活塞式发动机的工作原理?

发动机工作原理：二冲程发动机和四冲程发动机工作原理有所不同，汽车发动机绝大部分是四冲程的。（数据来源百度百科，详细介绍总共分为三部分，分别是四冲程汽油机、四冲程柴油机、二冲程发动机。）一、四冲程汽油机。四冲程汽油机的工作循环由4个活塞行程组成，即进气行程、压缩行程、作功行程和排气行程。1、进气行程。进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，产生真空度，气缸内压力降到进气压力以下，在真空吸力作用下，通过化油器或汽油喷射装置雾化的汽油，与空气混合形成可燃混合气，由进气道和进气门吸入气缸内。进气过程一直延续到活塞过了下止点进气门关闭为止。接着上行的活塞开始压缩气体。2、压缩行程。进排气门全部关闭，压缩缸内可燃混合气，混合气温度升高，压力上升。活塞临近上止点前，可燃混合气压力上升到0．6～1．2MPa左右，温度可达330℃～430℃。3、作功行程。在压缩行程接近上止点时，装在气缸盖上方的火花塞发出电火花，点燃所压缩的可燃混合气。可燃混合气燃烧后放出大量的热量，缸内燃气压力和温度迅速上升，最高燃烧压力可达3～6MPa，最高燃烧温度可达2200℃～2500℃。高温高压燃气推动活塞快速向下止点移动，通过曲柄连杆机构对外作功。作功行程开始时，进、排气门均关闭。4、排气行程。作功行程接近终了时，排气门开启，由于这时缸内压力高于大气压力，高温废气迅速排出气缸，这一阶段属于自由排气阶段，高温废气以当地音速通过排气门排出。随排气过程进行进入强制排气阶段，活塞越过下止点向上止点移动，强制将缸内废气排出，活塞到达上止点附近时，排气过程结束。排气终了时，气缸内气体压力稍高于大气压力，约为0．105～0．115MPa，废气温度约为600℃～900℃。由于燃烧室占有一定容积，因此在排气终了时，不可能将废气彻底排除干净，剩余部分废气称残余废气。四冲程汽油机经过进气、压缩、作功、排气四个行程完成一个工作循环，在这个过程中，活塞上下往复运动四个行程，相应的曲轴旋转两周。二、四冲程柴油机。四冲程柴油机的工作原理与四冲程汽油机相同，也是由进气、压缩、做功、排气四个形成组成。不同的是柴油机进气行程进的是纯空气，在压缩行程接近上止点时，由喷油器将柴油喷入燃烧室，由于这时汽缸内的温度已经远远超过柴油的自燃温度，喷入的柴油经过短暂的着火延迟后，自行着火燃烧，对外做功。三、二冲程发动机。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。其工作循环包含两个行程：1、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。2、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作功。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，进行换气过程。

发动机的工作原理是将热能转化为动能。一般发动机都是四冲程，它的工作原理包括近期行程，压缩行程，做工行程，排期行程，汽车发动机绝大部分都是四冲程的。1、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。2、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3000～5000kPa，压缩终点的温度为750～1000K，大大超过柴油的自燃温度(约520K)。3、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10MPa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5000～9000kPa，最高温度达1800～2000K。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。4、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。现代汽车用多采用四缸、六缸和八缸发动机。

