传统汽油机结构示意图
第一章 发动机的总体构造
气缸工作容积(Vh) 工作循环
动态演示
Vh
VC
va
压缩比的物理意义？p7
在气缸内每一次热 能与机械能的相互转换， 所经历的一系列连续过程 称为发动机的一个工作循 环。
发动机排量：多缸发动机各气缸工作容积的总和。
v VL= h*i
发动机排量的物理意义？
工作循环：发动机在工作时，各缸每进行一次能量转换， 均要经过进气、压缩、做功、排气过程，这称为发动机 的工作循环
汽 油 机 解 剖 图
（1）曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的 核心机构。它主要由气缸体、气缸盖、活塞、连杆、曲轴和 飞轮等机件组成。
（2）配气机构 配气机构的功用是根据发动机的工作需要，适时地开启
或关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并 使废气从气缸内排出，实现换气过程。它主要由气门、气门 弹簧、凸轮轴、挺杆、凸轮轴传动机构等零部件组成。
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。
本次课结束，谢谢大家！
§1.4 发动机维修基础知识
一、汽车维修基本概念
汽车维修包括汽车维护和汽车修理。汽车维护的 目的是采用相应的技术措施保持车容整洁，减少零件 磨损，防止故障发生，延长汽车使用寿命。汽车修理 的目的是排除汽车已发生故障、更换或修复已损坏的 零件，恢复汽车的使用性能 。
二、发动机基本工作原理
1、单缸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
1、进气行程
活
进气门开启
塞
下
行
曲轴带动活塞从上止点向下止点运动
进气终了时气缸内: 压强0.07～0.09Mpa 温度80～130℃
内燃机工作原理
内燃机工作特点是，燃料在气缸内燃烧，所产生的燃气直接推动活塞作功。
下面，以图示的汽油机为例加以说明。
开始，活塞向下移动，进气阀开启，排气阀关闭，汽油与空气的混合气进入气缸。
当活塞到达最低位置后，改变运动方向而向上移动，这时进排气阀关闭，缸内气体受到压缩。
压缩终了，电火花塞将燃料气点燃。
燃料燃烧所产生的燃气在缸内膨胀，向下推动活塞而作功。
当活塞再次上行时，进气阀关闭，排气阀打开，作功后的烟气排向大气。
重复上述压缩、燃烧，膨胀，排气等过程，周期循环，不断地将燃料的化学能转化为热能，进而转换为机械能。
内燃机工作原理简述内燃机（Internal combustion engine）是一种热机，它将液体或气体燃料与空气混合后，直接输入机器内部燃烧产生热能再转化为机械能。
内燃机具有体积小、质量小、便于移动、热效率高、起动性能好的特点。
但是内燃机一般使用石油燃料，同时排出的废气中含有害气体的成分较高。
往复活塞式内燃机的工作腔称作气缸，气缸内表面为圆柱形。
在气缸内作往复运动的活塞通过活塞销与连杆的一端铰接，连杆的另一端则与曲轴相连，构成曲柄连杆机构。
因此，当活塞在气缸内作往复运动时，连杆便推动曲轴旋转，或者相反。
同时，工作腔的容积也在不断的由最小变到最大，再由最大变到最小，如此循环不已。
气缸的顶端用气缸盖封闭。
在气缸盖上装有进气门和排气门，进、排气门是头朝下尾朝上倒挂在气缸顶端的。
通过进、排气门的开闭实现向气缸内充气和向气缸外排气。
进、排气门的开闭由凸轮轴控制。
凸轮轴由曲轴通过齿形带或齿轮或链条驱动。
进、排气门和凸轮轴以及其他一些零件共同组成配气机构。
通常称这种结构形式的配气机构为顶置气门配气机构。
现代汽车内燃机无一例外地都采用顶置气门配气机构。
构成气缸的零件称作气缸体，支承曲轴的零件称作曲轴箱，气缸体与曲轴箱的连铸体称作机体。
甲，基本术语1. 工作循环活塞式内燃机的工作循环是由进气、压缩、作功和排气等四个工作过程组成的封闭过程。
发动机内部结构图
发动机内部结构图引言发动机是现代机动车辆中不可或缺的关键部件之一，它负责将燃料转化为能量，驱动车辆行驶。
发动机的内部结构决定了其性能和效率，了解发动机内部结构对于维护和修理发动机至关重要。
本文将介绍发动机的常见内部结构并提供相应的结构图。
缸体和缸盖发动机的缸体是发动机的主体结构，它用于容纳活塞、气缸和气门等关键部件。
缸体通常由铸铁或铝合金制成，以提供足够的强度和耐热性。
缸盖则位于缸体的顶部，密封并承载发动机的气缸盖、凸轮轴和气门等部件。
活塞和连杆活塞是发动机中起着压缩和传递力量作用的关键部件。
它由铝合金制成，具有较低的重量和较高的强度。
活塞通过连杆与曲轴相连，将活塞的上下往复运动转化为曲轴的旋转运动。
连杆一端连接活塞，另一端连接曲轴，起到连接与传递力量的作用。
曲轴和凸轮轴曲轴是发动机中最重要的部件之一，它通过连杆的传动将活塞上下往复运动转化为旋转运动。
曲轴通常由钢铁或铸铁制成，具有高强度和耐磨性。
凸轮轴则用于控制发动机气门的开启和关闭过程，它通过凸轮的形状实现气门的运动。
气门和气门机构气门是控制发动机进气和排气的关键部件，它位于缸体上方的气门座中。
发动机通常具有进气气门和排气气门，它们由气门机构控制开启和关闭。
气门机构通常由凸轮轴、齿轮、摇臂和弹簧组成，通过凸轮的旋转推动摇臂，进而控制气门的运动。
