活塞式发动机_百度百科
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活塞发动机也叫，是一种利用一个或者多个活塞将压力转换成旋转动能的发动机。活塞发动机是热机的一种，靠汽油、柴油等燃料提供动力。
最常用的是利用汽油或者燃料产生压力的。通常都不止一个活塞，每个活塞都在内，燃料－空气混合物被注入其内，然后被点燃。 热气膨胀，推动活塞向后运动。活塞的这种直线运动通过连杆和曲轴转换成圆周运动。这种发动机经常被通称为，尽管内燃机并不必须包括活塞。
现在的利用并不是很多，是另一种叫做蒸气式发动机的往复式发动机的能源。这种情况下是利用非常高的蒸气压力来驱动活塞。蒸气能的大部分利用中，活塞发动机已经被更为高效的所取代，由于要求有更高的活塞已经更多的运用到轿车领域中。
传统四行程往复式活塞引擎，引擎转两周，各汽缸才完成一次进气、压缩、点火与排气过程引擎。至于转子引擎，转子每转一周便有三次进气、压缩、点火与排气。转子跟转子引擎输出轴的齿轮比例为三比一，故此转子引擎只需转一周，各转子便有一次进气、压缩、点火与排气过程，相当于往复式引擎运转两周，因此具有小排气量就能成就高动力输出的优点（但相对的，同样排气量之下转子引擎也较往复引擎的油耗高出许多）。另外，由于转子引擎的轴向运转特性，它不需要精密的平衡就可以达到非常高的运转转速。活塞式发动机主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣等组成。
气缸是混合气（汽油和空气）进行燃烧的地方。气缸内容纳活塞作往复运动。气缸头上装有点燃混合气的电火花塞（俗称电嘴），以及进、排气门。发动机工作时气缸温度很高，所以气缸外壁上有许多散热片，用以扩大散热面积。气缸在发动机壳体（机匣）上的排列形式多为星形或V形。常见的星形发动机有5个、7个、9个、14个、18个或24个气缸不等。在单缸容积相同的情况下，气缸数目越多发动机功率越大。活塞承受燃气压力在气缸内作往复运动，并通过连杆将这种运动转变成曲轴的旋转运动。连杆用来连接活塞和曲轴。 曲轴是发动机输出功率的部件。曲轴转动时，通过减速器带动螺旋桨转动而产生拉力。除此而外，曲轴还要带动一些附件（如各种油泵、发电机等）。气门机构用来控制进气门、排气门定时打开和关闭。
机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和。机体组主要由体、汽缸套、和气缸垫等零件组成。的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体——曲轴箱，也可称为气缸体。气缸体一般用灰铸铁铸成，气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等。
气缸体应具有足够的强度和刚度，根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把气缸体分为以下三种形式。
(1) 一般式气缸体其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。这种气缸体的优点是机体高度小，重量轻，结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便；但其缺点是刚度和强度较差。
(2) 式气缸体其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。它的优点是强度和刚度都好，能承受较大的机械；但其缺点是工艺性较差，结构笨重，加工较困难。
(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，但其缺点是要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。
气缸直接镗在气缸体上叫做整体式气缸，整体式气缸强度和刚度都好，能承受较大的载荷，这种气缸对材料要求高，成本高。如果将气缸制造成单独的圆筒形零件(即气缸套)，然后再装到气缸体内。这样，气缸套采用耐磨的优质材料制成，气缸体可用价格较低的一般材料制造，从而降低了制造成本。同时，气缸套可以从气缸体中取出，因而便于修理和更换，并可大大延长气缸体的使用寿命。气缸套有和湿式气缸套两种。
