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敘述汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理

提問者:網(wǎng)友 2018-07-15
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往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)所用的燃料主要是汽油(gasoline)或柴油(diesel)。由于汽油和柴油具有不同的性質(zhì),因而在發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)上有差異。 一. 四沖程汽油機(jī)工作原理 汽油機(jī)是將空氣與汽油以一定的比例混合成良好的混合氣,在吸氣沖程被吸入汽缸,混合氣經(jīng)壓縮點(diǎn)火燃燒而產(chǎn)生熱能,高溫高壓的氣體作用于活塞頂部,推動(dòng)活塞作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),通過連桿、曲軸飛輪機(jī)構(gòu)對(duì)外輸出機(jī)械能。四沖程汽油機(jī)在進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程內(nèi)完成一個(gè)工作循環(huán)。 (1) 吸氣沖程(intake stroke) 活塞在曲軸的帶動(dòng)下由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)。此時(shí)進(jìn)氣門開啟,排氣門關(guān)閉,曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°。在活塞移動(dòng)過程中,汽缸容積逐漸增大,汽缸內(nèi)氣體壓力從pr逐漸降低到pa,汽缸內(nèi)形成一定的真空度,空氣和汽油的混合氣通過進(jìn)氣門被吸入汽缸,并在汽缸內(nèi)進(jìn)一步混合形成可燃混合氣。由于進(jìn)氣系統(tǒng)存在阻力,進(jìn)氣終點(diǎn) (圖中a 點(diǎn))汽缸內(nèi)氣體壓力小于大氣壓力0 p ,即pa= (0.80~0.90) 0 p 。進(jìn)入汽缸內(nèi)的可燃混合氣的溫度,由于進(jìn)氣管、汽缸壁、活塞頂、氣門和燃燒室壁等高溫零件的加熱以及與殘余廢氣的混合而升高到340~400K。 (2) 壓縮沖程(compression stroke) 壓縮沖程時(shí),進(jìn)、排氣門同時(shí)關(guān)閉?;钊麖南轮裹c(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°?;钊弦茣r(shí),工作容積逐漸縮小,缸內(nèi)混合氣受壓縮后壓力和溫度不斷升高,到達(dá)壓縮終點(diǎn)時(shí),其壓力pc可達(dá)800~2 000kPa,溫度達(dá)600~750K。在示功圖上,壓縮行程為曲線a~c。 (3) 做功沖程(power stroke) 當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí),由火花塞點(diǎn)燃可燃混合氣,混合氣燃燒釋放出大量的熱能,使汽缸內(nèi)氣體的壓力和溫度迅速提高。燃燒最高壓力pZ達(dá)3 000~6 000kPa,溫度TZ達(dá)2 200~2 800K。高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),并通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)對(duì)外輸出機(jī)械能。隨著活塞下移,汽缸容積增加,氣體壓力和溫度逐漸下降,到達(dá) b 點(diǎn)時(shí),其壓力降至300~500kPa,溫度降至1 200~1 500K。在做功沖程,進(jìn)氣門、排氣門均關(guān)閉,曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°。在示功圖上,做功行程為曲線c-Z-b。 (4) 排氣沖程(exhaust stroke) 排氣沖程時(shí),排氣門開啟,進(jìn)氣門仍然關(guān)閉,活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°。排氣門開啟時(shí),燃燒后的廢氣一方面在汽缸內(nèi)
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