单缸四冲程汽油机工作原理

汽车发动机构造与维修自己总结试卷答案1、发动机的两大机构和五大系统分别是什么：（1）曲柄连杆机构；（2）配气机构；（3）燃料供给系统；（4）润滑系统；（5）冷却系统。

2、单缸四冲程汽油机的工作原理：化油器式汽油机工作时，汽油和空气先经汽缸外部的化油器初步混合形成可燃混合气，然后进入汽缸燃烧产生动力。

3、单缸四冲程汽油机工作过程：（1）进气冲程：进气冲程开始时，进气门打开，排气门关闭。

曲轴旋转，通过连杆带动活塞由上止点向下止点运动，活塞顶上部容积逐渐增大，汽缸内产生真空吸力，将可燃混合气经进气管、进气门吸入汽缸；（2）压缩冲程：进、排气门均保持关闭状态，活塞由下止点向上止点运动，汽缸内的可燃混合气被压缩，当活塞到达上止点时，曲轴转过第二个半周，压缩冲程结束；（3）做功冲程：压缩冲程结束后，进排气门仍保持关闭状态，点火系统通过火花塞产生高压电火花，点燃燃烧室内的可燃混合气。

混合气迅速燃烧，缸内气体温度、压力急速升高，温度可达2200-2800K，压力大3-5MPa，燃烧后的高温高压推动活塞迅速向下运动，通过连杆使曲轴旋转，产生扭矩做功，完成一次将热能转变为机械能的过程；（4）排气冲程：做功冲程接近完成时，排气门开启，汽缸内做功后的废气在残余压力作用下，大部分经排气门自行排出，活塞从下止点向上止点运动时，进一步将废气排出，活塞到达上止点，曲轴转过第四个半圈，排气冲程结束，汽缸内废气温度约为900-1200K，压力降至0.105-0.115MPa。

4、四冲程汽油机工作过程数据（）内为柴油机的：（1）0~180：冲程：进气；活塞运动：向下；气门状态：进气门开启，排气门关闭；压力：进气结束：0.08~0.90MPa(0.80~0.95)；温度：进气结束：370~440K(320~350)。

（2）180~360：压缩；向上；关闭；关闭；压缩结束0.6~1.5MPa(3~5)；压缩结束600~700K(800~1000)。

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。

第十四章内能的利用单元检测卷时间：55分钟总分：70分主题一：物理观念一、单项选择题（本题共10小题，每小题2分，共20分，每小题列出的四个选项，只有一个符合题意）单缸四冲程汽油机工作原理是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程中被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生内能，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。

四冲程汽油机一个工作循环包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。

请完成1—3题。

1. 关于热机的能量转化过程，下列说法正确的是（）A. 将势能转化为动能B. 将化学能转化为内能C. 将内能转化为机械能D. 将机械能转化为化学能2. 下列关于汽油机和柴油机的主要区别，说法正确的是（）A. 构造上，汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞B. 吸气冲程中，柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入汽缸的是空气C. 在压缩冲程末，柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式D. 在做功冲程中，柴油机的燃气温度和压强比汽油机的高3. 如图是柴油机的四个工作过程，按其工作过程排列顺序正确的是（）A. ②③①④B. ①②③④C. ③④②①D. ②①④③汽油发动机是以汽油作为燃料，最终转化成机械能的发动机，热机的效率取决于将释放的内能转化为机械能的多少，生活中还经常用到煤油、酒精等燃料，热值是燃料的一种属性，一般与种类有关。

请完成4—7题。

4. 一桶煤油用掉了一半，则剩下的煤油（）A. 比热容变为原来的一半B. 密度变为原来的一半C. 热值变为原来的一半D. 比热容、密度、热值都不变5. 如图，用酒精灯给试管中的水加热，一段时间后橡皮塞被冲开。

下列说法正确的是（）A. 酒精灯中酒精的质量越大，酒精的热值越大B. 酒精燃烧放出的热量能全部被试管中的水吸收C. 试管中水的内能是通过热传递的方式增加的D. 橡皮塞被冲开的过程与内燃机的压缩冲程都是内能转化为机械能的过程6. 两台热机，甲的效率比乙的高，下列说法正确的是（）A. 甲热机消耗的燃料多B. 甲热机的功率比乙热机的小C. 甲热机比乙热机做功少D. 做相同的有用功，甲损失的能量比乙损失的少7. 做同样的有用功，甲、乙柴油机用时和消耗柴油对比如下表。

