汽油机是将汽油和空气混合成可燃混合气,然后进入气缸用电火花点燃。四行程汽油机的每个工作循环均经过如下四个行程:
1.进气行程 在这个行程中,进气门开启,排气门关闭,气缸与化油器相通,活塞由上止点向下业点移动,活塞上方容积增大,气缸内产生一定的真空度。可燃混合气被吸人气缸内。活塞行至下止点时,曲轴转过半周,进气门关闭,进气行程结束。
2.压缩行程 进气行程结束后,进气门、排气门同时关闭。曲轴继续旋转,活塞由下止点向上止点移动,活塞上方的容积缩小,进入到气缸中的混合气逐渐被压缩,使其温度、压力升高。活塞到上止点时,压缩行程结束。
3.作功行程 当压缩冲程临近终了时,火花塞发出电火花,点燃可燃混合气。由于混合气迅速燃烧膨胀,在极短时间内压力可达到3~5MPa,最高温度约为2200~2800K。高温、高压的燃气推动活塞迅速下行,并通过连杆使曲轴旋转而对外作功。
4.排气行程 混合气燃烧后成了废气,为了便于下一个工作循环,这些废气应及时排出气缸,所以在作功行程终了时,排气门开启,活塞向上移动,废气便排到大气中。当活塞到达上止点时,排气门关闭、曲轴转至两周,完成一个工作循环。
一、四冲程汽油机的工作原理
四冲程发动机每完成一个工作循环需要经过进气、 压缩、做功(膨胀)和排气四个行程,对应活塞上下往复运动四次,相应的曲轴旋转720° (两圈)。通常利用发动机循环示功图表示气缸内容积和压力的变化关系。示功图中曲线所围成的面积表示发动机整个工作循环中气体在单个气缸内所做的功。
进气行程(图a所示,以自然吸气为例)
进气过程中,排气门关闭,进气门开启,活塞从上止点向下止点移动一个行程,在气缸内形成真空,新鲜可燃混合气被吸入气缸;曲轴由0°沿顺时针方向转到180°。
当活塞从上止点向下止点移动时,进气系统有阻力,故进气终了时气缸内的气体压力略低于大气压力,为0.075 ~0. 090MPa。流进气缸内的可燃混合气,因与气缸壁、活塞顶等高温机件接触并与前一行程(排气行程)留下的高温残余废气混合,所以它的温度上升到370 ~403K。在示功图上,进气行程用曲线ra表示。曲线ra位于大气压力线以下,它与大气压力线纵坐标之差即表示气缸内的真空度。
自然吸气发动机动力输出平顺,不会因发动机转速的变化而出现骤然加速。而且发动机使用寿命长,维修简单。
压缩行程(图b所示)
为了使吸人的可燃混合气能迅速燃烧,以产生较大的气体压力,使发动机做功,燃烧前必须将可燃混合气压缩,此即压缩行程。在进气行程终了时,活塞自下止点向上止点移动,曲轴由180°转到360。,此时,进、排气门均关闭。随着气缸的容积不断缩小,可燃混合气受到压缩,其温度和压力不断升高。压缩行程一直继续到活塞到达上止点时为止。压缩终了时,可燃混合气的温度为600 ~750K,可燃混合气压力为0.8 ~2.0MPa。在示功图上,压缩行程用曲线ac表示。
压缩终了时可燃混合气的压力和温度取决于压缩比,压缩比越大,燃烧速度越快,因而发动机发出的功率便越大,经济性越好。但压缩比过大时,不仅不能进一步 改善燃烧状况,反而会出现爆燃和表面点火等不正常燃烧现象。
四冲程内燃机工作过程吸气冲程,进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,汽油和空气混合物进入气缸。压缩冲程,进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,汽油与空气混合物被压缩。把机械能转化成内能。做功冲程,压缩冲程结束时,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的气体。高温高压气体推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功。四个冲程中只有做功冲程对外做功,其他三个冲程都是靠做功冲程的惯性完成的。把内能转化成机械能。排气冲程,进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出气缸。2内燃机介绍内燃机,是一种动力机械,它是通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机,也包括旋转叶轮式的喷气式发动机,但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。活塞式内燃机将燃料和空气混合,在其汽缸内燃烧,释放出的热能使汽缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功,再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出,驱动从动机械工作。
发动机的四个行程包括进气行程,压缩行程,做功行程和排气行程
1、吸气冲程
进气阀(L)打开,活塞向下运动,燃油和空气的混合物进入汽缸,当活塞运动至最低时,进气阀关闭
2、压缩冲程
进气阀与排气阀都关闭着,活塞向上运动,燃油和空气的混合气体被压缩,当活塞运动至最顶部时,压缩冲程结束,将机械能转化为内能
3、做功冲程
火花点燃混合气体,燃烧的气体急剧膨胀,推动活塞下行,将内能转化为机械能
4、排气冲程
排气阀(R)打开,活塞向上运动,将燃烧后的废气排出,当活塞运动至最顶部时,排气阀关闭