发动机基本结构与工作原理
船舶用柴油发动机的结构与原理
四冲程柴油机工作原理
进气行程 220～２５０℃Ａ
压缩行程 燃烧和膨胀行程 排气行程
140°～160℃Ａ ｐz=5～8MPa
ｐｃ=3 ～6 MPa；
ｔz=1400～1800 ℃
ｔｃ= 600 ～700 ℃
柴油发动机
结构与原理
一、原动机
原动机的概述
热机
外燃机 内燃机
蒸汽机 蒸汽轮机 柴油机 汽油机 燃气轮机
原动机的概述
定义： 即带动机械设备运转的原始动力设备。
工作原理： 燃料通过燃烧，将化学能转为热
能以加工热工质，然后将这种具有热 能的工质导入发动机，把工质的热能 变为机械能。
二、柴油机工作原理及特点
• 多网纹小平台工艺使工件表面形成众多且 较密集的螺纹网络，造成许多诸油沟槽， 增强了蓄油能力。由于这些网纹沟槽相互 贯通及储油槽油压的作用，大大减少了油 膜中断的机率，从而明显改善了供油状况 和油膜分布状况；
• 小平台因网纹相互隔开，不可能形成连续 较大面积的干摩擦或边界摩擦区半干摩擦 区，大大降低熔着磨损扩大化的机率
气缸盖
作用：密封气缸的上平面，与活塞顶共同形成燃烧室 结构多样
YC4D
YC4E YC4G
YC6J
YC6A
YC6G
四气门结构的缸盖
气缸垫
气缸垫 1）.作用：保证缸体与缸盖间的密封，防止漏水、漏气、窜油 。 2）.材料：有弹性、耐热性、耐压性 3）.安装时注意方向 4）.分类：
气缸盖组件装配要点
柴油机的工作原理简述
●做功行程
当活塞压缩到上止 点，喷油器向燃烧室喷 入雾状柴油，油雾与压 缩空气充分混合，形成 高温高压的燃气，并开 始自行着火燃烧，混合 汽膨胀做功，推动活塞 向下运动，从而推动曲 轴转动，对外输出功。
发动机结构与原理
《发动机结构与原理》培训内容一、发动机的分类二、发动机的工作原理三、发动机的基本结构四、发动机的性能指标五、神龙公司系列发动机产品参数介绍一、发动机的分类往复活塞式内燃机可按不同的方式分类：1、燃料：汽油机、柴油机、气体燃料、代用燃料2、燃油供给方式：化油器式汽油机和直接喷射式汽油机3、工作循环：二冲程和四冲程4、气缸数量：单缸和多缸5、气缸排列方式：单列和双列6、冷却方式：水冷式、风冷式7、进气系统是否增压：自然吸气和强制进气现代汽车多采用水冷式、四冲程往复活塞式、多缸汽油机。
培训内容一、发动机的分类二、发动机的工作原理三、发动机的基本结构四、发动机的性能指标五、神龙公司系列发动机产品参数介绍二、发动机的工作原理1、术语A）工作循环：在气缸内进行的每一次将燃料燃烧的热能转化为机械能的一系列连续过程(进气、压缩、作功和排气)B）上止点、下止点：活塞离曲轴回转中心最远处，即活塞在最高位置，为上止点活塞离曲轴回转中心最近处，即活塞在最低位置，为下止点C）活塞行程：上下止点间的距离S=2RD）冲程：活塞由一个止点到另一个止点运动一次，为一个冲程。
二、发动机的工作原理E）气缸工作容积/气缸排量：活塞从上止点到下止点所扫过的容积，记作VsD-气缸直径（mm）S-活塞行程（mm）F）发动机工作容积/发动机排量：所有气缸工作容积的总和，记作V Li-气缸数两冲程发动机：活塞往复两个行程完成一个工作循环。
四冲程发动机：活塞往复四个行程完成一个工作循环G）燃烧室容积：活塞位于上止点时，活塞顶面与气缸盖底面空间所形成的容积，记作VcH）气缸总容积：气缸工作容积+燃烧室容积，即Va=Vs+VcI）压缩比：气缸总容积与燃烧室容积之比，即：它表示活塞由下止点运动到上止点时，气缸内气体被压缩的程度。
压缩比越大，压缩终了时气缸内的气体压力和温度就越高。
一般车用汽油机的压缩比为6~10，柴油机的压缩比为15~22。
公司各发动机压缩比比较发动机型号TU3F2K TU3JPK TU5JPK TU5JP4EW10压缩比8.89.39.610.510.8二、发动机的工作原理2、四冲程汽油机工作原理A）进气行程：进气门开启,排气门关闭；活塞从上止点到下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，气缸内的压力降低到大气压以下，即在气缸内造成真空吸力；这样可燃混合气便经过进气管道和进气门被吸入气缸。
发动机工作原理-PPT
七、 汽油机与柴油机的相同点与不同点 相同点: 1 .每个工作循环曲轴转两周，每一冲程曲轴 转半周，进气冲程进气门开，排气冲程排气门开， 其余两个冲程进、排气门均光。 2.四个冲程中，只有作功冲程产生动力，其 余三个冲程消耗能量。 3.必须用外力起动。 4.工作循环基本内容相似，主要机件的运动 相同，结构基本相同。
