发动机是汽车的动力装置,发动机的类型很多,结构各异,适应不同车型的需要,但发动机的工作原理都一样。下面我们来简单了解一下4冲程的发动机的工作原理。
四冲程汽油机发动机工作原理简单来说就是进气、压缩、排气、点火四个冲程。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。
进气-
就是燃油和空气的混合气先进入发动机;
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。
工作特征:进气门开、排气门关、活塞下行。
压缩-
就是对进气发动机的混合气进行压缩,一旦压缩,可燃混合气的压力和温度就会升高;
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℃。
作功-
就是点燃已经高温高压的混合气,混合气燃烧膨胀,对外输出动力,这个过程称为作功;
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2 200℃~2 500℃。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。
工作特征:进、排气门关闭→混合气燃烧、膨胀→活塞下行。汽车
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排气-
已经燃烧后的气体要排出发动机,为次进气作准备;
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、做功、排气四个行程,完成一个工作循环。一个接一个的工作循环,维持了发动机的连续运转。汽车发动机的曲轴从前端看,都是按顺时针方向旋转的。活塞在上、下止点间每移动一个行程,曲轴转过180°角。四冲程发动机每完成一个工作循环,活塞移动四个行程,曲轴转过两周(720°)。其中进气和做功行程活塞都是由上止点移动到下止点;压缩和排气行程活塞都是由下止点移动到上止点。
附:发动机原理基本术语
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