二冲程汽油机结构图
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二冲程内燃机
③直流扫气：有气口-气门式和气口-气口式（即对置活塞式）之分。扫气流由扫气口供入气缸，沿气缸轴线 单向流动,同时绕气轴线旋转,将废气从排气口（排气门）扫出，新鲜充量与废气很少掺混。这种扫气方式的扫气 质量最好，应用广泛，尤其适用于长行程船用柴油机。
二冲程内燃机用扫气泵中，应用最广的是罗茨压缩机（见罗茨鼓风机）和离心压缩机。有的小型内燃机用曲 轴箱作为扫气泵。有的大型船用柴油机用活塞底部作为扫气泵，称为活塞底泵。
工作循环
当活塞从下止点开始向上移动时,扫气口和排气口均开启,新鲜充量(空气或可燃混合气)通过扫气泵提高压力 后，由扫气口压入气缸。一方面，清扫气缸内的废气使之由排气口排出;一方面,又使气缸充满新鲜充量。这就是 扫气过程。接着，活塞继续向上运动，先将扫气口覆盖，继而将排气口关闭,此时扫气过程结束。活塞再继续上行， 将封闭在气缸内的新鲜充量和未排净的少量废气的混合气压缩到上止点时即完成压缩过程.这时气缸内压力和温度 增高很多，活塞接近上止点时点火（或喷油），燃料燃烧，燃气压力和温度急剧升高，在高温高压气体作用下， 推动活塞从上向下运动，即为燃烧膨胀过程。这时，内燃机对外作功，通过连杆推动曲轴作旋转运动，将机械功 输出。当活塞继续下行打开排气口时，废气因压力较高便从排气口自行逸出，气缸内压力随即下降，待活塞打开 扫气口时供入新鲜充量清扫废气，活塞再移至下止点时即完成一个工作循环 。
工作原理
如果在两个冲程里完成进气、压缩、做功、排气这些循环动作，就叫二冲程，相应的内燃机叫二冲程内燃机。
辅助冲程：即进气冲程、压缩冲程和排气冲程的统称。为完成做功，这三个冲程都是为做功而准备的，故称 之为辅助冲程。
辅助设备：内燃机除主要做功部分之外，还有燃料、点火、冷却及润滑四个辅助设备系统。燃料系统主要是 化油器，它是把汽油和空气按一定比例配制成雾状的混合气体，以供给汽缸作为燃料使用；点火系统是由蓄电池、 线圈、火花塞等部分组成，火花塞是由齿轮来管理的，它能够按时在气缸中产生电火花，使压缩的混合气体燃烧 爆炸；冷却系统，主要部分是汽缸外部缸体的水套，使水在其中可以流动，因为燃料在汽缸中燃烧时，汽缸的温 度可以升到2000℃左右，使汽缸壁和活塞发热，易使机件损坏，故汽缸外壁的水套中的水吸热上升进入散热器， 降温后，再用抽水机将冷水打回水套中，使水循环地将汽缸冷却。小型内燃机和少数飞机也常用空气减热法，使 汽缸外壳与空气接触面积增大，将热散逸到空气中去；润滑系统，是为防止金属磨损，而在机内装有油盘、抽油 泵等装置向机件各部分输送润滑油，以减小摩擦损耗 。
二冲程内燃机用扫气泵中，应用最广的是罗茨压缩机（见罗茨鼓风机）和离心压缩机。有的小型内燃机用曲 轴箱作为扫气泵。有的大型船用柴油机用活塞底部作为扫气泵，称为活塞底泵。
工作循环
当活塞从下止点开始向上移动时,扫气口和排气口均开启,新鲜充量(空气或可燃混合气)通过扫气泵提高压力 后，由扫气口压入气缸。一方面，清扫气缸内的废气使之由排气口排出;一方面,又使气缸充满新鲜充量。这就是 扫气过程。接着，活塞继续向上运动，先将扫气口覆盖，继而将排气口关闭,此时扫气过程结束。活塞再继续上行， 将封闭在气缸内的新鲜充量和未排净的少量废气的混合气压缩到上止点时即完成压缩过程.这时气缸内压力和温度 增高很多，活塞接近上止点时点火（或喷油），燃料燃烧，燃气压力和温度急剧升高，在高温高压气体作用下， 推动活塞从上向下运动，即为燃烧膨胀过程。这时，内燃机对外作功，通过连杆推动曲轴作旋转运动，将机械功 输出。当活塞继续下行打开排气口时，废气因压力较高便从排气口自行逸出，气缸内压力随即下降，待活塞打开 扫气口时供入新鲜充量清扫废气，活塞再移至下止点时即完成一个工作循环 。
