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发动机构造和原理（最完整的精华版上）

一、发动机概述

发动机是现代交通工具和机械设备的核心部件，其作用是将燃料的化学能转化为机械能，从而驱动车辆或设备运转。根据动力来源和工作方式的不同，发动机主要分为内燃机、外燃机、燃气轮机、喷气发动机和电动机等。其中，内燃机是最常见的类型，广泛应用于汽车、船舶、工程机械等领域。

发动机的发明和发展经历了漫长的过程，从最初的蒸汽机到现代的高效内燃机，其性能和效率不断提升。如今，发动机技术已成为衡量一个国家工业水平和科技实力的重要标志。

二、发动机的基本构造

发动机的构造可以分为两大机构和五大系统，这些部分共同协作，完成能量转换和动力输出。

1.两大机构

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。作用是将燃料燃烧后产生的气体压力转换为曲轴的旋转运动，从而输出动力。

配气机构

配气机构负责控制发动机进气和排气的时机，确保新鲜空气及时进入气缸，废气及时排出。它主要由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。

2.五大系统

燃油供给系统

燃油供给系统负责将燃料输送到发动机燃烧室。汽油发动机通过汽油喷射系统将雾化汽油与空气混合后送入气缸，而柴油发动机则直接将柴油喷入压缩空气中进行燃烧。

冷却系统

冷却系统用于维持发动机在适宜的工作温度，防止过热。它通常包括水泵、散热器、冷却液等部件。

润滑系统

润滑系统通过润滑油减少发动机内部零件的摩擦，降低磨损，延长使用寿命。

启动系统

启动系统负责启动发动机，通常包括蓄电池、启动马达和点火开关等。

点火系统

点火系统用于点燃燃料混合气，汽油发动机使用火花塞点火，而柴油发动机则依靠压缩自燃。

三、发动机的工作原理

发动机的工作原理可以分为四冲程和二冲程两种，其中四冲程发动机应用最为广泛。

1.四冲程发动机工作原理

四冲程发动机的工作循环由四个活塞行程组成，分别是：

进气行程：进气门打开，活塞下行，吸入燃料与空气的混合气。

压缩行程：进排气门关闭，活塞上行，压缩混合气，温度和压力升高。

作功行程：火花塞点燃混合气，燃烧产生的高温高压气体推动活塞下行，通过连杆带动曲轴旋转，输出动力。

排气行程：排气门打开，活塞上行，将废气排出气缸。

2.二冲程发动机工作原理

二冲程发动机的工作循环由两个活塞行程组成，即进气/压缩行程和作功/排气行程。相比四冲程发动机，二冲程发动机结构更简单，但效率较低，且排放污染较严重。

四、发动机的分类

汽油发动机

以汽油为燃料，通过火花塞点火燃烧。其特点是动力输出平顺，适合乘用车。

柴油发动机

以柴油为燃料，通过压缩自燃点火。其特点是燃油效率高，但排放污染较严重。

混合动力发动机

结合了汽油发动机和电动机的优点，通过电池和燃油共同提供动力，具有节能环保的特点。

电动发动机

以电能驱动，具有零排放、低噪音的特点，是未来汽车动力系统的发展方向。

发动机作为现代工业的基石，其构造和原理的复杂性决定了其高效运转的必要性。从两大机构到五大系统，从四冲程到二冲程，再到各种类型的发动机，每一部分都不可或缺。了解发动机构造和原理，不仅有助于我们更好地使用和维护发动机，也能为未来的技术创新提供思路。

发动机构造和原理（最完整的精华版上）

六、发动机的工作循环

发动机的工作循环是其实现能量转换的核心过程。不同类型的发动机工作循环有所不同，但基本原理是相通的。

1.四冲程发动机的工作循环

四冲程发动机的工作循环由四个活塞行程组成，分别是进气行程、压缩行程、作功行程和排气行程。在每个行程中，活塞在气缸内上下移动，完成相应的功能。

进气行程：进气门打开，活塞从上止点向下止点移动，气缸内压力降低，新鲜空气和燃油混合气被吸入气缸。

压缩行程：进气门和排气门关闭，活塞从下止点向上止点移动，压缩气缸内的混合气，使其温度和压力升高。

作功行程：混合气被火花塞点燃，产生高温高压气体，推动活塞从上止点向下止点移动，将热能转化为机械能。

排气行程：排气门打开，活塞从下止点向上止点移动，将燃烧后的废气排出气缸。

2.二冲程发动机的工作循环

二冲程发动机的工作循环由两个活塞行程组成，即进气/压缩行程和作功/排气行程。相比四冲程发动机，二冲程发动机结构更简单，但效率较低，且排放污染较严重。

七、发动机的性能指标

功率：发动机输出的机械功率，单位为千瓦（kW）或马力（hp）。

扭矩：发动机输出的旋转力矩，单位为牛顿·米（Nm）。

燃油效率：发动机消耗燃油的效率，通常以每升燃油能产生的功率来衡量。

排放：发动机排放的有害物质，如二氧化碳（CO?）、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）等。