四冲程汽油机工作原理
《汽车构造》课程课件——任务三 四冲程内燃机工作原理
• 二冲程柴Βιβλιοθήκη 机工作原理：多缸发动机是在曲轴转角720°内(四冲程发动机) ，各缸都 要象单缸发动机一样完成一个工作循环。为了使发动机运转 平稳，各缸作功间隔角大都均等。如四冲程六缸发动机各缸 作功间隔角为：
Ψ=720°/6=120° 即曲轴每转120°就有一个缸作功，各缸作功行程略有搭接， 这样发动机运转与四缸发动机相比较为平稳。所以发动机缸 数越多，发动机运转越平稳。
任务三
四冲程内燃机工作原理
四冲程汽油机基本结构：
四冲程发动机工作过程
多缸发动机结构特点
单缸发动机工作原理可知，只有作功行程产生动力，其它 三个行程都要消耗动力。为了维持运动，单缸发动机必须有 一个贮备能量较大的飞轮。即使如此，发动机运转仍然是不 平稳的，作功行程快，其它行程慢。因此，现在汽车大多采 用多缸发动机。它是由若干个相同的单缸排列在一个机体上 共用一根曲轴输出动力所组成。现代汽车上用的较多是四缸 、六缸、八缸发动机。
二冲程汽油机工作原理： 第一行程（换气—压缩行程） 第二行程（做功—换气行程）
• 二冲程柴油机结构特点与工作原理
二冲程柴油机结构特点： 二冲程柴油机与二冲程汽油机相比在气缸盖上安装了排气门和燃油泵-
喷嘴，并且安装了废气涡轮增压装置，可使进气口空气加压，使新鲜空气 以高压形式进入气缸，并也进一步使废气排出气缸。
• 四冲程柴油机基本结构与工作原理
概念：
二冲程发动机是指活塞在上、下止点间往复移动两个 行程，完成进气、压缩、做功、排气一个工作循环的发动 机。 二冲程汽油机结构特点与工作原理
二冲程发动机与四冲程发动机相比主要是取消了进气 门和排气门，由活塞圆柱面控制其开闭，并增加了扫气孔 使曲轴箱和气缸向连接。
四冲程汽油机的工作原理
四冲程汽油机的工作原理
四冲程汽油机是一种常见的内燃引擎，它通过四个冲程来完成一个工作循环，实现汽车的正常运转。
下面将详细介绍四冲程汽油机的工作原理。
1. 进气冲程：
进气冲程是指活塞从上死点向下运动，使气缸内的气体被抽入进气道。
在这个过程中，进气门打开，进气门通过气流将燃油与空气混合物吸入气缸内。
进气道的混合物是通过空气滤清器和进气道进行过滤和调节的。
2. 压缩冲程：
压缩冲程是指活塞向上运动，将混合气体压缩到气缸顶部。
在这个过程中，进气门和排气门都是关闭的，以防止混合气体的泄漏。
由于混合气体被压缩，其密度和温度均会增加，为点火提供了良好的条件。
3. 燃烧冲程：
燃烧冲程是指在压缩冲程结束后，点火系统产生火花点燃混合气体，从而驱动活塞向下运动。
在这个过程中，进气门和排气门仍然是关闭的，以确保压力在气缸内积累。
点燃后，混合气体燃烧产生高温和高压力的燃烧气体，推动活塞向下，并提供能量以驱动汽车运转。
4. 排气冲程：
排气冲程是指活塞从下死点向上运动，将燃烧后的废气排出气缸。
在这个过程中，排气门打开，废气通过排气道排放到汽车
尾部。
此时，进气门仍然关闭，以防止废气逆流。
通过以上四个冲程的循环，汽油机能够源源不断地运转。
由于每个汽缸都有这四个冲程并按照一定的顺序进行，因此整个引擎能够稳定运转。
同时，汽缸的数量可以根据需要增加，以提高汽车的功率。
四冲程汽油机工作原理简单明了，易于理解和维护，因此被广泛应用于各种汽车和机械设备中。
内燃机的四个冲程
内燃机的四个冲程内燃机、冲程及工作循环1．内燃机：燃料在汽缸内燃烧的热机叫内燃机，内燃机分为汽油机和柴油机。
它们的特点是让燃料存汽缸内燃烧，从而使燃烧更充分，热损失更小，热效率较高，内能利用率较大。
2．冲程：活塞在汽缸内住复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
3．工作原理：四冲程内燃机的工作过程是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的。
四个冲程为一个工作循环，在一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两周，四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程靠飞轮的惯性完成。
（1）吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入气缸；（2）压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩；（3）做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。
