汽油机的四个冲程的特点

汽油机的四个冲程的特点,第1张

1、吸气冲程:活塞由上往下运动,吸入空气和汽油的混合物(或空气)飞轮转二分之一周。

2、压缩冲程:活塞由下往上运动,飞轮转二分之一周,机械能转化为内能。

3、做功冲程:活塞由上往下运动,飞轮转二分之一周,内能转化为机械能,对外做功一次。

4、排气冲程:活塞由下往上运动,飞轮转二分之一周(依靠惯性)。

发动机将化学能转化为机械能的机器,它的转化过程实际上就是工作循环的过程,简单来说就是是通过燃烧气缸内的燃料,产生动能,驱动发动机气缸内的活塞往复的运动,由此带动连在活塞上的连杆和与连杆相连的曲柄,围绕曲轴中心作往复的圆周运动,而输出动力的。

四冲程汽油机的工作过程是一个复杂的过程,它由进气、压缩、燃烧膨胀、排气四个行程(冲程)组成。

扩展资料

汽油机包括气缸盖、气缸体、下曲轴箱(油底壳)。气缸盖和气缸体的内壁共同组成燃烧室的一部分。机体的许多部分又分别是其它系统的组成部分。

1、曲柄连杆机构

是发动机借以产生并传递动力的机构,通过它把活塞的直线往复运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力。它包括活塞、活塞销、连杆、带有飞轮的曲轴和气缸体等。

2、配气机构

包括进气门、排气门、气门挺杆和凸轮轴及凸轮轴正时齿轮(由曲轴正时齿轮驱动)等。它的作用是使可燃混合气及时充入气缸并及时从气缸排出废气。

3、燃料供给系统

汽油机燃料供给系统包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、空气滤清器、化油器、进气管、排气管、排气消音器等。其作用是把汽油和空气混合成合适的可燃混合气供入气缸,以备燃烧,并将燃烧生成的废气排出发动机。

4、冷却系统

主要包括水泵、散热器、凤扇、分水管和气缸体以及气缸盖里的水套。其功用是把高热机件的热量散发到大气中去,以保证发动机正常工作。

;     冲程的解释为行程,从一个位置到另一个位置的过程。汽车发动机冲程是指活塞从气缸内上止点到下止点的过程,也指活塞在下止点到上止点的过程。汽油发动机绝大数是四冲程发动机,四冲程发动机意味着上止点到下止点和下止点到上止点的过程之和是四次。

      

      四冲程发动机的四个冲程分别是进气冲程、压缩冲程、做功冲程以及排气冲程。

      进气冲程:进气冲程是四个冲程中的第一个冲程,是活塞在气缸上止点到下止点的过程,缸内直喷发动机在此冲程充气的同时喷油形成合适空燃比且符合燃烧的混合气;进气歧管喷射燃油的发动机,此过程充入直接能够燃烧的油气混合物。

      压缩冲程:进气门关闭,活塞从气缸下止点到上止点的运转过程,将进气冲程充入的油气混合区进行压缩,使得气缸内形成高温高压状态,为发动机高效做功做好环境准备。

      

      做功冲程:做功冲程是发动机提供动力的过程,其余冲程均是消耗能量的过程。从气缸上止点到下止点的过程。此过程进排气门都关闭并伴随火花塞发出火花引爆可燃混合物,进而提供了往下的强烈推力。

      排气冲程:排气冲程是气缸从下止点到上止点的过程,将燃烧后的废气排出缸外,进气门依旧关闭,排气门打开。

单缸就是发动机只有一个汽缸,双缸就是有两个汽缸,双缸一般有并列双缸和V型双缸两种形式。

活塞在缸体上每上或下一次,就叫一个冲程,四冲程就是活塞在缸体内上、下各两次(合计四个冲程,发动机旋转两圈)完成一个作工循环,所以叫四冲程发动机。与之对应的是两冲程,发动机每旋转一圈,活塞上、下各一次完成一个作作循环,这种发动机现在在摩托车上应用的已经很少了。

