第一節 發(fā)動(dòng)機的作用和組成
一、發(fā)動(dòng)機的作用:是使輸進(jìn)氣缸內的燃料燃燒而發(fā)出動(dòng)力。
二、發(fā)動(dòng)機的組成:機體、曲柄連桿機構、配氣機構、燃油供給系統、冷卻系統、潤滑系統、點(diǎn)火系統(汽油發(fā)動(dòng)機采用)、起動(dòng)系統等部分組成。(如圖1.1)
第二節 發(fā)動(dòng)機的分類(lèi)
1、根據所用燃料不同,發(fā)動(dòng)機可以分為汽油機、柴油機和氣體燃料發(fā)動(dòng)機。以汽油或柴油為燃料的發(fā)動(dòng)機分別稱(chēng)為汽油機和柴油機。使用天然氣、液化石油氣和其它氣體燃料的發(fā)動(dòng)機稱(chēng)為氣體燃料發(fā)動(dòng)機。
2、按照冷卻方式的不同,發(fā)動(dòng)機可以分為水冷發(fā)動(dòng)機和風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機兩種。利用水或冷卻液作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的稱(chēng)為水冷發(fā)動(dòng)機,利用空氣作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的稱(chēng)為風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機。
3、按照完成一個(gè)工作循環(huán)所需的行程數不同,內燃機可分為四行程內燃機和二行程內燃機。把曲軸轉兩圈(720°),活塞在氣缸內上下往復運動(dòng)四個(gè)行程,完成一個(gè)工作循環(huán)的內燃機稱(chēng)為四行程內燃機;而把曲軸轉一圈(360°),活塞在氣缸內上下往復運動(dòng)兩個(gè)行程,完成一個(gè)工作循環(huán)的內燃機稱(chēng)為二行程內燃機。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機廣泛使用四行程內燃機。
4、按照進(jìn)氣狀態(tài)不同,活塞式內燃機可分為增壓和非增壓兩種,若進(jìn)氣是在接近大氣狀態(tài)下進(jìn)行的,則為非增壓式或自然吸氣式內燃機;若利用增壓器將進(jìn)氣壓力增高,進(jìn)氣密度增大,則為增壓式內燃機。增壓可以提高內燃機功率。汽油機常采用自然吸氣式;柴油機為了提高功率有采用增壓式的。(相關(guān)視頻:第二集)
第三節 發(fā)動(dòng)機的型號與編制
發(fā)動(dòng)機型號的排列順序及符號所代表的意義規定如下表:(如圖1.2)
型號編制示例如下:
(1) 1E65F----表示單缸、四沖程、缸徑65mm、風(fēng)冷、通用型。
(2) 4100Q----表示四缸、四沖程、缸徑100mm、水冷、車(chē)用。
(3) 492T ----表示四缸、四沖程、缸徑95mm、水冷、拖拉機用。
第四節 發(fā)動(dòng)機的常用術(shù)語(yǔ)
1、上止點(diǎn)
活塞在氣缸里作往復直線(xiàn)運動(dòng)時(shí),當活塞向上運動(dòng)到最高位置,即活塞頂部距離曲軸旋轉中心最遠的極限位置,稱(chēng)為上止點(diǎn)。
2、下止點(diǎn)
活塞在氣缸里作往復直線(xiàn)運動(dòng)時(shí),當活塞向下運動(dòng)到最低位置,即活塞頂部距離曲軸旋轉中心最近的極限位置,稱(chēng)為下止點(diǎn)。
3、活塞行程
活塞從一個(gè)止點(diǎn)到另一個(gè)止點(diǎn)移動(dòng)的距離,即上、下止點(diǎn)之間的距離稱(chēng)為活塞行程。一般用s表示,對應一個(gè)活塞行程,曲軸旋轉180°
4、曲柄半徑
曲軸旋轉中心到曲柄銷(xiāo)中心之間的距離稱(chēng)為曲柄半徑,一般用R表示。通?;钊谐虨榍霃降膬杀?,即 S =2R 。
5、氣缸工作容積
活塞從一個(gè)止點(diǎn)運動(dòng)到另一個(gè)止點(diǎn)所掃過(guò)的容積,稱(chēng)為氣缸工作容積。一般 用Vh表示:
式中:D-氣缸直徑,單位mm;
S-活塞行程,單位mm;
6、氣缸總容積
活塞位于下止點(diǎn)時(shí),其頂部與氣缸蓋之間的容積稱(chēng)為氣缸總容積。一般用Va表示,顯而易見(jiàn),氣缸總容積就是氣缸工作容積和燃燒室容積之和,即Va=Vc+Vh。
7、發(fā)動(dòng)機排量
多缸發(fā)動(dòng)機各氣缸工作容積的總和,稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機排量。一般用VL表示:
VL=Vhi
式中:Vh- 氣缸工作容積;
i - 氣缸數目。
8、壓縮比
是發(fā)動(dòng)機中一個(gè)非常重要的概念,壓縮比表示了氣體的壓縮程度,它是氣體壓縮前的容積與氣體壓縮后的容積之比值,即氣缸總容積與燃燒室容積之比稱(chēng)為壓縮比。一般用ε表示。
式中:Va - 氣缸總容積;
Vh - 氣缸工作容積;
Vc - 燃燒室容積;
通常汽油機的壓縮比為6~10,柴油機的壓縮比較高,一般為16~22。
9、工作循環(huán)
每一個(gè)工作循環(huán)包括進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣過(guò)程,即完成進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)過(guò)程叫一個(gè)。
(相關(guān)視頻:第三集)
第五節 發(fā)動(dòng)機的工作原理
一、四行程汽油發(fā)動(dòng)機工作原理
發(fā)動(dòng)機工作須經(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壓縮,壓縮接近終點(diǎn)時(shí)點(diǎn)燃可燃混合氣;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。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。
1、進(jìn)氣行程
活塞在曲軸帶動(dòng)下從上止點(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)。隨著(zhù)活塞下移,氣缸內容積增大,壓力減小,在氣缸內形成一定的真空度,空氣和汽油混合物通過(guò)進(jìn)氣門(mén)被吸入氣缸,并在氣缸內進(jìn)一步形成可燃混合氣。
2、壓縮行程:
進(jìn)氣結束終了,曲軸繼續旋轉,帶動(dòng)活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運動(dòng),這時(shí)進(jìn)、排氣門(mén)均關(guān)閉,氣缸內成為封閉容積,隨著(zhù)活塞移動(dòng),氣缸容積不斷減小,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。
3、做功行程;
做功行程包括燃燒過(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),安裝在氣缸蓋上的火花塞產(chǎn)生電火花,點(diǎn)燃可燃混合氣,火焰迅速傳遍整個(gè)燃燒室,同時(shí)放出大量的熱能。燃燒氣體的體積急劇膨脹,溫度和壓力急劇升高,最高壓力可達3.0~6.5MPa,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)移動(dòng),通過(guò)連桿使曲軸旋轉并輸出機械能,除了用于維持發(fā)動(dòng)機本身繼續運轉外,其余用于對外做功。隨著(zhù)活塞向下運動(dòng),氣缸內容積增加,氣體壓力和溫度逐漸降低,當活塞運動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí),做功行程結束,氣體壓力降低到0.35~0.5MPa,氣體溫度降低到1200~1500K。
4、排氣行程:
