简单的汽车发动机工作原理

摘要:六缸和八缸发动机。   一、直列四缸发动机工作原理动画         6缸以下的发动机汽缸多为单排直列方式，少数6缸发动机也有直列方式的。直列式发动机结构简单，价……

汽车发动机是为汽车提供动力的装置，是一辆汽车的心脏。那么每一个开车的有一个好的发动机就会感觉车动力十足，那么汽车发动机发动是什么原理？

发动机是汽车的动力装置，性能优劣直接影响到汽车性能，发动机的类型很多，结构各异，以适应不同车型的需要。按发动机使用燃料划分，可分成汽油发动机和柴油发动机等类别。按发动机汽缸排列方式划分，可分成直列、v型、水平对置发动机等。发动机排量等于各汽缸工作容积之和，增加缸数可以增加发动机排量，提高发动机输出功率，还可使发动机运转平稳，减少振动与噪声。

汽油发动机（汽油机）的工作原理

四冲程汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机在进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程内完成一个工作循环。

⑴进气冲程（intake stroke)

活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时进气门开启，排气门关闭，曲轴转动180°。在活塞移动过程中，汽缸容积逐渐增大，汽缸内气体压力从pr逐渐降低到pa，气缸内形成一定的真空度，空气和汽油的混合气通过进气门被吸入汽缸，并在汽缸内进一步混合形成可燃混合气。由于进气系统存在阻力，进气终点时，汽缸内气体压力小于大气压力p0 ，即pa= (0.80～0.90）p0。进入汽缸内的可燃混合气的温度，由于进气管、汽缸壁、活塞顶、气门和燃烧室壁等高温零件的加热以及与残余废气的混合而升高到340～400k。

⑵ 压缩冲程（compression stroke)

压缩冲程时，进、排气门同时关闭。活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180°。活塞上移时，工作容积逐渐缩小，缸内混合气受压缩后压力和温度不断升高，到达压缩终点时，其压力pc可达800～2 000kpa，温度达600～750k。

⑶ 做功冲程（power stroke)

当活塞接近上止点时，由火花塞点燃可燃混合气，混合气燃烧释放出大量的热能，使汽缸内气体的压力和温度迅速提高。燃烧最高压力pz达3 000～6 000kpa，温度tz达2 200～2 800k。高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，并通过曲柄连杆机构对外输出机械能。随着活塞下移，汽缸容积增加，气体压力和温度逐渐下降，到达 b 点时，其压力降至300～500kpa，温度降至1 200～1 500k。在做功冲程，进气门、排气门均关闭，曲轴转动180°。

⑷ 排气冲程（exhaust stroke)

排气冲程时，排气门开启，进气门仍然关闭，活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180°。排气门开启时，燃烧后的废气一方面在汽缸内外压差作用下向缸外排出，另一方面通过活塞的排挤作用向缸外排气。由于排气系统的阻力作用，排气终点r 点的压力稍高于大气压力，即pr=（1.05～1.20）p0。排气终点温度tr=900～1100k。活塞运动到上止点时，燃烧室中仍留有一定容积的废气无法排出，这部分废气叫残余废气。

四冲程柴油机的工作原理

四冲程柴油机工作原理汽油机一样，每个工作循环也是由进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程组成。由于柴油与汽油相比，自燃温度低、黏度大不易蒸发，因而柴油机采用压缩终点压燃着火（压燃式点火），而汽油机是火花塞点燃。

⑴进气冲程

进入汽缸的工质是纯空气。由于柴油机进气系统阻力较小，进气终点压力pa= (0.85～0.95）p0，比汽油机高。进气终点温度ta=300～340k，比汽油机低。

⑵ 压缩冲程

由于压缩的工质是纯空气，因此柴油机的压缩比比汽油机高（一般为ε=16～22）。压缩终点的压力为3 000～5 000kpa，压缩终点的温度为750～1 000k，大大超过柴油的自燃温度（约520k）。

⑶ 做功冲程

当压缩冲程接近终了时，在高压油泵作用下，将柴油以100mpa左右的高压通过喷油器喷入汽缸燃烧室中，在很短的时间内与空气混合后立即自行发火燃烧。汽缸内气体的压力急速上升，最高达5 000～9 000kpa，最高温度达1 800～2 000k。由于柴油机是靠压缩自行着火燃烧，故称柴油机为压燃式发动机。

⑷ 排气冲程

柴油机的排气与汽油机基本相同，只是排气温度比汽油机低。一般tr=700～900k。对于单缸发动机来说，其转速不均匀，发动机工作不平稳，振动大。这是因为四个冲程中只有一个冲程是做功的，其他三个冲程是消耗动力为做功做准备的冲程。为了解决这个问题，飞轮必须具有足够大的转动惯量，这样又会导致整个发动机质量和尺寸增加。采用多缸发动机可以弥补上述不足。现代汽车多采用四缸、六缸和八缸发动机。

一、直列四缸发动机工作原理动画

6缸以下的发动机汽缸多为单排直列方式，少数6缸发动机也有直列方式的。直列式发动机结构简单，价格便宜，缺点是发动机高度较高，长度较长。

二、v型六缸发动机工作原理动画

v型发动机将所有汽缸分成两组，两组相邻汽缸成一定的夹角布置在一起，可以抵消一部分振动，从侧面看汽缸呈v字形，故称v型发动机。v型发动机运转比较平稳，振动与噪声较小，高度较低，长度较短，能为驾乘舱留出更大的空间，缺点是必须使用两个汽缸盖，结构相对复杂，价格也较贵。中高级轿车上普遍采用v6发动机。v型发动机的汽缸数一般为6、8、10、12、16。据说，有的汽车公司还有v5、v7、v11等非对称式v型发动机。

三、水平对置发动机工作原理动画

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。

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