干式气缸套的特点是气缸套装入气缸体后，其外壁不直接与冷却水接触，而和气缸体的壁面直接接触，壁厚较薄，一般为1～3mm。它具有整体式气缸体的优点，强度和刚度都较好，但加工比较复杂，内、外表面都需要进行精加工，拆装不方便，散热不良。
湿式气缸套的特点是气缸套装入气缸体后，其外壁直接与冷却水接触，气缸套仅在上、下各有一圆环地带和气缸体接触，壁厚一般为5～9mm。它散热良好，冷却均匀，加工容易，通常只需要精加工内表面，而与水接触的外表面不需要加工，拆装方便，但缺点是强度、刚度都不如干式气缸套好，而且容易产生漏水现象。应该采取一些防漏措施。活塞顶部在曲轴旋转中心最远的位置叫上死点、最近的位置叫下死点、从上死点到下死点的距离叫活塞冲程。大多是，即一个气缸完成一个工作循环，活塞在气缸内要经过四个冲程，依次是进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。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，气压降低——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。混合气体中汽油和空气的比例，一般是 1比 15即燃烧一公斤的汽油需要15公斤的空气。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。这个小空间叫作“燃烧室”。这时混合气体的压强加到十个大气压。温度也增加到摄氏400度左右。压缩是为了更好地利用汽油燃烧时产生的热量，使限制在燃烧室这个小小空间里的混合气体的压强大大提高，以便增加它燃烧后的做功能力。
当活塞处于下死点时，气缸内的容积最大，在上死点时容积最小（后者也是燃烧室的容积）。混合气体被压缩的程度，可以用这两个容积的比值来衡量。这个比值叫“压缩比”。的压缩比大约是5到8，压缩比越大，气体被压缩得越厉害，发动机产生的功率也就越大。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，大约0.015秒；但是速度很快，大约达到每秒30米。气体猛烈膨胀，压强急剧增高，可达60到75个大气压，燃烧气体的温度到摄氏度。燃烧时，局部温度可能达到三、四千度，燃气加到活塞上的冲击力可达15吨。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。
这个冲程是使发动机能够工作而获得动力的唯一冲程。其余三个冲程都是为这个冲程作准备的。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。
从进气冲程吸入新鲜混合气体起，到排气冲程排出废气止，汽油的热能通过燃烧转化为推动活塞运动的机械能，带动螺旋桨旋转而作功，这一总的过程叫做一个“循环”。这是一 种周而复始的运动。由于其中包含着热能到机械能的转化，所以又叫做“热循环”。
活塞航空发动机要完成四冲程工作，除了上述气缸、活塞、联杆、曲轴等构件外，还需要一些其他必要的装置和构件。发动机除主要部件外，还须有若干与之配合才能工作。主要有（为了改善高空性能，在进气系统内常装有增压器，其功用是增大进气压力）、、点火系统（主要包括高电压磁电机、输电线、火花塞）、起动系统（一般为电动起动机）、散热系统和润滑系统等。为了能够使气缸内表面在高温下正常工作，必须对气缸和气缸盖进行适当地冷却。冷却方法有两种，一种是水冷，另一种是风冷。水冷发动机的气缸周围和气缸盖中都加工有冷却水套，并且气缸体和气缸盖冷却水套相通，冷却水在水套内不断循环，带走部分热量，对气缸和气缸盖起冷却作用。
现代汽车上基本都采用水冷，对于多缸发动机，气缸的排列形式决定了发动机外型尺寸和结构特点，对发动机机体的刚度和强度也有影响，并关系到汽车的总体布置。按照气缸的排列方式不同，气缸体还可以分成单列式，V型和对置式三种。
(1) 直列式
发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的。单列式气缸体结构简单，加工容易，但发动机长度和高度较大。一般六缸以下发动机多采用单列式。例如轿车、轿车、红旗轿车所使用的发动机均采用这种直列式气缸体。有的汽车为了降低发动机的高度，把发动机倾斜一个角度。
