一.四冲程发动机的基本工作原理
使燃料在气缸中燃烧，形成高温、高 压的燃气，推动活塞并通过连杆带 动曲轴旋转，将燃料燃烧产生的热 能转变为机械能。
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
二.四冲程汽油机工作原理
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活塞运动过程 气缸压力及温度变化 进、排气门状态
第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
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•
•示功图：缸内气体压 力随曲轴转角或气缸 容积变化的曲线图。 •表示：P-V或P=Φ图
第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
四冲程汽油机工作原理
• 进气行程
曲线 ra 表示进气行程, 活塞从上止点(r)向下止点(a) 运动，进气过程开始时，气缸内的压力稍高于大气压力。 随着活塞下移，气缸内容积增大，压力减小，当压力低 于大气压时，在气缸内产生真空吸力，可燃混合气通过 进气门被吸入气缸，直至活塞向下运动到下止点。
•第一行程：活塞自下向上运动，进行上方压缩，下方进气；接近 上止点时，火花塞打火，混合气燃烧。
•第二行程：活塞自上向下运动，在上方做功和换气，下方进行混
合气与压缩。
第二章汽车发动机工作原理和总体构
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造
二冲程柴油机
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
思考题
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
•发动机常用术语
6. 燃烧室容积 活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称
为燃烧室容积。一般用 Vc 表示。 7. 气缸总容积 活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称
为气缸总容积。一般用 Va 表示，显而易见，气缸 总容积就是气缸工作容积和燃烧室容积之和，即 Va＝Vc＋Vs
13.工况：某时刻的运行状况；
一般用 n、负荷表示。
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
•2.2 往复活塞式内燃机工作原理
1.四冲程发动机 点燃式发动机：汽油机 压燃式发动机：柴油机 2.二冲程发动机 (自学） 二冲程汽油机：点燃 二冲程柴油机：压燃
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
600~ 750
3~5
750~ 1000
3.0~ 6.5
2200~ 2800
6~9
1800~ 2200
0.35~ 0.5
1200~ 1500
(1)Pa<Po, Ta较高
0.105~0.12
(2)Pa柴> Pa汽，
900 ~1100 Ta柴<Ta汽,
0.2~0.5
(3)Tmax Pmax
0.105~0.12 并不同时达 到
压缩比是发动机中一个非常重要的概念，表示了气体的压 缩程度
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
发动机常用术语
10.二冲程发动机：活塞往复两个行程完成一个工作 循环（曲轴旋转一周）。
11.四冲程发动机：活塞往复四个行程完成一个工作 循环（曲轴旋转一周）。
12.负荷率（负荷）：发动机某一转速下发出的有效 功率与相同转速下所能发出的最大有效功率之比。 表示：百分数。
化油器 火花塞点火
压缩比ε
工作循环中缸内 气体状态参数
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18~22
6~9
Pc 、Tc 较高
Tc、 Pc 较低，Tb、Pb 高于 柴油机的Tb、Pb
第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
•四冲程柴油机与汽油机比较
柴油机
电控（化油器式）汽油机
功率调 节方式
每循环喷油量 －－“质调节”
进入气缸混合气量的多少
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
四冲程汽油机工作原理
• 压缩行程 曲线 ac 表示压缩行程, 活塞从下止点向上止点
运动，这时进气门和排气门都关闭，气缸内成为封 闭容积，可燃混合气受到压缩，压力和温度不断升 高，当活塞到达上止点(c)时压缩行程结束。压缩 终了时可燃混合气压力可达 0.6～1.2MPa，温度可 达 600～700K。
曲 轴 转 角
曲动 轴力 旋 转
对示曲 应功线
图
进 气
• --
上 下
飞
轮
•开 •关 •0º~180º
惯 性 力
压 缩
飞
下
•关 •关 •180º~360
轮 惯 性
上
º
力
•r—a
• 进气门开
启到关闭时 期
•a—c
• -- • --
• •
作
上
•关 •关
•360º~540º
气压 体力
•c—z
功
下
• --
排
下
•发动机常用术语
4. 曲柄半径 曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半
径，一般用R表示。通常活塞行程为曲柄半径的两 倍，即s=2R 5. 气缸工作容积 活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积， 称为气缸工作容积。一般用Vs表示： 式中：D－气缸直径，单位mm；
S－活塞行程，单位mm；
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•关 •开 •540º~720
气
上
º
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飞
•排气门开
轮 惯
•b—r 启到关闭
性
时期
力 第二章汽车发动机工作原理和总体构
造
三.四冲程柴油机与汽油机比较
•进气冲
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•压缩冲
•做 功 冲 •排气冲 第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
•四冲程柴油机示功图
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
(节气门调节)
－－“量调节”
φα
φα变化大， 每循环吸入空气量基本 相等
φα变范围不大
结
构
燃油供给系统
（喷油泵、高压油管、
点火系统（火花塞、分电器、 点火线圈）
喷油器）
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
•思考题
•四冲程汽油机和柴油机 工作原理和结构差异的 根本原因是什么
•汽油与柴油理化特性不同
上止点向下止点运动，气缸内容积增加，气体压力和
温度降低，当活塞运动到下止点(b)时，作功行程结
束，气体压力降低到0.3～0.5MPa，气体温度降低到
1300～1600K。
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
四冲程汽油机工作过程
• 排气行程 曲线br表示排气行程, 活塞从下止点向上止
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
发动机常用术语