汽油机工作原理首先我们就以单缸为例，介绍下四冲程汽油发动机的工作原理。

我们已经知道，发动机是将化学能转化为机械能的机器，它的转化过程实际上就是工作循环的过程，简单来说就是是通过燃烧气缸内的燃料，产生动能，驱动发动机气缸内的活塞往复的运动，由此带动连在活塞上的连杆和与连杆相连的曲柄，围绕曲轴中心作往复的圆周运动，而输出动力的。

现在，我们分析一下这个过程：一个工作循环包括有四个活塞行程（所谓活塞行程就是指活塞由上止点到下止点之间的距离的过程）：进气行程、压缩行程、膨胀行程（作功行程）和排气行程。

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将到大气压力以下，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。

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愈高，燃烧速度也愈快，因而发动机发出的功率愈大，经济性愈好。

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，反而会出现暴燃和表面点火等不正常燃烧现象（燃油质量的影响也是占有相对重要的地位，这方面我们会在以后详细讲解）。

一、通用汽油发动机的基本原理及结构1、通用汽油发动机是以汽油作为燃料通过燃烧将化学能转化为机械能的动力源；以它作为动力匹配的一系列终端产品称为通用机械，如：汽油发电机组系列、汽油机水泵系列、草坪机系列、微耕机系列、电焊机系列等终端产品。

2、我公司生产单缸四冲程汽油发动机及内燃机匹配的一系列终端产品为主。

3、单缸四冲程汽油发动机主要由能量转换系统、点火系统、供油系统、速度控制系统、配气系统等主要系统组成。

二、主要系统的工作性能、系统零部件及常见故障简介（零部件名称、装配位置见《零部件目录》图册）。

1、能量转换系统：主要由缸头、活塞、活塞环、连杆、曲轴组成。

常见故障有：缺机油造成——活塞、连杆拉缸；曲轴、连杆抱死；连杆断裂。

使用时间过长磨损活塞环后造成：冒黑烟（烧机油）。

2、点火系统：主要由点火器、火花塞组成、飞轮磁钢。

常见的故障有：点火器、火花塞坏造成一一发动机不能启动。

点火系统维修时应注意：点火器与飞轮间隙0 . 4±0 .1 mm3、供油系统：主要由化油器、化油器隔板、化油器纸垫、空滤器、油箱、油管组成。

常见故障有：无燃油造成一一发动机不能启动；供油不足、纸垫漏气、空滤器堵塞造成一一转速不稳定且功率下降4、 调速系统：主要由调速齿轮、摆杆、节气门复位弹簧、调速拉簧、拉杆、化油器节 气门（同化油器一体）、油门支架组成。

常见的故障有：复位弹簧、调速拉簧的位置、弹力发生变化造成一一转速不稳定且功率 下降。

摆杆、调速齿轮间歇发生变化造成一一高速飞车。

5. 配气系统：主要由凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、进排气门组成。

配气系统维修时应注意a.凸轮轴与曲轴上小点对正。

b.调整摇臂与气门摇臂的间隙应注意：进气门 0 . 0 8 - 0 . 1 mm 排气门 0 . 12 - 0 . 15 mm三、通用汽油发动机常见故障的处理故障判断及处理1、 熄火开关没开，熄火线短路。

缺机油（有保护器的机型）。

2、 传感器：拔掉机油传感器连接线，汽油机能启动的换机油传感器。

汽油发动机，汽油发电机工作原理及常见故障处理汽油发动机，汽油发电机工作原理及常见故障处理一、通用汽油发动机的基本原理及结构1、通用汽油发动机是以汽油作为燃料通过燃烧将化学能转化为机械能的动力源;以它作为动力匹配的一系列终端产品称为通用机械，如:汽油发电机组系列、汽油机水泵系列、草坪机系列、微耕机系列、电焊机系列等终端产品。

