發動機的構成及原理

　　汽車發動機是為汽車提供動力的發動機，是汽車的心臟，影響汽車的動力性、經濟性和環保性。那麼你對汽車發動機瞭解多少呢?以下是由小編整理關於汽車發動機知識的內容，希望大家喜歡!

　　汽車發動機的原理

　　由於汽油和柴油的不同特性，汽油機和柴油機在工作原理和結構上有差異。

　　汽油發動機汽油機的工作原理

　　四衝程汽油機是將空氣與汽油以一定的比例混合成良好的混合氣，在吸氣衝程被吸入汽缸，混合氣經壓縮點火燃燒而產生熱能，高溫高壓的氣體作用於活塞頂部，推動活塞作往復直線運動，通過連桿、曲軸飛輪機構對外輸出機械能。四衝程汽油機在進氣衝程、壓縮衝程、做功衝程和排氣衝程內完成一個工作迴圈。[4]

　　⑴進氣衝程intake stroke

　　活塞在曲軸的帶動下由上止點移至下止點。此時進氣門開啟，排氣門關閉，曲軸轉動180°。在活塞移動過程中，汽缸容積逐漸增大，汽缸內氣體壓力從pr逐漸降低到pa，氣缸內形成一定的真空度，空氣和汽油的混合氣通過進氣門被吸入汽缸，並在汽缸內進一步混合形成可燃混合氣。由於進氣系統存在阻力，進氣終點時，汽缸內氣體壓力小於大氣壓力p0 ，即pa= 0.80～0.90p0。進入汽缸內的可燃混合氣的溫度，由於進氣管、汽缸壁、活塞頂、氣門和燃燒室壁等高溫零件的加熱以及與殘餘廢氣的混合而升高到340～400K。

　　⑵ 壓縮衝程compression stroke

　　壓縮衝程時，進、排氣門同時關閉。活塞從下止點向上止點運動，曲軸轉動180°。活塞上移時，工作容積逐漸縮小，缸內混合氣受壓縮後壓力和溫度不斷升高，到達壓縮終點時，其壓力pc可達800～2 000kPa，溫度達600～750K。

　　⑶ 做功衝程power stroke

　　當活塞接近上止點時，由火花塞點燃可燃混合氣，混合氣燃燒釋放出大量的熱能，使汽缸內氣體的壓力和溫度迅速提高。燃燒最高壓力pZ達3 000～6 000kPa，溫度TZ達2 200～2 800K。高溫高壓的燃氣推動活塞從上止點向下止點運動，並通過曲柄連桿機構對外輸出機械能。隨著活塞下移，汽缸容積增加，氣體壓力和溫度逐漸下降，到達 b 點時，其壓力降至300～500kPa，溫度降至1 200～1 500K。在做功衝程，進氣門、排氣門均關閉，曲軸轉動180°。

　　⑷ 排氣衝程exhaust stroke

　　排氣衝程時，排氣門開啟，進氣門仍然關閉，活塞從下止點向上止點運動，曲軸轉動180°。排氣門開啟時，燃燒後的廢氣一方面在汽缸內外壓差作用下向缸外排出，另一方面通過活塞的排擠作用向缸外排氣。由於排氣系統的阻力作用，排氣終點r 點的壓力稍高於大氣壓力，即pr=1.05～1.20p0。排氣終點溫度Tr=900～1100K。活塞運動到上止點時，燃燒室中仍留有一定容積的廢氣無法排出，這部分廢氣叫殘餘廢氣。

　　四衝程柴油機的工作原理

　　四衝程柴油機工作原理汽油機一樣，每個工作迴圈也是由進氣衝程、壓縮衝程、做功衝程和排氣衝程組成。由於柴油與汽油相比，自燃溫度低、黏度大不易蒸發，因而柴油機採用壓縮終點壓燃著火壓燃式點火，而汽油機是火花塞點燃。

　　⑴進氣衝程

　　進入汽缸的工質是純空氣。由於柴油機進氣系統阻力較小，進氣終點壓力pa= 0.85～0.95p0，比汽油機高。進氣終點溫度Ta=300～340K，比汽油機低。

　　⑵ 壓縮衝程

　　由於壓縮的工質是純空氣，因此柴油機的壓縮比比汽油機高一般為ε=16～22。壓縮終點的壓力為3 000～5 000kPa，壓縮終點的溫度為750～1 000K，大大超過柴油的自燃溫度約520K。

　　⑶ 做功衝程

　　當壓縮衝程接近終了時，在高壓油泵作用下，將柴油以100MPa左右的高壓通過噴油器噴入汽缸燃燒室中，在很短的時間內與空氣混合後立即自行發火燃燒。汽缸內氣體的壓力急速上升，最高達5 000～9 000kPa，最高溫度達1 800～2 000K。由於柴油機是靠壓縮自行著火燃燒，故稱柴油機為壓燃式發動機。

　　⑷ 排氣衝程

　　柴油機的排氣與汽油機基本相同，只?a href='//' target='_blank'>橋牌?露缺繞?突?汀Ｒ話鉚r=700～900K。對於單缸發動機來說，其轉速不均勻，發動機工作不平穩，振動大。這是因為四個衝程中只有一個衝程是做功的，其他三個衝程是消耗動力為做功做準備的衝程。為了解決這個問題，飛輪必須具有足夠大的轉動慣量，這樣又會導致整個發動機質量和尺寸增加。採用多缸發動機可以彌補上述不足。現代汽車多采用四缸、六缸和八缸發動機。

　　汽車發動機的結構

　　發動機是由曲柄連桿機構和配氣機構兩大機構，以及冷卻、潤滑、點火、燃料供給、啟動系統等五大系統組成。主要部件有氣缸體、氣缸蓋、活塞、活塞銷、連桿、曲軸、飛輪等。往復活塞式內燃機的工作腔稱作汽缸，汽缸內表面為圓柱形。在汽缸內作往復運動的活塞通過活塞銷與連桿的一端鉸接，連桿的另一端則與曲軸相連，曲軸由氣缸體上的軸承支承，可在軸承內轉動，構成曲柄連桿機構。活塞在汽缸內作往復運動時，連桿推動曲軸旋轉。反之，曲軸轉動時，連桿軸頸在曲軸箱內作圓周運動，並通過連桿帶動活塞在氣缸內上下移動。曲軸每轉一週，活塞上、下各執行一次，汽缸的容積在不斷的由小變大，再由大變小，如此迴圈不已。汽缸的頂端用汽缸蓋封閉。汽缸蓋上裝有進氣門和排氣門。通過進、排氣門的開閉實現向汽缸內充氣和向汽缸外排氣。進、排氣門的開閉由凸輪軸驅動。凸輪軸由曲軸通過齒形帶或齒輪驅動。

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