工作原理
如果在两个冲程里完成进气、压缩、做功、排气这些循环动作，就叫二冲程，相应的内燃机叫二冲程内燃机。
辅助冲程：即进气冲程、压缩冲程和排气冲程的统称。为完成做功，这三个冲程都是为做功而准备的，故称 之为辅助冲程。
辅助设备：内燃机除主要做功部分之外，还有燃料、点火、冷却及润滑四个辅助设备系统。燃料系统主要是 化油器，它是把汽油和空气按一定比例配制成雾状的混合气体，以供给汽缸作为燃料使用；点火系统是由蓄电池、 线圈、火花塞等部分组成，火花塞是由齿轮来管理的，它能够按时在气缸中产生电火花，使压缩的混合气体燃烧 爆炸；冷却系统，主要部分是汽缸外部缸体的水套，使水在其中可以流动，因为燃料在汽缸中燃烧时，汽缸的温 度可以升到2000℃左右，使汽缸壁和活塞发热，易使机件损坏，故汽缸外壁的水套中的水吸热上升进入散热器， 降温后，再用抽水机将冷水打回水套中，使水循环地将汽缸冷却。小型内燃机和少数飞机也常用空气减热法，使 汽缸外壳与空气接触面积增大，将热散逸到空气中去；润滑系统，是为防止金属磨损，而在机内装有油盘、抽油 泵等装置向机件各部分输送润滑油，以减小摩擦损耗 。
《汽车构造》鲁民巧主编 第二章 发动机工作原理和总体
压缩混合气
排气孔
点火燃烧
火花塞
进气孔
进气
扫气孔
排气
霍志毅 huozhiyi@
二冲程汽油发动机工作过程
霍志毅 huozhiyi@
二、二冲程柴油机工作原理
扫气泵 压缩 喷油器 排气
空 气
换气
排气门
废 气 燃烧
霍志毅 huozhiyi@
思考
二冲程发动机与四 冲程发动机相比， 有何优点？
返回
霍志毅 huozhiyi@
作业
1、简述发动机的工作循环。 2、发动机由哪些机构系统组成？各部分功 用是什么？
霍志毅 huozhiyi@
配气机构
返回
霍志毅 huozhiyi@
曲柄连杆机构
返回
霍志毅 huozhiyi@
燃气轮机
霍志毅 huozhiyi@
压缩比过大的不良后果
返回
霍志毅 huozhiyi@
压缩比过大的不良后果
名称 成因
由于气体压力和 温度过高，在燃 烧室内离点燃中 心较远处的末端 可燃混合气自燃 而造成的一种不 正常燃烧。 由于燃烧室内炽 热表面与炽热处 (如排气门头，火 花塞电极，积炭 处)点燃混合气产 生的另一种不正 常燃烧。
共同特点：
1 每个工作循环曲轴转两周，每一行程曲轴 转半周。 只有作功行程产生动力。
2
霍志毅 huozhiyi@
思考
四冲程汽油机和柴油 机的工作循环有什么 不同呢？
霍志毅 huozhiyi@
不同点
汽油机
汽油与空气缸外混合，进 入可燃混合气
柴油机
进入气缸的是纯空气
汽油发动机
车用内燃机 柴油发动机
车用内燃机
发动机结构及工作原理介绍
发动机分类
缸数及排列
L 4 2.4L
直列LINE
4缸
排气量 V形排列
V 6 3.0L
6缸
排气量
直列发动机
V形发动机
水平对置发动机
6
Department | 11/05/2019 | © Robert Bosch GmbH 2019. All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights.