高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功；（4）排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
（如下四个冲程的示意图）。
汽油机的工作过程进气阀开关排气阀开关活塞运动曲轴运动冲程作用能量的转化吸气冲程开关向下半周吸入汽油和空气的混合物——压缩冲程关关向上半周燃料混合物被压缩，温度升高，压强增大机械能→内能做功冲程关关向下半周燃烧产生的高温高压燃气推动活塞向下运动，通过连杆带动曲轴对外做功内能→机械能排气冲程关开向上半周排除废气——说明一个工作循环中，有两次内能与机械能的转化：压缩冲程机械能转化为内能，做功冲程内能转化为机械能柴油机和汽油机的区别：汽油机柴油机构造不同汽缸顶部有火花塞汽缸顶部有喷油嘴燃料不同汽油柴油吸气冲程汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物柴油机在吸气冲程中只吸入空气点火方式压缩冲程末，火花塞产生电火花点燃燃料，称为点燃式压缩冲程末，喷油嘴向汽缸内喷出雾状柴油遇到温度超过柴油燃点的空气而自动点燃，称为压燃式效率效率低20％一30％效率高30%～45％应用自重轻便，主要用于汽车、飞机、摩托车等机体笨重，主要用于载重汽车、火车、轮船等区分汽油机、柴油机以及判断内燃机的四个冲程的方法：区分汽油机和柴油机时，要从构造上区别，有喷油嘴的是柴油机，有火花塞的是汽油机，一要看进气门、排气门的开闭状态，二要看活塞的运动方向，在此基础上进行综合分析。
简述四冲程汽油机工作原理。
简述四冲程汽油机工作原理。
四冲程汽油机是一种常见的内燃机，它能使用汽油作为燃料来产生动力，广泛应用于各种车辆和机械设备中。
下面将对四冲程汽油机的工作原理进行详细介绍。
【1】吸气冲程四冲程汽油机的工作循环是由四个冲程组成的，第一个冲程称为吸气冲程。
在这个过程中，活塞向下运动，扫过进气门，将外界空气和混合汽油吸入气缸内部。
此时，曲轴连杆机构中的曲轴也开始转动，带动摇臂系统和气门开闭机构。
【2】压缩冲程吸气冲程结束后，活塞开始向上运动，将已经进入气缸的混合气体压缩。
这个过程需要耗费能量，并产生热量，使得混合气体的压强和温度均显著升高。
在这个过程中，气门全部关闭，以避免混合气体的泄漏。
【3】点火冲程当混合气体被压缩到一定程度时，点火系统会向火花塞输送电流，从而在火花塞的电极间产生火花。
这个火花能够点燃混合气体，使其快速燃烧，产生高温和高压的气体。
这个过程被称为点火冲程或燃烧冲程，是四冲程汽油机中最重要的一步。
【4】排气冲程燃烧过后，气缸内的气体开始逐渐冷却和松弛，从而产生一定的压强和动能。
在这个时候，排气门被打开，活塞向上运动，将燃烧产生的废气排出气缸，并送往排气管中。
此时，气门开闭机构和摇臂系统再次发挥作用，帮助排气门顺利开启和关闭。
这个过程被称为排气冲程。
以上四个冲程按照顺序交替进行，形成了完整的循环。
除了以上的基本原理外，四冲程汽油机还涉及许多复杂的控制系统和辅助设备，如燃油喷射系统、气门正时机构、曲轴平衡机构等等。
这些系统的作用是使发动机能够运行得更加平稳、高效、可靠。
【1】燃油喷射系统燃油喷射系统是现代汽油机的重要组成部分，它主要负责将汽油转化为可燃气体，并将其喷射进入气缸中。
不同的燃油喷射系统具有不同的工作原理和结构，但它们的共同点是能够控制燃油喷射的时机、量和方向。
这样可以更精准地调节汽油和空气的比例，提高发动机的功率和经济性。
【2】气门正时机构气门正时机构是指控制气门开闭时序的组成部分，包括凸轮轴、摇臂、气门和弹簧等。
(完整)四冲程汽油机工作原理教案
《四冲程汽油机的工作原理》教学设计
课题名称
四冲程汽油机的工作原理
科 目 汽车构造与拆装(上） 教学对象
中职学生
课时
1 课时
设计者
杨挺挺
一、教学内容分析
本课选自中职《汽车构造与拆装(上）》项目二任务二的第四小节.本课 的主要教学内容为四冲程汽油机的工作原理，这部分内容在整个发动机中 是一个较为基础但又十分重要的知识板块，学生只有在充分掌握本课主要 知识，具备分析四冲程汽油机工作原理基础之上才能进一步学习发动机的 后续知识。在教材编排上，本课被安排在发动机组成之后，四冲程柴油机 工作原理之前,充分体现了教材编排的逻辑性和合理性。 二、学情分析