2、我公司生产单缸四冲程汽油发动机及内燃机匹配的一系列终端产品为主。

3、单缸四冲程汽油发动机主要由能量转换系统、点火系统、供油系统、速度控制系统、配气系统等主要系统组成。

二、主要系统的工作性能、系统零部件及常见故障简介(零部件名称、装配位置见《零部件目录》图册)。

1、能量转换系统:主要由缸头、活塞、活塞环、连杆、曲轴组成。

常见故障有:缺机油造成――活塞、连杆拉缸;曲轴、连杆抱死;连杆断裂。

使用时间过长磨损活塞环后造成:冒黑烟(烧机油)。

2、点火系统:主要由点火器、火花塞组成、飞轮磁钢。

常见的故障有:点火器、火花塞坏造成――发动机不能启动。

点火系统维修时应注意:点火器与飞轮间隙0.4?0.1mm。

3、供油系统:主要由化油器、化油器隔板、化油器纸垫、空滤器、油箱、油管组成。

常见故障有:无燃油造成――发动机不能启动;供油不足、纸垫漏气、空滤器堵塞造成――转速不稳定且功率下降。

4、调速系统:主要由调速齿轮、摆杆、节气门复位弹簧、调速拉簧、拉杆、化油器节气门(同化油器一体)、油门支架组成。

常见的故障有:复位弹簧、调速拉簧的位置、弹力发生变化造成――转速不稳定且功率下降。

摆杆、调速齿轮间歇发生变化造成――高速飞车。

5.配气系统:主要由凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、进排气门组成。

配气系统维修时应注意a.凸轮轴与曲轴上小点对正。

b.调整摇臂与气门摇臂的间隙应注意:进气门0.08-0.1mm，排气门0.12-0.15mm。

三、通用汽油发动机常见故障的处理故障现象故障判断及处理不能启动或启动后突然熄火1、熄火开关没开，熄火线短路。

一、内燃机的常用术语1、上止点：2、下止点：3、活塞冲程：4、气缸工作容积：5、燃烧室容积：6、气缸总容积：7、压缩比：图4.1-1 单缸内燃机结构简图（a）活塞位于上止点；（b）活塞位于下止点1-排气门；2-进气门；3-喷油器（或火花塞）；4-气缸体；5-活塞；6-活塞销；7-连杆；8-曲轴二、内燃机的工作原理（一）单缸四冲程柴油机的工作原理四冲程内燃机是由进气、压缩、做功和排气四个冲程完成一个工作循环。

当排气冲程结束,活塞移到上止点时，曲轴共旋转多少度?。

四冲程内燃机每完成一个工作循环，其中只有一个是做功冲程，其余三个都是做功冲程的辅助冲程，是消耗动力的。

由于曲轴在做功冲程时的转速大于其他三个冲程的转速，因此，单缸内燃机的工作不平稳。

多缸内燃机就可以克服这个弊病，例如，四缸四冲程内燃机的一个工作循环中，每一冲程均有一个气缸为做功冲程，因此，曲轴旋转较均匀，内燃机工作也就较平稳。

四冲程汽油机的工作过程与四冲程柴油机相似，主要不同之处是：（1）混合气形成方式不同：汽油机的汽油和空气在气缸外混合（喷油器根据电控单元的控制指令将适量的汽油喷入进气门前与空气形成可燃混合气，待进气冲程时，再将燃油混合气吸入气缸中），进气冲程进入气缸的是可燃混合气。

而柴油机进气冲程进入气缸的是纯空气，柴油是在做功冲程开始阶段喷入气缸，在气缸内与空气混合。

（2）着火方式不同：汽油机用电火花点燃混合气，而柴油机是用将高压柴油喷入气缸内，靠高温气体加热自行着火燃烧。

所以汽油机有点火系统，而柴油机则无点火系统。

二）单缸二冲程汽油机的工作原理二冲程内燃机的工作过程和四冲程内燃机一样，也是由进气、压缩、做功、排气四个过程完成一个工作循环。

但它的一个工作循环是在曲轴旋转一圈内完成的，也就是说在活塞的二个冲程内完成的，故称为二冲程内燃机[推荐]内燃机的基本构造（一）网站首页》》业界动态》》行业知识>>[推荐]内燃机的基本构造（一）时间：2009-4-6 14:04:20 文章来自于：(中国建筑机械网)内燃机的结构较复杂，一般按其作用的不同，可分为两个机构和若干个系统。