可燃混合氣在氣缸內燃燒后生成的廢氣必須從氣缸中排出去以便進(jìn)行下一個(gè)進(jìn)氣行程。排氣行程開(kāi)始時(shí),排氣門(mén)開(kāi)啟,進(jìn)氣門(mén)仍然關(guān)閉,曲軸通過(guò)連桿帶動(dòng)活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運動(dòng)時(shí),此時(shí)廢氣在自身生剩余壓力和在活塞的推動(dòng)下,經(jīng)排氣門(mén)排出氣缸之外?;钊竭^(guò)上止點(diǎn)后,排氣門(mén)關(guān)閉,排氣行程結束。
受排氣阻力的影響,排氣終止時(shí),氣體壓力仍高于大氣壓力,約為0.105~0.12MPa,溫度約為900~1100K。
曲軸繼續旋轉,活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運動(dòng),又開(kāi)始了下一個(gè)新的循環(huán)過(guò)程??梢?jiàn)四行程汽油機經(jīng)過(guò)進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)行程完成一個(gè)工作循環(huán),這期間活塞在上、下止點(diǎn)往復運動(dòng)了四個(gè)行程,相應地曲軸旋轉了兩圈。
實(shí)際汽油機的進(jìn)氣過(guò)程中,進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)。在排氣行程中,是排氣門(mén)早于下止點(diǎn)開(kāi)啟,遲于上止點(diǎn)關(guān)閉。
進(jìn)氣門(mén)早開(kāi)晚關(guān)的目的是為了增加進(jìn)入氣缸的混合氣量,排氣門(mén)早開(kāi)晚關(guān)的目的是為了減少氣缸內的殘余廢氣量。減少殘余廢氣量,會(huì )相應增加進(jìn)氣量。(相關(guān)視頻:第四集)
二、四行程柴油機的工作原理
四行程柴油機和四行程汽油機的工作過(guò)程一樣,每一個(gè)工作循環(huán)同樣包括進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)行程,但由于柴油機使用的燃料是柴油,柴油與汽油有較大的差別,柴油粘度大,不易蒸發(fā),自燃溫度低,故可燃混合氣的形成,著(zhù)火方式,燃燒過(guò)程以及氣體溫度壓力的變化都和汽油機不同.四沖程柴油機工作原理如下:
1、進(jìn)氣沖程 與汽油機相比,進(jìn)入柴油機汽缸的不是可燃混合氣而是純空氣。進(jìn)氣行程結束時(shí),氣體壓力為80 -90kpa,溫度為310-350K。
2、壓縮沖程 壓縮的是純空氣,由于柴油機壓縮比大,壓縮終了時(shí)氣體的溫度和壓力比汽油機高。壓力約為3000-5000kpa,溫度約為800-1000k。
3、做工沖程 壓縮行程結束,高壓柴油經(jīng)噴油器呈霧狀噴入汽缸,迅速汽化并與空氣形成混合氣。由于壓縮終了汽缸內溫度遠高于柴油的自然溫度(500K左右)柴油立即自行著(zhù)火燃燒。因此,柴油機沒(méi)有點(diǎn)火系統。燃燒最高壓力為5000-10000kpa,最高溫度約為1800-2200K。
4、排氣沖程 基本上與汽油機相同。
三. 二行程汽油機的工作原理
二行程汽油機的工作循環(huán)也是由進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣過(guò)程組成,但它是在曲軸旋轉一圈(360°),活塞上下往復運動(dòng)的兩個(gè)行程內完成的。因此,二行程發(fā)動(dòng)機與四行程發(fā)動(dòng)機工作原理不同,結構也不一樣。 (如圖1.3)
例如曲軸箱換氣式二行程汽油機,氣缸上有三排孔,利用這三排孔分別在一定時(shí)刻被活塞打開(kāi)或關(guān)閉進(jìn)行進(jìn)氣、換氣和排氣的。工作原理如下:活塞向上運動(dòng),將三排孔都關(guān)閉,活塞上部開(kāi)始壓縮,當活塞繼續上行時(shí),活塞下方打開(kāi)了進(jìn)氣孔,可燃混合氣進(jìn)入曲軸箱,活塞接近上止點(diǎn)時(shí),火花塞點(diǎn)燃混合氣,氣體燃燒膨脹,推動(dòng)活塞向下運動(dòng),進(jìn)氣孔關(guān)閉,曲軸箱內的混合氣受到壓縮,當活塞接近下止點(diǎn)時(shí),排氣孔打開(kāi),排出廢氣,活塞再向下運動(dòng),換氣孔打開(kāi),受到壓縮的混合氣便從曲軸箱經(jīng)進(jìn)氣孔流入氣缸內,并掃除廢氣。
