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图解汽车发动机技术1-发动机基本工作原理

导读: 发动机的作用是把燃油和空气的混合气燃烧的热能转化为机械能。现在的发动机主要是四冲程发动机,每个工作循环是由进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程组成。


图解汽车发动机技术1-发动机基本工作原理

四冲程发动机工作过程

发动机的作用是把燃油和空气的混合气燃烧的热能转化为机械能。现在的发动机主要是四冲程发动机,每个工作循环是由进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程组成。四冲程发动机分为四冲程汽油机和四冲程柴油机,两者的主要区别是点火方式不同。汽油机是火花塞点火,而柴油机是压燃。下面以汽油机为例说明四冲程发动机的工作过程。

1. 进气冲程

发动机工作时,首先是曲轴在外力作用下驱动活塞开始进气冲程。进气行程工作时,排气门关闭,进气门打开,活塞受曲轴的驱动从最上面往下运动,把空气燃油混合气从打开的进气门吸入到气缸内。

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2. 压缩冲程

当活塞运行到最下面,进气行程结束后,开始第二阶段工作-压缩行程。压缩行程工作时进气门和排气门都关闭,活塞从最下面向上运动,对吸入气缸内的空气燃油混合气进行压缩。

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3. 做功冲程

活塞运行到最上面,压缩冲程结束。发动机的工作将开始第三阶段工作-做功冲程。做功冲程工作时进排气门完全关闭。火花塞产生火花点燃被压缩的空气燃油混合气,混合气燃烧产生的推力推动活塞下行,带动曲轴旋转。从而转动发动机。

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4. 排气冲程

活塞在燃烧的混合气的推力作用下,运行到气缸的最下面,做功冲程结束。发动机的工作开始到第四个阶段工作-排气冲程。排气冲程工作时排气门打开,进气门关闭。活塞由旋转的曲轴驱动上行,推动燃烧后产生的废气从排气门排出气缸体外。

图解汽车发动机技术1-发动机基本工作原理

活塞运行到气缸的最上面,排气行程结束,之后活塞继续往下移动,此时进气门打开,排气门关闭,发动机又开始了新一轮的四冲程工作。

在发动机四冲程工作运动中,可以发现:活塞的运动轨迹是从气缸的最上面运动到气缸的最下面,然后再从气缸的最下面运动到气缸的最上面。在完成四个冲程之后,活塞在气缸内需要往返4 个行程(即曲轴转2 转)。所以说活塞进行的是往复直线运动。其实发动机工作就是不断的重复四个冲程的工作。

5. 发动机的基本常识

学习发动机构造,掌握发动机的一些基本术语是必要的。

图解汽车发动机技术1-发动机基本工作原理

上止点:活塞在气缸里做往复直线运动时,当活塞向上运动到最上面,这一位置称为上止点。

下止点:活塞在气缸里做往复直线运动时,当活塞向下运动到最下面,这一位置称为下止点。

活塞行程:活塞从一个止点运动到另一止点的距离,即上、下止点之间的距离称为活塞行程。

图解汽车发动机技术1-发动机基本工作原理

燃烧室容积:活塞位于上止点时,其顶部与气缸盖之间的容积称为燃烧室容积。

气缸工作容积:活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积,称为气缸工作容积。

气缸总容积:气缸总容积就是气缸工作容积和燃烧室容积之和。

发动机排量:多缸发动机各气缸工作容积的总和,称为发动机排量。

图解汽车发动机技术1-发动机基本工作原理

压缩比=A/B

压缩比:气缸总容积与燃烧室容积之比。

对于汽油机来讲,压缩比越高,对燃油的要求越高。

对柴油机来讲压缩比越高就意味着活塞和连杆承受更大的作用力,就需要增大零件的质量,从而增大发动机的体积。所以发动机的压缩比在设计时都应选择合适的数值。

图解汽车发动机技术1-发动机基本工作原理

功率和扭矩的关系

功率:做功的速度或速率。功率大,功就做得快。功率越大时汽车的速度越快。

扭矩:活塞推动曲轴旋转输出的力矩

发动机通过飞轮对外输出的扭矩称为有效扭矩,用Te 表示,单位为N·m。扭矩越大汽车的爬坡能力越强。

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