单缸四冲程内燃机工作原理..

车辆维修试题一、四冲程柴油机的工作原理柴油机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的，这四个过程构成了一个工作循环。

活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机。

现对照上面的动画了说明它的工作理原。

1. 进气冲程第一冲程——进气，它的任务是使气缸内充满新鲜空气。

当进气冲程开始时，活塞位于上止点，气缸内的燃烧室中还留有一些废气。

2、压缩冲程压缩时活塞从下止点间上止点运动，这个冲程的功用有二，一是提高空气的温度，为燃料自行发火作准备：二是为气体膨胀作功创造条件。

当活塞上行，进气阀关闭以后，气缸内的空气受到压缩，随着容积的不断细小，空气的压力和温度也就不断升高，压缩终点的压力和湿度与空气的压缩程度有关，即与压缩比有关，一般压缩终点的压力和温度为：Pc＝4～8MPa,Tc＝750～950K。

3、燃烧膨胀冲程。

在这个冲程开始时，大部分喷入燃烧室内的燃料都燃烧了。

燃烧时放出大量的热量，因此气体的压力和温度便急剧升高，活塞在高温高压气体作用下向下运动，并通过连秆使曲轴转动，对外作功。

所以这一冲程又叫作功或工作冲程。

4、排气冲程排气冲程的功用是把膨胀后的废气排出去，以便充填新鲜空气，为下一个循环的进气作准备。

二、柴油机和汽油机工作过程的主要区别是什么汽油机和柴油机它们的区别主要在于压缩比、点火方式、所用燃料及用途。

柴油机吸入洁净空气，在活塞快要到达上止点时，向气缸内喷入燃油，燃油被高压高温的空气点燃，膨胀，将活塞推向下至点，而传统汽油机是吸入汽油与空气的混合气体，在活塞快要到达上止点时，用火花塞发火点燃混合气。

如今的电喷汽油机在活塞快要到达上止点时，用电子控制的喷油泵将汽油喷入气缸，但是燃烧还是靠火花塞点燃。

三、什么叫压缩比？压缩比＝汽缸总容积／燃烧室容积压缩比是内燃机的重要指标，压缩比越大，其压强越大，温度越高。

柴油机的压缩比为15～18。

从理论上讲，压缩比越大，效率越高。

但因为气缸受材料强度的限制，而且气缸内工质的温度不能超过燃料的燃点，所以压缩比不能太大。

内燃机的四个冲程问题一、内燃机、冲程及工作循环1.内燃机：燃料在汽缸内燃烧的热机叫内燃机，内燃机分为汽油机和柴油_____________它们的特点是让燃料存汽缸内燃烧，从而使燃烧更充分，—热损失更小，热效率较高，内能利用率较大。

2.冲程：活塞在汽缸内住复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做—个冲程。

3^作原理：四冲程内燃机的工作过程是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程] 组成的。

四个冲程为一个工作循环，在一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两周，四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程靠飞轮的惯性完成。

(1)吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入气缸；(2)压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩；(3)做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。

高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功；(4)排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。

(如下四个冲程的示意图) 。

、汽油机的工作过程2T4汽油机柴油机四、区分汽油机、柴油机以及判断内燃机的四个冲程的方法：区分汽油机和柴油机时，要从构造上区别，有喷油嘴的是柴油机，有火花塞的是汽油机。

判断四个冲程的关键是看两个气门的关闭情况和活塞的运动方向，具体情况如表所示：例2:柴油机和汽油机在一个工作循环中的四个冲程完全相同的冲程是（D ）A.吸气、压缩B.压缩、排气C.吸气、压缩、排气D.排气例3:摩托车上的热机工作时提供动力的是（ C ）A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程例4:汽油机工作时必须完成四个冲程，在这四个冲程中（ B ）A、吸气冲程把内能转化成机械能B、压缩冲程把机械能转化为内能C、做功冲程把机械能转化为内能D上述三种说法均不正确例5:如果四冲程汽油机的活塞在气缸内往复运动四次，则燃气推动活塞做功__1—次，曲轴转动__2 __________ •若飞轮转速为1800转/分，则每秒钟汽油机完成—15—工作循环，燃气推动活塞做功______________ 15__次.解析：飞轮转速为1800转/分=30r/s，所以可以完成15个工作循环，做功15 次；故答案为：1, 2，15，15.。

内燃机的四个冲程问题内燃机的四个冲程问题一、内燃机、冲程及工作循环物进入气缸；（3）做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产（如下四个冲程的示意图）。

