汽车发动机原理第十章 新型汽车动力装置
汽车发动机的工作原理(图解)
汽车发动机的工作原理(图解)1. 前言汽车发动机是汽车的心脏，是汽车的核心部件，它的工作原理也十分复杂。
想要彻底理解汽车发动机的工作原理，需要深入了解汽车发动机的结构和工作过程。
本文将通过图解的方式，详细讲解汽车发动机的工作原理。
2. 发动机的基本构造汽车发动机主要由活塞、连杆、曲轴、气门、燃油系统等多个部件组成。
其中，活塞和曲轴是发动机的核心部件，它们的运动状态决定了发动机的输出功率。
汽车发动机一般分为四个部分：2.1 缸体和缸盖汽车发动机的主体部分是由缸体和缸盖组成的。
缸体是安装活塞、曲轴、连杆等部件的主体结构，缸盖则是安装气门、火花塞、凸轮轴等部件的组件。
缸体和缸盖通常是铸造或锻造而成的，由于发动机高温高压的工作环境，因此缸体和缸盖在制造过程中需要使用高温合金材料，以确保其高强度和高耐热性。
2.2 活塞和连杆活塞是发动机的运动部件之一，它通过连杆和曲轴实现了动力输出。
活塞在汽车发动机中的作用是将燃油混合物压缩并点燃，从而获得高温高压气体，在活塞的往复运动中将其功率输出到曲轴。
活塞通常由高强度铝合金材料制成，以保证其轻量化和高耐用性。
而连杆则是将活塞和曲轴连接起来的部件，一般使用高强度钢材和铝合金材料制造而成。
2.3 曲轴曲轴是汽车发动机的核心部件之一，它通过连杆将活塞的运动转化为曲轴的旋转运动，从而输出引擎的功率。
曲轴通常由高强度钢材制造而成，其表面需要涂抹润滑油膜以减少磨损，减少能量损失，并降低燃油消耗。
2.4 气门气门是发动机中的重要组成部分，它通过开启和关闭控制进出气体，从而控制发动机的输出功率。
气门通常分为进气门和排气门两种，其开关状态由凸轮轴控制。
凸轮轴是由与曲轴同步的皮带或链条带动的。
进气门只在缸体中的吸气冲程期间开启，让燃油混合物进入缸内，而排气门只在排气冲程期间开启，将燃烧后的废气从缸内排出。
2.5 燃油系统燃油系统主要由油泵、喷油器、油箱、油管等多个部分组成，其作用是提供燃油混合物并将其喷入缸内，从而和空气混合后燃烧。
《发动机构造及原理》考试知识点
《发动机构造及原理》考试知识点绪论1、熟练掌握发动机的定义及分类2、掌握内燃机的名称和型号编制规则3、了解发动机的发展史第一章汽车发动机的工作原理及总体构造1、熟练掌握内燃机基本结构2、熟练掌握内燃机基本术语3、掌握四冲程内燃机工作原理4、了解二冲程内燃机工作原理5、掌握发动机总体构造6理解发动机性能指标第二章机体组及曲柄连杆机构1、了解曲柄连杆机构中的作用力和力矩2、熟练掌握机体组3、熟练掌握曲柄连杆机构4、了解平衡机构第三章配气机构1、熟练掌握配气机构的功用及组成2、熟练掌握配气定时及气门间隙3、掌握气门组4、掌握气门传动组第四章化油器式发动机的燃油系统1、了解汽油及其使用性能2、掌握燃油系统的功用及组成3、理解发动机工况对燃油成分的要求4、了解车用化油器第五章电子燃油喷射发动机1、理解电子燃油喷射系统的基本类型2、熟练掌握燃油喷射系统的组成3、熟练掌握喷射系统工作原理及构造第六章柴油机燃油系统1、理解柴油及其使用性能2、熟练掌握柴油机燃油系统的功用及组成3、熟练掌握喷油器4、熟练掌握喷油泵5、理解调速器第七章进气系统及排气净化装置1、掌握进气系统2、熟练掌握排气系统及净化装置3、掌握曲轴箱通风系统第八章发动机冷却系统1、熟练掌握冷却系统的功用及组成2、掌握水冷系统主要部件的构造3、理解风冷系统第九章发动机润滑系统1、熟练掌握润滑系统的功用及组成2、理解润滑剂3、掌握润滑系统主要部件的构造第十章发动机增压1、了解概述2、了解机械增压3、掌握涡轮增压第十一章发动机点火系统1、掌握传统点火系统的组成、构造与工作原理2、了解点火时刻3、了解电源4、掌握无触点点火系统第十二章发动机起动系统1、了解发动机的起动名师整理_ _优秀资源2、了解起动机参考书目：《汽车构造》上册人民交通出版社陈家瑞。
