4沖程汽油機(jī)工作原理

4沖程汽油機(jī)是將空氣與汽油以一定的比例混合成良好的混合氣，在吸氣沖程被吸入汽缸，混合氣經(jīng)壓縮點(diǎn)火燃燒而產(chǎn)生熱能，高溫高壓的氣體作用于活塞頂部，推動(dòng)活塞作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿、曲軸飛輪機(jī)構(gòu)對(duì)外輸出機(jī)械能。四沖程汽油機(jī)在進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程內(nèi)完成一個(gè)工作循環(huán)。

四沖程汽油機(jī)工作過(guò)程。

一、進(jìn)氣沖程。

活塞在曲軸的帶動(dòng)下由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)。此時(shí)進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟，排氣門(mén)關(guān)閉，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180度。在活塞移動(dòng)過(guò)程中，汽缸容積逐漸增大，汽缸內(nèi)氣體壓力逐漸降低，汽缸內(nèi)形成一定的真空度，空氣和汽油的混合氣通過(guò)進(jìn)氣門(mén)被吸入汽缸，并在汽缸內(nèi)進(jìn)一步混合形成可燃混合氣。由于進(jìn)氣系統(tǒng)存在阻力，進(jìn)氣終點(diǎn)汽缸內(nèi)氣體壓力小于大氣壓力0 p ，即pa= (0.80至0.90）0 p。進(jìn)入汽缸內(nèi)的可燃混合氣的溫度，由于進(jìn)氣管、汽缸壁、活塞頂、氣門(mén)和燃燒室壁等高溫零件的加熱以及與殘余廢氣的混合而升高到340至400K。

二、壓縮沖程。

壓縮沖程時(shí)，進(jìn)、排氣門(mén)同時(shí)關(guān)閉。活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180度。活塞上移時(shí)，工作容積逐漸縮小，缸內(nèi)混合氣受壓縮后壓力和溫度不斷升高，到達(dá)壓縮終點(diǎn)時(shí)，其壓力pc可達(dá)800至2 000kPa，溫度達(dá)600至750K。

三、做功沖程。

當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，由火花塞點(diǎn)燃可燃混合氣，混合氣燃燒釋放出大量的熱能，使汽缸內(nèi)氣體的壓力和溫度迅速提高。燃燒最高壓力達(dá)3000至6000kPa，溫度達(dá)2200至2800K。高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)對(duì)外輸出機(jī)械能。

四、排氣沖程。

排氣沖程時(shí)，排氣門(mén)開(kāi)啟，進(jìn)氣門(mén)仍然關(guān)閉，活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180度。排氣門(mén)開(kāi)啟時(shí)，燃燒后的廢氣一方面在汽缸內(nèi)外壓差作用下向缸外排出，另一方面通過(guò)活塞的排擠作用向缸外排氣。由于排氣系統(tǒng)的阻力作用，排氣終點(diǎn)的壓力稍高于大氣壓力。排氣終點(diǎn)溫度大約為900至1100K。活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，燃燒室中仍留有一定容積的廢氣無(wú)法排出，這部分廢氣叫殘余廢氣。