认真跟上老师的思路进
的气门,曲轴转角等工
环节三：理论介
行学习，并作相应的笔
作情况(练习纸第二大
绍,要点把握
记
题气缸压力之前）
学生积极开展讨论，推
教师要求学生把完成的
选一名代表来回答相应
情况进行分享
各个行程的气门、曲轴
教师分析各行程的工作
转角等工作情况
原理并公布正确答案
教师随堂走动
教师提出问题“进气、
任务二 四冲程汽油机的工作原理 一、四冲程汽油机的工作循环由进 气、压缩、做功和排气四个行程所 组 二成、。示功图
4
第一大题的名称填写
教师播放一段四冲程汽 环节二:视频激
油机工作原理的视频 学生认真观看视频 趣，导入新课
引入新课内容
2
教师布置任务,对学生
(完整)四冲程汽油机工作原理教案
进行分组（4 人一组,前
学生开展小组合作自主
后两座位)
学习活动,完成练习纸
简述四冲程汽油机的工作原理
简述四冲程汽油机的工作原理
四冲程汽油机是汽油机的一种，和其他汽油机相比，他具有很好的燃油效率，对环境友好，价格低。
它可以用于家庭轿车和货车。
四冲程汽油机的工作原理如下：
第一步：进气。
先安上汽油机的进气管路，把空气从管路中吸入。
此外，用汽油泵向缸内喷油，等准备好后就可以进入下一步。
第二步：压缩。
这一步利用汽油机的活塞，把空气和汽油混合物压缩成更小的体积，并且把混合物的温度和压强也提高，以便更好的发动机性能。
第三步：燃烧。
在压缩后，把剩余的空气和汽油混合物点燃，以更高的温度和压强形式产生热量和高压燃烧气体。
燃烧会把缸的温度升高，把温度升高的蒸汽把缸壁上的活塞推动。
第四步：排气。
活塞在往上运动的过程中，会用排气门
把燃烧后的残馀气体排出。
这样反复的循环，把有机物变成热量和冷却的气体，就是四冲程汽油机的工作原理。
四冲程汽油机的优点就在于，它的工作原理非常简单，结构也很紧凑容易维护，把空气和燃油混合，燃烧时比较彻底，燃油效率高，对环境友好，发动机在较低的工作温度下也可以获得良好的动力性能，价格也比较低。
由于四冲程汽油机的多种优点，使它应用范围越来越广，在家庭轿车，大型货车等多种车辆上都有应用。
它可以满足汽车发动机低排放，绿色环保，高效率，经济实惠的多方面要求，因此受到众多消费者和汽车制造商的欢迎。
1-2 四冲程发动机工作原理
二、四冲程柴油机工作过程
四冲程柴油机工作过程由下述五个过程组成： （进气、压缩、燃烧、膨胀、排气） 1.进气过程（进气门开启至进气门关闭）
1)进气门早开、迟闭现象
进气提前角：0~40°CA 进气迟后角：40~70°CA
2)进气终了压降、温升
2.压缩过程（进气门关闭至TDC）
1)气体与缸壁之间存在热交换，压缩过程是一个复杂的多变 过程 2)压缩终了温度、压力
废气涡轮增压器工作原理
五、四冲程发动机示功图
1。内燃机示功图：表示在每个工作循环中活 塞所作的指示功。P-V示功图。 2。汽油机工作循环为等容加热循环，柴油机 工作循环为混合加热循环
柴 油 机 示 功 图
二、四冲程柴油机工作过程
3.燃烧过程：（燃油喷
入至燃烧结束），分 为四个阶段
1)滞燃期（着火延迟 期）1-2 2)速燃期2-3 3)缓燃期3-4 4)补燃期4-5
二、四冲程柴油机工作过程
4.膨胀作功过程（上止点至排气门打开） 5.排气过程（排气门打开至排气门关闭） 排气门早开、迟闭现象
排气提前角：30~80°CA
§1-2 四冲程发动机工作原理
一、四冲程发动机工作循环
四冲程发动机——活塞上、下共四个行程，曲轴 旋转二周（720），完成一个工作循环的内燃机。 四冲程发动机由下述四个冲程组成一个工作循环 1.进气冲程 2.压缩冲程 3.作功冲程 4.排气冲程 (动画：四冲程发动机工作原理)
四冲程发动机工作循环示意图
四、增压油机工作原理
1.目的
通过增加每工作循环的空气量，相应增加每工作循环供 油量，提高发动机的功率输出。
2.方式
1）机械增压（输出的动力驱动机械增压器） 2）废气涡轮增压（废气作为动力，驱动废气涡轮增压 器） 注：1。一般增压压力为：0.16kPa~0.2kPa 2。有较大的气门重叠角（利用压缩空气扫除废气） 3。对压缩空气进行冷却（提高进气密度）
内燃机的四个冲程问题
内燃机的四个冲程问题一、内燃机、冲程及工作循环1.内燃机：燃料在汽缸内燃烧的热机叫内燃机，内燃机分为汽油机和柴油_____________它们的特点是让燃料存汽缸内燃烧，从而使燃烧更充分，—热损失更小，热效率较高，内能利用率较大。
