汽车发动机原理(1)
汽车发动机的工作原理
汽车发动机的工作原理
汽车发动机是汽车动力系统的核心部件，它通过燃烧燃料产生动力，驱动汽车前进。
汽车发动机的工作原理主要包括吸气、压缩、燃烧和排气四个过程。
首先是吸气过程。
汽车发动机通过进气门，引入空气和燃料混合物。
进气门打开时，汽缸内的活塞向下运动，汽缸容积增大，此时会产生一个负压，使进气门自动打开，吸入空气和燃料混合物。
接着是压缩过程。
活塞开始向上运动，将进气门关闭，汽缸容积逐渐缩小。
在此过程中，汽缸内的空气和燃料混合物被压缩，使其温度和压力显著上升，形成一个高压高温的混合气体。
然后是燃烧过程。
当活塞接近上死点时，由于汽缸内的混合气体已被压缩到一定程度，点火系统发出火花，引燃混合气体。
燃烧过程产生的高温和高压气体使活塞向下突进，驱动曲轴旋转，从而转化为机械能。
最后是排气过程。
随着活塞向上运动再次接近上死点，排气门打开，高温废气通过排气门排出汽缸，同时新的吸气过程开始进行。
整个工作过程中，发动机通过连续不断的吸气、压缩、燃烧和排气循环，实现能量的转化，产生连续的动力输出。
同时，发动机还需要润滑系统、冷却系统、点火系统等辅助系统的配合，确保发动机的正常运行和提供稳定的动力输出。
汽车发动机原理范文
汽车发动机原理范文首先是进气冲程，气门打开，活塞向下运动，汽缸内的活塞腔体积变大，气缸与汽缸外部形成负压环境，空气通过进气门进入气缸。
然后是压缩冲程，气门关闭，活塞向上运动，汽缸内的活塞腔体积变小，压缩空气使得空气的温度和压力都提高，使得燃油更容易燃烧。
接下来是工作冲程，当活塞达到顶点时，高压电火花在燃油喷嘴附近产生，在点燃火花后，燃料和空气混合物爆炸燃烧，产生的高温物质推动活塞向下运动。
然后，曲轴上的连杆将活塞的直线运动转换为曲柄运动。
最后是排气冲程，排气门打开，活塞向上运动把燃烧产物排出到排气管中，在活塞下行运动时，曲轴也将连杆和活塞带回到起始位置，准备进行下一个工作循环。
发动机的工作原理可以通过燃料拉载火箭原理来解释。
燃料的燃烧产生的气体通过喷嘴喷出，喷射出去的反向力就会推动火箭向前运动。
汽车发动机和火箭发动机类似，都是通过燃料的燃烧产生高温高压气体，然后通过气缸和活塞的运动将这种能量转换为机械能，从而推动车辆行驶。
发动机的性能主要通过功率和扭矩来衡量。
功率是发动机单位时间内所能输出的功率，通常用千瓦表示，扭矩是发动机产生的旋转力矩，衡量发动机的强度和动力性能。
当然，在实际应用中，发动机还需要通过冷却系统、润滑系统和排气系统来提供冷却、润滑和排放功能。
冷却系统通过循环水冷却发动机以控制发动机温度；润滑系统通过润滑油保持发动机内部各部件间的润滑，并减少磨损；排气系统则通过排气管将废气排放到大气中。
总的来说，汽车发动机是实现汽车动力传动的核心部件，是汽车的动力源。
发动机的工作原理是通过燃料的燃烧产生的高温高压气体推动活塞运动，从而通过曲柄连接活塞的线性运动转换为曲轴的旋转运动，最终提供动力驱动汽车行驶。
汽车发动机启动原理
汽车发动机启动原理
汽车发动机的启动原理是通过同时引入燃料和空气混合物，并通过电火花点燃混合物，从而产生爆炸燃烧的动力。
具体而言，汽车发动机的启动过程可以分为四个步骤：
1. 空气进入：当驾驶员转动钥匙启动车辆时，电瓶会为启动电机提供电力。
启动电机通过齿轮将输出扭矩传递给发动机的飞轮。
飞轮开始旋转时，活塞就会开始移动，从而引入空气。
2. 燃料喷射：同时，汽车的燃料系统会向气缸内喷射燃油，燃油会与进入气缸的空气混合在一起。
3. 点火：在进入气缸的混合物达到适当的比例后，发动机控制单元会通过一个或多个火花塞产生高电压电火花，点燃混合物。
该火花塞位于每个气缸的顶部，并通过电瓶供电，产生足够的能量点燃空燃比合适的混合物。
