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汽车驾驶员培训:二、四冲程汽油机工作原理

时间:2023-09-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:在活塞向下移动过程中,气缸容积逐渐增大,气缸内形成一定的真空度。空气和汽油的混合物通过进气门被吸入气缸,并在气缸内进一步混合形成可燃混合气,这一过程称为进气行程,如图3-2-7所示。燃烧气体的体积急剧膨胀,压力和温度迅速升高。

汽车驾驶员培训:二、四冲程汽油机工作原理

1.进气行程

活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点,此时排气门关闭,进气门开启。在活塞向下移动过程中,气缸容积逐渐增大,气缸内形成一定的真空度。空气和汽油的混合物通过进气门被吸入气缸,并在气缸内进一步混合形成可燃混合气,这一过程称为进气行程,如图3-2-7所示。

因为进气系统有阻力,所以进气终了时气缸内的气体压力低于大气压力,为0.08~0.09MPa。由于进气门、气缸壁、活塞等高温零件以及前一个循环残留在气缸内的高温废气对混合气的加热,致使进气终了时气缸内的气体温度高于大气温度,为320~380K。

2.压缩行程

为了使吸入气缸的可燃混合气能迅速燃烧,产生较大的压力,从而使发动机产生较大的功率,必须在燃烧前将可燃混合气压缩,使其体积缩小、密度加大、温度升高,即要有压缩行程。在压缩行程中,进、排气门全部关闭,活塞在曲轴带动下,由下止点向上止点运动,如图3-2-8所示。随着活塞的上移,活塞上方的空间容积不断减小,混合气被压缩,至活塞到达上止点时压缩行程结束。压缩终了时气缸内的气体压力为0.8~1.5MPa,温度为600~750K。

图3-2-7 进气行程

图3-2-8 压缩行程

3.做功行程

压缩行程结束时,安装在气缸盖上的火花塞产生电火花,将气缸内的可燃混合气点燃,火焰迅速传遍整个燃烧室,同时放出大量的热能。燃烧气体的体积急剧膨胀,压力和温度迅速升高。在气体压力的作用下,活塞由上止点移至下止点,并通过连杆推动曲轴旋转做功。这时,进、排气门关闭,如图3-2-9所示。

在做功行程中,燃烧气体的最大压力可达3.0~6.5MPa,最高温度可达2 200~2 800K。随着活塞向下止点移动,气缸容积不断增大,气体压力和温度逐渐降低。在做功行程结束时,压力为0.35~0.5MPa,温度为1 200~1 500K。

4.排气行程(www.xing528.com)

可燃混合气燃烧后生成的废气必须从气缸中排出,当做功行程结束时,在曲轴的带动下,活塞从下止点向上止点移动,此时进气门关闭,排气门开启,气缸内的废气在自身的残余压力和活塞上行的排挤压力作用下,从排气门、排气道排出气缸,至活塞到达上止点时,排气行程结束,如图3-2-10所示。

图3-2-9 做功行程

图3-2-10 排气行程

排气行程终了时,气缸内还残留有少量废气,废气的压力也因为排气系统的阻力而略高于大气压力,为0.105~0.12MPa,温度为900~1100K。

5.示功图

四冲程发动机在一个工作循环里的气缸内的气体状态如图3-2-11所示。由示功图可以看出发动机一个工作循环里工作状态的变化,并由此检查、判断发动机性能的优劣。

图3-2-11 发动机示功图

ra为进气行程,ac为压缩行程,
czb为做功行程,br为压缩行程

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