四沖程汽油機(jī)工作原理(圖解)
四沖程汽油機(jī)的工作原理簡(jiǎn)單來說就是四個(gè)沖程:進(jìn)氣、壓縮、排氣、點(diǎn)火。
四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)由四個(gè)活塞沖程組成,即進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。
攝入-
即燃油和空氣的混合氣先進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī);
當(dāng)進(jìn)氣門打開,排氣門關(guān)閉時(shí),活塞從上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)?;钊戏降?a target="_blank" class="cmsLink">氣缸容積增大,產(chǎn)生真空,氣缸內(nèi)的壓力下降到進(jìn)氣壓力以下。在真空吸力的作用下,由化油器或汽油噴射裝置霧化的汽油與空氣混合形成可燃混合氣,通過進(jìn)、進(jìn)氣門被吸入氣缸。進(jìn)氣過程繼續(xù),直到活塞通過下止點(diǎn),進(jìn)氣門關(guān)閉。然后上升的活塞開始?jí)嚎s氣體。
吸氣沖程
由于曲軸的旋轉(zhuǎn),當(dāng)排氣閥關(guān)閉而進(jìn)氣閥打開時(shí),活塞從上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)。在進(jìn)氣過程開始時(shí),活塞處于上止點(diǎn),最后一個(gè)循環(huán)中的廢氣殘留在氣缸中。因此,氣缸內(nèi)的壓力略高于大氣壓力。隨著活塞向下移動(dòng),氣缸的內(nèi)部容積增加,壓力降低。當(dāng)壓力低于大氣壓時(shí),氣缸內(nèi)產(chǎn)生真空吸力??諝饨?jīng)過空氣濾清器,與化油器供給的汽油混合形成可燃混合氣,通過進(jìn)氣門被吸入氣缸,直到活塞下移至下止點(diǎn)。在進(jìn)氣過程中,由于空氣濾清器、化油器、進(jìn)氣管、進(jìn)氣門等的阻力。進(jìn)氣結(jié)束時(shí),缸內(nèi)氣體壓力略低于大氣壓,約為0.075~0.09MPa,同時(shí)由于殘余廢氣的影響和高溫部件的發(fā)熱,溫度達(dá)到370 ~ 400 K。實(shí)際上,汽油機(jī)的進(jìn)氣門在活塞到達(dá)上止點(diǎn)前開啟,在下止點(diǎn)后較晚關(guān)閉,以吸入更多可燃混合氣。
工作特性:進(jìn)氣門開啟,排氣門關(guān)閉,活塞下降。
壓縮-
就是壓縮進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣??扇蓟旌衔镆坏┍粔嚎s,壓力和溫度就會(huì)升高;
進(jìn)氣門和排氣門關(guān)閉,氣缸內(nèi)可燃混合氣被壓縮?;旌衔锏臏囟群蛪毫ι仙?。在活塞接近上止點(diǎn)前,可燃混合氣的壓力上升到0.6 ~ 1.2 MPa左右,溫度可達(dá)330 ~ 430。
壓縮沖程
曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn),活塞從下止點(diǎn)移動(dòng)到上止點(diǎn)。此時(shí)進(jìn)氣門和排氣門關(guān)閉,氣缸成為一個(gè)封閉的容積??扇蓟旌衔锉粔嚎s,壓力和溫度都在上升。當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí),壓縮沖程結(jié)束。此時(shí)氣體的壓力和溫度主要取決于壓縮比??扇蓟旌蠚獾膲毫蜏囟瓤蛇_(dá)0.6 ~ 1.2 MPa和600 ~ 700 K,壓縮比越高,壓縮結(jié)束時(shí)氣缸內(nèi)的壓力和溫度越高,燃燒速度越快,發(fā)動(dòng)機(jī)功率越大。但是壓縮比太高,容易引起爆燃。所謂爆燃,是指由于氣體的高壓高溫,可燃混合物在未點(diǎn)燃的情況下自行燃燒,火焰以高于正常燃燒數(shù)倍的速度向外蔓延,產(chǎn)生尖銳的爆震聲。它會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)過熱,降低功率,增加油耗和損壞零件。輕微爆燃是允許的,但是強(qiáng)烈爆燃對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)傷害很大。汽油機(jī)的壓縮比一般=6 ~ 10。
工作特點(diǎn):進(jìn)氣門和排氣門關(guān)閉,活塞上行,氣缸內(nèi)壓力和溫度上升。汽車維修技術(shù)網(wǎng)
工作
它是點(diǎn)燃高溫高壓的混合物,混合物燃燒膨脹輸出動(dòng)力。T