二、汽油机的工作过程进气阀开关排气阀开关活塞运动曲轴运动冲程作用能量的转化吸气冲程开关向下半周吸入汽油和空气的混合物——压缩冲程关关向上半周燃料混合物被压缩，温度升高，压强增大机械能→内能做功冲程关关向下半周燃烧产生的高温高压燃气推动活塞向下运动，通过连杆带动曲轴对外做功内能→机械能排气冲程关开向上半周排除废气——注意一个工作循环中，有两次内能与机械能的转化：压缩冲程机械能转化为内能，做功冲程内能转化为机械能三、柴油机和汽油机的区别：四、区分汽油机、柴油机以及判断内燃机的四个冲程的方法：区分汽油机和柴油机时，要从构造上区别，有喷油嘴的是柴油机，有火花塞的汽油机柴油机构造不同汽缸顶部有火花塞汽缸顶部有喷油嘴燃料不同汽油柴油吸气冲程汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物柴油机在吸气冲程中只吸入空气点火方式压缩冲程末，火花塞产生电火花点燃燃料，称为点燃式压缩冲程末，喷油嘴向汽缸内喷出雾状柴油遇到温度超过柴油燃点的空气而自动点燃，称为压燃式效率效率低20％一30％效率高30%～45％应用自重轻便，主要用于汽车、飞机、摩托车等机体笨重，主要用于载重汽车、火车、轮船等判断四个冲程的关键是看两个气门的关闭情况和活塞的运动方向，具体情况如表所示：例1：汽油机工作的四个冲程中，只有做功冲程是将__内____能转化为__机械___能。

例2：柴油机和汽油机在一个工作循环中的四个冲程完全相同的冲程是（ D ）A．吸气、压缩B．压缩、排气C．吸气、压缩、排气D．排气例3：摩托车上的热机工作时提供动力的是（C）A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程例4：汽油机工作时必须完成四个冲程，在这四个冲程中（ B ）A、吸气冲程把内能转化成机械能B、压缩冲程把机械能转化为内能C、做功冲程把机械能转化为内能D、上述三种说法均不正确例5：如果四冲程汽油机的活塞在气缸内往复运动四次，则燃气推动活塞做功__1___次，曲轴转动__2____周．若飞轮转速为1800转/分，则每秒钟汽油机完成___15___个工作循环，燃气推动活塞做功____15__次．解析：飞轮转速为1800转/分=30r/s，所以可以完成15个工作循环，做功15次；故答案为：1，2，15，15．。

叙述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是将空气与汽油以一定比例混合成良好的混合气，在吸气冲程吸入气缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，热能使气体压强增大，高温高压的气体作用与活塞顶部，推动活塞做往复直线运动，通过连杆、曲轴、飞轮机构对外输出机械能，排气阀打开，活塞向上运动，将燃烧后的废气排出，当活塞运动至最顶部时，排气阀关闭。

四冲程汽油发动机的工作过程包括四个行程：
1.吸气冲程：活塞下降，吸进混合气。

2.压缩冲程：活塞上升，压缩混合气。

3.做功冲程：点火燃烧燃料，活塞下压做功。

4.排气冲程：活塞上升，排除废气。

在吸气冲程中，进气门打开，排气门关闭，活塞向下移动吸入混合气或空气。

在压缩冲程中，进排气门关闭，活塞向上移动压缩混合气。

在做功冲程中，进排气门关闭，火花塞点燃压缩混合气并开始燃烧，产生的压力推动活塞向下运动，通过连杆带动曲轴转动对外输出动力。

在排气冲程中，排气门打开，活塞向上运动排出燃烧后的废气。

四冲程汽油发动机的工作原理是一个不断循环的过程，每个行程都对应曲轴旋转两周完成一个完整的工作循环。

这种往复活塞式内燃机的工作方式是现代发动机的基本原理之一，广泛应用于汽车、摩托车、发电机组等机械设备中。

内燃机的四个冲程问题一、内燃机、冲程及工作循环（3）做功冲程：在紧缩冲程终止时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。

示用意）。

二、汽油机的工作进程进气阀开关排气阀开关活塞运动曲轴运动冲程作用能量的转化吸气冲程开关向下半周吸入汽油和空气的混合物——压缩冲程关关向上半周燃料混合物被压缩，温度升高，压强增大机械能→内能做功冲程关关向下半周燃烧产生的高温高压燃气推动活塞向下运动，通过连杆带动曲轴对外做功内能→机械能排气冲程关开向上半周排除废气——注意一个工作循环中，有两次内能与机械能的转化：压缩冲程机械能转化为内能，做功冲程内能转化为机械能三、柴油机和汽油机的区别：区分汽油机和柴油机时，要从构造上区别，有喷油嘴的是柴油机，有火花塞的是汽油机。

