汽车机械基础[001].ppt

第二节 四冲程发动机工作原理 一、四行程汽油机的工作原理 把完成一个工作循环，曲轴转两圈(720°)，活塞上下往复运动四次，称为四行程发动机。 发动机是一种能量转换机构，它将燃料燃烧产生的热能转变成机械能。要完成这个能量转换必须经过进气，把可燃混合气(或新鲜空气)引入气缸；然后将进入气缸的可燃混合气(或新鲜空气)压缩，压缩接近终点时点燃可燃混合气(或将柴油高压喷入气缸内形成可燃混合气并引燃)；可燃混合气着火燃烧，膨胀推动活塞下行实现对外作功；最后排出燃烧后的废气。即进气、压缩、作功、排气四个过程。把这四个过程叫做发动机的一个工作循环。 1. 进气行程 在进气过程中，受空气滤清器、化油器、进气管道、进气门等阻力影响，进气终了时，气缸内气体压力略低于大气压，约为0.075～0.09MPa，同时受到残余废气和高温机件加热的影响，温度达到370～400K （100-130℃） 2. 压缩行程 压缩终了气体的压力和温度主要随压缩比的大小而定，可燃混合气压力可达0.6～1.2MPa，温度可达600～700K（330-430℃）。 压缩比越大，压缩终了时气缸内的压力和温度越高，则燃烧速度越快，发动机功率也越大。但压缩比太高，容易引起爆燃。 3. 作功行程 在这一行程中，可燃混合气燃烧后放出大量的热使气缸内气体温度和压力急剧升高，最高压力可达3～5MPa，最高温度可达2200～2800K（1930-2530℃） 。作功行程结束时，气体压力降低到0.3～0.5MPa，气体温度降低到1300～1600K（1030-1330℃）。 4. 排气行程 由于燃烧室容积的存在，不可能将废气全部排出气缸。受排气阻力的影响，排气终止时，气体压力仍高于大气压力，约为0.105～0.115MPa，温度约为900～1200K（630-930℃）。曲轴继续旋转，活塞从上止点向下止点运动，又开始了下一个新的循环过程。 各行程对比 活塞运动 进气门 排气门 进气 由上向下 开启 关闭 压缩 由下向上 关闭 关闭 做功 由上向下 关闭 关闭 排气 由下向上 关闭 开启 二、四冲程汽油机的工作特点 1.一个工作循环中，曲轴旋转两轴 2.四冲程中，只有做功冲程是有效冲程 3.可燃混合气在气缸外形成，电火花点燃 4.发动机起动时要靠外力转动曲轴 三、四行程柴油机的工作原理 四行程柴油机和四行程汽油机的工作过程相同，每一个工作循环同样包括进气、压缩、作功和排气四个行程，但由于柴油机使用的燃料是柴油，柴油与汽油有较大的差别，柴油粘度大，不易蒸发，自燃温度低，故可燃混合气的形成，着火方式，燃烧过程以及气体温度压力的变化都和汽油机不同，下面主要分析一下柴油机和汽油机在工作过程中的不同点。 (1) 进气行程 四行程柴油机在进气行程中所不同的是柴油机吸入气缸的是纯空气而不是可燃混合气，在进气通道中没有化油器，进气阻力小，进气终了时气体压力略高于汽油机而气体温度略低于汽油机。进气终了时气体压力约为0.078～0.093MPa，气体温度约为300～370K。 (2) 压缩行程 压缩行程压缩的也是纯空气，在压缩行程接近上止点时，喷油器将高压柴油以雾状喷入燃烧室，柴油和空气在气缸内形成可燃混合气并着火燃烧。柴油机的压缩比比汽油机的压缩比大很多，压缩终了时气体温度和压力都比汽油机高，大大超过了柴油机的自燃温度。压缩终了时，气体压力约为3.5～4.5MPa，气体温度约为750～1000K，柴油机是压缩后自燃着火的，不需要点火，故柴油机又称为压燃机。 (3) 作功行程 柴油喷入气缸后，在很短的时间内与空气混合后便立即着火燃烧，柴油机的可燃混合气是在气缸内部形成的，而不象汽油机那样，混合气主要是在气缸外部的化油器中形成的。柴油机燃烧过程中气缸内出现的最高压力要比汽油机高得多，可高达6～9MPa，最高温度也可高达2000～2500K。作功终了时，气体压力约为0.2～0.4MPa，气体温度约为1200～ 1500K (4) 排气行程 柴油机的排气行程和汽油机一样，废气同样经排气管排入到大气中去，排气终了时，气缸内气体压力约为0.105～0.125MPa，气体温度约为800～1000K。 四、汽油机于柴油机的比较 1.着火方式不同 2.所用燃料不同 3.混合气形成方式不同 4.压缩比高低不同 五、单缸与多缸发动机 多缸四行程发动机与单缸四行程发动机的工作过程有什么区别呢 ？ 就能量转换过程，发动机的每一个气缸和单缸机的工作过程是完全一样的，都要经过四个行程。但是单