2.冲程：活塞在汽缸内住复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做—个冲程。
3^作原理：四冲程内燃机的工作过程是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程] 组成的。
四个冲程为一个工作循环，在一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两周，四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程靠飞轮的惯性完成。
(1)吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入气缸；(2)压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩；(3)做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。
高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功；(4)排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
(如下四个冲程的示意图) 。
、汽油机的工作过程2T4汽油机柴油机四、区分汽油机、柴油机以及判断内燃机的四个冲程的方法：区分汽油机和柴油机时，要从构造上区别，有喷油嘴的是柴油机，有火花塞的是汽油机。
判断四个冲程的关键是看两个气门的关闭情况和活塞的运动方向，具体情况如表所示：例2:柴油机和汽油机在一个工作循环中的四个冲程完全相同的冲程是（D ）A.吸气、压缩B.压缩、排气C.吸气、压缩、排气D.排气例3:摩托车上的热机工作时提供动力的是（ C ）A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程例4:汽油机工作时必须完成四个冲程，在这四个冲程中（ B ）A、吸气冲程把内能转化成机械能B、压缩冲程把机械能转化为内能C、做功冲程把机械能转化为内能D上述三种说法均不正确例5:如果四冲程汽油机的活塞在气缸内往复运动四次，则燃气推动活塞做功__1—次，曲轴转动__2 __________ •若飞轮转速为1800转/分，则每秒钟汽油机完成—15—工作循环，燃气推动活塞做功______________ 15__次.解析：飞轮转速为1800转/分=30r/s，所以可以完成15个工作循环，做功15 次；故答案为：1, 2，15，15.。
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演示
课堂总结
我们本堂课学习了什么？ 我们吸收了哪些知识点？
Thanks
开 关 上止点
↑ 压缩 180°-360° ↓ 作功 360°-540°
关
关
下
止
关
关点
瞬时最高： 温度1927℃-2527 压力3-5 Mpa 结束时:1027-132 压力0.35-0.5 Mp
进气门关闭
活 塞
演示
进气、压缩行程与作功行程在工作中，活塞连杆组与曲轴
的运动方式有什么区别？
我们一起 想一想
进气行程 压缩行程
提问
作功行程
排气行程
排气门打开
冲程 名称
进气
曲轴转角
活塞运 动方向
进气门
排气门
↓ 0-180°
开 关 上止点
↑ 压缩 180°-360° ↓ 作功 360°-540°
关
关
下
止
关
关点
↑ 排气 540°-720°
关
开
温度627℃ -827℃ 压力0.105-0.115MPa
残余废气
进气门关闭
进气门开启
活 塞
演示
压缩行程
排气门关闭
冲程 名称
进气
曲轴转角
活塞运 动方向
进气门Biblioteka 排气门↓ 0-180°
开 关 上止点
↑ 压缩 180°-360°
关
关
下
止
点
温度327℃～427℃ 压力0.6-1.2MPa
进气门关闭
活 塞
演示
作功行程
排气门关闭
冲程 名称
进气
曲轴转角
活塞运 动方向
进气门
排气门
↓ 0-180°
四冲程汽油机工作原理
知识回顾
曲轴
凸轮轴
知识回顾
机体
活塞连杆组 气门
排气门 曲轴
可燃混合气
进气门 活塞
连杆 机体
进气 压缩 作功
排气
总结
进气行程
排气门关闭
冲程 名称
进气
曲轴转角
活塞运 动方向
进气门
排气门
↓ 0-180°
开 关 上止点
下
止 点
温度99℃-127℃ 压力0.08-0.09MPa