温度
370400K
压缩 冲程
提高燃烧 速度
转半圈
作功 冲程
燃烧作功 转半圈
排气 冲程
排出废气 转半圈
关
关
0.6-1.2Mpa
600700K
关
关
Max 35Mpa
Max18 00-
2200K
关
开
0.105-0.115 900-
MPa
120300K
六、 四冲程柴油机工作原理
每个循环也由进气、压缩、作功、排气四个冲程组 成。但由于柴油的性质与汽油不同，其混合气形成的方 式、着火方式与汽油机也不同。下述不同点：
u＝f（T） 即只要工质的初、终态温度T1,T2确定，不 论经过什么过程，其内能的变化都相等
Δu＝u2-u1=f(T2)-f(T1)
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二、热力学第一定律
1. 热力过程及其所作的功 工质状态参数的一系列变化过程，叫做热力 过程，可用p－v图表示，其所做的功为（1kg气体）
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图片
d F ds p A ds p dv
发动机是将其它形式的能量转 变为机械能的机器
5
二、发动机的分类
1. 按使用燃料分：汽油机、柴 油机等。 2. 按工作循环分：四冲程发动机、二冲程发
动机。 3. 按气门位置分：顶置气门式发动机、侧
置气门式发动机。 4. 按气缸排列分：直列式发动机、v型发动
发动机的结构原理之挺柱工作原理
发动机的结构原理之挺柱工作原理发动机是现代化交通工具中不可或缺的部分，能够产生动力，推动车辆前进。
发动机由多个部件组成，而挺柱作为其中的一个重要部件，在发动机结构原理中发挥着至关重要的作用。
本文将就挺柱工作原理展开详细阐述。
发动机的基本结构在理解挺柱工作原理之前，我们需要了解发动机的基本结构。
一个传统的汽油发动机由以下几个部分组成：1.气缸体：气缸体是发动机的基础部分，用于安装发动机缸体、活塞、气门和曲轴等。
2. 活塞组件：活塞是发动机的核心部件之一，作用是将燃油混合气推入气缸，完成燃烧过程，推动汽缸运动。
3. 进气系统：进气系统是引入燃油和空气的主要管道。
4. 排气系统：排气系统是排出废气的主要管道。
5. 点火系统：点火系统是引爆燃油的主要设备。
6. 曲轴系统：曲轴系统是发动机的底部核心部件，它由曲轴、连杆等部件组成，将进入气缸的能量转化为机械能，推动汽车前进。
挺柱的作用发动机运行过程中，由于活塞的作用，气缸与气门发生了重要的变化。
气缸容积因活塞的运动而改变，而气门在一定的规律下开放和关闭，使得混合气和废气能够进出气缸。
在发动机的工作中，气门的运动特别重要，因为它直接确定了燃烧室的大小，保证了理想的燃烧。
挺柱作为气门控制部件的一部分，具有以下三个主要作用：1.保证气门的运动轨迹挺柱是与气门挂钩相连的总成，能够确保气门按照预定的轨迹运动。
在汽车运动过程中，曲轴一直在转动，而气门也需要和曲轴同步运动，因此挺柱需要可靠地控制气门的位置变化。
2. 控制气门的开闭时间气门需要在适当的时间内开启和关闭。
挺柱能够保证气门在引擎运行时按需开启和关闭。
如果气门打开太早或关闭太晚，将会导致汽车的燃烧不完全，浪费燃料，增加排放，而挺柱能够保证气门按照预定的时间打开和关闭，提高发动机的燃烧效率。
3. 保护气门与活塞在汽车运行过程中，气门和活塞一直都在运动中，由于挺柱的支持，在气门与活塞碰撞时，避免了气门环和活塞顶部的磨损。
发动机的工作原理和总体构造
第一章发动机的工作原理和总体构造§1.1发动机的分类§1.2四冲程发动机工作原理§1.2.1四冲程汽油机工作原理一、现代汽车发动机的构造现代汽车发动机的构造如图1-1,气缸内装有活塞,活塞通过活塞销、连杆与曲轴相连接。
活塞在气缸内做往复运动,通过连杆推动曲轴转动。
为了吸人新鲜气体和排除废气,设有进、排气系统等。
二、基本术语1、工作循环2、上、下止点3、活塞行程4、气缸工作容积5、内燃机排量6、燃烧室容积7、气缸总容积8、压缩比9、工况10、负荷率三、四冲程汽油发动机的工作循环图1-2 为发动机示意图。
四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程,即进气行程、压缩行程、膨胀行程（作功行程和排气行程。
通常利用发动机循环的示功图来分析工作循环中气体压力p 和相应于活塞不同位置的气缸容积V 之间的变化关系, 示功图表示了活塞在不同位置时气缸内压力的变化情况。
其中,曲线所围成的面积表示发动机整个工作循环中气体在单个气缸内所作的功。