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。

的核心部件。

发动机的技术状况是直接影响汽车的动力性、经济性以及其他性能的重要因素。

本项目学习发动机的作用和工作原理及其总统构造。

【理论知识】：任务1.1 发动机的作用和工作原理发动机是将热能转化为机械能的机器，其作用是使燃料通过燃烧产生热能，再把热能通过曲柄连杆机构转化为机械能并对外输出动力。

1.1.1发动机术语如图所示：1.上止点：上止点是指活塞顶离曲轴回转中心最远处，即活塞的最高位置。

2.下止点：下止点是指活塞顶离曲轴回转中心最近处，即活塞的最低位置。

3.活塞行程S：活塞行程是指活塞由一个止点移动到另一个止点的运动过程，也称冲程。

行程的长度即为上、下止点间的距离。

活塞行程用S表示，单位为mm。

4.曲柄半径R：曲柄半径是指与连杆大端相连接的曲柄销的中心线到曲轴回转中心线的距离。

曲柄半径用R表示，单位为mm。

显然，曲轴每转一周，活塞移动两个行程，即S＝2R。

5.气缸工作容积Vh：气缸工作容积是指活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的空间容积。

其计算公式为Vh=πD2S/(4×106)式中 Vh——气缸工作容积，L；D——气缸直径，mm；S——活塞行程，mm。

6. 发动机工作容积VL ：发动机工作容积是指发动机所有气缸工作容积的总和，也称发动机的排量。

若发动机的气缸数为i ，则VL ＝Vh ·i 。

VL 的单位为L 。

7. 燃烧室容积VC ：燃烧室容积是指活塞在上止点时，活塞顶上面空间的容积。

燃烧室容积用VC 表示，单位为L 。

8. 气缸总容积Va ：气缸总容积是指活塞在下止点时， 活塞顶上面空间的容积。

它等于气缸工作容积与燃烧室容积之和，即Va ＝Vh +VC ，用Va 表示，单位为L 。

9. 压缩比ε：压缩比是指气缸总容积与燃烧室容积的比值，即Vc Vh Vc Vc Vh Vc V +=+==1a ε压缩比是用来衡量空气或混合气被压缩的程度，影响发动机的热效率。

一般汽油发动机的压缩比为8~11，柴油发动机的压缩比为16~22。

初三物理热机试题答案及解析1.一柴油机的转速是3000r/min，它 1秒钟对外做功次，它完成吸气冲程时，吸入气缸里的物质是．【答案】25；空气【解析】柴油机的飞轮转速是3000r/min=50r/s，表示每秒飞轮转动50圈，热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，所以每秒飞轮转动50圈，对外做功25次；柴油机吸入汽缸的只有空气，而汽油机吸入汽缸的是空气和汽油的燃料混合物，所以完成吸气冲程时，吸入气缸里的物质是空气．【考点】热机2.从能的转化角度看，在四冲程内燃机的每个工作循环中，将内能转化为机械能的冲程是冲程。

【答案】压缩【解析】四冲程内燃机将高温高压燃气的内能转化为机械能，在压缩冲程中，活塞压缩气体做功，将机械能转化为气体的内能。

在做功冲程中，燃气推动活塞对外做功，将内能转化为机械能。

【考点】内燃机3.近年来，烟台市大力发展清洁能源产业，尤其是风电发展尤为迅速，目前，烟台并网运行的风电场达28座．风机900余台，授产的风电装机容量为130万千瓦，预计年发电量2.7×108kW•h，相当于完全燃烧煤放出的能量．（煤的热值3.0×107J/kg）【答案】【解析】，【考点】电功和电能；热值.4.焦炭的热值是3.0×107 J/kg，要获得6×108 J的热量，至少燃烧 kg的焦炭。

【答案】20【解析】至少燃烧焦炭的质量m=Q/q=6×108J/(3.0×107 J/kg)=20kg.【考点】热量的计算5.阅读下面的材料，解答问题山东菏泽向“大气污染宣战”某环保局研究表明：“PM2.5来源中，机动车的排放占33.1%，排第一位，燃煤污染排放占第二位”。

“减少污染排放，还我一片蓝天”成为每一个公民的责任。

下面是菏泽有关部门针对“节能减排”采取的部分措施第一项措施（4分）“免费公共自行车”成为菏泽市区一道亮丽的风景线。