电喷发动机按喷油器数量可分为多点喷射和单点喷射。单点喷射和多点喷射的原理：单点喷射系统（SPI）也称为中央燃油喷射（CFI），它也象多点喷射系统一样，由三部分组成：供油部分、供气部分和控制部分。供油部分由燃油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、压力调节器和中央喷射器等组成，电动燃油泵一般安装在燃油箱内，系统以0.1MPa的低压将油泵出经燃油滤清器过滤杂质，送至中央喷射器喷出。供气部分由空气滤清器、节气门、进气歧管、气缸等组成，当空气吸入节气门后即开始与雾化燃油混合形成混合气，通过进气歧管分配至各个气缸。控制部分由电子控制单元（ECU）、各类传感器组成。主要的传感器有节气门位置传感器、氧传感器、曲轴位置传感器等，它们将信号反馈至ECU，再由ECU向中央喷射器等执行件发出工作指令。多点电喷发动机直接将喷油嘴装在进气歧管上（又叫：歧管喷射），因此，每一个缸都能得到均匀的混合气。常见的多点电喷实际是单点电喷发动机的升级版，采用电子控制单元，取代了之前化油器的传统机械系统，通过正时，可以对喷油量、喷油时间进行精确的控制，所以，多点电喷发动机具备更低的排放与不错的燃油经济性，日系车就是偏爱多点电喷发动机的常客。优点：1、结构简单，对喷油器要求不高，维修保养和可靠性方面表现较好。2、对油品要求不高。缺点：1、虽然改善了单点电喷混合气分配不均匀的问题，但是在燃油雾化和油气混合方面依然没有做到更加完美。2、结构比较复杂，所以成本高。电喷技术更加成熟，价格便宜，燃烧效率高，同时维护保养比较方便、便宜。可采用顺序喷射，因此空燃比的控制更精确，所以排放较好，但是省油程度上不如缸内直喷技术。

以下是关于盘式制动工作原理的介绍：1、油液被压入内外两轮缸中，活塞在液压作用下将两制动块压紧制动盘，产生摩擦力矩而制动。此时，轮缸槽中的矩形橡胶密封圈的刃边在活塞摩擦力的作用下产生微量的弹性变形。2、放松制动时，活塞和制动块依靠密封圈的弹力和弹簧的弹力回位。3、矩形密封圈刃边变形量很微小，在不制动时，摩擦片与盘之间的间隙每边只有0.1mm左右，它足以保证制动的解除。又因制动盘受热膨胀时，其厚度只有微量的变化，故不会发生“托滞”现象。4、矩形橡胶密封圈除起密封作用外，同时还起到活塞回位和自动调整间隙的作用。如果制动块的摩擦片与盘的间隙磨损加大，制动时密封圈变形达到极限后，活塞仍可继续移动，直到摩擦片压紧制动盘为止。

柴油发动机工作原理如下：1、柴油机在进气行程中吸入的是纯空气。压缩行程完成时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。2、柴油机压缩比高（一般为16-22)，压缩完成时气缸内空气压力可达3.5-4.5MPa，同时温度高达750-1000K(而汽油机在此时的混合气压力会为0.6-1.2MPa，温度达600-700K)，大大超过柴油的自燃温度。3、柴油在喷入气缸后，在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧。气缸内的气压急速上升到6-9MPa，温度也升到2000-2500K，在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转而作功，废气同样经排气管排入大气中。

转子式发动机工作原理：转子发动机直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩，与往复式发动机相比，转子发动机取消无用的直线运动，因而同样功率的转子发动机尺寸较小，重量较轻，而且振动和噪声较低，具有较大优势。一般发动机是往复运动式发动机，工作时活塞在气缸里做往复直线运动，为把活塞的直线运动转化为旋转运动，必须使用曲柄滑块机构。转子发动机采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放，与传统的往复活塞式发动机的直线运动相差很大。

转子发动机立即将可燃气体的点火和膨胀力转化为驱动天然气。与往复式发动机相比，转子发动机取消了无用的匀速直线运动，因此同等功率的转子发动机体积更小，净重更轻，振动和噪声更低，具有很大的优势。转子发动机的原理是将可燃气体的点火膨胀力立即转化为驱动扭矩。与往复式发动机相比，转子发动机取消了无用的匀速直线运动，因此同等功率的转子发动机体积更小，净重更轻，振动和噪声更低，具有很大的优势。就转子发动机而言，扩展载荷函数位于转子，一侧，从而将三角形转子的三个面之一推向偏心轴的中心。这个运动是在两个分力的力作用下进行的，一个是向心力，偏向输出轴中心，另一个是切向力，使输出轴转动。整体式转子发动机工作时只需要两个旋转部件(偏心轴和转子)。与一般的四冲程往复式发动机相比，简化的结构可以使发动机更小、净重更轻，大大降低故障率。此外，由于转子发动机没有往复运动，无需高精度曲轴平衡即可实现较高的转速，其转速相对于往复式发动机更快。转子旋转的轴向运动比活塞往复式发动机的水平匀速直线运动更平稳，因此转子发动机的振动和噪声相对较小。