第一行程:活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運動(dòng),事先已充滿(mǎn)活塞上方氣缸內的混合氣被壓縮,新的可燃混合氣又從化油器被吸入活塞下方的曲軸箱內。
第二行程:活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運動(dòng),活塞上方進(jìn)行作功過(guò)程和換氣過(guò)程,而活塞下方則進(jìn)行可燃混合氣的預壓縮。
四. 二行程柴油機的工作原理
二行程柴油機和二行程汽油機工作類(lèi)似,所不同的是,柴油機進(jìn)入氣缸的不是可燃混合氣,而是純空氣。例如帶有掃氣泵的二行程柴油機工作過(guò)程如下:
第一行程:活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運動(dòng),行程開(kāi)始前不久,進(jìn)氣孔和排氣門(mén)均以開(kāi)啟,利用從掃氣泵流出的空氣使氣缸換氣。當活塞繼續向上運動(dòng)進(jìn)氣孔被關(guān)閉,排氣門(mén)也關(guān)閉,空氣受到壓縮,當活塞接近上止點(diǎn)時(shí),噴油器將高壓柴油以霧狀噴入燃燒室,燃油和空氣混合后燃燒,使氣缸內壓力增大。
第二行程:活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運動(dòng),開(kāi)始時(shí)氣體膨脹,推動(dòng)活塞向下運動(dòng),對外作功,當活塞下行到大約2/3行程時(shí),排氣門(mén)開(kāi)啟,排出廢氣,氣缸內壓力降低,進(jìn)氣孔開(kāi)啟,進(jìn)行換氣,換氣一直延續到活塞向上運動(dòng)1/3行程進(jìn)氣孔關(guān)閉結束。
一、發(fā)動(dòng)機的作用:是使輸進(jìn)氣缸內的燃料燃燒而發(fā)出動(dòng)力。
二、發(fā)動(dòng)機的組成:機體、曲柄連桿機構、配氣機構、燃油供給系統、冷卻系統、潤滑系統、點(diǎn)火系統(汽油發(fā)動(dòng)機采用)、起動(dòng)系統等部分組成。(如圖1.1)
第二節 發(fā)動(dòng)機的分類(lèi)
1、根據所用燃料不同,發(fā)動(dòng)機可以分為汽油機、柴油機和氣體燃料發(fā)動(dòng)機。以汽油或柴油為燃料的發(fā)動(dòng)機分別稱(chēng)為汽油機和柴油機。使用天然氣、液化石油氣和其它氣體燃料的發(fā)動(dòng)機稱(chēng)為氣體燃料發(fā)動(dòng)機。
2、按照冷卻方式的不同,發(fā)動(dòng)機可以分為水冷發(fā)動(dòng)機和風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機兩種。利用水或冷卻液作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的稱(chēng)為水冷發(fā)動(dòng)機,利用空氣作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的稱(chēng)為風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機。
3、按照完成一個(gè)工作循環(huán)所需的行程數不同,內燃機可分為四行程內燃機和二行程內燃機。把曲軸轉兩圈(720°),活塞在氣缸內上下往復運動(dòng)四個(gè)行程,完成一個(gè)工作循環(huán)的內燃機稱(chēng)為四行程內燃機;而把曲軸轉一圈(360°),活塞在氣缸內上下往復運動(dòng)兩個(gè)行程,完成一個(gè)工作循環(huán)的內燃機稱(chēng)為二行程內燃機。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機廣泛使用四行程內燃機。
