四冲程汽油发动机是怎样进行工作循环的
四冲程汽油机:活塞往复运动四个冲程完成一个循环,也就是说活塞会从上止点运动到下止点,再从上止点运动到下止点,重复四次完成一个工作循环。这种类型的发动机被称为四冲程发动机。一个完整的工作循环包括四个冲程,即:
进气冲程
压缩冲程、做功冲程、排气冲程,这四个冲程中,只有做功冲程产生动力,其他三个冲程都会消耗做功冲程产生的动力来完成。
进气冲程:最好是进气门打开,排气门关闭。在这个过程中,活塞从上止点移动到下止点。当活塞从上止点运动到下止点时,活塞顶部的空间会逐渐增大,所以内部容积会逐渐增大。此时,外部气体压力将与内部气体压力产生压力差,因此外部空气将与燃料混合,并且"燃料混合物"会进入气缸。这时,气缸内的温度会上升到100-。
压缩冲程:进气门关闭,排气门关闭。为什么要关闭?如果进气门和排气门没有关闭或关闭不严密,当活塞从下止点运动到上止点推动混合气压缩时,就会从没有关闭或密封的气门处泄漏,导致发动机功率下降。此时气缸内会产生压缩比,压缩比越高,气缸内温度越高。此时缸内温度会达到200~400度左右,缸内产生的压力也会达到600~1500kpa。
作功冲程:排气门关闭时,进气门关闭,为什么要关闭?如果不关闭进气门和排气门,做功产生的压力会降低,输出的功率和能量也会降低。当活塞被压缩到上止点时,活塞顶部的火花塞将产生电火花,点燃活塞顶部燃烧室中的混合气。此时混合物点燃的瞬间最高温度会达到2000~2500度,气缸内产生的压力瞬间达到3~5mpa。混合气燃烧产生的大量压力和能量会将活塞从上止点推向下止点。当活塞被推到下止点时,即做功完毕时,缸内温度将达到1200~1500度左右,压力下降达到3~5mpa左右。
排气冲程:做功冲程产生的废气从气缸排出。此时进气门仍关闭,排气门开启,活塞从下止点被推向上止点。在推动活塞的过程中,活塞顶部会将燃烧时产生的废物通过排气门推出气缸。当活塞将废物排入气缸时,气缸内的温度将达到约600-900度,压力将达到约105-125 Kap。
知识扩展:
四冲程柴油机的工作循环和我们的汽油机是一样的,包括进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程,但和汽油机不同:
在进气冲程中,柴油机吸的是纯空气,而我们的汽油机吸的是汽油和空气的混合气。
在压缩冲程末期,汽油机气缸上的火花塞通过电火花点燃混合气,而在柴油机中,当活塞被压缩到上止点时,喷油器将柴油喷入气缸,在高温下自行燃烧,也就是靠活塞运动到上止点时产生的压力燃烧,简称"压燃式发动机"简称。
在压缩冲程和做功冲程结束时,柴油机气缸内的温度和压力会比汽油机高很多,所以这也是柴油机比汽油机功率更大、动力更强的原因之一。
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