气缸排成两列，左右两列气缸中心线的夹角γ&180°，称为，V型发动机与直列发动机相比，缩短了机体长度和高度，增加了气缸体的刚度，减轻了发动机的重量，但加大了发动机的宽度，且形状较复杂，加工困难，一般用于8缸以上的发动机，6缸发动机也有采用这种形式的气缸体。
(3) 对置式
气缸排成两列，左右两列气缸在同一水平面上，即左右两列气缸中心线的夹角 γ=180°，称为对置式。它的特点是高度小，总体布置方便，有利于风冷。这种气缸应用较少。通常简称为转子引擎，又称为三角旋转活塞发动机，是四行程内燃机的一种，由德国工程师（Felix Wankel）在1959年时发明，因此又称为汪克尔引擎。与传统的往复式活塞引擎不同的是，转子引擎的运转元件（称为转子，Rotor，其断面造型类似一个三角形）是与输出轴同样采轴向运转，而不需利用与结构将输出的力量转向，因而减少了运转时能量的耗损。转子引擎的动力轴每旋转一圈就作功一次，与一般的四冲程发动机每旋转两圈才作功一次相比，具有高马力容积比（引擎容积较小就能输出较多动力）的优点。另外，由于转子引擎的轴向运转特性，它不需要精密的平衡就能达到较高的运转转速。整个发动机只有两个转动部件，与一般的四冲程发动机具有进、排气活门等二十多个活动部件相比结构大大简化，故障的可能性也大大减小。除了以上的优点外，转子引擎的优点亦包括体积较小、重量轻、低重心等。
相对地，由于转子引擎的三个燃烧室并非完全隔离，因此在引擎使用一段时间之后容易因为油封材料磨损而造成漏气问题，大幅增加油耗与污染。其独特的机械结构也造成这类引擎较难维修。
虽然转子引擎具有以小排气量、利用高转速而产生高输出的特性，但由于运转特性与往复式引擎的不同，世界各国在制订与引擎排气量相关的税则时，皆是以转子引擎的实际排气量乘以二来作为与往复式引擎之间的比较基准。举例来说，日本（Mazda）旗下搭载了转子引擎的跑车，其实际排气量虽然只有1308，但在日本国内却是以2616立方厘米的排气量来作为税级计算的基准。活塞式发动机只能为飞机提供轴功率，还要通过空气螺旋桨将发动机的轴功率转化为推进力，一起组成航空动力装置。而螺旋桨在飞行速度高时推进效率急剧下降，因此活塞式发动机不能作为高速飞机、特别是超音速飞机的动力，故当今的飞机广泛采用。
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发动机构造套题
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起动机与发动机的性能匹配
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官方公共微信知识点梳理
一、电功计算基本公式及推导公式（适用于纯电路）：W=UIt，W=I^2Rt，W=U^2t/R，W=Pt，W=Uq。二、电功计算： 1. W=UQ电电能也是一种能量，而这种能量的实施者就是电荷，电荷量就是这种能量在一般的时间内所有参与作功从A点到B点的实行者，每个电荷从A点到B点做的功就是电压，两者相乘就是AB的电功，就是消耗的电能 2. W=UIt 我们来看一下电功的含义，电功通俗的讲就是AB之间的一段时间A点到B点所消耗的电能（A点到B点可以是一个用电器，也可以是一部分电路）电压的实质是一个单位的电荷从A点到B点所做的功，电流提供的是在一个单位时间内AB之间的电荷量，时间也有了，那么AB之间的电荷量在一定时间内从A点到B点所做的功也就是消耗的电能就是W=UIt 3. W=Pt W电功、P、t时间 像功的计算方法一样就是乘以时间，在生活中可以理解为工作总量=工作效率×工作时间，同样道理电所做的功当就等于电做功的效率乘以时间 4、W=I^2Rt　（纯电阻电路）
的计算公式：（1）P=W/t，其中P代表功率，功率单位为W，W代表功，单位为J；t代表时间，单位为s。（2）因为P=W/t，W=Fs，v=s/t，所以P=W/t=Fs/t=Fv，P=Fv是功率的又一表达式。(3)运用计算公式时一定要注意三个量的对应关系。“W”一定是对应“t”完成的，不能。单位要统一，P、W、t的单位分别为瓦、焦、秒。
1、的效率公式：η=W有用/Q总×100%，其中W有用指用来做的能量，Q总指完全燃烧释放的能量。2、提高热机效率的途径：（1）燃料尽可能燃烧（2）尽量减少各类的损失（3）在热机的设计和制造上，采取先进技术（4）使用时，注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的功。
