四沖程汽油機(jī)的工作原理

四沖程柴油機(jī)的工作原理柴油機(jī)的工作是由進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹和排氣這四個(gè)過程來完成的，這四個(gè)過程構(gòu)成了一個(gè)工作循環(huán)。活塞走四個(gè)過程才能完成一個(gè)工作循環(huán)的柴油機(jī)稱為四沖程柴油機(jī)。

發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力源。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)大多是熱能動(dòng)力裝置，簡稱熱力機(jī)。熱力機(jī)是借助工質(zhì)的狀態(tài)變化將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。

發(fā)動(dòng)機(jī)為汽車提供動(dòng)力。發(fā)動(dòng)機(jī)還廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械和發(fā)電機(jī)組等各個(gè)方面。發(fā)動(dòng)機(jī)種類繁多，其中四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)是最常見的一種分類。

四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)屬于往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)，根據(jù)所用燃料種類的不同，分為汽油機(jī)、柴油機(jī)和氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)三類。以汽油或柴油為燃料的活塞式內(nèi)燃機(jī)分別稱作汽油機(jī)或柴油機(jī)。使用天然氣、液化石油氣和其他氣體燃料的活塞式內(nèi)燃機(jī)稱作氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。汽油和柴油都是石油制品，是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)燃料。非石油燃料稱作代用燃料。燃用代用燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)稱作代用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，如乙醇發(fā)動(dòng)機(jī)、氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)、甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)等。

四沖程柴油機(jī)和汽油機(jī)一樣，每個(gè)工作循環(huán)也是由進(jìn)氣行程、壓縮行程、做功行程和排氣行程組成。由于柴油機(jī)以柴油作燃料，與汽油相比，柴油自燃溫度低、黏度大不易蒸發(fā)，因而柴油機(jī)采用壓縮終點(diǎn)自燃著火，其工作過程及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與汽油機(jī)有所不同。

進(jìn)氣行程:

進(jìn)入汽缸的工質(zhì)是純空氣。由于柴油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)阻力較小，進(jìn)氣終點(diǎn)壓力pa=(0.85～0.95)p0，比汽油機(jī)高。進(jìn)氣終點(diǎn)溫度ta=300～340K，比汽油機(jī)低。

壓縮行程:

由于壓縮的工質(zhì)是純空氣，因此柴油機(jī)的壓縮比比汽油機(jī)高(一般為ε=16～22)。壓縮終點(diǎn)的壓力為3000～5000kpa，壓縮終點(diǎn)的溫度為750～1000K，大大超過柴油的自燃溫度(約520K)。

做功行程:

當(dāng)壓縮行程接近終了時(shí)，在高壓油泵作用下，將柴油以10mpa左右的高壓通過噴油器噴入汽缸燃燒室中，在很短的時(shí)間內(nèi)與空氣混合后立即自行發(fā)火燃燒。汽缸內(nèi)氣體的壓力急速上升，最高達(dá)5000～9000kpa，最高溫度達(dá)1800～2000K。由于柴油機(jī)是靠壓縮自行著火燃燒，故稱柴油機(jī)為壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。

排氣行程:

柴油機(jī)的排氣與汽油機(jī)基本相同，只是排氣溫度比汽油機(jī)低。一般tr=700～900K。對(duì)于單缸發(fā)動(dòng)機(jī)來說，其轉(zhuǎn)速不均勻，發(fā)動(dòng)機(jī)工作不平穩(wěn)，振動(dòng)大。這是因?yàn)樗膫€(gè)行程中只有一個(gè)行程是做功的，其他三個(gè)行程是消耗動(dòng)力為做功做準(zhǔn)備的行程。為了解決這個(gè)問題，飛輪必須具有足夠大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，這樣又會(huì)導(dǎo)致整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量和尺寸增加。采用多缸發(fā)動(dòng)機(jī)可以彌補(bǔ)上述不足。現(xiàn)代汽車用多采用四缸、六缸和八缸發(fā)動(dòng)機(jī)。

由此可見，四沖程柴油機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)的四個(gè)活塞沖程中，只有一個(gè)行程是做功的，其余三個(gè)行程是作功的輔助行程。