节气门和喷油器节气门用于控制发动机的油气混合物进入气缸的量，通过调节节气门的开度可以控制发动机的功率输出。
喷油器则用于将燃油喷射到气缸内，以完成燃烧过程。
节气门和喷油器一般通过发动机控制单元（ECU）来实现精确的控制。
总结发动机的内部结构是复杂而精密的，各个组件协调工作以提供动力和效率。
本文介绍了发动机的常见内部结构，包括缸体和缸盖、活塞和连杆、曲轴和凸轮轴、气门和气门机构、节气门和喷油器。
了解这些结构对于维护和修理发动机具有重要意义，帮助我们更好地理解发动机的工作原理。
第1章 发动机基本知识
作旋转运动（产生能量）。
湖南工程学院— 汽车构造
2014年11月29日星期六
四行程发动机的工作原理
四冲程汽油机的工作原理
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四行程发动机的工作原理
四冲程汽油机的工作特点
一个工作循环，曲轴旋转两周(720º )，活塞上下往复运动 四个单程，依次完成进气、压缩、作功、排气四个行程， 进气门、排气门各定时开、闭一次。 在四个冲程中只有作功冲程是有效行程，其他三个冲程都 是辅助行程，靠消耗飞轮储备的能量完成 。 可燃混合气在缸外形成,靠电火花强制点火燃烧。(直接喷 射式发动机：缸外、缸内)
下列四部分内容组成。
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第3节 发动机产品名称和型号编制规则
①首部:为产品系列符号或换代标志符号，由制造厂根据需 要自选相应字母表示，但需主管部或由主管部标准化机构核 准。
②中部:由缸数符号、行程符号、气缸排列形式符号和缸径
符号组成
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发动机结构基本术语
(7)气缸总容积(Va):活塞在下止点时，活塞顶上面整个空间 的容积(单位为L。它等于气缸工作容积与燃烧室容积之和， 即:
Va = Vh + Vc
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发动机结构基本术语
(8)压缩比(ε ):气缸总容积与燃烧室容积的比值，即
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第3节 发动机产品名称和型号编制规则
③后部:结构特征和用途特征符号，以字母表示。
④尾部:区分符号，当同一系列产品因改进等原因需要区 分时，由制造厂选用适当符号表示。
发动机结构解析图
发动机结构解析图其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。
因此，机体必须要有足够的强度和刚度。
机体组主要由气缸体、汽缸套、气缸盖和气缸垫等零件组成。
气缸体水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，发动机称为气缸体——曲轴箱，也可称为气缸体。
气缸体一般用灰铸铁铸成，气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。
在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等。
气缸体应具有足够的强度和刚度，根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把气缸体分为以下三种形式。
1、一般式气缸体：其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。
这种气缸体的优点是机体高度小，重量轻，结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便；但其缺点是刚度和强度较差2、龙门式气缸体：其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。
发动机机构示意图它的优点是强度和刚度都好，能承受较大的机械负荷；但其缺点是工艺性较差，结构笨重，加工较困难。
3、隧道式气缸体：这种形式的气缸体曲轴的主轴承孔为整体式，采用滚动轴承，主轴承孔较大，曲轴从气缸体后部装入。
其优点是结构紧凑、刚度和强度好，但其缺点是加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。
为了能够使气缸内表面在高温下正常工作，必须对气缸和气缸盖进行适当地冷却。
冷却方法有两种，一种是水冷，另一种是风冷。
水冷发动机的气缸周围和气缸盖中都加工有冷却水套，并且气缸体和气缸盖冷却水套相通，冷却水在水套内不断循环，带走部分热量，对气缸和气缸盖起冷却作用。
曲轴箱气缸体下部用来安装曲轴的部位称为曲轴箱，曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。
上曲轴箱与气缸体铸成一体，下曲轴箱用来贮存润滑油，并封闭上曲轴箱，故又称为油底壳图。
油底壳受力很小，一般采用薄钢板冲压而成，其形状取决于发动机的总体布置和机油的容量。
油底壳内装有稳油挡板，以防止汽车颠动时油面波动过大。