整理教师:&&
举一反三（巩固练习，成绩显著提升，去）
根据问他()知识点分析，
试题“有一混合动力汽车，由汽车发动机（汽油机）和电动机为驱动系统提...”，相似的试题还有：
发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质，现代汽车主要分汽油和柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸．若某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个汽缸，其相关数据如下表所示．(1)汽车以100km/h速度匀速运动时发动机的输出功率最大，则1min内有用功_____J．(2)汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是_____(对甲、乙、丙、丁重新排序)，_____图所示的冲程内燃机给汽车提供动力．(3)汽车排气量是指发动机气缸的工作容积，汽车排气量越大，功率越大，空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比．汽车发动机数据表
汽缸内汽油和空气的混合密度
4.6×107(J/kg)
发动机最大功率
14：1当汽车以100km/h速度匀速运动时，根据表中数据求汽车发动机的效率．(计算结果保留一小数)
近几年环保低碳风劲吹，混合动力汽车已成为车展上的“常客”．混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，动力电池通过驱动电机向车轮输送能量；当高速行驶或动力电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给动力电池充电．图1为某款汽车直列四缸发动机的工作原理，内燃机通过连杆把汽车四个气缸的活塞连在一根曲轴上，并使个气缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，其他三个气缸分别在做吸气，压缩和排气工作，图2所示，汽油机的活塞面积为Sm2，活塞冲程长度为Lm，飞轮的传递为n t/min．&& 为这辆直列四缸发动机混合动力汽车在平直公路上以较高的速度vkm/h匀速行驶t min．时间后，其内燃机消耗m kg，假设汽油完全燃烧所释放能量的50%转化为牵引力做功和给动力电池充电．其中动力电池储存的电能增加了W J．(汽油的热值为qJ/kg)试求：(1)牵引力做功多少焦耳？牵引力的功率是多少瓦？(2)汽车受到的阻力是多少牛？(3)若发动机的输出功率为PW，在四缸发动机一个做功冲程里，燃气对活塞压强可以看作恒压，则做功冲程燃气的平均压强p为多少帕？(忽略活塞与气缸间的摩擦)
如图1所示是小浩家所买的某型国产小轿车四缸汽油机的示意图，通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作．(1)如图2所示，汽油机活塞的横截面积为S0(m2)，活塞的冲程长度(即活塞移动的距离)为L(m)，若飞轮的转速为n(r/min)，在做功冲程中燃气对活塞产生的平均压强为p0(Pa)．求：①燃气每次做功为多少？②这台汽油机的功率是多少？(2)当小浩家轿车行驶的路况好，平均车速为100km/h时，平均油耗为9L/100km．若已知该车在此状态的输出功率为P1(kW)，所燃汽油的热值为q0(J/kg)、密度为ρ0(kg/m3)，请推算这辆轿车在这种状态下行驶时，发动机的效率为多少？（1）该汽车的动力蓄电池最多可储存1.08×108J的电能；（2）a：此时汽车所受的阻力是1.8×103N；b：动力蓄电池获得的电能为1.5×105J；（3）此时这台汽油发动机的效率是25%．【解析】试题分析：(1) 蓄电池最多可储存的电能。（2）a.汽车的牵引力，因为汽车做匀速直线运动，汽车受到的阻力。b.由表格中的数据可以看出，汽车的动能与速度的平方成正比。所以当汽车的速度是30m/s时，汽车的动能为5.4×105J。减少的动能为3×105J，汽车获得的电能为1.5×105J。（3）排气量为1.8L的汽车，汽缸容积为，吸气冲程末气缸内混合气体中汽油的质量。一分钟内汽油完全燃烧放出的热量。一分钟内汽油发动机对外做的有用功。汽油机的效率。考点：电能