发动机分类 分类方式：点火方式、冲程数、缸数及排列、冷却。
点燃式发动机
点火方式
压燃式发动机
●汽油自燃温度高，采用火花塞强制点火，汽油发动机为点燃式发动机。 ●柴油自然温度低，采用高压缩比压燃，柴油发动机为压燃式发动机。
4
è
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缸体分类
四、紧凑性指标
1.比容积
发动机外廓体积与其标定功率的比值称为比容积。
2.比质量
发动机的干质量与其标定功率的比值称为比质量。干质量是指未加注燃油、 机油和冷却液的发动机质量。
15
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MAN B W 船舶二冲程柴油机结构图解
排气阀 气缸盖 气缸套 贯穿螺栓 气缸体 喷油泵 喷油泵、排气阀 驱动装置 燃油调节轴 气缸注油器 凸轮轴
机旁操纵台 调速器
机架
机座
排烟管
涡轮增压器
活塞 活塞杆 扫气管 空气冷却器
十字头 连杆
曲轴
涡轮增压器
空气冷却器
润滑油 气缸冷却水 燃烧气体 扫气空气 燃烧废气 压缩空气
A/C冷却水 扫气室泄油
减振器shockabsorber减振器的安装场所60mcmcc以上每缸燃油泵50mcc燃油入口管处1个减振器ms40燃油调节轴regulatingshaft燃油调节机构燃油调节轴调速器机旁操纵台喷油泵燃油泵燃油调节轴轴承座排气阀驱动装置燃油调节轴带有弹簧的控制杆燃油泵调整时控制杆的动作ms47主起动阀mainstartingvalve布置图装有慢起动装置慢起动起动时通过减少起动空气的流量是主机缓慢转动不安装慢起动装置使ms56扫气管scavengingairreceiver57排烟管涡轮增压器空冷器61扫气接合管56扫气管人孔安全阀辅助鼓风机辅助鼓风机扫气结合管连接处涡轮增压器安装孔扫气管安装孔安全阀空气燃气的流动辅助鼓风机工作时起动时低负载的空气流动辅助鼓风机停止时主机正常运转的空气的流动扫气接合管扫气管空冷器排烟管涡轮增压器黑色箭头废气白色箭头空气扫气管蝶阀扇形阀辅助鼓风机辅助鼓风机吸入管蝶阀扇形阀扇形阀closeopenstoper蝶阀流动方向ms57排烟管exhaustgasreceiver基准偏移量1313板簧排气阀侧偏移量例子排烟管侧弯曲脚弯曲脚支撑脚各气缸涡轮增压器入口伸缩接头伸缩接头伸缩接头伸缩接头排烟管的隔热处理排烟管表面温度超过220要进行适当的隔热处理金属网涡轮增压器保护金属网防止异物飞入涡轮增压器玻璃纤维锌板玻璃纤维石棉玻璃材料
机旁操纵台 调速器
机架
机座
排烟管
涡轮增压器
活塞 活塞杆 扫气管 空气冷却器
十字头 连杆
曲轴
涡轮增压器
空气冷却器
润滑油 气缸冷却水 燃烧气体 扫气空气 燃烧废气 压缩空气
A/C冷却水 扫气室泄油
减振器shockabsorber减振器的安装场所60mcmcc以上每缸燃油泵50mcc燃油入口管处1个减振器ms40燃油调节轴regulatingshaft燃油调节机构燃油调节轴调速器机旁操纵台喷油泵燃油泵燃油调节轴轴承座排气阀驱动装置燃油调节轴带有弹簧的控制杆燃油泵调整时控制杆的动作ms47主起动阀mainstartingvalve布置图装有慢起动装置慢起动起动时通过减少起动空气的流量是主机缓慢转动不安装慢起动装置使ms56扫气管scavengingairreceiver57排烟管涡轮增压器空冷器61扫气接合管56扫气管人孔安全阀辅助鼓风机辅助鼓风机扫气结合管连接处涡轮增压器安装孔扫气管安装孔安全阀空气燃气的流动辅助鼓风机工作时起动时低负载的空气流动辅助鼓风机停止时主机正常运转的空气的流动扫气接合管扫气管空冷器排烟管涡轮增压器黑色箭头废气白色箭头空气扫气管蝶阀扇形阀辅助鼓风机辅助鼓风机吸入管蝶阀扇形阀扇形阀closeopenstoper蝶阀流动方向ms57排烟管exhaustgasreceiver基准偏移量1313板簧排气阀侧偏移量例子排烟管侧弯曲脚弯曲脚支撑脚各气缸涡轮增压器入口伸缩接头伸缩接头伸缩接头伸缩接头排烟管的隔热处理排烟管表面温度超过220要进行适当的隔热处理金属网涡轮增压器保护金属网防止异物飞入涡轮增压器玻璃纤维锌板玻璃纤维石棉玻璃材料
