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發(fā)動(dòng)機工作過(guò)程和原理基本分析
發(fā)動(dòng)機是一種能量轉換機構，它將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉變成機械能。那么，它是怎樣完成這個(gè)能量轉換過(guò)程呢？也就是說(shuō)它是怎樣把熱能轉換成機械能的呢？要完成這個(gè)能量轉換必須經(jīng)過(guò)進(jìn)氣，把可燃混合氣(或新鮮空氣)引入氣缸；然后將進(jìn)入氣缸的可燃混合氣(或新鮮空氣)壓縮，壓縮接近終點(diǎn)時(shí)點(diǎn)燃可燃混合氣(或將柴油高壓噴入氣缸內形成可燃混合氣并引燃)；可燃混合氣著(zhù)火燃燒，膨脹推動(dòng)活塞下行實(shí)現對外作功；最后排出燃燒后的廢氣。即進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)過(guò)程。
把這四個(gè)過(guò)程叫做發(fā)動(dòng)機的一個(gè)工作循環(huán)，工作循環(huán)不斷地重復，就實(shí)現了能量轉換，使發(fā)動(dòng)機能夠連續運轉。把完成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸轉兩圈(720°)，活塞上下往復運動(dòng)四次，稱(chēng)為四行程發(fā)動(dòng)機。而把完成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸轉一圈(360°)，活塞上下往復運動(dòng)兩次，稱(chēng)為二行程發(fā)動(dòng)機。下面介紹一下四行程發(fā)動(dòng)機的工作原理和工作過(guò)程。
一.四行程汽油機的工作原理
把這四個(gè)過(guò)程叫做發(fā)動(dòng)機的一個(gè)工作循環(huán)，工作循環(huán)不斷地重復，就實(shí)現了能量轉換，使發(fā)動(dòng)機能夠連續運轉。把完成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸轉兩圈(720°)，活塞上下往復運動(dòng)四次，稱(chēng)為四行程發(fā)動(dòng)機。而把完成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸轉一圈(360°)，活塞上下往復運動(dòng)兩次，稱(chēng)為二行程發(fā)動(dòng)機。下面介紹一下四行程發(fā)動(dòng)機的工作原理和工作過(guò)程。
一.四行程汽油機的工作原理
四行程汽油機的運轉是按進(jìn)氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程的順序不斷循環(huán)反
（1)進(jìn)氣行程（圖1-22） nnecttype="rect" gradientshapeok="t" o:extrusionok="f">
由于曲軸的旋轉，活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運動(dòng)，這時(shí)排氣門(mén)關(guān)閉，進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)。進(jìn)氣過(guò)程開(kāi)始時(shí)，活塞位于上止點(diǎn)，氣缸內殘存有上一循環(huán)未排凈的廢氣，因此，氣缸內的壓力稍高于大氣壓力。隨著(zhù)活塞下移，氣缸內容積增大，壓力減小，當壓力低于大氣壓時(shí)，在氣缸內產(chǎn)生真空吸力，空氣經(jīng)空氣濾清器并與化油器供給的汽油混合成可燃混合氣，通過(guò)進(jìn)氣門(mén)被吸入氣缸，直至活塞向下運動(dòng)到下止點(diǎn)。
在進(jìn)氣過(guò)程中，受空氣濾清器、化油器、進(jìn)氣管道、進(jìn)氣門(mén)等阻力影響，進(jìn)氣終了時(shí)，氣缸內氣體壓力略低于大氣壓，約為0.075～0.09MPa，同時(shí)受到殘余廢氣和高溫機件加熱的影響，溫度達到370～400K。實(shí)際汽油機的進(jìn)氣門(mén)是在活塞到達上止點(diǎn)之前打開(kāi)，并且延遲到下止點(diǎn)之后關(guān)閉，以便吸入更多的可燃混合氣。
?。?)壓縮行程（圖1-23）
曲軸繼續旋轉，活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運動(dòng)，這時(shí)進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都關(guān)閉，氣缸內成為封閉容積，可燃混合氣受到壓縮，壓力和溫度不斷升高，當活塞到達上止點(diǎn)時(shí)壓縮行程結束。此時(shí)氣體的壓力和溫度主要隨壓縮比的大小而定，可燃混合氣壓力可達0.6～1.2MPa，溫度可達600～700K。壓縮比越大，壓縮終了時(shí)氣缸內的壓力和溫度越高，則燃燒速度越快，發(fā)動(dòng)機功率也越大。
但壓縮比太高，容易引起爆燃。所謂爆燃就是由于氣體壓力和溫度過(guò)高，可燃混合氣在沒(méi)有點(diǎn)燃的情況下自行燃燒，且火焰以高于正常燃燒數倍的速度向外傳播，造成尖銳的敲缸聲。會(huì )使發(fā)動(dòng)機過(guò)熱，功率下降，汽油消耗量增加以及機件損壞。輕微爆燃是允許的，但強烈爆燃對發(fā)動(dòng)機是很有害的，汽油機的壓縮比一般為ε＝6～10。
?。?)作功行程（圖1-24）
作功行程包括燃燒過(guò)程和膨脹過(guò)程，在這一行程中，進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)仍然保持關(guān)閉。當活塞位于壓縮行程接近上止點(diǎn)(即點(diǎn)火提前角)位置時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃可燃混合氣，可燃混合氣燃燒后放出大量的熱使氣缸內氣體溫度和壓力急劇升高，最高壓力可達3～5MPa，最高溫度可達2200～2800K，高溫高壓氣體膨脹，推動(dòng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運動(dòng)，通過(guò)連桿使曲軸旋轉并輸出機械功，除了用于維持發(fā)動(dòng)機本身繼續運轉外，其余用于對外作功。隨著(zhù)活塞向下運動(dòng)，氣缸內容積增加，氣體壓力和溫度降低，當活塞運動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，作功行程結束，氣體壓力降低到0.3～0.5MPa，氣體溫度降低到1300～1600K。