能量转化的效率
四冲程汽油机 
请选择年级七年级八年级九年级请输入相应的习题集名称(选填)：
科目：初中物理
来源：2014年初中毕业升学考试（江苏南京卷）物理（解析版）
题型：填空题
我国第一位“太空教师”王亚平在“天宫一号”授课时，将一个金属圈插入饮用水袋，抽出后
制作了一个水膜，往水膜表面贴上一片画有中国结图案的塑料片．水膜依然完好，如图甲所示，这表明分子之间存在
；用注射器向制作好的水球内注入少量红色液体，水球变成了一枚“红宝石”，如图乙所示，这表明分子在
。“天宫一号”和地面之间的信息传播是通过
波来实现的，这种波在真空中的传播速度是
科目：初中物理
来源：2014年初中毕业升学考试（江苏扬州卷）物理（解析版）
题型：实验题
（5分）某同学用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”，电源电压恒为3V。（1）闭合开关后，电流表无示数，但电压表有示数，原因可能是
。A．电流表断路
B．电压表断路
D．R2断路（2）探究电流与电压的关系时，应保持
不变（R1／R2）。（3）探究电流与电阻的关系时，当R1的阻值是2Ω，电流表示数是1.0 A；要使电流表示数是0.5A，R1的阻值是
Ω；多次测量后，作出的I～R1图像是图乙中的
。（4）该同学为研究可变电阻功率的变化规律，他将R1换成阻值为5Ω的定值电阻.把R2换成阻值范围是0～10Ω的电阻箱。实验中R2从lΩ逐渐调大到10Ω，实验数据如下表当R2消耗的功率最大时，其电阻约为
D.4Ω和6Ω  
科目：初中物理
来源：2014年初中毕业升学考试（江苏无锡卷）物理（解析版）
题型：填空题
某运动员用头顶回远处飞来的足球，说明力可以改变物体的
，同时运动员感觉头疼，说明物体间力的作用是
的． 
科目：初中物理
来源：2014年初中毕业升学考试（江苏无锡卷）物理（解析版）
题型：实验题
如图所示，小明在进行“测量小灯泡电功率”的实验，他已连接了部分电路，已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V．（1）请用笔画线代替导线，将图示电路连接完整；（2）连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表示数为零，则出现故障的原因可能是
．（3）故障排除后，小明通过实验测得如下数据，分析数据可知灯泡的额定功率是
W．实验次数电压表示数U/V电流表示数I/A12.00.1722.50.2033.00.22（4）小明想通过实验来比较灯泡“实际电压是额定电压一半时的电功率P1”和“实际电流是额定电流一半时的电功率P2”的大小，但小明的同学没有通过实验也比较出了它们的大小，P1应
P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）． 
科目：初中物理
来源：2014年初中毕业升学考试（江苏盐城卷）物理（解析版）
题型：选择题
体重相同的小红和小田从一楼爬到五楼，他们同时出发，小红先到，小田后到。此过程中A．小红做功多
B．小田做功多
C．小红的功率大
D．小田的功率大 
科目：初中物理
来源：2014年初中毕业升学考试（江苏盐城卷）物理（解析版）
题型：选择题
在探究树荫下光斑的综合实践活动中，为了研究孔的大小对光斑形状的影响，小华设计了四种开有不同形状孔的卡片甲，并用另一张卡片乙覆盖在甲上，如图所示。接着，从图示位置沿箭头方向水平移动乙，观察光斑形状的变化情况。下列合乎要求的是  
科目：初中物理
来源：2014年初中毕业升学考试（江苏苏州卷）物理（解析版）
题型：选择题
下列数据最接近实际的是A.一个中学生重约50NB.人步行的速度约14m/sC.洗热水澡时感觉舒适的水温约42℃D.液晶电视机的工作电流约10A 
科目：初中物理
来源：2014年初中毕业升学考试（江苏连云港卷）物理（解析版）
题型：填空题
（2分）科学研究发现，某些材料在超低温的情况下电阻突然减小为零，这种性质称为超导性，具有超导性的物体称为超导体．超导体有着十分诱人的应用前景．（1）请就超导现象提出一个探究性问题，如：
　．（2）请列举未来超导体可能应用的一个例子