判定四个冲程的关键是看两个气门的关闭情形和活塞的运动方向，具体情形如表所示：汽油机柴油机构造不同汽缸顶部有火花塞汽缸顶部有喷油嘴燃料不同汽油柴油吸气冲程汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物柴油机在吸气冲程中只吸入空气点火方式压缩冲程末，火花塞产生电火花点燃燃料，称为点燃式压缩冲程末，喷油嘴向汽缸内喷出雾状柴油遇到温度超过柴油燃点的空气而自动点燃，称为压燃式效率效率低20％一30％效率高30%～45％应用自重轻便，主要用于汽车、飞机、摩托车等机体笨重，主要用于载重汽车、火车、轮船等例1：汽油机工作的四个冲程中，只有做功冲程是将__内____能转化为__机械___能。

例2：柴油机和汽油机在一个工作循环中的四个冲程完全相同的冲程是（ D ）A．吸气、紧缩B．紧缩、排气C．吸气、紧缩、排气D．排气例3：摩托车上的热机工作时提供动力的是（ C ）A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程例4：汽油机工作时必需完成四个冲程，在这四个冲程中（ B ）A、吸气冲程把内能转化成机械能B、紧缩冲程把机械能转化为内能C、做功冲程把机械能转化为内能D、上述三种说法均不正确例5：若是四冲程汽油机的活塞在气缸内往复运动四次，那么燃气推动活塞做功__1___次，曲轴转动__2____周．假设飞轮转速为1800转/分，那么每秒钟汽油机完成___15___个工作循环，燃气推动活塞做功____15__次．解析：飞轮转速为1800转/分=30r/s，因此能够完成15个工作循环，做功15次；故答案为：1，2，15，15．。

内燃机工作原理内燃机是一种广泛应用于各个领域的动力装置，其工作原理主要是利用可燃气体在气缸内燃烧产生高温高压气体驱动活塞做功。

本文将详细介绍内燃机的工作原理和主要组成部分。

一、内燃机的工作原理内燃机的工作原理基于热力学第一定律和气体状态方程。

在一个封闭的环境中，可燃混合气体（汽油、柴油或天然气等）与空气在气缸内充分混合，然后通过点火装置点燃混合气体。

点火后，可燃气体会燃烧释放出热量，使气缸内的气体温度和压力急剧上升。

高温高压气体驱动活塞向下运动，完成一次工作循环。

内燃机的工作循环可分为四个阶段：进气、压缩、燃烧和排气。

1. 进气阶段：活塞向上运动，通过进气门让新鲜空气进入到气缸内。

为了保证燃烧效率，进气时空气应尽量充分混合。

2. 压缩阶段：活塞向下运动，将气缸内的气体压缩。

气体在压缩过程中，温度和压力逐渐增加，形成高压高温气体。

3. 燃烧阶段：在活塞达到下止点时，点火装置产生火花点燃气缸内的混合气体。

可燃气体在火焰的驱动下燃烧，释放出大量热能，使气体的压力迅速上升。

4. 排气阶段：活塞再次向上运动，将燃烧产生的废气推出气缸。

通过排气门将废气排放到大气中。

这四个阶段组成了内燃机的一个工作循环。

内燃机可以根据不同的工作循环形式进行分类，最常见的有四冲程循环和两冲程循环。

二、内燃机的主要组成部分内燃机主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、点火系统、燃油供给系统、进气系统和排气系统等组成。

1. 气缸：气缸是容纳活塞上下运动的空间。

内燃机通常采用单缸、多缸或星型多缸结构，根据需要可以选用不同的气缸数目。

2. 活塞：活塞是内燃机中的运动部件，直接受到燃烧气体的推动力。

活塞在气缸内上下运动，通过连杆与曲轴相连，将燃烧产生的能量转化为机械能。

3. 连杆：连杆连接活塞和曲轴，将活塞的上下运动转化为曲轴的旋转运动。

连杆需要具备足够的强度和刚度，以承受高频率的往复运动。

4. 曲轴：曲轴是内燃机中的动力输出元件，通过连杆的传动实现活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。

汽油机与柴油机一、四冲程汽油机工作原理汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在进气行程被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。

四冲程汽油机在进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程内完成一个工作循环。

1、进气行程：活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。

此时进气门开启，排气门关闭，曲轴转动180°。

在活塞移动过程中，汽缸容积逐渐增大，汽缸内气体压力从pr逐渐降低到pa，汽缸内形成一定的真空度，空气和汽油的混合气通过进气门被吸入汽缸，并在汽缸内进一步混合形成可燃混合气。

