Va － 气缸总容积； Vh － 气缸工作容积； Vc － 燃烧室容积；
汽油机压缩比一般为8～11。柴油机压缩比一般 为16～22。
9、工作循环
对于往复活塞式发动机，每进行一次 能量转换，均要经过进气、压缩、作功、 排气四个过程。这种周而复始的连续过 程，称为发动机的一个工作循环。 （在 气缸内进行的，每一次将热能转换为机 械能的一系列的连续过程 ）
压缩自燃式点火 （压燃）。
四冲程柴油机各行程示意图
新鲜空气
开始喷油
进气行程
压缩行程
作功行程 排气行程
每一行程工作的具体分析如下
1、进气行程
活
进气门开启
塞
下
行
示功图：表示活塞
在不同位置时气缸内 气体压力的变化情况。
P
上 止
点
下 止 点
排气门关闭
大气压力线
进气终了时气缸内压强为0.074～ 0.093Mpa，温度上升至353～403K
r
a
示功图 V
2、压缩行程
P
进气门关闭
活
排气门关闭
塞
上
行
大气压力线
风力发动机
返回
水力发动机
水轮是以流水为动力， 进行旋转的动力装置， 又称 “水车”，可以 带动磨、风箱、抽水装 置、纺车、榨油和制革 机械乃至发动机等
返回
热力发动机
返回
二、热力发动机：将热能转变成机械能的发动机。
1、外燃机：燃料在机器外部燃烧，产生的热能输入到机器内 部并转变成机械能输出的热力发动机。如蒸汽机。 2、内燃机：液体或气体燃料和空气混合后直接输入机器内部 燃烧而产生热能，然后再将热能转变成机械能输出的热力发动 机。。
第二节 四行程发动机工作原理
一、基本结构
二、基本术语
上止点 下止点 活塞行程(S) 曲柄半径(R) 气缸总容积(Va )
气缸工作容积(V h ) 燃烧室容积(Vc ) 压缩比 发动机排量 工作循环
1、上止点、下止点 活塞顶离曲轴回转中心最远处为上止点； 活塞顶离曲轴回转中心最近处为下止点。 在上、下止点处，活塞的运动速度为零。
四行程
二行程
三、发动机的分类 （往复活塞式）：
汽油机 1、按使用的燃料不同分
柴油机
四冲程发动机 2、按完成一个工作循环所需行程数
二冲程发动机
3、按冷却方式不同
水冷发动机 风冷发动机
4、按气缸数及排列方式
单缸发动机 单列式 多缸发动机 Ｖ型
对置式
单列式
Ｖ型
对置式
5、按进气状态分
自然吸气式发动机（非增压式发动机） 强制吸气式（增压式发动机）
Z
c
r
b a
示功图 V
4、排气行程
残余废气
P
上 止
下 止
点
点
Z
进气门关闭
活
排气门打开
塞
上
行
c
r 大气压力线
b
排气终了时气缸内压强下降至0.102～ 0.120Mpa，温度下降至900～1200K
示功图 V a
四、四冲程柴油机工作原理
喷油器
四行程柴油机 同样包括进气、压 缩、作功和排气四 个行程。但由于柴 喷油泵 油机使用的柴油， 粘度比汽油大，不 易蒸发，且自燃温 度又比汽油低，所 以采用的着火方式 是
6、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。一般用Va表示。
Va
动态演示
7、发动机排量 多缸发动机各气缸工作容积的总和。一般 用VL表示。
VL=Vh×i
i为气缸数目
8、压缩比
气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比 （压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的 最小容积之比 ），用ε表示。
压缩终了时气缸内压强上升至0.6～ 1.5Mpa，温度继续上升至600～700K 。
上
下
止
止
点
点
c
r
a
示功图 V
3、作功行程
上
下
P
止 点
止 点
活
进气门关闭
塞
排气门关闭
下
行
大气压力线
作功中气缸内最高压强可达3～5Mpa， 最高温度可达2200～2800K；作功终了 时气缸内压强下降至0.3～0.5Mpa，温度 下降至1300～1600K。
热机
内燃机
外燃机
活塞式
叶片式
蒸汽机
汽轮机
热气机
燃气轮机
斯特灵发动机
3、比较： 外燃机体积大，重量重，热效率低；
内燃机单机功率范围大（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 。
4、内燃机按热能转变成机械能的主要构 件分
活塞式内燃机、燃气轮机
燃气轮机
燃气轮机是以 空气及燃气为 工质的旋转式 热力发动机， 它的结构与飞 机喷气式发动 机一致
5、活塞式内燃机按活塞运动方式分 往复活塞式内燃机、转子活塞式内燃机
活塞式内燃机
按运动方式分类
按行程数分类
其他分类方式
往复运动式
旋转运动式
例题：
某汽油机有四个气缸，气缸直径 92mm，活塞冲程92mm，压缩比 为6。计算其每缸工作容积、燃烧 室容积及发动机排量（容积以升为 单位）。
1） 每缸工作容积：
Vh =
D2 S
4 1000
=
3.14 9.22 4 1000
9.2
=
0.61
(L)
2） 燃烧室容积：
∵
Va Vh Vc 1 Vh
2、活塞行程
上、下止点间的距离 S 称为活塞行程。
S
3、曲柄半径 曲柄与连杆下端的连接中心至曲轴中 心的距离R。其中S=2R。
R
4、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。一般用Vh表示。
Vh
5、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。一般用VC表示。
Vc
发动机工作原理和总体构造
概述 四冲程发动机工作原理 发动机总体构造 发动机主要性能指标和特性 述
一、发动机的定义：
发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。
风能------风力发动机 水流能------水力发动机 热能------热力发动机 电能------电力发动机 原子能------原子能发动机 太阳能------太阳能发动机 地热能------地热发动机
Vc
Vc
Vc
∴
Vc

Vh
1

0.61 6 1

0.12
（L）
3） 发动机排量： VL=Vh·i=0.61×4=2.44 (L)
三、 四冲程汽油机工作原理
1、进气行程 2、压缩行程 3、作功行程 4、排气行程
四冲程汽油机的工作原理示意图
汽油发动机四个行程的图示
1.进气行程 ２.压缩行程 ３.作功行程 4.排气行程