火花塞的电板经由反复持续的发点来点火，点燃气缸内的混合气。此时，点火系统的其他部分则产生正时的电脉冲，形成火花并产生爆炸提高引擎动力输出所需的能源。不同的火花塞，使用寿命都不一样。像普通的合金材质火花塞3万公里就需要更换一次，常见于中低配车型。铱金火花塞使用的比较广泛，而且稳定性比较强，常使用在中高端汽车中，有增强型火花塞之称，一般6万公里更换一次，铂金火花塞比铱金火花塞寿命更长，一般8万公里更换一次甚至更久但性能就更铱金差不多，还有一种更高端的火花塞，铱铂金火花塞，寿命可长达10万公里，但使用并不广泛。火花塞一般有两种情况，一种为火花塞严重烧蚀，当车主发现火花塞顶端有疤痕或者破坏电极出现融化，烧蚀的现象，都表示火花塞已经毁坏，需要及时更换。另一种是火花塞有沉淀物，也需要更换。

双活塞卡钳是多活塞卡钳的一种：1、多活塞卡钳是建立于固定式对向分泵之上，它拥有多个活塞并且多数为对向放置。多个活塞的好处在于卡钳的体积会比较大，所以可以安置更大的刹车皮，使摩擦力也得以加大；2、另外由于采用多个活塞，而每个活塞都有制动液推动，这样让施加于制动皮的压力也同时增大，配合较大的刹车皮自然就能加大制动力；3、多活塞的卡钳虽然制动力强，但是它的重量也会随之上升，这会影响悬挂下重量；4、多活塞的卡钳有些采用的是相等直径的活塞，而有些则是采用不等直径的活塞制作，这样不等直径的活塞可以让卡钳保持一定的制动线性，保留一点的舒适性同时又有强劲的制动力。

活塞发动机的工作原理如下：1、进气冲程，活塞由曲轴带动，从上止点移动到下止点；2、压缩冲程，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，曲轴旋转180度。3、做功冲程，当活塞接近上止点时，由火花塞点燃可燃混合气，混合气体燃烧释放出大量的热能，使气缸内气体的压力和温度迅速升高；4、排气冲程，排气门打开，进气门仍关闭，活塞从下止点向上止点运动，曲轴旋转180度。

柱塞式液压缸工作原理：1、柱塞缸是液压缸的一种结构形式。单柱塞缸只能实现一个方向运动，反向要靠外力。用两个柱塞缸组合也能用压力油实现往复运动；2、柱塞缸运动时，由缸盖上的导向套来导向，因此缸筒内壁不需要精加工。它特别适用于行程较长的场合。另外柱塞缸又有径向柱塞缸和轴向柱塞缸之分；3、以一个柱塞为原理介绍，一个柱塞泵上有两个单向阀，并且方向相反，柱塞向一个方向运动时缸内出现负压，这时一个单向阀打开液体被吸入缸内，柱塞向另一个方向运动时，将液体压缩后另一个单向阀被打开，被吸入缸内的液体被排出。这种工作方式连续运动后就形成了连续供油。

汽车发动机工作原理是通过燃烧气缸内的燃料，产生动能，驱动发动机气缸内的活塞往复的运动，由此带动连在活塞上的连杆和与连杆相连的曲柄，围绕曲轴中心作往复的圆周运动，而输出动力的。汽车发动机使用的注意事项如下：1、忌空挡行驶：发动机本身就具有减速断油的功能，如果空挡反而不利于节油；2、使用车辆时要注意观察，发现地上有油要判断是否出现发动机漏油的现象，及时与汽车4S店沟通，除掉安全隐患；3、装有涡轮增压器的汽车，在高速行驶或是爬坡后不要马上熄火，在怠速运转10分钟后再熄火，装有涡轮增压器的汽车其形成积碳的速度比一般自然吸气式的汽车要快数倍；4、当刹车油中混入或吸入水分，或者是发现刹车油有杂质或沉淀物时，应该及时更换或者认真过滤，否则会造成制动压力不足，从而影响制动效果。