油底壳底部还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装有永久磁铁，以吸附润滑油中的金属屑，减少发动机的磨损。
发动机总体构造与维修安全知识
和空气混合后直接输入机器内部燃
烧产生热能，热能再转变为机械能，
因此又叫内燃机。现代汽车发动机
多数采用水冷式四冲程往复活塞式 内燃机。常见的车用发动机有汽油
图1-1 五菱荣光汽车B12发动机 （型号为LAQ）
发动机和柴油发动机两种。
项目一 发动机总体构造与维修安全知识
❖ 2．单缸发动机结构及常用术语
❖ （2）下止点。下止点是指活塞离曲轴回转中心最近处， 即活塞的最低位置。
❖ （3）活塞行程（S）。上止点与下止点之间的距离称为活 塞行程。
❖ （4）曲柄半径（R）。曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴 中心的距离（即曲轴的回转半径）称为曲柄半径。活塞行 程为曲柄半径的两倍，即S=2R。
❖ （5）汽缸工作容积（Vh，L）。活塞从一个止点运动到另 一个止点所扫过的容积称为汽缸工作容积或汽缸排量，即
❖ 表面点火是由于燃烧室内炽热表面与炽热处（如排气门头 部、火花塞绝缘体、零件表面炽热的沉积物等）点燃混合 气的现象。表面点火发生时，会伴有沉闷的金属敲击声音， 所产生的高压会使发动机机件负荷增加，活塞和连杆损坏 及气门、火花塞、活塞等零件过热，导致发动机寿命降低。基本结构如图1-2所示，单缸四冲程 柴油机的基本结构如图1-3所示。汽缸体内圆柱形腔体称 为汽缸，内装有活塞，活塞通过活塞销、连杆与曲轴相连 接。活塞在汽缸内作往复直线运动，通过连杆推动曲轴作 旋转运动。在汽缸盖上装有进、排气门，通过凸轮轴控制 进、排气门的开启和关闭，实现向汽缸内充入新鲜可燃混 合气（汽油机）或纯空气（柴油机），并将燃烧后的废气 排出汽缸。
项目一 发动机总体构造与维修安全知识 ❖ 3．发动机的基本工作原理
❖ 1）四冲程汽油机的工作原理 ❖ 四冲程汽油机每一个工作循环包括4个活塞行程，即进气
01-发动机的工作原理及总体构造
发动机构造
活塞式内燃机
• 按冷却方式分为
– 液冷发动机
• 水冷发动机 • 油冷发动机
– 风冷发动机
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8
发动机构造
活塞式内燃机
• 按完成一个工作循环所需行程数
– 四冲程发动机 – 二冲程发动机
在一个工作循环中活塞往复四个 行程的内燃机称作四冲程往复活 塞式内燃机 ； 活塞往复两个行程便完成一个工 作循环的则称作二冲程往复活塞 式内燃机。
6
发动机构造
活塞式内燃机
• 按使用燃料
气体燃料发动机（CNG&LPG）
汽油发动机
柴油发动机
添加了一套气 体燃料供给系统
减压器 喷油嘴
混合器
火花塞 强制点火式(点燃式)发动机 压燃式发动机
7
按点火方式
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2018/1/17
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第二节 往复活塞式内燃机的基本结构及基本术语
• • • • • • • • • • 基本术语 工作循环 上、下止点 活塞行程 S 气缸工作容积（气缸排 量）Vs 发动机工作容积（发动 机排量）VL = i Vs 燃烧室容积Vc 气缸总容积 Va Va=V s+Vc 压缩比ε ε=Va/Vc 工况：转矩/转速 负荷率：P/Pmax
2018/1/17
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热力学基本概念1状态参数、热力学温标
Walther Hermann Nernst • (1864-1941) • 德国 • 热化学，熵基准 • 1920年诺贝尔化 学奖
工程热力学
热力学方面获诺贝尔奖的科学家（4）
• L.昂萨格 Lars Onsager
• (1903-1976) • 美国 • 不可逆过程热力学理
论 • 1968年诺贝尔化学奖
工程热力学
能源转换利用的关系
生物质
风 能
水 能
化 学 能
燃
料 电 池
风 车
水水
轮 机
车
燃 烧
核 能
聚裂 变变
热
地太 热阳 能能
利 用
光转 热换
能 90%
一次能源 (天然存在)
光 电 转 换
机械能 发电 电动 机机
热机 电
直接利用 能
二次能源
工程热力学
Future Energy to Low-Carbon Town in China
New Energy Technologies
Renewable e nergy
Future energy
Conventional Energy clean
工程热力学
工程热力学与节能
工程热力学
是一门研究热能有效利用及 热能和其它形式能量转换规律 的科学
建立节能的理论基础
工程热力学
(1) 中国能源资源缺乏 (2) 中国能源利用效率低下 (3) 能源环境问题突出
注意：只有绝对压力 p 才是状态参数
工程热力学
U-tube manometer
示意图
Bourdon Tube
绝对压力与相对压力
absolute pressure relative pressure