四冲程汽油机的示功图如图1-3 所示。
（1 进气行程（图1-3a化油器式汽油机将空气与燃料先在气缸外部的化油器中进行混合,形成可燃混合气后吸人气缸。
进气过程中,进气门开启,排气门关闭。
随着活塞从上止点向下止点移动,活塞上方的气缸容积增大,从而气缸内的压力降低到大气压以下,即在气缸内造成真空吸力。
这样,可燃混合气使经进气管道和进气门被吸人气缸。
（2 压缩行程（图1-3b为使吸人气缸的可燃混合气能迅速燃烧,以产生较大的压力,从而使发动机发出较大功率,必须在燃烧前将可燃混合气压缩,使其容积缩小、密度加大、温度升高,故需要有压缩过程。
在这个过程中,进、排气门全部关闭,曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程，称为压缩行程。
在示功图上，压缩行程用曲线a c表示。
（3 作功行程（图1-3c在这个行程中,进、排气门仍旧关闭。
当活塞接近上止点时,装在气缸盖上的火花塞即发出电火花,点燃被压缩的可燃混合气。
发动机结构及工作原理
首先来看看最常见的一个发动机参数— ——发动机排量。 发动机排量是发动机各汽缸工作容积的总 和，一般用升(L)表示。而汽缸工作容积则 是指活塞从上止点到下止点所扫过的气体 容积，又称为单缸排量，它取决于缸径和 活塞行程。 发动机排量是非常重要的发动机参数，它 比缸径和缸数更能代表发动机的大小，发 动机的许多指标都同排气量密切相关。 一般来说，排量越大，发动机输出功率越 大。
发动机结构及工作原理
讲师：张媛媛
目前汽车使用的发动机均属于内燃 机，
发动机的功能就是将燃料的化学能 转成热能再转成机械能，
而机械能也就是一般所谓的动力。
发动机在将燃料转成动力的过程中 会经过一定的工作程序，而且此程序 是周而复始连续不断的循环。
发动机的基本构造——缸径、冲程、排气量与 压缩比
发动机的凸轮轴装置在气缸盖顶部，而且只有一支凸轮轴，一 般简称为OHC (顶置凸轮轴，Over Head Cam Shaft)。凸轮轴 透过摇臂驱动气门做开启和关闭的动作。
在每气缸二气门的发动机上还有一种无摇臂的设计方式，此方 式是将进气门和排气门排在一直在线，让凸轮轴直接驱动气门 做开闭的动作。有VVL装置的发动机则会透过一组摇臂机构去 驱动气门做开闭的动作。
◆ 可变长度进气岐管： 为了使发动机在高、低转速时能够维持平稳的进气效率，如 何制造出长度适合的进气管路就成了一件重要的课题。藉由在进 气管路中设置阀门来使进气管路改变成长、短二种路径。以满足 发动机在高转速运转时需要流速快、动能大的气流；并且在低转 速时供给发动机适当流量的空气。这样就能够使发动机在高转速 时获得较大的马力，而在较低转速时有较佳的油耗表现
(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
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。
发动机工作原理和总体构造
（四）飞轮的作用： 四冲程发动机工作循环的四个活塞行程中，只有一个行程是作功的，其余三个行程是依靠飞轮的惯性
（b）表面点火： 在火花塞点火之前，由于燃烧室内灼热表面（如排气门头部、火花塞电极处、积碳处）点燃可燃混合气
而产生的另一种不正常燃烧现象，称为表面点火。 表面点火现象：
表面点火发生时，也伴有强烈的敲缸声（较沉闷），产生的高压会使发动机机件机械负荷增加，寿命降 低。
（c）汽油机压缩比的选择： 应在避免引起爆燃和表面点火的前提下尽可能提高压缩比，以提高发动机功率，改善燃油经济性。
冷却系—水泵9由曲轴14上的皮带轮带动，将来自散 热器冷却后的冷却水泵入气缸7燃烧室周围的冷却水 套，经过气缸盖6中的冷却水套，热水由气缸盖上部 的出水口流往散热器。
（三）发动机基本术语
上止点（T.D.C.）：
活塞顶离曲轴中心最远处。
下止点（B.D.C.）： 活塞行程 S ：
活塞顶离曲轴中心最近处。
（b）压缩行程
（a）爆燃： 由于压缩比过高导致压缩终了时气体压力和温度过高，在火花塞点火之后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现象，称为爆燃。 爆燃现象：
爆燃时，火焰以极高的速率传播，温度和压力急剧升高，形成压力波，以声速推进，当这种压力波撞击 燃烧室壁时就发出尖锐的敲缸声。同时还会引起发动机过热、功率下降、燃油消耗率增加等一系列不良后果， 严重爆燃时甚至造成排气门烧废、轴瓦破裂、活塞顶熔穿、火花塞绝缘体被击穿等机件损坏现象。