汽车发动机基本构造
汽车发动机基本构造发动机基本构造发动机是将某一种型式的能量转换为机械能的机器，其作用是将液体或气体燃烧的化学能通过燃烧后转化为热能，再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。
发动机是一部由许多结构和系统组成的复杂机器，其结构型式多种多样，但由于基本工作原理相同，所以其基本结构也就大同小异，发动机的总体结构图如下所示。
汽油发动机柴油发动机汽油机通常由曲柄连杆、配气两大机构和燃料供给、润滑、冷却、点火、起动五大系统组成。
柴油机通常由两大机构和四大系统组成(无点火系)。
1.曲柄连杆机构曲柄连杆机构是由气缸体、气缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等组成。
这是发动机产生动力，并将活塞的直线往复运动转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。
2.配气机构配气机构是由进气门、排气门、气门弹簧、挺杆、凸轮轴和正时齿轮等组成。
其作用是将新鲜气体及时充入气缸，并将燃烧产生的废气及时排出气缸。
3.燃料供给系由于使用的燃料不同，可分为汽油机燃料供给系和柴油机燃料供给系。
汽油燃料供给系又分化油器式和燃油直接喷射式两种，通常所用的化油器式燃料供给系由燃油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空气滤清器、进排气歧管和排气消声器等组成，其作用是向气缸内供给已配好的可燃混合气，并控制进入气缸内可燃混合气数量，以调节发动机输出的功率和转速，最后，将燃烧后废气排出气缸。
柴油机燃料供给系由燃油箱、输油泵、喷油泵、柴油滤清器、进排气管和排气消声器等组成，其作用是向气缸内供给纯空气并在规定时刻向缸内喷入定量柴油，以调节发动机输出功率和转速，最后，将燃烧后废气排出气缸。
4.冷却系机动车一般采用水冷却式。
水冷式由水泵、散热器、风扇、节温器和水套(在机体内)等组成，其作用是利用冷却水的循环将高温零件的热量通过散热器散发到大气中，从而维持发动机电动正常工作温度。
5.润滑系润滑系由机油泵、滤清器、油道、油底壳等组成。
其作用是将润滑油分送至各个相对运动零件的摩擦面，以减小摩擦力，减缓机件磨损，并清洗、冷却摩擦表面。
汽车发动机构造原理图解
•2016/12/ 2
第一章 汽车及发动机综述
第三节发动机的工作原理
图1-35 单缸四冲程汽油机的工作原理
•2016/12/ 2
第一章 汽车及发动机综述
第三节发动机的工作原理
2. 四冲程柴油机的工作原理，如图1-36所示
进气冲程 与汽油机不同，进入汽缸的不是可燃混合气，而是纯空气。 压缩冲程 与汽油机不同，压缩的是纯空气。 作功冲程 与汽油机的差别很大。活塞在压缩上止点时，汽缸内的温度 远高于柴油的自燃温度(柴油的自燃温度约500K左右)，柴油混合气便立 即自行着火燃烧。 排气冲程 与汽油机基本相同。 总之，四冲程发动机每个工作循环曲轴转2 圈(720°)，每一冲程 曲轴转半周(180°)。四个冲程中，只有作功冲程作功，其他三个冲程 是辅助冲程，为作功冲程做准备，都要消耗一部分能量。发动机起动时 的第一个循环，必须有外力转动曲轴，以完成进气和压缩冲程。作功冲 程开始后，能量便通过曲轴飞轮的惯性储存起来，维持发动机的循环继 续进行
•2016/12/2
第一、发动机组成
7. 起动系：起动系的作用是带动飞轮旋转，使发动 机获得必要的动能和起动转速，使发动机从静止 转入自行运转状态。由起动机和起动继电器组成， 如图1-19所示。