4. 燃烧和冲压：当混合物被点燃时，燃烧产生的高温高压气体会推动活塞，将动力传递到曲轴。
曲轴的旋转运动将通过连杆传递给驱动轮，从而推动汽车前进。
整个启动过程中，发动机需要燃油和电力的供应，并且各个组件的配合工作以确保顺利启动。
启动成功后，发动机会继续通过正常的四冲程循环工作，不再依赖外部的启动装置。
汽车发动机的工作原理总结5篇
汽车发动机的工作原理总结5篇第1篇示例：汽车发动机是汽车最重要的部件之一，它是汽车的心脏，是驱动汽车行驶的动力源。
汽车发动机的工作原理可以简单概括为燃油与空气在气缸内的混合燃烧过程，通过这个过程来产生燃烧产生的热能转换为机械能，从而驱动汽车前进。
下面就让我们来详细了解一下汽车发动机的工作原理。
汽车发动机的工作原理是通过四冲程循环来完成的。
四冲程循环是指气缸在工作时，活塞上下往复运动共经历四个过程，包括进气、压缩、爆燃和排气四个过程。
这四个过程依次进行，将燃油燃烧产生的能量转化为机械能。
在进气冲程中，汽缸进气门打开，活塞向下运动，汽缸内部空气因此而被吸入。
在压缩冲程中，活塞向上运动，气缸的气门全部关闭，汽缸内的空气被压缩，温度和压力提高。
在压缩末端阶段，点火塞发出高压电火花，点燃气体混合物，完成爆燃工作。
在爆燃冲程中，点火塞点燃空气和燃油混合气，燃烧产生高温高压气体推动活塞下行。
在排气冲程中，活塞再次向上运动，推出燃烧产物，气缸内部完成一个完整的工作循环。
汽车发动机的工作与性能受很多因素影响，如点火正时、燃油混合比、气缸压缩比、气缸结构等。
油气混合比的偏差会导致燃烧不充分和排放增加；点火正时的不准确会降低燃烧效率；气缸的压缩比不合理会影响动力输出等。
汽车发动机需要精准的控制和优化设计才能实现最高效的工作。
现代汽车发动机逐渐向高速、高效、低排放的方向发展。
为了提高发动机功率和燃油效率，汽车制造商在工作原理上进行了许多创新。
采用了涡轮增压技术、缸内直喷技术、可变气门正时技术等，使得发动机工作更加高效。
汽车发动机的工作原理是通过燃油与空气混合燃烧产生的热能转换为机械能，从而驱动汽车前进。
人们对发动机性能的需求不断提高，汽车工程技术也在不断迭代更新。
我们相信，在不久的将来，汽车发动机将会更加高效、环保和安全。
第2篇示例：汽车发动机是汽车的心脏，是汽车最重要的动力装置。
它通过燃烧燃料产生动力，驱动汽车前进。
汽车发动机、变速箱基本工作原理(图文版)
汽车发动机、变速箱基本工作原理(图文版)-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII发动机基本工作原理一、基本理论汽油发动机将汽油的能量转化为动能来驱动汽车，最简单的办法是通过在发动机内部燃烧汽油来获得动能。
因此，汽车发动机是内燃机----燃烧在发动机内部发生。
有两点需注意：1．内燃机也有其他种类，比如柴油机，燃气轮机，各有各的优点和缺点。
2．同样也有外燃机。
在早期的火车和轮船上用的蒸汽机就是典型的外燃机。
燃料（煤、木头、油）在发动机外部燃烧产生蒸气，然后蒸气进入发动机内部来产生动力。
内燃机的效率比外燃机高不少，也比相同动力的外燃机小很多。
所以，现代汽车不用蒸汽机。
相比之下，内燃机比外燃机的效率高，比燃气轮机的价格便宜，比电动汽车容易添加燃料。
这些优点使得大部分现代汽车都使用往复式的内燃机。
二、燃烧是关键汽车的发动机一般都采用4冲程。
（马自达的转子发动机在此不讨论，汽车画报曾做过介绍） /leonhou4冲程分别是：进气、压缩、燃烧、排气。
完成这4个过程，发动机完成一个周期(2圈)。
理解4冲程活塞，它由一个活塞杆和曲轴相联，过程如下1．活塞在顶部开始，进气阀打开，活塞往下运动，吸入油气混合气2．活塞往顶部运动来压缩油气混合气，使得爆炸更有威力。
