發動機工作原理

(1)四沖程汽油發動機將空氣和汽油按壹定比例混合，形成良好的汽車發動機混合氣。在進氣沖程，混合氣被吸入氣缸，混合氣被壓縮、點燃、燃燒，產生熱能。高溫高壓氣體作用於活塞頂部，推動活塞做直線往復運動，機械能通過連桿、曲軸、飛輪機構輸出。四沖程汽油發動機在進氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程中完成壹個工作循環。(2)進氣沖程活塞由曲軸驅動，從上止點運動到下止點。此時進氣門開啟，排氣門關閉，曲軸旋轉180。活塞在運動過程中，氣缸的容積逐漸增大，氣缸內的氣體壓力從pr逐漸降低到pa，氣缸內形成壹定程度的真空。空氣和汽油的混合氣通過進氣門被吸入氣缸，並在氣缸內進壹步混合，形成可燃混合氣。由於進氣系統的阻力，在進氣結束時，氣缸內的氣體壓力小於大氣壓力p0，即Pa=(0.80~0.90)P0。由於進氣管、氣缸壁、活塞頂、氣門、燃燒室壁等高溫部件的加熱，以及與殘余廢氣的混合，進入氣缸的可燃混合氣溫度上升到340 ~ 400k·k(3)壓縮沖程在壓縮沖程中，進氣門和排氣門同時關閉。當活塞從下止點移動到上止點時，曲軸旋轉180。當活塞向上運動時，工作容積逐漸減小，缸內混合物被壓縮後壓力和溫度不斷升高。壓縮完成後，壓力pc可達800~2000kpa，溫度可達600 ~ 750 K (4)。當活塞接近上止點時，火花塞點燃可燃混合氣，混合氣的燃燒釋放出大量熱能，使氣缸內氣體的壓力和溫度迅速升高。最高燃燒壓力pZ為3000~6000kPa，溫度TZ為2200 ~ 2800 K，高壓氣體推動活塞從上止點向下止點運動，通過曲柄連桿機構輸出機械能。隨著活塞向下移動，氣缸的容積增加，氣體壓力和溫度逐漸降低。到達B點時，壓力降至300~500kPa，溫度降至1200~1500KK。在作功沖程中，進氣門和排氣門關閉，曲軸旋轉180。(5)排氣沖程在排氣沖程中，排氣門打開，進氣門仍然關閉，活塞從下止點運動到上止點，曲軸旋轉180。當排氣門打開時，燃燒後的廢氣壹方面在氣缸內外壓力差的作用下排到氣缸外，另壹方面通過活塞的擠壓作用排到氣缸外。由於排氣系統的阻力，排氣端R的壓力略高於大氣壓，即PR=(1.05~1.20)P0。排氣溫度tr = 900 ~ 1100 K .當活塞運動到上止點時，燃燒室中仍有壹定體積的廢氣。這部分廢氣稱為殘余廢氣。