活塞环作用包括密封、调节机油（控油）、导热（传热）、导向（支承）四个作用。活塞环的原理是依靠气体或液体的压力差，在环外圆面和气缸以及环和环槽的一个侧面之间形成密封。活塞环的分类如下：1、整体结构：通过铸造或整体成型的工艺；2、组合环：在一个环槽中装配两个或两个以上零件组成的活塞环；3、开槽油环：侧面平行，具有两个接触环岸，并有回油孔的油环；4、开槽螺旋撑簧油环：在开槽油环内加置螺旋撑簧的油环。撑簧能提高径向比压，其对环体内表面的作用力均等。常见于柴油机环；5、钢带组合油环：由衬环和两片刮环组合而成的油环。衬环的设计随生产厂而异，常见于汽油机环。

活塞环的原理是依靠气体或液体的压力差，在环外圆面和气缸以及环和环槽的一个侧面之间形成密封。活塞环作用包括密封、调节机油（控油）、导热（传热）、导向（支承）四个作用。活塞环是一种具有较大向外扩张变形的金属弹性环，它被装配到剖面与其相应的环形槽内。活塞环的分类如下：1、整体结构：通过铸造或整体成型的工艺；2、组合环：在一个环槽中装配两个或两个以上零件组成的活塞环；3、开槽油环：侧面平行，具有两个接触环岸，并有回油孔的油环；4、开槽螺旋撑簧油环：在开槽油环内加置螺旋撑簧的油环。撑簧能提高径向比压，其对环体内表面的作用力均等。常见于柴油机环；5、钢带组合油环：由衬环和两片刮环组合而成的油环。衬环的设计随生产厂而异，常见于汽油机环。

缸筒活塞的工作原理如下：1、缸筒活塞是液压缸的一种，活塞式液压缸可分为单杆式和双杆式两种结构，其固定方式由缸体固定和活塞杆固定两种，按液压力的作用情况有单作用式和双作用式；2、在单作用式液压缸中，压力油只供液压缸的一腔，靠液压力使缸实现单方向运动，反方向运动则靠外力（如弹簧力、自重或外部载荷等）来实现；3、双作用液压缸活塞两个方向的运动则通过两腔交替进油，靠液压力的作用来完成。

四缸发动机工作原理如下：1、发动机在做功冲程里、高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将内能转化为机械能；2、活塞在运动中完成四个行程：进气行程、压缩行程、燃烧和做功（膨胀）行程及排气行程。当活塞由上向下运动时进气门打开，经空气滤清器过滤的新鲜空气进入气缸完成进气行程；3、活塞由下向上运动，进排气门都关闭，空气被压缩，温度和压力增高，完成压缩过程。活塞将要到达最顶点时；4、喷油器把经过滤的燃油以雾状喷入燃烧室中与高温高压的空气混合立即自行着火燃烧，形成的高压推动活塞向下作功，推动曲轴旋转，完成作功行程。

活塞式发动机原理如下：1、进气冲程，发动机开始工作时，首先进入“进气冲程”，气缸头上的进气门打开，排气门关bai闭，活塞从上死点向下滑动到下死点为止，气缸内的容积逐渐增大，气压低于外面的大气压。于是新鲜的汽油和空气的混合气体，通过打开的进气门被吸入气缸内；2、压缩冲程，进气冲程完毕后，开始了第二冲程，即“压缩冲程”。这时曲轴靠惯性作用继续旋转，把活塞由下死点向上推动。这时进气门也同排气门一样严密关闭。气缸内容积逐渐减少，混合气体受到活塞的强烈压缩。当活塞运动到上死点时，混合气体被压缩在上死点和气缸头之间的小空间内；3、工作冲程，压缩冲程之后是“工作冲程”，也是第三个冲程。在压缩冲程快结束，活塞接近上死点时，气缸头上的火花塞通过高压电产生了电火花，将混合气体点燃，燃烧时间很短，但是速度很快。气体猛烈膨胀，压强急剧增高。活塞在燃气的强大压力作用下，向下死点迅速运动，推动连杆也门下跑，连杆便带动曲轴转起来了；4、排气冲程，第四个冲程是“排气冲程”。工作冲程结束后，由于惯性，曲轴继续旋转，使活塞由下死点向上运动。这时进气门仍旧关闭，而排气门大开，燃烧后的废气便通过排气门向外排出。当活塞到达上死点时，绝大部分的废气已被排出。然后排气门关闭，进气门打开，活塞又由上死点下行，开始了新的一次循环。

