个工作循环中气体在单个气缸内所作的功。四冲程汽油机的示功图如图1-3 所示。 （1 进气行程（图1-3a 化油器式汽油机将空气与燃料先在气缸外部的化油器中进行混合,形成可燃混 合气后吸人气缸。 进气过程中,进气门开启,排气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移动,活塞上方的气缸容积增大,从而气缸内的压力降低到大气压以下,即在气缸内造成真空吸力。这样,可燃混合气使经进气管道和进气门被吸人气缸。 （2 压缩行程（图1-3b 为使吸人气缸的可燃混合气能迅速燃烧,以产生较大的压力,从而使发动机发出较大功率,必须在燃烧前将可燃混合气压缩,使其容积缩小、密度加大、温度升高,故需要有压缩过程。在这个过程中,进、排气门全部关闭,曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程，称为压缩行程。在示功图上，压缩行程用曲线a c表示。 （3 作功行程（图1-3c 在这个行程中,进、排气门仍旧关闭。当活塞接近上止点时,装在气缸盖上的火花塞即发出电火花,点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气燃烧后,放出大量的热能, 其压力和温度迅速增加。高温、高压燃气推动活塞从上止点向下止点运动,通过连 杆使曲轴旋转并输出机械能。它除了用于维持发动机本身 继续运转而外,其余即用于对外作功。
1.发动机是将某一种型式的能量转换为机械能的机器，其作用是将液体或气体燃烧的化学 能通过燃烧后转化为热能，再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。发动机是一部由许多结构和系统组成的复杂机器，其结构型式多种多样，但由于基本工作原理相同，所以其基本结构也就大同小异，发动机的总体结构图如下所示。 0 && image.height>0){if(image.width>=510){this.width=510;this.height=imag e.height*510/image.width;}}" border=0>汽油发动机 0 && image.height>0){if(image.width>=510){this.width=510;this.height=imag e.height*510/image.width;}}" border=0>柴油发动机 汽油机通常由曲柄连杆、配气两大机构和燃料供给、润滑、冷却、点火、起动五大系统组成。柴油机通常由两大机构和四大系统组成（无点火系）。 0 && image.height>0){if(image.width>=510){this.width=510;this.height=imag e.height*510/image.width;}}" border=0> 1．曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是由气缸体、气缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等组成。这是发动机产生动力，并将活塞的直线往复运动转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。 0 && image.height>0){if(image.width>=510){this.width=510;this.height=imag e.height*510/image.width;}}" border=0> 2．配气机构 配气机构是由进气门、排气门、气门弹簧、挺杆、凸轮轴和正时齿轮等组成。其作用是将新鲜气体及时充入气缸，并将燃烧产生的废气及时排出气缸。 3．燃料供给系 由于使用的燃料不同，可分为汽油机燃料供给系和柴油机燃料供给系。 汽油燃料供给系又分化油器式和燃油直接喷射式两种，通常所用的化油器式燃料供给系由燃油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空气滤清器、进排气歧管和排气消声器等组成，其作用是向气缸内供给已配好的可燃混合气，并控制进入气缸内可燃混合气数量，以调节发动机输出的功率和转速，最后，将燃烧后废气排出气缸。 柴油机燃料供给系由燃油箱、输油泵、喷油泵、柴油滤清器、进排气管和排气消声器等组成，其作用是向气缸内供给纯空气并在规定时刻向缸内喷入定量柴油，以调节发动机输出功率和转速，最后，将燃烧后废气排出气缸。 4．冷却系 机动车一般采用水冷却式。水冷式由水泵、散热器、风扇、节温器和水套（在机体内）等组成，其作用是利用冷却水的循环将高温零件的热量通过散热器散发到大气中，从而维持发动机电动正常工作温度。