3．当活塞到达顶部时，火花塞放出火花来点燃油气混合气，爆炸使得活塞再次向下运动。
4．活塞到达底部，排气阀打开，活塞往上运动，尾气从汽缸由排气管排出。
注意：内燃机最终产生的运动是转动的，活塞的直线往复运动最终由曲轴转化为转动，这样才能驱动汽车轮胎。
/leonhou三、汽缸数发动机的核心部件是汽缸，活塞在汽缸内进行往复运动，上面所描述的是单汽缸的运动过程，而实际应用中的发动机都是有多个汽缸的（4缸、6缸、8缸比较常见）。
我们通常通过汽缸的排列方式对发动机分类：直列、V或水平对置（当然现在还有大众集团的W型，实际上是两个V组成）。
汽车发动机的工作原理及总体构造
汽车发动机的工作原理及总体构造
一、汽车发动机的工作原理
1.吸气：发动机的活塞下行时，活塞腔内的气门打开，通过气门进入
汽缸的混合气。
2.压缩：活塞上行时，活塞腔内的气门关闭，活塞将混合气压缩成高
压气体。
3.爆燃：在活塞接近顶死点时，火花塞产生火花，将混合气点燃爆炸，释放出能量。
4.排气：活塞下行时，废气通过排气门排出汽缸，为新的混合气提供
空间。
通过这四个基本过程循环运作，汽车发动机可以持续地产生动力，驱
动汽车运行。
二、汽车发动机的总体构造
1.气缸体系：汽缸是发动机燃烧的主要部分，通常由铁合金或铝合金
制成。
汽缸体内设置有活塞和气门，通过这些部件的运动来实现吸气、压缩、爆燃和排气的过程。
2.曲轴与连杆机构：曲轴是将活塞运动转化为有用功的装置，具有一
定的几何结构，可以将来自活塞的线性运动转化为旋转运动。
连杆连接活
塞与曲轴，将活塞的线性运动转化为曲轴的旋转运动。
3.气门机构：气门控制气缸内的进气和排气。
气门通过气门杆与凸轮
轴相连接，由凸轮轴的转动带动气门的开闭。
4.燃油供给系统：燃油供给系统包括燃油箱、燃油泵、喷油器等。
燃油从燃油箱经过燃油泵被送入汽缸，与空气混合后形成可燃气体。
此外，还有点火系统、冷却系统、润滑系统等辅助系统，保证发动机正常运行。
总之，汽车发动机通过吸气、压缩、爆燃和排气这四个基本过程，不断地将化学能转化为机械能，从而驱动汽车运行。
其总体构造包括气缸体系、曲轴与连杆机构、气门机构和燃油供给系统等。
这些构造相互配合，共同完成发动机的工作。
汽车 发动 原理
汽车发动原理
汽车发动的原理是通过内燃机的工作来产生动力，驱动车辆前进。
内燃机主要包括气缸、活塞、曲轴、点火系统等部件。
发动机的工作过程可以分为四个循环：进气、压缩、燃烧和排气。
进气循环时，气缸内的活塞向下移动，使气缸的容积增大，空气通过进气门进入气缸内。
压缩循环时，活塞向上移动，将进入的空气压缩，使气缸内气体的温度和压力升高。
燃烧循环时，点火系统点燃混合了燃油和空气的气体，产生爆炸，推动活塞向下运动。
排气循环时，活塞再次向上移动，将燃烧产生的废气排出气缸。
为了保持发动机的正常工作，还需要其他系统的支持。
燃油系统提供燃油供给，包括燃油泵、喷油器等部件。
冷却系统通过散热器将发动机产生的热量散发出去，防止过热。
润滑系统提供发动机各部件之间的润滑，减少磨损。
点火系统提供点火能量，点燃燃油混合气体。
当发动机工作时，曲轴以一定的转速旋转，通过传动系统将动力传递给车轮，推动汽车前进。
电路系统还会监测发动机的工作状态，如水温、油压等，并提供相应的警示或保护措施。
总之，汽车发动的原理是通过内燃机的工作，将燃油燃烧产生的爆炸力推动活塞，产生动力，驱动汽车前进。
同时，其他系统的支持保证发动机的正常运行和保护。
汽车发动机的作用和工作原理
.
第2章 传动系概述
2.1 传动系的作用及组成 2.1.2 传动系的组成及各总成的功用
2．液力机械式传动系 主要由液力机械变速器，万向传动装置，主
减速器及差速器，半轴组成。
.