•2016/12/2
第一章 汽车及发动机综述
第二节 发动机概述
图1-34 带有增压器的二冲程柴油机工作原理
•2016/12/ 2
第一章 汽车及发动机综述
第三节发动机的工作原理
三、四冲程发动机
1. 四冲程汽油机的工作原理，如图1-35所示
四冲程汽油机的工作循环是由进气、压缩、作功和排气四个冲程所组 成的。 进气冲程。活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动，此时，排气门关闭， 进气门开启。 压缩冲程。活塞在曲轴带动下，从下止点向上止点运动当活塞接近上止 点时，火花塞跳火，点燃可燃混合气。 作功冲程。被点燃的混合气，迅速燃烧，使气体的温度、压力迅速升高 而膨胀，从而推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转作 功。 排气冲程。在作功冲程接近终了时，排气门打开，曲轴通过连杆推动活 塞从下止点向上止点运动。废气在自身压力和在活塞推动下，被排出汽 缸。当活塞到达上止点时，排气门关闭，排气结束。
第一章 汽车及发动机综述
第三节发动机的工作原理
图1-35 单缸四冲程汽油机的工作原理
•2016/12/ 2
第一章 汽车及发动机综述
第三节发动机的工作原理
2. 四冲程柴油机的工作原理，如图1-36所示
进气冲程 与汽油机不同，进入汽缸的不是可燃混合气，而是纯空气。 压缩冲程 与汽油机不同，压缩的是纯空气。 作功冲程 与汽油机的差别很大。活塞在压缩上止点时，汽缸内的温度 远高于柴油的自燃温度(柴油的自燃温度约500K左右)，柴油混合气便立 即自行着火燃烧。 排气冲程 与汽油机基本相同。 总之，四冲程发动机每个工作循环曲轴转2 圈(720°)，每一冲程 曲轴转半周(180°)。四个冲程中，只有作功冲程作功，其他三个冲程 是辅助冲程，为作功冲程做准备，都要消耗一部分能量。发动机起动时 的第一个循环，必须有外力转动曲轴，以完成进气和压缩冲程。作功冲 程开始后，能量便通过曲轴飞轮的惯性储存起来，维持发动机的循环继 续进行
•2016/12/2
第一、发动机组成
7. 起动系：起动系的作用是带动飞轮旋转，使发动 机获得必要的动能和起动转速，使发动机从静止 转入自行运转状态。由起动机和起动继电器组成， 如图1-19所示。
•2016/12/2
第一章 汽车及发动机综述
第二节 发动机概述
图1-34 带有增压器的二冲程柴油机工作原理
•2016/12/ 2
第一章 汽车及发动机综述
第三节发动机的工作原理
三、四冲程发动机
1. 四冲程汽油机的工作原理，如图1-35所示
四冲程汽油机的工作循环是由进气、压缩、作功和排气四个冲程所组 成的。 进气冲程。活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动，此时，排气门关闭， 进气门开启。 压缩冲程。活塞在曲轴带动下，从下止点向上止点运动当活塞接近上止 点时，火花塞跳火，点燃可燃混合气。 作功冲程。被点燃的混合气，迅速燃烧，使气体的温度、压力迅速升高 而膨胀，从而推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转作 功。 排气冲程。在作功冲程接近终了时，排气门打开，曲轴通过连杆推动活 塞从下止点向上止点运动。废气在自身压力和在活塞推动下，被排出汽 缸。当活塞到达上止点时，排气门关闭，排气结束。
内燃机原理与构造
（4）、多缸发动机结构特点
4缸发动机曲轴 单缸发动机功率小，转速不均匀，工作振动大，现 代汽车发动机都是多缸发动机，用得最多的是4缸、 6缸、8缸发动机。 多缸发动机是由多个结构相同的气缸组成，它们共 用一个机体，一根曲轴。曲轴的曲柄布置应该使各 缸做功行程均匀分布在720°曲轴转角内。如，4 缸发动机曲轴（图1-5）相邻工作缸的曲柄夹角为 180°，曲轴每转180°便有一个气缸做功；又如， 6缸发动机，曲轴每转120°便有一个气缸在做功。 气缸数越多，发动机工作越平稳，但结构也越复杂。