汽车发动机的原理
汽车发动机的原理
汽车发动机是汽车上最重要的部分，它提供汽车的动力。
主要由发动机体、涡轮增压器、喷油器、排气系统、点火系统、油泵、滤清器等组成。
发动机体由气缸体、活塞、连杆、曲轴和配件组成。
这个过程中，集合装有燃料和气体、空气混合物，然后冷却活塞在工作行程上把高压带给缸内，活塞上的活塞杆带动连杆把缸内的高压移动到旋转运动，完成发动机的工作。
点火系统由电极和火花塞、高压线圈起木头、调节电阻、点火模块等组成，负责发动机点火。
涡轮增压器是一种对汽车发动机提供额外压力，以提高发动机功率和能效的装置。
它通过涡轮的旋转来提高发动机的充放气速度，从而获得更大压力和量热量，进而提高发动机功率。
油泵是汽车发动机冷却系统的主要机件，负责输送冷却液，确保发动机在正常温度下运转。
喷油器是发动机的主要零部件，负责将汽油和空气的混合物喷到燃烧室内，以确保发动机按照设计要求正常工作。
排气系统由涡轮增压器、进排气管、排气管等组成，主要是将废气排放出去，使发动机燃烧室内正常运行，以达到更好的气体净化效果。
滤清器是发动机润滑系统组件之一，它将汽车润滑油中的杂质过滤净化，以保障发动机正常运行。
总之，汽车发动机由发动机体、涡轮增压器、喷油器、排气系统、点火系统、油泵、滤清器等组成，共同协作、联动工作，形成一个完整的系统，满足汽车的驱动和行驶需要。
新型发动机工作原理
新型发动机工作原理
新型发动机是一种以化学反应为基础的动力装置，具有高效率和低排放的特点。
其工作原理如下：
1. 混合气体进入：新型发动机通过进气门将混合气体引入燃烧室。
混合气体通常由燃料和氧气组成，其比例根据所需能量调整。
2. 燃烧反应：在燃烧室内，混合气体遇到高压高温的条件下发生反应。
燃料与氧气之间的化学反应产生高温气体，并释放出能量。
3. 气体膨胀：高温气体通过排气门排出燃烧室，并通过喷口喷出，产生推力。
在喷口处，气体膨胀并加速，形成高速气流。
4. 推力传递：由喷口喷出的高速气流产生的反作用力推动发动机向前移动。
这是根据牛顿第三定律的原理，根据作用力和反作用力相等的规律。
5. 循环过程：以上过程循环进行，持续产生推力，推动发动机维持运转。
新型发动机工作原理的关键在于燃烧反应和气体膨胀过程。
通过优化燃烧反应和气体流动设计，新型发动机能够提供更高的动力输出和更高的燃烧效率，同时减少废气排放和能量损失。
这使得新型发动机在航空、汽车等领域有着广泛的应用前景。
第一章汽车发动机工作原理及总体构造
第一章汽车发动机工作原理及总体构造汽车发动机是汽车的动力装置，负责将燃料燃烧后的化学能转化为机械能，驱动汽车前进。
本文将对汽车发动机的工作原理及总体构造进行详细介绍。
一、工作原理汽车发动机的工作原理可以简单概括为四个基本步骤：进气、压缩、燃烧和排气。
1.进气：汽车发动机通过进气门将空气吸入气缸内。
2.压缩：进气门关闭后，活塞向上运动，将空气压缩至高压状态，使燃料更易于燃烧。
3.燃烧：进气阀关闭后，电火花塞产生火花点燃燃料，产生爆发力将活塞推向下方。
4.排气：在活塞向上运动时，排气门打开，将燃烧后产生的废气排出。
