第4章 发动机工作原理
4.1 四冲程汽油发动机工作原理
发动机之所以能源源不断地提供动力,得益于气缸内的进气、压缩、做功、排气这四个行程有条不紊地循环运作(图2-4-1)。
进气行程,活塞从气缸内上止点移动至下止点时,进气门打开,排气门关闭,新鲜的空气和汽油混合气被吸入气缸内。
压缩行程,进、排气门关闭,活塞从下止点移动至上止点,将混合气体压缩至气缸顶部,以提高混合气的温度,为做功行程做准备。
做功行程,火花塞将压缩的气体点燃,混合气体在气缸内发生“爆炸”产生巨大压力,将活塞从上止点推至下止点,通过连杆推动曲轴旋转。
排气行程,活塞从下止点移至上止点,此时进气门关闭,排气门打开,将燃烧后的废气通过排气歧管排出气缸外。
汽油在气缸内燃烧如图2-4-2所示。
图2-4-1 四冲程汽油发动机工作原理
图2-4-2 汽油在气缸内燃烧
4.2 四冲程柴油发动机工作原理
四冲程柴油机和汽油机一样,每个工作循环也是由进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程组成(图2-4-3)。由于柴油机以柴油作燃料,与汽油相比,柴油自燃温度低、黏度大、不易蒸发,因而柴油机采用压缩终点自燃着火。
图2-4-3 四冲程柴油发动机工作原理
4.3 二冲程汽油发动机工作原理
发动机气缸体上有三个孔,即进气孔、排气孔和换气孔,这三个孔分别在一定时刻由活塞关闭(图2-4-4)。其工作循环包含的两个冲程如下。
图2-4-4 二冲程汽油发动机工作原理
第一冲程:活塞自下止点向上移动,三个气孔同时被关闭后,进入气缸的混合气被压缩;在进气孔露出时,可燃混合气流入曲轴箱。
第二冲程:活塞压缩到上止点附近时,火花塞点燃可燃混合气,燃气膨胀推动活塞下移做功。这时进气孔关闭,密闭在曲轴箱内的可燃混合气被压缩;当活塞接近下止点时排气孔开启,废气冲出;随后换气孔开启,受预压的可燃混合气冲入气缸,驱除废气,进行换气行程。
4.4 转子发动机工作原理
壳体的内部空间(或旋轮线室)总是被分成三个工作室(图2-4-5)。在转子的运动过程中,三个工作室的容积不停地变动,在摆线形缸体内相继完成进气、压缩、燃烧和排气四个行程。每个行程都是在摆线形缸体中的不同位置进行。
图2-4-5 转子发动机工作原理