8. 发动机排量 多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量。一般
用 VL表示：
VL= i*Vs
式中：Vs－气缸工作容积； i － 气缸数目。
9. 压缩比 气体压缩前的容积与气体压缩后的容积比值，即气缸总容积
与燃烧室容积之比称为压缩比。一般用ε表示。
1. 理论上它的功率应等于四冲程 发动机的二倍。
2. 由于作功频率较大，二冲程发 动机的运转比较均匀平稳。
3. 构造简单，质量较小。 4. 易受磨损和经常需要修理的运
动部件数量较少。 5. 换气时间短，换气质量较差。
第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
•2.3
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汽车发动机总体构造
•1 机体 组•2 曲柄连杆机构 •3 配气机构 •4 供给系 •5 点火系 •6 润滑系 •7 冷却系 •8 起动系
柴油机燃油系统和进、排气系统的
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。
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
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•柴油机燃油供给系 第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
•8 起动装置
•结构： •起动电机、传递机构、
•离合装置
2. 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。
3. 活塞行程 活塞从一个止点到另一个止点移动的距离，即上、
下止点之间的距离称为活塞行程。一般用s表示， 对应一个活塞行程，曲轴旋转180°。
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
四冲程汽油机工作原理
• 作功行程
曲线 cb 表示作功行程, 包括燃烧过程和膨胀过程，
压缩行程接近上止点时，火花塞点燃可燃混合气，可
燃混合气燃烧后放出大量的热使气缸内气体温度和压
力急剧升高，Z 点最高压力可达 3～5MPa，最高温度
可达 2200～2800K，高温高压气体膨胀，推动活塞从
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9~16
0.5~0.8 0.12~0.13
2300~ 2600
1300~ 1500
源自文库
1000~ 1100
第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
四冲程柴油机与汽油机比较
新鲜充量
柴油机
纯空气
电控单点或多点（化油 器式）
汽油+空气=可燃
混合气形成装置 燃烧室
点火方式
压燃
单点喷射：节气门体 多点喷射：进气管道 早期化油器式汽油机：
•作用： •可靠起动
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
•2.4 内燃机性能指标
•• 动力性指标 •• 经济性指标 •• 强化指标 •• 紧凑性指标 •• 环境指标 •• 可靠性指标 •• 耐久性指标 •• 工艺性指标 ••内燃机调整和运行特性（曲线）
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
点运动，把废气强制排出到大气中去，活塞越 过上止点后，排气门关闭，排气行程结束。排 气终止(r)时，气体压力仍高于大气压力，约 为0.105～0.115MPa，温度约为900～1200K。
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
四冲程汽油机工作过程
名 动 活 气门状态
方塞
称 向 运 •进气门 •排气门
第二章汽车发动机工作 原理和总体构造
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2020/12/10
第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
2.1 基本结构与基本术语
一 发动机常用术语
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
发动机常用术语
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
发动机常用术语
1. 上止点 活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向上运 动到最高位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最 远的极限位置，称为上止点。
要求有较高的零部件强度、刚度，制造维修费用高
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
自学：单缸二冲程内燃机工作原理
• 二冲程汽油机 • 二冲程柴油机 • 二冲程、四冲程比较
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
二冲程汽油机结构
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
•4 供给系
•结构：
•燃油供给系、空气供给（进、排气 系统）
• 汽油机燃油系统和进、排气系统
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；
1000~
第1二2章00汽车发动机工70作0原~9理0和0总体构
造
四冲程发动机示功图特征点的热力参数比较
示功图 进气 特征点 终点a
压缩 终点c
最高压 力点z
做功 终点b
排气 终点r
增 压力p/ 压 Mpa
0.013~ 0.13~0.25
0.25
柴
油 温度 T/ K 320~450 320~450 机
第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
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2020/12/10
第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
•2.5 内燃机产品名称及型号编制规则
••内燃机产品名称：按所采用的燃料命名 ••内燃机型号：•数字+汉语拼音字母或象形字
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
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四冲程发动机示功图特征点的热力参数比较
示功图 特征点
进气终点a
压缩终点c
最高压力点 z
做功终点b
排气终点r
汽 压力 p/ Mpa
油 机
温度 T/ K
0.08~ 0.09
320~ 380
自然 吸气 柴 油 机 PPT文档演模板
压力 p/ Mpa
温度 T/ K
0.085~ 0.095
310~ 340
0.8~ 1.5
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第二章汽车发动机工作原理和总体构 造
•四冲程柴油机与汽油机优缺点对比
1. 汽油机
优点：
转速高、质量小、工作噪声小、起动容易、制造和维修费 用低
缺点：
燃油消耗率高，燃油经济性差
2. 柴油机
优点：
压缩比高，燃油消耗率平均比汽油机低20%---30%，且价格 低，所以燃油经济性好
缺点：
转速低、不易蒸发，低温起动性差、噪声较大、质量大、