这个过程是一个连续循环，每个活塞都会经历这四个步骤。
不同的汽车发动机具有不同的工作原理，根据不同的工作循环可分为四冲程发动机和两冲程发动机。
二、总体构造汽车发动机由许多组件组成，包括气缸、活塞、气门、曲轴、连杆、燃烧室等。
1.气缸：是发动机的主要构件之一，用于容纳活塞、气门和燃烧室。
气缸通常由铸铁或铝合金制成。
2.活塞：是发动机中心运动的部分，与曲轴相连，通过往复运动来压缩和推动气缸内的空气燃料混合物。
3.气门：用于控制气缸内的进气和排气。
进气门控制空气进入气缸，排气门控制废气的排出。
4.曲轴：是将活塞的往复运动转换为旋转运动的关键部件。
曲轴通过连杆与活塞相连接，将活塞运动转化为动力。
5.燃烧室：是燃烧燃料的空间。
燃烧室的形状和设计可以影响燃烧效率和发动机性能。
除了上述主要组件之外，汽车发动机还包括燃料喷射系统、点火系统、冷却系统等辅助设备，以保证发动机的正常工作。
总结：汽车发动机是汽车的心脏，驱动着汽车的运行。
它的工作原理是通过不断循环的进气、压缩、燃烧和排气过程将燃料化学能转化为机械能。
总体构造包括气缸、活塞、气门、曲轴、燃烧室等组件，还包括燃料喷射系统、点火系统、冷却系统等辅助设备。
了解汽车发动机的工作原理及总体构造，有助于我们更好地了解汽车机械原理和性能，对汽车的使用和维护有一定的参考意义。
汽车发电机工作原理
汽车发电机工作原理汽车发动机工作原理汽车发动机是汽车的核心部件之一，它负责将燃料转化为动力，驱动汽车运行。
本文将详细介绍汽车发动机的工作原理。
一、汽车发动机的分类根据燃料形式不同，汽车发动机可分为汽油发动机和柴油发动机两种类型。
汽油发动机使用汽油作为燃料，柴油发动机则采用柴油燃料。
二、汽车发动机的工作原理1. 吸气阶段在发动机工作的开始阶段，活塞开始向下运动，形成气缸内负压。
随着活塞的运动，进气门打开，进气道减小的压力导致大气压力推动空气通过进气道进入气缸。
2. 压缩阶段进气阀关闭后，活塞开始向上移动，将进入气缸的空气压缩。
由于缸内的体积减小而导致温度升高，同时使空气与燃料混合均匀。
3. 燃烧阶段当活塞到达上死点时，点火系统将触发火花塞产生火花，点燃燃料。
燃料的燃烧产生的高温高压气体使活塞向下推动，推动曲轴旋转，将热能转化为动能。
4. 排气阶段燃烧结束后，活塞开始向上移动，并打开排气门。
废气通过排气道排出气缸，为下一个工作循环做准备。
以上过程将连续不断地进行，推动汽车发动机持续工作，并为汽车提供动力。
三、发动机的组成部分1. 活塞与曲轴活塞是发动机内的一个重要部件，由铝合金制成，通过连杆与曲轴相连，将气体的压力转化为机械动力。
2. 气门与气门驱动机构气门调节进出气缸的气流，通过气门驱动机构控制气门的开启和关闭。
3. 点火装置点火装置包括火花塞和点火线圈，通过电流产生火花点燃混合气体。
4. 燃气控制系统燃气控制系统由喷油器、油泵和油箱组成，控制燃油的供给和混合气的调节。
5. 冷却系统冷却系统通过循环流动的冷却液将发动机产生的热量散发出去，保证发动机正常工作温度。
6. 润滑系统润滑系统通过循环泵将润滑油送入发动机各部件之间的摩擦面，减少摩擦和磨损。
四、发动机的优化与发展随着科技的进步，汽车发动机不断进行优化和改进。
节能减排、提高动力输出、降低噪音和振动成为发展的主要方向。
发动机的结构和材料也在不断创新，以提高效率和耐久性。
教学课件 《汽车发动机原理(第4版)》颜伏伍
压缩比相同 最高燃烧压力相同
理论循环分析的意义：