第2章 传动系概述
2.2 汽车驱动形式与传动系统布置 2.2.2 传动系统的布置形式
1．发动机前置后轮驱动(FR) FR的优点是：附着力大，易获得足够的驱动力，
活
工作特征：进气门关，
塞
排气门关，活塞下行。
作功终了：温度 1500~1700 K， 压
力300~500 kPa
.
排气行程
进气门关闭 排气门打开
残余废气
排气结束时曲轴转角为 540° --720°
工作特征：进气门关， 排气门开，活塞上行。
活 塞
温度900~1200 K 压力 105~125 kPa
a)发动机纵向布置
.
b)发动机横向布置
第2章 传动系概述
2.2 汽车驱动形式与传动系统布置 2.2.2 传动系统的布置形式
3．发动机中置后轮驱动(MR) MR的优点是：轴荷分配均匀，具有很中性的操控特性。
缺点是：发动机占去了座舱的空间，降低了空间利用率和 实用性，因此MR大都是追求操控表现的跑车。
3．必要时中断传动。利用变速器中的空档，中断动力传递， 使发动机能够起动和怠速运转，满足汽车暂时停车或滑 行的需要；
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Pe =(2in/τ)⋅We =(2in/τ)⋅pme⋅Vs
pme : BMEP 有效平均压力
Pr = Pi − Pe = (2in/τ)⋅(pmi − pme)⋅ Vs
Pr = (2in/τ)⋅pmr ⋅Vs
pmr : FMEP 摩擦平均压力
Department of Automotive Engineering
平均活塞速度：
（发动机强化指标之一）
主要影响：
cm = 2 ⋅ s ⋅ n
单位：
⎡ cm ⎢⎣ m / s
=
1 30
⋅s⋅ n m rpm
⎤ ⎥⎦
• 惯性力引起的机械应力：
σM ~ cm2 • 摩擦（磨损） • 热负荷 • 充气效率
注意：
¾发动机转速与活塞速度 不是一个概念！
¾平均活塞速度越高，发 动机强化度也越高
=
1 ηitHu
Indicated efficiency Indicated specific fuel consumption（ISFC）
2. 动力经济性指标
ηm
=
Pe Pi
=
pme pmi
机械效率（Mechanical efficiency）
be
= ηet ⋅ B⋅ Hu = ηet = bi ηit ⋅ B⋅ Hu ηit be
Vs = 2 dm3= 2litre
n = 5000 rpm, Ttq = 126 Nm
p me
=
πτ 1
⋅ 126 Nm 2 dm3
=
4π 1
⋅
126 Nm 2 ⋅10−3 m3
pme
=
792000
N m2
=
7,92
bar
=
0,792
kJ dm3
最大有效平均压力pme
摩托车发动机（四冲程） 赛车发动机（自然吸气） 赛车发动机（涡轮增压） 轿车汽油机（自然吸气） 轿车汽油机（涡轮增压） 轿车柴油机（涡轮增压） 卡车柴油机（涡轮增压） 大型柴油机 中型高速柴油机 十字头二冲程柴油机
Example:
η et
= 0,35
; H u = 42800
kJ kg
be
=
1
kg =
0,35 ⋅ 42800 kJ
1000 g 0,35 ⋅ 42800 kWs
指示效率： 指示油耗：
= 1000 ⋅ 3600 g = 240 g
0,35 ⋅ 42800 kWh
kWh
ηit =.BPHiu
bi
=
B Pi
Tsinghua University
压力传感器
电荷放大器
p 1
α
计算机
p α
p v
转角传感器 (角标信号)
pmi
=
1 Vs
∫
pdV
2. 动力经济性指标
Department of Automotive Engineering
Tsinghua University
指示指标与有效指标
（1）以工质对活塞作功为计算基准的指标称为指示指标 ◎ 基于示功图算出，用于评价热-功转换过程的优劣
汽车发动机原理
清华大学 汽车工程系 帅石金 博士
Email: sjshuai@ Phone: 010-62772515/62794876
点燃式和压燃式内燃机的 工作过程、燃烧理论以及特性、参数调节与控制
课程特点
Department of Automotive Engineering
Tsinghua University
pmr= const. bi = const.