1、进气行程

进入汽缸的工质是纯空气。由于柴油机进气系统阻力较小,进气终点压力pa=(085~095)p0,比汽油机高。进气终点温度Ta=300~340K,比汽油机低。

2、压缩行程

由于压缩的工质是纯空气,因此柴油机的压缩比比汽油机高(一般为ε=16~22)。压缩终点的压力为3000~5000kPa,压缩终点的温度为750~1000K,大大超过柴油的自燃温度(约520K)。

3、做功行程

当压缩行程接近终了时,在高压油泵作用下,将柴油以10MPa左右的高压通过喷油器喷入汽缸燃烧室中,在很短的时间内与空气混合后立即自行发火燃烧。汽缸内气体的压力急速上升,最高达5000~9000kPa,最高温度达1800~2000K。由于柴油机是靠压缩自行着火燃烧,故称柴油机为压燃式发动机。

4、排气行程

柴油机的排气与汽油机基本相同,只是排气温度比汽油机低。一般Tr=700~900K。对于单缸发动机来说,其转速不均匀,发动机工作不平稳,振动大。这是因为四个行程中只有一个行程是做功的,其他三个行程是消耗动力为做功做准备的行程。

为了解决这个问题,飞轮必须具有足够大的转动惯量,这样又会导致整个发动机质量和尺寸增加。采用多缸发动机可以弥补上述不足。现代汽车用多采用四缸、六缸和八缸发动机。

扩展资料:

基本结构:

发动机是由曲柄连杆机构和配气机构两大机构,以及冷却、润滑、点火、燃料供给、启动系统等五大系统组成。主要部件有气缸体、气缸盖、活塞、活塞销、连杆、曲轴、飞轮等。往复活塞式内燃机的工作腔称作汽缸,汽缸内表面为圆柱形。

在汽缸内作往复运动的活塞通过活塞销与连杆的一端铰接,连杆的另一端则与曲轴相连,曲轴由气缸体上的轴承支承,可在轴承内转动,构成曲柄连杆机构。活塞在汽缸内作往复运动时,连杆推动曲轴旋转。

反之,曲轴转动时,连杆轴颈在曲轴箱内作圆周运动,并通过连杆带动活塞在气缸内上下移动。曲轴每转一周,活塞上、下各运行一次,汽缸的容积在不断的由小变大,再由大变小,如此循环不已。汽缸的顶端用汽缸盖封闭。

汽缸盖上装有进气门和排气门。通过进、排气门的开闭实现向汽缸内充气和向汽缸外排气。进、排气门的开闭由凸轮轴驱动。凸轮轴由曲轴通过齿形带或齿轮驱动。

参考资料来源:百度百科-四冲程柴油机

如下:

1、曲柄连杆机构

曲柄连杆机构是发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。两冲程发动机与四冲程发动机的活塞连杆组和曲轴飞轮组结构基本上是一样的,区别在于机体组。

发动机的机体组可以分为气缸盖和气缸体两部分。对于四冲程发动机来说,它的气缸盖结构是非常复杂的,上面有进排气门、冷却水道、机油通道等;它的气缸体结构相对简单,一般只是一个密闭的圆筒而已。

而两冲程发动机恰恰与此相反,它的气缸盖结构是比较简单的,一般只是一个简单的盖子而已,即使有气门,也只有一个排气门;而气缸体却是比较复杂的,在气缸壁上开有进气口和排气口。

2、配气机构

配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程,定时开启和关闭进气门和排气门,使可燃混合气或空气进入气缸,并使废气从气缸内排出,实现换气过程。对于四冲程发动机来说,它的配气机构是极为复杂的,主要由凸轮轴、气门、气门挺杆等组成。特别是现在的发动机,越来越多的使用单缸四气门和可变气门正时技术,使配气机构称为了发动机中最为复杂的机构。

而对于两冲程发动机来说,它的配气机构就简单多了,甚至严格来说,它是没有配气机构的。它的进排气是通过曲轴运转、活塞上下运动,打开和关闭位于气缸壁上的进气口和排气口来实现的。在两冲程柴油机上一般有一个排气门,不过结构上比四冲程柴油机要简单得多。

3、燃油供给系统

燃料供给系的功用是根据发动机的要求,配制出一定数量和浓度的混合气,供入气缸,并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去。现在四冲程发动机的燃油供给系统越来越复杂了,一般都采用多点电喷或缸内直喷,或者混合喷射,在结构上有汽油泵、喷油器、油压调节机构等。而两冲程发动机的燃油供给系统是比较简单的,仍然以化油器式居多,使用电喷的很少,结构上也要简单很多。