性 能 着火方式 燃油消耗 热效率 工作平稳性 汽油机 点燃 高 30%左右 柔和 柴油机 压燃 低 40%左右 粗暴
发动机转速
升功率 起动性 制造维修成本
高（4000~6000r/min）
大 易 低
低（2500~3000r/min）
小放
小
短 CO、HC大，NOx 、黑烟 少
关于排放标准
1961年美国开始规定轿车的排气标准， 1970年美国加利福尼亚州决定对载重卡车 用柴油机排放的一氧化碳、碳氢化合物和氮 氧化合物从1973年和1975年起分两个阶段 进行限制，接着在欧洲、日本和我国都相应 制定了汽车排放法规，并且这些法规将越来 越严格。此外，由于从1973年10月开始， 石油输出国大幅度地提高石油价格，从而引 起各国对发动机燃油经济性的重视。
1.1.2
内燃机的分类
1、按工作循环所需行程数，按照完成一个工作循环所需的行程数来分，有四 冲程内燃机和二冲程内燃机，汽车和工程机械用内燃机多为四冲程内燃机。 2、按着火方式分，有压缩着火（压燃式）和强制点火（点燃式）两类。 3、按使用燃料种类分，有汽油机、柴油机、煤气机、气体燃料及多种燃料发 动机等。 4、按进气状态分，有非增压式内燃机和增压式内燃机之分。 5、按冷却方式分，有水冷式和风冷式两种。汽车和工程机械用内燃机多数是 水冷式的。 6、按气缸数及布置分，有单缸内燃机、多缸内燃机、立式内燃机、卧式内燃 机、直列式内燃机、V形内燃机(图1-1a)、对置气缸式内燃机(图1-1b)、斜 置式内燃机。 7、按用途分类，有汽车用、工程机械用、拖拉机用、船用、坦克用、摩托车 用、发电用、农用等内燃机。 8、其他，除以上方式分类外，还可按转速来分，有高速、中速和低速等几种。
二冲程原理
湖南工业职业学院
Hunangongyezhiyexueyuan
发动机工作原理和总体构造
▪ 示例： ▪ YZ6102Q ▪ YN4100 ▪ EQ6100-1
汽车发动机 构造
湖南工业职业学院
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发动机工作原理和总体构造
▪ 作业: ▪ 四冲程发动机与二冲程发动机的比较。
汽车发动机 构造
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发动机工作原理和总体构造
▪ 可靠性与耐久性能指标
▪ 1、可靠性
▪ 指发动机在规定的运转条件下能够持续工作、不 至因为故障而影响正常运转的能力。
▪ 2、耐久性
▪ 发动机在规定的运转条件下、长期工作而不大修 的性能。
汽车发动机 构造
汽车发动机 构造
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发动机工作原理和总体构造
3.当转速相同时，二冲程发动机的作功 次数较四冲程发动机多一倍。因此，二冲程 发动机运转较平稳，这对单缸发动机来说更 为明显。
4.由于没有气门或只有排气门，也就省去 了配气机构或使配气机构较为简单，简化了 发动机的结构。
汽车发动机 构造
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发动机工作原理和总体构造
▪ 3.当活塞接近上止点时，喷油器向缸内喷入 雾状柴油，柴油迅速与空气混合形成可燃混合 气并自行着火燃烧。
▪ 4.废气由专设的排气门排出。
汽车发动机 构造
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发动机工作原理和总体构造
▪ 升功率 指发动机在标定工况下每升汽缸工作容积所发出 的有效功率。