pme
2. 动力经济性指标
功率密度评价指标：
Department of Automotive Engineering
Tsinghua University
（1）比（升）功率PL—单位发动机排量发出的功率（评价气缸容积利用程度和 紧凑性）
与泵气有关的功：
（1）理论泵气功—忽略流动阻 力，进、排气冲程压力所作功之 差，自吸式发动机为0，即理论泵 气功为一直线；
（2）泵气损失功—推出损失功与 吸气损失功之和，W2+W3；
（3）实际泵气功—理论泵气功减 去泵气损失功，-（W2+W3）
1. 工质对活塞所作功及示功图
两种指示功： （1）净指示功 — 考虑泵气损失时的指示功， 循环动力功+实际泵气功 即：（WI+W3）-（W2+W3）= W1-W2 （有些书上仅给出结果，忽略W3） （2）总指示功 — 不考虑泵气损失时的指示功， （即有可能得到的最大指示功，也称热力学指示功） W1+W3≈W1
4. 点燃式汽油机与压燃式柴油机并行
5. 课堂讲授（包括讨论）为主，辅以课下自学以及足够量的练习（思考题）
目录
第一篇 动力输出与能量利用（16学时）
第1章 性能指标与影响因素（4学时） 第2章 燃料与工质（3学时） 第3章 循环分析与能量利用（5学时） 第4章 换气过程与循环充量（4学时）
第二篇 燃烧与排放（20学时）
1. 工质对活塞所作功及示功图
示功图分析（自然吸气）
Department of Automotive Engineering
Tsinghua University
（1）循环动力功（动力过程 功）—压缩冲程和燃烧膨胀冲程 所作之功，W1+W3，正功；
（2）泵气过程功—排气冲程和进 气冲程所作之功（以p0线为分 界），W2+W3，可正、可负；
第5章 燃烧的基础知识（4学时） 第6章 燃烧过程及混合气形成（4学时） 第7章 特殊燃烧问题的机理与对策（4学时） 第8章 有害排放物的生成与控制（4学时） 第9章 燃烧室与调节参数的优化（4学时）
第三篇 运行特性与性能调控（4学时）
第10章 汽车发动机运行特性（2学时） 第11章 发动机特性、参数的调节与控制（2学时）
PL=Pe/Vs
（kW/L)
（2）比质量me—单位有效功率所占发动机干质量（评价轻量化和紧凑性）
me=m/Pe
（kg/kW）
（3）比容积Ve—单位有效功率所占发动机的体积（评价紧凑性）
Ve=V/Pe
（m3/kW）
平均活塞速度
Department of Automotive Engineering
Tsinghua University
• 噪声
最大平均活塞速度
摩托车发动机（四冲程） 赛车发动机（涡轮增压） 赛车发动机（自然吸气） 轿车汽油机（自然吸气） 轿车柴油机 卡车柴油机（涡轮增压） 大型柴油机 中速柴油机 十字头二冲程柴油机
Department of Automotive Engineering
Tsinghua University
目录（江铃课程班）
第一篇 动力输出与能量利用（6学时）
第1章 性能指标与影响因素（1学时） 第2章 燃料与工质（1学时） 第3章 循环分析与能量利用（2学时） 第4章 换气过程与循环充量（2学时）
2. 经济性能指标
燃油消耗率(Fuel consumption), 机油消耗率(Lubricant consumption)
3. 环保性能指标
碳氢(HC), 一氧化碳(CO), 氮氧化物(NOx), 颗粒物(PM), 二氧化碳(CO2) 噪声振动(NVH),
4. 使用性能指标
可靠性或耐久性(Robust, reliability), 维修方便(I/M convenience), 冷起动 (Cold start),
气损失功=W2，正功
（4）净指示功 = W1+W2 （5）总指示功 = W1+（Pb - Pk）Vs
2. 动力经济性指标
Department of Automotive Engineering
Tsinghua University
发动机性能指标
1. 动力性能指标
功率(Power), 转矩(Torque), 转速(Revolution/Speed), 有效平均压力(BMEP)
pme
9 14 12 11 15 15 15
Department of Automotive Engineering
Tsinghua University
[ bar] 12 16.6
56 14.1 20 21.2 23.5 29.4 25 18.2
2. 动力经济性指标
有效效率：
ηet =
Pe &B Hu
TDC pmi H
s pmi L
B
BDC pmi
Vs
pmi
=
Wi Vs
压力量纲
∫ pmi . Vs ≡ pdV = Wi
[ ] pmi
1
bar
=
105
N m2
=
105
Nm m3
=
0,1
kJ dm
3
2. 动力经济性指标
指示平均压力测试装置
Department of Automotive Engineering
ηm
=
pmi − pmr pmi
= 1 − pmr pmi
发动机倒拖曲线
-pmr
bi
be = pmi = pme + pmr = 1 + pmr
bi pme
pme
pme
0
be
=
(1 +
pmr pme
)
⋅
bi
有效燃油消耗与有效平均压 力的关系（负荷特性）
Department of Automotive Engineering