发动机概述

众所周知，发动机是汽车的动力源泉，而发动机的动力则来源于气缸内部，发动机气缸就是一个把燃料的内能转化为动能的场所。

发动机

可以简单理解为，燃料在气缸内燃烧，产生巨大压力推动活塞上下运动，通过连杆把力传给曲轴，最终转化为旋转运动，再通过变速器和传动轴，把动力传递到驱动车轮上，从而推动汽车前进。

发动机剖视图

发动机分解图

发动机类型

汽油发动机

汽油发动机是以汽油作为燃料的发动机。由于汽油黏性小，蒸发快，可以用汽油喷射系统将汽油喷入气缸，经过压缩达到一定的温度和压力后，用火花塞点燃，使气体膨胀做功。

汽油发动机剖视图

柴油发动机

柴油发动机是通过燃烧柴油来获取能量释放的发动机，与汽油发动机不同，采油机是直接将柴油喷入已充满压缩空汽的气缸，压缩自燃点火，而依靠火花塞的电流点火。

柴油发动机构造

转子发动机

转子发动机又称为米勒循环发动机，其活塞是一个扁平三角形，气缸是一个扁盒子，活塞偏心地安装在空腔内。

转子发动机构造

汽油燃烧产生的膨胀力作用在转子的侧面上，从而将三角形转子的三个面之一推向偏心轴的中心，在向心力和切向力的作用下，活塞在气缸内做行星旋转运动。

《头文字D》中的转子发动机

发动机总体构造

汽油机由两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构以及燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统和启动系统组成；柴油机由两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构以及燃料供给系统、润滑系统、冷却系统和启动系统组成，柴油机是压燃的，不需要点火系统。

曲柄连杆机构

曲柄连杆机构

曲柄连杆机构是发动机实现工作循环、完成能量转换的主要运动零件，它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。

配气机构

配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和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。

配气机构

冷却系统

冷却系统分解图

冷却系统的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。

冷却系统工作原理

燃料供给系统

汽油机燃料供给系统的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，进入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系统的功用是把柴油和空气分别进入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。

燃料供给系统

燃油系统工作原理

润滑系统

润滑系统的功用是向做相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损，并对零件表面进行清洗和冷却。

润滑系统

点火系统

在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系统，点火系统通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。

点火系统

启动系统和充电系统

启动系统由蓄电池、点火开关、启动继电器、起动机等组成。启动系统的功用是通过起动机将蓄电池的电能转换成机械能，启动发动机运转。

启动系统和充电系统

充电系统由发电机、调节器、蓄电池以及充电指示灯等组成，是汽车用电设备的电源。

点火启动系统工作原理

发动机工作原理

四冲程汽油发动机工作原理

发动机之所以能源源不断地提供动力，得益于气缸内的进气、压缩、做功、排气这四个行程有条不紊地循环运作。

四冲程汽油发动机工作原理

进气行程：活塞从气缸内上止点移动至下止点时，进气门打开，排气门关闭，新鲜的空气和汽油混合气被吸入气缸内。

压缩行程：进、排气门关闭，活塞从下止点移动至上止点，将混合气体压缩至气缸顶部，以提高混合气的温度，为做功行程做准备。

做功行程：火花塞将压缩的气体点燃，混合气体在气缸内发生“爆炸”产生巨大压力，将活塞从上止点推至下止点，通过连杆推动曲轴旋转。

排气行程：活塞从下止点移至上止点，此时进气门关闭，排气门打开，将燃烧后的废气通过排气歧管排出气缸外。

四冲程汽油发动机工作原理

四冲程柴油发动机工作原理

四冲程柴油机和汽油机一样，每个工作循环也是由进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程组成。由于柴油机以柴油作燃料，与汽油相比，柴油自燃温度低、黏度大、不易蒸发，因而柴油机采用压缩终点自燃着火。

四冲程柴油发动机工作原理

二冲程汽油发动机工作原理

发动机气缸体上有三个孔，即进气孔、排气孔和换气孔，这三个孔分别在一定时刻由活塞关闭。

二冲程汽油发动机工作原理

第一冲程：活塞自下止点向上移动，三个气孔同时被关闭后，进入气缸的混合气被压缩；在进气孔露出时，可燃混合气流入曲轴箱。

第二冲程：活塞压缩到上止点附近时，火花塞点燃可燃混合气，燃气膨胀推动活塞下移做功。这时进气孔关闭，密闭在曲轴箱内的可燃混合气被压缩；当活塞接近下止点时排气孔开启，废气冲出；随后换气孔开启，受预压的可燃混合气冲入气缸，驱除废气，进行换气行程。

二冲程发动机工作原理

转子发动机工作原理

转子发动机工作原理

壳体的内部空间（或旋轮线室）总是被分成三个工作室。在转子的运动过程中，三个工作室的容积不停地变动，在摆线形缸体内相继完成进气、压缩、燃烧和排气四个行程。每个行程都是在摆线形缸体中的不同位置进行。

转子发动机工作原理

发动机术语

上止点与下止点

上止点与下止点

上止点是活塞行程的最高点，或者说是气缸容积为最小时活塞的位置。而下止点正好相反，是活塞行程的最低点，或者说是气缸容积为最大时活塞的位置

燃烧室容积

燃烧室容积

燃烧室容积是指活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为燃烧室容积。一般用Vc表示。活塞顶部上方整个空间（活塞顶、气缸盖底面和气缸套表面之间所包围的空间，凹顶活塞包括凹坑的容积）的容积。

压缩比

压缩比

当活塞升至上止点时，与活塞降至下止点时相比，气缸内混合气体的体积比例被我们称为“压缩比”，以沃尔沃S60L T3为例，压缩比为10.4，也就是活塞在上下止点间，气缸内混合气体的体积比为1：10.4。

空燃比

空燃比

以汽油机为例，空气和汽油的理想比例（空燃比）是14.7：1。以此为界，汽油越多，越容易产生余烬造成浪费。相反，汽油越少，越难引燃，吸入的空气量大，但无法充分生成下压活塞的力。要检测发动机吸入的混合七天是否达到理想的空燃比，就需要用到发动机的氧传感器。

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