作功沖程包括燃燒過程和膨脹過程,其中進(jìn)氣門和排氣門保持關(guān)閉。當(dāng)活塞接近壓縮沖程的上止點(diǎn)(即點(diǎn)火提前角)時(shí),火花塞產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃可燃混合物??扇蓟旌蠚馊紵筢尫糯罅繜崃?,使氣缸內(nèi)氣體的溫度和壓力急劇上升。最高壓力可達(dá)3 ~ 5 MPa,最高溫度可達(dá)2200 ~ 2800。高溫高壓氣體膨脹,推動(dòng)活塞從上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn),通過連桿轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸,輸出機(jī)械功。除了保持發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)之外,發(fā)動(dòng)機(jī)還可以
隨著活塞向下移動(dòng),氣缸的內(nèi)部容積增加,氣體壓力和溫度降低。當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí),作功沖程結(jié)束,氣體壓力下降到0.3 ~ 0.5 MPa,氣體溫度下降到1300 ~ 1600。
工作特點(diǎn):進(jìn)排氣門關(guān)閉,混合氣燃燒膨脹活塞下行。汽車
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排氣-
燃燒后的氣體要排出發(fā)動(dòng)機(jī),為二次進(jìn)氣做準(zhǔn)備;
在做功沖程結(jié)束時(shí),排氣門打開。因?yàn)闅飧變?nèi)的壓力高于大氣壓力,所以高溫廢氣很快從氣缸中排出。這個(gè)階段屬于自由排氣階段,高溫廢氣以當(dāng)?shù)匾羲偻ㄟ^排氣閥排出。隨著排氣過程的進(jìn)行,進(jìn)入強(qiáng)制排氣階段,活塞越過下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn),迫使氣缸內(nèi)的廢氣排出。當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)附近時(shí),排氣過程結(jié)束。排氣結(jié)束時(shí),缸內(nèi)氣體壓力略高于大氣壓,約為0.105 ~ 0.115 MPa,排氣溫度約為600 ~ 900。由于燃燒室占有一定的容積,在排氣結(jié)束時(shí)不可能將廢氣完全排除,剩下的部分廢氣稱為殘余廢氣。
排氣沖程
可燃混合物在氣缸中燃燒后產(chǎn)生的廢氣必須從氣缸中排出,用于下一個(gè)進(jìn)氣沖程。當(dāng)工作接近尾聲時(shí),排氣閥打開,
進(jìn)氣門仍然關(guān)閉,廢氣通過廢氣的壓力自由排出。當(dāng)活塞到達(dá)下止點(diǎn)并移動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí),廢氣將繼續(xù)被強(qiáng)制排入大氣?;钊竭^上止點(diǎn)后,排氣閥將關(guān)閉,排氣沖程將結(jié)束。
汽油機(jī)的實(shí)際排氣沖程是提前打開排氣門,后關(guān)閉排氣門,排出更多的廢氣。由于燃燒室的容積,不可能將氣缸內(nèi)的廢氣完全排出。受排氣阻力影響,排氣終止時(shí),氣體壓力仍高于大氣壓,約為0.105~0.115MPa,溫度約為900 ~ 1200kk。曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn),活塞從上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn),開始下一個(gè)新的循環(huán)。
工作特性:進(jìn)氣門關(guān)閉,排氣門打開,活塞上移。
四沖程汽油機(jī)工作原理綜述
四沖程汽油機(jī)通過進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán)。在這個(gè)過程中,活塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)四個(gè)沖程,對(duì)應(yīng)的曲軸旋轉(zhuǎn)兩次。
四沖程汽油機(jī)通過進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán)。一個(gè)接一個(gè)的工作循環(huán)使發(fā)動(dòng)機(jī)保持運(yùn)轉(zhuǎn)。從前端看,發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)?;钊谏现裹c(diǎn)和下止點(diǎn)之間每移動(dòng)一個(gè)沖程,曲軸就旋轉(zhuǎn)180度。每當(dāng)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán),活塞移動(dòng)四個(gè)沖程,曲軸旋轉(zhuǎn)兩次(720)。其中進(jìn)氣和做功沖程活塞從上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn);并且在排氣沖程期間,活塞從下止點(diǎn)移動(dòng)到上止點(diǎn)。
附錄:發(fā)動(dòng)機(jī)原理的基本術(shù)語
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