（1）指出了改善发动机动力性、经济性的基 本原则和方向
– 在允许的条件下，尽可能提高压缩比ε； – 合理组织燃烧，提高循环加热等容度（减少初
始膨胀比ρ和合理选择燃烧始点）； – 保证工质具有较高的绝热指数k；
（2）提供了发动机之间进行动力性、经济性
aczb—定容加热循环 acˊzˊbˊ—定压加热循环 ac〞z〞b〞—混合加热循环
a）压缩比相同 由图a可知：Q2p>Q2m>Q2v → ηtv >ηtm>ηtp 因此，要提高混合加热循环热效率，应增加 定容部分的加热量（即增大λp）
b)最高燃烧压力相同 由图b可知：Q2v>Q2m>Q2p → ηtp >ηtm>ηtv 因此，对于高增压这类受机件强度限制，其 循环最高压力不得过大的情况下，宜按定压 加热循环工作。
汽车发动机原理
2021/3/3
课程简介
《汽车发动机原理》---本课程讲述的内容 主要包括：汽车发动机性能评定的指标， 发动机的工作过程，发动机的特性、增压、 排放与噪声控制，并对未来汽车新型动力 装置的原理进行了介绍。
专业核心课程 动力机械及工程专业考研课程
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目录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章
• 发动机的主要性能指标有：动力性能指标 (功率、转矩、转速)、经济性能指标(燃料 与润滑油消耗率)、运转性能指标(冷起动 性能、噪声和排气品质)和耐久可靠性指标 (大修或更换零件之间的最长运行时间与无 故障长期工作能力)等。
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主要内容
第一节 发动机理论循环 第二节 四冲程发动机的实际循环 第三节 实际循环的评定——指示指标 第四节 发动机动力性和经济性评定——有
汽车发动机的工作原理
汽车发动机的工作原理汽车发动机是汽车的心脏，是汽车动力系统的核心部件。
它的工作原理直接关系到汽车的性能和效率。
下面我们来详细介绍汽车发动机的工作原理。
首先，汽车发动机是通过内燃机的方式来提供动力的。
内燃机是指在密闭的燃烧室内，将燃料和空气混合后点燃，利用燃烧产生的高温高压气体推动活塞做功的机器。
常见的汽车发动机有汽油发动机和柴油发动机两种。
汽油发动机是通过点火塞点火，将混合气点燃，产生爆炸推动活塞运动，从而驱动汽车运行。
而柴油发动机是通过高压喷油器将柴油喷入燃烧室，利用高温高压气体自燃，推动活塞做功。
其次，汽车发动机的工作原理涉及到四个基本过程，进气、压缩、燃烧和排气。
首先是进气过程，汽车发动机通过进气门将空气吸入气缸内，与燃料混合后形成可燃混合气。
接着是压缩过程，活塞向上运动将混合气压缩，使其温度和压力升高。
然后是燃烧过程，点火系统点燃混合气，产生爆炸推动活塞做功。
最后是排气过程，活塞向上运动将燃烧后的废气排出气缸外。
再次，汽车发动机的工作原理还涉及到几个重要部件，活塞、曲轴、气门、点火系统和供油系统。
活塞是发动机内部的运动部件，通过连杆与曲轴相连，将往复运动转化为旋转运动。
曲轴是发动机的动力输出轴，将活塞的往复运动转化为旋转运动输出到变速器。
气门控制着气缸内的进气和排气，保证发动机正常的工作循环。
点火系统负责点燃混合气，使发动机正常燃烧。
供油系统则负责将燃料喷入气缸内，保证发动机正常燃烧。
最后，汽车发动机的工作原理直接影响到汽车的动力性能和燃油经济性。