4、按照進(jìn)氣狀態(tài)不同,活塞式內燃機可分為增壓和非增壓兩種,若進(jìn)氣是在接近大氣狀態(tài)下進(jìn)行的,則為非增壓式或自然吸氣式內燃機;若利用增壓器將進(jìn)氣壓力增高,進(jìn)氣密度增大,則為增壓式內燃機。增壓可以提高內燃機功率。汽油機常采用自然吸氣式;柴油機為了提高功率有采用增壓式的。(相關(guān)視頻:第二集)
第三節 發(fā)動(dòng)機的型號與編制
發(fā)動(dòng)機型號的排列順序及符號所代表的意義規定如下表:(如圖1.2)
型號編制示例如下:
(1) 1E65F----表示單缸、四沖程、缸徑65mm、風(fēng)冷、通用型。
(2) 4100Q----表示四缸、四沖程、缸徑100mm、水冷、車(chē)用。
(3) 492T ----表示四缸、四沖程、缸徑95mm、水冷、拖拉機用。
第四節 發(fā)動(dòng)機的常用術(shù)語(yǔ)
1、上止點(diǎn)
活塞在氣缸里作往復直線(xiàn)運動(dòng)時(shí),當活塞向上運動(dòng)到最高位置,即活塞頂部距離曲軸旋轉中心最遠的極限位置,稱(chēng)為上止點(diǎn)。
2、下止點(diǎn)
活塞在氣缸里作往復直線(xiàn)運動(dòng)時(shí),當活塞向下運動(dòng)到最低位置,即活塞頂部距離曲軸旋轉中心最近的極限位置,稱(chēng)為下止點(diǎn)。
3、活塞行程
活塞從一個(gè)止點(diǎn)到另一個(gè)止點(diǎn)移動(dòng)的距離,即上、下止點(diǎn)之間的距離稱(chēng)為活塞行程。一般用s表示,對應一個(gè)活塞行程,曲軸旋轉180°
4、曲柄半徑
曲軸旋轉中心到曲柄銷(xiāo)中心之間的距離稱(chēng)為曲柄半徑,一般用R表示。通?;钊谐虨榍霃降膬杀?,即 S =2R 。
5、氣缸工作容積
活塞從一個(gè)止點(diǎn)運動(dòng)到另一個(gè)止點(diǎn)所掃過(guò)的容積,稱(chēng)為氣缸工作容積。一般 用Vh表示:
式中:D-氣缸直徑,單位mm;
S-活塞行程,單位mm;
6、氣缸總容積
活塞位于下止點(diǎn)時(shí),其頂部與氣缸蓋之間的容積稱(chēng)為氣缸總容積。一般用Va表示,顯而易見(jiàn),氣缸總容積就是氣缸工作容積和燃燒室容積之和,即Va=Vc+Vh。
7、發(fā)動(dòng)機排量
多缸發(fā)動(dòng)機各氣缸工作容積的總和,稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機排量。一般用VL表示:
VL=Vhi
式中:Vh- 氣缸工作容積;
i - 氣缸數目。
8、壓縮比
是發(fā)動(dòng)機中一個(gè)非常重要的概念,壓縮比表示了氣體的壓縮程度,它是氣體壓縮前的容積與氣體壓縮后的容積之比值,即氣缸總容積與燃燒室容積之比稱(chēng)為壓縮比。一般用ε表示。
式中:Va - 氣缸總容積;
Vh - 氣缸工作容積;
Vc - 燃燒室容積;
通常汽油機的壓縮比為6~10,柴油機的壓縮比較高,一般為16~22。
9、工作循環(huán)
每一個(gè)工作循環(huán)包括進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣過(guò)程,即完成進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)過(guò)程叫一個(gè)。
(相關(guān)視頻:第三集)
第五節 發(fā)動(dòng)機的工作原理
一、四行程汽油發(fā)動(dòng)機工作原理
發(fā)動(dòng)機工作須經(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壓縮,壓縮接近終點(diǎn)時(shí)點(diǎn)燃可燃混合氣;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。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。
1、進(jìn)氣行程