盘式制动器的工作原理是制动时，油液被压入内、外两轮缸（分泵）中、其活塞在液压作用下将两制动块压紧制动盘，产生摩擦力矩而制动。此时，轮缸槽中的矩形橡胶密封圈的刃边在活塞摩擦力的作用下产生微量的弹性变形。放松制动时，活塞和制动块依靠密封圈的弹力和弹簧的弹力回位。盘式刹车的优点如下：1、盘式刹车散热性较鼓式刹车佳，在连续踩踏刹车时比较不会造成刹车衰退而使刹车失灵的现象；2、刹车盘在沿厚度方向的热膨胀量极小，受热之后尺寸的改变并不使踩刹车踏板的行程增加；3、盘式刹车系统的反应快速，可做高频率的刹车动作，因而较为符合ABS系统的需求；4、盘式刹车没有鼓式刹车的摩擦助势作用，因此左右车轮的刹车力量比较平均；5、因刹车盘的排水性较佳，可以降低因为水或泥沙造成刹车不良的情形；6、与鼓式刹车相比较下，盘式刹车的构造简单，较容易实现间隙自动调整，并且容易维修。

活塞连杆机构工作原理是将燃气作用在活塞顶上的压力转变为能使曲轴旋转运动而对外输出的动力。在发动机工作过程中，燃料燃烧产生的气体压力直接作用在活塞顶上，推动活塞作往复直线运动，经活塞销、连杆和曲轴，将活塞的往复直线运动转换为曲轴的旋转运动。 活塞连杆组的组成如下： 1、活塞，活塞的主要作用是承受气缸的气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转，它把燃烧气体的压力传给曲轴，使曲轴旋转并输出动力；活塞的顶部还与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室； 2、活塞环，活塞环包括气环和油环两种。活塞环工作时受到气缸中气体的高温高压作用，其温度较高，而且在气缸中高速运动，加上机油高温变质，润滑条件变坏，其磨损严重。活塞环磨损失效后，发动机出现启动困难、功率不足、曲轴箱压力升高、机油损耗量大、排气冒黑烟，活塞边面积碳严重； 3、活塞销，活塞销的作用是连接活塞与连杆小端，将活塞承受的气体的作用力传递给连杆。活塞销为中空的圆柱体，一般采用低碳钢、低碳合金钢渗碳淬火或用45号中碳钢高频淬火； 4、连杆，连杆的功用是连接活塞和曲轴，把活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并将活塞承受的力传给曲轴。

单缸发动机工作原理是气缸内的混合气点火燃烧一次，爆发的气体推动活塞通过曲轴连杆机构使曲轴做旋转运动实现活塞在气缸中作往复直线运动，活塞连续的上下运动变为曲轴的连续旋转运动，将动力不断的输出，使发动机正常运转工作。 单杠发动机的优点如下： 1、和同排量的多缸机相比，单缸机工作时只有一套机件在运转，所以运动件的惯性力得不到抵消，所以振动大。转速越高，这个问题表现得越明显。还有，单缸机运动件的尺寸相对较大，不利于发动机提高转速，而且随着发动机的排量增加而愈加明显。所以单缸机排量越大，升功率越小，但是单缸机的脉动感却越强； 2、由于单缸机结构简单，和同排量的多缸机相比，具有重量轻，结构尺寸小的特点，采用单缸机有利于减轻整车的重量，所以也提高了整车操控的灵活性； 3、当采用发动机横向布置时，曲轴旋转的陀螺效应会阻碍摩托车侧倾转弯，曲轴越重这种阻力越大。由于单缸机曲轴短，陀螺效应相对要低得多，所以左右侧倾轻便。驾驶者会感觉方向把很轻便。