合理的发动机设计和优化的工作原理可以提高汽车的动力输出和燃油利用率，降低尾气排放，减少环境污染。
综上所述，汽车发动机的工作原理是通过内燃机的方式提供动力，通过进气、压缩、燃烧和排气四个基本过程完成动力输出。
同时，发动机内部的活塞、曲轴、气门、点火系统和供油系统等部件协同工作，保证发动机正常运行。
汽车发动机的工作原理直接关系到汽车的性能和效率，是汽车动力系统的核心。
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(2)电池的能量，指在一定标准所规定的放电 条件下，电池所能输出的电能，单位为W· h(瓦时)
或kW· h(千瓦时)。它分为实际能量和标称能量，
实际能量等于电池的实际容量与平均工作电压的 乘积，标称能量等于电池的额定容量与其额定电 压的乘积。
(3)能量密度，它分为质量能量密度和体积能 量密度。质量能量密度指电池单位质量所能输出 的电能，单位为W· h/kg(瓦时/ 千克)。体积能量
电动汽车用电池的主要性能指标有比能量(E)、 能量密度(Ed )、比功率(P)、循环寿命(L)和成本(C) 等。电动汽车具有足够竞争力的关键就是要开发出 比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。车
用动力电池的常用评价指标如下:
(1)电池的容量，指电池在一定放电条件下所能放
出的电量。它分为实际容量和额定容量，用C表示， 单位为A· h(安时)。实际容量指电池在一定条件下所能 输出的电量，它等于放电电流和放电时间的乘积。额 定容量也称公称容量，指在一定标准所规定的放电条 件下电池应该放出的最低限度的电量。
密度指电池单位体积所能输出的电能，单位为
W· h/L (瓦时/ 升)。
(4)循环使用寿命，指在规定条件下，电池的有
效寿命。由于电池的内部短路或容量达不到额定要
求而造成电池使用实效，称为寿命终止。电池充电 和放电一次称为一个循环，按一定的测试标准，电 池容量降到某一规定值之前，电池所能承受的充放 电循环次数，称为电池的循环使用寿命。
量回收。控制转换单元包括控制器、DC/DC 变换器和
DC/ AC逆变器。
以上为传统驱动式电动汽车的工作原理，对于简化传
统式电动汽车，根据需要情况，去掉了变速机构，有的甚 至去掉了传动轴。因此，在动力和能量的传递路线上，也 去掉相应的变速机构和传动轴。对于电动轮驱动式电动汽 车，动力和能量的传递路线变化较大，它去掉了变速机构、 传动轴和驱动桥，电动轮安装在车轮上，省去了所有的传 动机构。
二、动力电源
纯电动汽车的动力装置依靠电源来提供能量，电
动机将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直 接驱动车轮和工作装置。目前，电动汽车上应用最广 泛的电源是铅酸蓄电池，但随着电动汽车技术的发展， 铅酸蓄电池由于比能量较低，充电速度较慢，寿命较 短，逐渐被其他蓄电池所取代。
1. 动力电源的主要性能指标
同的困难和挑战。
BEV受到续驶里程的限制，现在一次充电后的续驶 里程一般为100~300km，比起传统燃油汽车而言电动汽车 的较短续驶里程成为其致命的弱点，因而只适用于低速短 距离的运行；
而HEV的性能既能够满足用户的需求，又实现了
低油耗、低排放。在目前的技术水准和应用条件下， HEV是比较理想的交通工具，但它必须具备两个动力 源，因此价格较高。FCEV具有很大的潜力，可望在 10~15年以后实现实用化。本章将对这三种电动汽车
