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四冲程内燃机原理图

2019-12-20 19:47:56

四冲程内燃机原理图

四冲程内燃机的工作原理:四冲程发动机(Four-stroke):凡发动机曲轴每旋转两转,即活塞上下往复动动四个行程而完成一个工作循环的发动机。

   工作循环是指发动机由进气、压缩、燃烧膨胀(做功)、 排气行程所组成的工作进程。发动机完成一次进气,压缩、做功、排气的进程称为一个工作循环,也称一个周期。 ① .几个主要名词解释

   A、止点:活塞(piston)与曲柄连杆总成相连,活塞在气缸中有上下两个极限位置,上极限位置叫上止点它与曲轴中心线距离为最大。下极限位置叫下止点,它与曲轴中心线距离为最小。

   B、活塞行程:活塞由上止点运动到下止点的距离称为行程,也称为冲程。

   C、气缸工作容积:活塞运动一个行程气缸中所扫过的空间。

   D、燃烧室工作容积:活塞在上止点时,活塞顶部与气缸盖中央燃烧室顶部所组成的空间。

   E、气缸总容积:气缸工作容积与燃烧室工作容积之和。

   F、压缩比:发动机的一个重要结构参数,它直接影响发动机功率。

   压缩比(ε) = 气缸总容积/燃烧室工作容积

   = 1+气缸工作容积/燃烧室工作容积

   一般情况:

   柴油机:ε=14~20

   汽油机:ε=6~10
第一行程-------进气行程:活塞在上止点前某一规定曲柄转角时,进气门开启,可燃混合气被吸入气缸。当活塞由上止点向下止点运动,排气阀则在上止点某一规定的曲轴转角时关闭,同时活塞上方的气缸容积增大,使气缸形成真空度可燃混合气继续通过进气门吸入。当活塞行至下止点后某一规定曲柄转角时,进气门关闭,此时,进气工作过程结束。

   第二行程-------压缩行程:活塞由下止点向上止点运动,当进气工作过程终了时,进气门和排气门都处于关闭状态,此时气缸内的可燃混合气开始被压缩。

   第三行程-------燃烧膨胀作功行程:在压缩行程,当活塞向上行至上止点前某一规定曲柄转角时,火花塞电极间发出火花,将被压缩的可燃混合气点燃。燃烧着的可燃混合气使气缸内的温度和压力急剧升高,活塞则在此高温高压气压作用下,再由上止点向下止点运动,且通过连杆驱使曲轴旋转而作有用功。

   第四行程-------排气行程:在燃烧膨胀行程,当活塞行至下止点前某一规定曲轴转角时,排气阀开启,废气即通过排气门开始排出。曲轴仍继续旋转,并推动活塞再由下止点向上止点运动。将废气推出气缸。此排气过程直到活塞行至上止点后某一规定曲轴转角,排气门被关闭时终止。


四冲程发动机的优点和缺点:

优点:

   *进气、压缩、膨胀(爆发)、排气各过程各自单独进行,因此工作可靠效率高,稳定性好。低速至高速的转速范围大(500~1000rpm以上)。

   *不存在二冲程发动机那样的窜气回流损失,燃油消耗率低。

   *低速运转平稳,依靠润滑系统润滑,不易过热。

   *进气过程、压缩过程时间长,容积效率、平均有效压力高。

   *热负荷比二冲程发动机小。不用担心变形、烧蚀问题。排量大,可设计成大功率发动机。

缺点:

   *气门配气机构复杂,零部件多,保养困难

   *机械噪音大

   *由于曲轴2转爆发1次,所以旋转平衡不稳定

四冲程发动机几乎应用于所有车用发动机包括汽油机和柴油机,

也应用于很多两轮摩托车。

     内燃机将燃料热能转化为机械能的过程是按一定规律进行的。充气(即进气)、压缩、作功、排气四个连续过程组成四冲程发动机的工作循环,每个工作过程依次循环不断地进行。

     四冲程发动机的每个工作循环是在活塞上下两次运动,即四个行程中完成的,如图所示:

     1.进气(充气)冲程:燃油与空气混合的新鲜混合气进入气缸,这时活塞向下运动。

     2.压缩冲程:随着进气门和排气门关闭,活塞向上运动,可燃混合气被压缩。

     3.作功冲程:可燃混合气点火燃烧,推动活塞向下运动。

     4.排气冲程:向上运动的活塞把燃烧后的废气从排气门排出。

     四冲程发动机的四个冲程作为一个工作循环,在1分钟内重复数千次。四冲程发动机又称为四循环系统也称为奥托循环。