由于进气系统存在阻力，进气终点汽缸内气体压力小于大气压力0 p ，即pa= (0.80～0.90) 0 p。

进入汽缸内的可燃混合气的温度，由于进气管、汽缸壁、活塞顶、气门和燃烧室壁等高温零件的加热以及与残余废气的混合而升高到340～400K。

2、压缩行程：压缩行程时，进、排气门同时关闭。

活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180°。

活塞上移时，工作容积逐渐缩小，缸内混合气受压缩后压力和温度不断升高，到达压缩终点时，其压力pc可达800～2000kPa，温度达600～750K。

在示功图上，压缩行程为曲线a～c。

3、做功行程：当活塞接近上止点时，由火花塞点燃可燃混合气，混合气燃烧释放出大量的热能，使汽缸内气体的压力和温度迅速提高。

燃烧最高压力pZ达3 000～6000kPa，温度TZ达2 200～2800K。

高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，并通过曲柄连杆机构对外输出机械能。

随着活塞下移，汽缸容积增加，气体压力和温度逐渐下降，到达b点时，其压力降至300～500kPa，温度降至1 200～1500K。

在做功行程，进气门、排气门均关闭，曲轴转动180°。

4、排气行程：排气行程时，排气门开启，进气门仍然关闭，活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180°。

机械原理课程设计说明书题目：单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析二级学院机械工程学院年级专业13材料本科班学号学生姓名指导教师朱双霞教师职称教授目录第一部分绪论 (2)第二部分设计题目及主要技术参数说明 (3)２、1 设计题目及机构示意图 (3)2、2 机构简介 (3)2、3 设计数据…………………………………………………… ４第三部分设计内容及方案分析…………………………………… ６3、1 曲柄滑块机构设计及其运动分析…………………………６3、1、1 设计曲柄滑块机构……………………………………… ６3、1、2 曲柄滑块机构得运动分析……………………………… ７3、2 齿轮机构得设计……………………………………………１13、２、1 齿轮传动类型得选择……………………………………123、2、2 齿轮传动主要参数及几何尺寸得计算…………………133、3 凸轮机构得设计 (13)3、3、1 从动件位移曲线得绘制 (14)３、３、2 凸轮机构基本尺寸得确定………………………………1５3、3、3 凸轮轮廓曲线得设计 (1)６第四部分设计总结 (18)第五部分参考文献 (20)第六部分图纸 (2)１第一部分绪论1、本课程设计主要内容就是单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析,在设计计算中运用到了《机械原理》、《理论力学》、《机械制图》、《高等数学》等多门课程知识。

2、内燃机就是一种动力机械，它就是通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出得热能直接转换为动力得热力发动机。

通常所说得内燃机就是指活塞式内燃机。

活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。

活塞式内燃机将燃料与空气混合，在其气缸内燃烧,释放出得热能就是气缸内产生高温高压得燃气。

燃气膨胀推动活塞做功。

再通过曲柄连杆机构或其她机构将机械功输出，驱动从动机械工作。

内燃机得工作循环由进气、压缩、燃烧与膨胀、排气等过程组成。

这些过程中只有膨胀过程就是对外做功得过程。

其她过程都就是为更好得实现做功过程而需要得过程。

内燃机的每一个工作循环都包括内燃机的每一个工作循环都包括：进气、压缩、燃烧—膨胀和排气等四个过程。

四冲程内燃机的工作循环是在曲轴旋转两周，即四个行程中完成的；而二冲程内燃机的工作循环则是在曲轴旋转一周，即两个行程中完成的。

下面介绍四冲程内燃机的工作原理：（一）四冲程汽油机的工作原理研究内燃机的工作循环时，可以利用一种表示汽缸内气体压力p和相当于活塞不同位置时的汽缸容积v之间的变化关系图。

此图能表示一个工作循环中气体在汽缸内所做的功，所以称为示功图。

1、进气过程在进气过程中，活塞从上止点向下止点移动，进气门开启，排气门关闭。

这时活塞上方的汽缸容积增大，于是压力降低到小于大气压力，也就是产生了真空度处于真空状态下的气体稀簿程度，通常用真空度表示。

若所测设备内的压强低于大气压强，其压力测量需要真空表。

从真空表所读得的数值称真空度。

真空度数值是表示出系统压强实际数值低于大气压强的数值，即：真空度=(大气压强—绝对压强）。

在外界大气压力的作用下，空气经空气滤清器进入化油器，在化油器中与汽油混合而成为可燃混合气，经进气管和进气门进入汽缸。

由于进气系统对气流有阻力，所以进气终了时汽缸内的气体压力低于大气压力po。

进气过程在示功图上以曲线ra表示。

当活塞到达下止点活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向下运动到最低位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的极限位置，称为下止点。

时，进气终了，这时汽缸中的气体压力约为0.074~0.088MPa（当节气门完全开启时），温度为353K~403K。

2、压过过程为使汽缸中的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的动力，必须在燃烧前将混合气压缩，使其容积缩小，密度增大，温度升高，即需要有压缩过程。

在进气过程终了后，进、排气门都关闭，曲轴继续旋转，活塞自下止点向上止点移动，将汽缸中的混合气压缩，这时压缩过程。

压缩过程在示功图上以曲线ac表示。

随着气体容积的缩小，它的压力和温度就升高。