项有效、可行的途径，已经被世界各国所关注；同时，
伴随现代高技术的发展、各种新材料的诞生以及电子、 电动机和计算机技术的广泛应用，也极大地促进了电动 汽车自身技术的更新与发展，电动汽车正在世界范围内 迎来一个全新的发展时期。
电动汽车除了在能源、环保和节能方面显示出优越 性和具有强大的竞争力外，在车辆性能方面也显示出了 巨大的优势。电动汽车的转矩响应迅速、加速快，比内 燃机汽车高出2个数量级，电动机可分散配置，通过线 控技术直接控制车轮转速，易实现四轮独立驱动和四轮
要动力已经不能解决这种越来越严重的矛盾。能够满
足社会与自然和环境协调发展要求的新型汽车动力装 置成为人们研究的重点。能源问题、环保问题和安全 问题成为困扰汽车业发展的三大难题，所以，未来适 应市场需求的必定是多能源、高效率、少污染和高安
全性的汽车。
在多种能源消耗模式方面，电动汽车动力装置因其 效率高和清洁性成为未来汽车动力的主要发展方向。发 展电动汽车作为有效减缓环境污染和解决石油危机的一
转向。由于网络技术、信息技术和线控技术的广泛应用，
使智能交通系统(ITS)的实现也变得非常简单，还可以实 现再生制动和能量回收，因此提高了电动汽车制动的安 全性和可靠性。
电动汽车在广义上可分为三类，即纯电动汽车(BEV)、 混合动力电动汽车(HEV)和燃料电池电动汽车(FCEV)。 目前，这三种电动汽车都处于不同的发展阶段，面临着不
的动力装置进行详述。
第一节结束
纯电动汽车是指以车载电源为动力，用电动机 驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求 的车辆。纯电动汽车的动力装置主要包括动力电源、 电池管理系统、电动机和电动机控制器等。它利用
蓄电池等车载电源作为储能动力源，通过电池向电
动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车前 进。电动汽车在运行时不直接对环境造成污染，可 以说是零排放。
一、纯电动汽车动力装置原理
现代电动汽车是融合了电力、电子、机械控制 以及化工技术等多种高新技术的综合产品。按照传 动系统的不同，纯电动汽车可以分为:传统驱动式电 动汽车、简化传统驱动式电动汽车和电动轮驱动式
电动汽车。
纯电动汽车动力装置的原理如图10-1 所示。
其能量来源主要为外部的充电，外部电能通过车载 充电动机给二次电源(如蓄电池等)充电，供给车辆 能量。同时，还有一部分能量来自于制动能量回收。 在汽车制动时，电动机可以充当发电机，通过功率
内燃机从发明到现在已经有100多年的历史，这期间 随着技术的不断进步经历了诸多改进。特别是电子控制 技术在内燃机上的成功应用，使内燃机由一种简单机械 产品发展成为集高新技术于一体的高科技产品。内燃机
的效率和排放性能也得到了很大提高，并且从单纯依靠
石油燃料扩大到多种燃料来源。
然而，随着汽车保有量的急速攀升，石油能源的 日渐紧张和环境污染的日益严重，内燃机作为汽车主
转换单元给二号给控制转换
单元，二次电源通过控制转换单元向电动机供电，在电
动机中电能转化为机械能，并依次传递给变速机构、传 动轴、驱动桥，最后至车轮，驱动车辆前进。在车辆制 动时，制动踏板发制动信号给控制转换单元，驱动电动 机变成发电机进行发电制动，发电机把车轮经由驱动桥、 传动轴和变速机构传递来的动能转化为电能，所发出的 电能经控制转换单元反向给二次电源充电，完成制动能