模块一
汽车发动机
课题一 汽车发动机的认识
概述 发动机相关常用术语 四行程发动机工作原理 二行程发动机工作原理 发动机的总体构造 内燃机名称及型号编制规则
§1.1 概 述
一、发动机的定义：
发动机：热能 机械能
现代汽车大多使用往复活塞式内燃机。它将燃料在发 动机气缸内部进行燃烧，把产生的热能转变成机械能。
燃烧室容积
活塞处于上止点时，活塞顶部与缸盖所形 成的空间称为燃烧室容积（VC）。
气缸总容积
活塞在下止点时，活塞上方全部空间，称 为气缸总容积（Va）。
曲柄半径
与连杆下端(即连杆大头)相连的曲柄销 中心到曲轴回转中心的距离。
曲轴每转一圈，活塞移动两个行程
压缩比
气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩
比，用ε表示。
温度值的换算：K为开氏温度，其从273。15开始相当于0℃
长度换算单位：1m=10 分米=100cm=1000mm=100000丝=1000000微米=1000000000纳米 1S=1000ms
2、压缩行程
油气混合气
P
进气门关闭
活
排气门关闭
塞
上
行
大气压力线
压缩终了时气缸内压强上升至0.8～ 1.5Mpa，温度继续上升至600～700 ℃。
二、发动
汽油
机的分类 ： 柴油
乙醇及酒精汽油（E10）
1、按燃
液化石油气（LPG）
料的使用 不同分
压缩天然气（CNG） 含氧燃料 化学电池
太阳能电池
燃料电池（氢和氧）
2、按完成一个工作 循环所需行程数
四行程发动机 二行程发动机 转子型发动机
转子式
3、按冷却方式不同：
4、按气缸数及 排列形式分
单缸发动机 多缸发动机
Va － 气缸总容积；
Vh － 气缸工作容积；
Vc － 燃烧室容积；
例如：现代汽油车发动机压缩比一般为8～11(中高级轿车
基本达到10以上)。柴油机压缩比一般为18～23。
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 ，用表示VL 。
VL= V h × i Vh－气缸工作容积
（单缸排量）
上
下
止
止
点
点
c
r
a
示功图 V
3、作功行程
火花塞开始点火
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2200～2800 ℃ ；作功终了时 气缸内压强下降至0.3～0.5Mpa，温度下 降至1300～1600 ℃ 。
Z
c
b
r
aห้องสมุดไป่ตู้
示功图 V
4、排气行程
压促使分子迅速膨胀，其作用于活塞顶部，则推动活 塞作直线向下行运动，同时通过连杆，曲轴飞轮机构 而变为旋转的转矩，再通过传动机构对外输出作功。 飞轮此时贮存一定的惯性力带动曲轴旋转完成剩下的 排、进、压三个工作行程。这样，通过吸入混合气之 后压缩、点火作功、排气四行程周而复始、连续不断 的工作方式即为四冲程汽油机的工作原理。
吸气行程
压缩行程
作功行程
排气行程
四行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
四行程柴油机工作原理视频
四行程柴油机工作原理
四冲程柴油机是将新鲜空气在进气行程时被吸 入气缸内部，经压缩后新鲜空气达到一定的高温， 燃油喷射系统再在精确时间喷入良好雾化后的柴油
§1.2 发动机相关常用术语
一、发动机结构基本术语
上止点（TDC）
下止点（BDC） 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(ε)
发动机排量 工作循环
注：上止点前为BTDC，上止点后为ATDC
发动机内部工作视频
I:\汽车构造\动画图像视频。发动机工作动画教学视频
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
进新鲜混合气
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。
上
P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353～403 ℃
r
a
示功图 V
压力值的换算：1MPa=1000KPa=10Kg=10Bar=1000000Pa =10kgf/cm2
上止点
活塞在气缸内做往返运动时，活塞顶部距离曲 轴旋转中心最远的位置。
下止点
活塞在气缸内做往返运动时，活塞顶部距离曲 轴旋转中心最近的位置。
活塞行程
活塞由一个止点到另一个止点移动的距离，称 为活塞行程（S）。对应一个活塞行程，曲轴旋转 180度。
气缸工作容积
活塞从上止点到下止点所走过的气缸容积， 称为气缸工作容积（Vh）。
工作循环
i － 气缸数目
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。
动态演示
§1.3 四行程汽油发动机工作原理
1、进气行程 观
看
2、压缩行程
演 示
3、作功行程
4、排气行程
(一）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
（二）四冲程柴油机的工作原理
温度800-1000K 压力0.105-
温度300-370K
0.125MPa
压力0.0785～ 0.0932MPa
进气门
温度750-1000K 压力3-5 MPa
终了：温度 喷 油 器 1200～1500k
压力0.2-0.4MPa
排气门
纯空气
瞬时： 温度 20002500K压 力6-9 MPa
直列式 2、3、4、5、6、8
Ｖ型 4、6、8、12 W型 12(宾利欧陆)、16（布加迪威龙） 对置式 4、6、8
直列式
Ｖ型
对置式
W型式汽车发动机的排列形式
5、按照进气系统是否采用增压方式分类 内燃机按照进气系统的进气形式分： 自然吸气式（非增压式）
强制进气式（增压式）
注：现社会上流通使用的汽车基本是汽油机采用自 然吸气式，但是有一部分也已使用了涡轮增压系统。 柴油机基本采用增压式，其都是为了提高使用功率。
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
大气压力线 r
b a
排气终了时气缸内压强下降至0.102～ 0.120Mpa，温度下降至900～1200 ℃
示功图 V
四行程汽油机的工作原理
四冲程汽油机是将空气与汽油以一定比例混合， 形成良好的混合气，在进气行程，适时的被吸入气缸
内部，经压缩后达到一定的高温火花塞再以精确时间 点火燃烧而产生热能，燃烧后的气体所形成的高温高