发动机工作循环是由进气、压缩、做功和排气等四个工作过程组成的封闭过程。周而复始地进行这些过程,内燃机才能持续地做功。四冲程汽油机工作过程如图2-3所示。
(1)进气行程(Intake) 如图2-3a所示。活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动(活塞顶最高点离曲轴回转中心最大距离时的位置,通常是活塞的最高位置,称为上止点。活塞顶最高点离曲轴回转中心最小距离时的位置,通常是活塞的最低位置,称为下止点),此时,排气门关闭,进气门开启。
(2)压缩行程(Compression) 如图2-3b所示。进气门和排气门都关闭,活塞从下止点向上止点运动;气缸容积逐渐变小,气缸内混合气被压缩,其压力和温度同时升高。压缩终了时,可燃混合气压力可达0.8~1.5 MPa,温度可达600~750 K。采用大压缩比ε,可提高压缩终了时气缸内的压力和温度,从而加快燃烧速度,提高发动机热效率。但太大容易引起“爆燃”。一般ε=8~11。
图2-2 水冷发动机构成及各组成件名称示意图
图2-3 发动机工作过程
(3)做功行程(Power/Expansion) 如图2-3c所示。压缩行程结束时,火花塞产生电火花,点燃可燃混合气,火焰迅速传遍整个燃烧室,并放出大量热能;燃烧气体体积膨胀,压力、温度升高;气体压力推动活塞从上止点运动到下止点,并通过连杆推动曲轴旋转做功。此时,进、排气门仍然关闭。燃烧最高压力可达3~6.5MPa,最高温度可达2200~2800 K。做功终了时,气体压力降低到0.35~0.5MPa,气体温度降低到1200~1500K。
(4)排气行程(Exhaust) 如图2-3d所示。进气门关闭,排气门开启;活塞从下止点向上止点运动。膨胀过后的废气在其自身剩余压力和在活塞的推动下,经排气门排出气缸。排气行程结束后,残留在燃烧室内的少量废气称为残余废气。残余废气压力为0.105~0.12MPa,温度为900~1100 K。
活塞在上、下止点间往复移动四个行程(相当曲轴旋转了两周),完成进气、压缩、做功、排气一个工作循环的发动机称为四冲程发动机。一个工作循环有四个行程,曲轴转两周,每个行程占180°曲轴转角。(www.xing528.com)
多缸发动机的工作,某4缸发动机的工作顺序是1-3-4-2;其工作循环见表2-1。
表2-1 四缸四冲程发动机做功工作情况表
汽油机与柴油机的工作方式和工作情况见表2-2和表2-3。
表2-2 汽油机与柴油机工作方式表
表2-3 汽油机与柴油机工作简况表
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