首先要先理解冲程的概念:

发动机的活塞从一个极限位置到另一个极限位置的距离称为一个冲程。也称之为行程。

1,二冲程是指曲轴转一圈即可完成一个工作循环,也就是完成吸气(2冲程称作扫气)--压缩--做功--排气。这是2冲程发动机的特点。

2,四冲程发动机的特点是曲轴转两圈才完成一个工作循环,也就是 吸气--压缩--做功--排气(初中物理叫吸气冲程--压缩冲程--做功冲程--排气冲程)。

在两个行程内完成一个工作循环的发动机。二冲程发动机曲轴转一圈,发动机对外作功一次。

所谓的四冲程发动机,是指发动机曲轴每旋转两周,经历进气、压缩、做功、排气四个冲程完成一个工作循环,而两冲程发动机只需要曲轴转动一周、经历两个冲程即可完成一个工作循环。

从结构上来看,二冲程发动机的结构相对比较简单,主要由气缸盖、气缸、活塞、活塞环等零件组成,在缸体上开有进气孔、排气孔和换气孔;气孔的开启和关闭由活塞的位置决定。与四冲程发动机相比,没有复杂的配气机构和润滑系统,冷却系统一般都采用风冷,结构上大为简化。

从性能上来看,当曲轴转速相同时,二冲程发动机单位时间的作功次数是四冲程发动机的两倍。理论上二冲程发动机的功率应是四冲程发动机的两倍(但实际上只有15~17倍),发动机的升功率更高,动力性更好,发动机的振动也比较小。另外二冲程发动机重量比较轻,制造成本低廉,故障率也更低,维修也比较方便,使用起来更方便灵活。

综合来看,四冲程发动机应用的更加广泛,绝大多数的汽车和工程机械上搭载的都是四冲程发动机,而二冲程发动机更多的应用在那些不常使用和“推重比”很重要的场合。比如说剪草机、油锯、航模、农作机械等,一些小型摩托车和比较讲究动力性能的越野摩托上使用的也比较广泛。还有就是坦克、船舶、重型运输车辆等,这些车型对发动机的动力性要求高,又要求发动机的重量轻、体积小,二冲程发动机就是很好的选择。

四冲程汽油机的工作循环由4个活塞冲程组成,即进气冲程、压缩冲程、作功冲程和排气冲程。1吸气冲程。进气门开启,排气门关闭,活塞由上止点向下止点移动,活塞上方的气缸容积增大,产生真空度,气缸内压力降到进气压力以下,在真空吸力作用下,通过化油器或汽油喷射装置雾化的汽油,与空气混合形成可燃混合气,由进气道和进气门吸入气缸内。进气过程一直延续到活塞过了下止点进气门关闭为止。接着上行的活塞开始压缩气体。

2压缩冲程。进排气门全部关闭,压缩缸内可燃混合气,混合气温度升高,压力上升。活塞临近上止点前,可燃混合气压力上升到0.6~1.2MPa左右,温度可达330℃~430℃。

3做功冲程。在压缩冲程接近上止点时,装在气缸盖上方的火花塞发出电火花,点燃所压缩的可燃混合气。可燃混合气燃烧后放出大量的热量,缸内燃气压力和温度迅速上升,最高燃烧压力可达3~6MPa,最高燃烧温度可达2 200℃~2 500℃。高温高压燃气推动活塞快速向下止点移动,通过曲柄连杆机构对外作功。作功行程开始时,进、排气门均关闭。

4排气冲程。作功冲程接近终了时,排气门开启,由于这时缸内压力高于大气压力,高温废气迅速排出气缸,这一阶段属于自由排气阶段,高温废气以当地音速通过排气门排出。随排气过程进行进入强制排气阶段,活塞越过下止点向上止点移动,强制将缸内废气排出,活塞到达上止点附近时,排气过程结束。排气终了时,气缸内气体压力稍高于大气压力,约为0.105~0.115MPa,废气温度约为600℃~900℃。由于燃烧室占有一定容积,因此在排气终了时,不可能将废气彻底排除干净,剩余部分废气称残余废气。

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