活塞在曲軸帶動(dòng)下從上止點(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)。隨著(zhù)活塞下移,氣缸內容積增大,壓力減小,在氣缸內形成一定的真空度,空氣和汽油混合物通過(guò)進(jìn)氣門(mén)被吸入氣缸,并在氣缸內進(jìn)一步形成可燃混合氣。
2、壓縮行程:
進(jìn)氣結束終了,曲軸繼續旋轉,帶動(dòng)活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運動(dòng),這時(shí)進(jìn)、排氣門(mén)均關(guān)閉,氣缸內成為封閉容積,隨著(zhù)活塞移動(dòng),氣缸容積不斷減小,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。
3、做功行程;
做功行程包括燃燒過(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),安裝在氣缸蓋上的火花塞產(chǎn)生電火花,點(diǎn)燃可燃混合氣,火焰迅速傳遍整個(gè)燃燒室,同時(shí)放出大量的熱能。燃燒氣體的體積急劇膨脹,溫度和壓力急劇升高,最高壓力可達3.0~6.5MPa,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)移動(dòng),通過(guò)連桿使曲軸旋轉并輸出機械能,除了用于維持發(fā)動(dòng)機本身繼續運轉外,其余用于對外做功。隨著(zhù)活塞向下運動(dòng),氣缸內容積增加,氣體壓力和溫度逐漸降低,當活塞運動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí),做功行程結束,氣體壓力降低到0.35~0.5MPa,氣體溫度降低到1200~1500K。
4、排氣行程:
可燃混合氣在氣缸內燃燒后生成的廢氣必須從氣缸中排出去以便進(jìn)行下一個(gè)進(jìn)氣行程。排氣行程開(kāi)始時(shí),排氣門(mén)開(kāi)啟,進(jìn)氣門(mén)仍然關(guān)閉,曲軸通過(guò)連桿帶動(dòng)活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運動(dòng)時(shí),此時(shí)廢氣在自身生剩余壓力和在活塞的推動(dòng)下,經(jīng)排氣門(mén)排出氣缸之外?;钊竭^(guò)上止點(diǎn)后,排氣門(mén)關(guān)閉,排氣行程結束。
受排氣阻力的影響,排氣終止時(shí),氣體壓力仍高于大氣壓力,約為0.105~0.12MPa,溫度約為900~1100K。
曲軸繼續旋轉,活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運動(dòng),又開(kāi)始了下一個(gè)新的循環(huán)過(guò)程??梢?jiàn)四行程汽油機經(jīng)過(guò)進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)行程完成一個(gè)工作循環(huán),這期間活塞在上、下止點(diǎn)往復運動(dòng)了四個(gè)行程,相應地曲軸旋轉了兩圈。
實(shí)際汽油機的進(jìn)氣過(guò)程中,進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)。在排氣行程中,是排氣門(mén)早于下止點(diǎn)開(kāi)啟,遲于上止點(diǎn)關(guān)閉。
進(jìn)氣門(mén)早開(kāi)晚關(guān)的目的是為了增加進(jìn)入氣缸的混合氣量,排氣門(mén)早開(kāi)晚關(guān)的目的是為了減少氣缸內的殘余廢氣量。減少殘余廢氣量,會(huì )相應增加進(jìn)氣量。(相關(guān)視頻:第四集)
二、四行程柴油機的工作原理
四行程柴油機和四行程汽油機的工作過(guò)程一樣,每一個(gè)工作循環(huán)同樣包括進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)行程,但由于柴油機使用的燃料是柴油,柴油與汽油有較大的差別,柴油粘度大,不易蒸發(fā),自燃溫度低,故可燃混合氣的形成,著(zhù)火方式,燃燒過(guò)程以及氣體溫度壓力的變化都和汽油機不同.四沖程柴油機工作原理如下:
1、進(jìn)氣沖程 與汽油機相比,進(jìn)入柴油機汽缸的不是可燃混合氣而是純空氣。進(jìn)氣行程結束時(shí),氣體壓力為80 -90kpa,溫度為310-350K。
2、壓縮沖程 壓縮的是純空氣,由于柴油機壓縮比大,壓縮終了時(shí)氣體的溫度和壓力比汽油機高。壓力約為3000-5000kpa,溫度約為800-1000k。
3、做工沖程 壓縮行程結束,高壓柴油經(jīng)噴油器呈霧狀噴入汽缸,迅速汽化并與空氣形成混合氣。由于壓縮終了汽缸內溫度遠高于柴油的自然溫度(500K左右)柴油立即自行著(zhù)火燃燒。因此,柴油機沒(méi)有點(diǎn)火系統。燃燒最高壓力為5000-10000kpa,最高溫度約為1800-2200K。
4、排氣沖程 基本上與汽油機相同。
三. 二行程汽油機的工作原理
二行程汽油機的工作循環(huán)也是由進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣過(guò)程組成,但它是在曲軸旋轉一圈(360°),活塞上下往復運動(dòng)的兩個(gè)行程內完成的。因此,二行程發(fā)動(dòng)機與四行程發(fā)動(dòng)機工作原理不同,結構也不一樣。 (如圖1.3)
例如曲軸箱換氣式二行程汽油機,氣缸上有三排孔,利用這三排孔分別在一定時(shí)刻被活塞打開(kāi)或關(guān)閉進(jìn)行進(jìn)氣、換氣和排氣的。工作原理如下:活塞向上運動(dòng),將三排孔都關(guān)閉,活塞上部開(kāi)始壓縮,當活塞繼續上行時(shí),活塞下方打開(kāi)了進(jìn)氣孔,可燃混合氣進(jìn)入曲軸箱,活塞接近上止點(diǎn)時(shí),火花塞點(diǎn)燃混合氣,氣體燃燒膨脹,推動(dòng)活塞向下運動(dòng),進(jìn)氣孔關(guān)閉,曲軸箱內的混合氣受到壓縮,當活塞接近下止點(diǎn)時(shí),排氣孔打開(kāi),排出廢氣,活塞再向下運動(dòng),換氣孔打開(kāi),受到壓縮的混合氣便從曲軸箱經(jīng)進(jìn)氣孔流入氣缸內,并掃除廢氣。
第一行程:活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運動(dòng),事先已充滿(mǎn)活塞上方氣缸內的混合氣被壓縮,新的可燃混合氣又從化油器被吸入活塞下方的曲軸箱內。
第二行程:活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運動(dòng),活塞上方進(jìn)行作功過(guò)程和換氣過(guò)程,而活塞下方則進(jìn)行可燃混合氣的預壓縮。
四. 二行程柴油機的工作原理
二行程柴油機和二行程汽油機工作類(lèi)似,所不同的是,柴油機進(jìn)入氣缸的不是可燃混合氣,而是純空氣。例如帶有掃氣泵的二行程柴油機工作過(guò)程如下:
第一行程:活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運動(dòng),行程開(kāi)始前不久,進(jìn)氣孔和排氣門(mén)均以開(kāi)啟,利用從掃氣泵流出的空氣使氣缸換氣。當活塞繼續向上運動(dòng)進(jìn)氣孔被關(guān)閉,排氣門(mén)也關(guān)閉,空氣受到壓縮,當活塞接近上止點(diǎn)時(shí),噴油器將高壓柴油以霧狀噴入燃燒室,燃油和空氣混合后燃燒,使氣缸內壓力增大。
第二行程:活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運動(dòng),開(kāi)始時(shí)氣體膨脹,推動(dòng)活塞向下運動(dòng),對外作功,當活塞下行到大約2/3行程時(shí),排氣門(mén)開(kāi)啟,排出廢氣,氣缸內壓力降低,進(jìn)氣孔開(kāi)啟,進(jìn)行換氣,換氣一直延續到活塞向上運動(dòng)1/3行程進(jìn)氣孔關(guān)閉結束。



