汽油發動機是怎麼進行工作的?

往複活塞式內燃機所用的燃料主要是汽油或柴油。由於汽油和柴油具有不同的性質,因而在發動機的工作原理和結構上有差異。

一. 汽油機工作原理

汽油機是將空氣與汽油以一定的比例混合成良好的混合氣,在進氣行程被吸入氣缸,混合氣經壓縮點火燃燒而產生熱能,高溫高壓的氣體作用於活塞頂部,推動活塞作往複直線運動,通過連桿、曲軸飛輪機構對外輸出機械能。汽油機在進氣行程、壓縮行程、做功行程和排氣行程內完成一個工作循環。

活塞在曲軸的帶動下由上止點移至下止點。此時進氣門開啟,排氣門關閉,曲軸轉動180°。在活塞移動過程中,汽缸容積逐漸增大,汽缸內氣體壓力從pr逐漸降低到pa,汽缸內形成一定的真空度,空氣和汽油的混合氣通過進氣門被吸入汽缸,並在汽缸內進一步混合形成可燃混合氣。由於進氣系統存在阻力,進氣終點 (圖中a 點)汽缸內氣體壓力小於大氣壓力0 p ,即pa= (0.80~0.90) 0 p 。進入汽缸內的可燃混合氣的溫度,由於進氣管、汽缸壁、活塞頂、氣門和燃燒室壁等高溫零件的加熱以及與殘餘廢氣的混合而升高到340~400K。

二、壓縮行程

壓縮行程時,進、排氣門同時關閉。活塞從下止點向上止點運動,曲軸轉動180°。活塞上移時,工作容積逐漸縮小,缸內混合氣受壓縮後壓力和溫度不斷升高,到達壓縮終點時,其壓力pc可達800~2 000kPa,溫度達600~750K。

三、做功行程

當活塞接近上止點時,由火花塞點燃可燃混合氣,混合氣燃燒釋放出大量的熱能,使汽缸內氣體的壓力和溫度迅速提高。燃燒最高壓力pZ達3 000~6 000kPa,溫度TZ達2 200~2 800K。高溫高壓的燃氣推動活塞從上止點向下止點運動,並通過曲柄連桿機構對外輸出機械能。隨著活塞下移,汽缸容積增加,氣體壓力和溫度逐漸下降,到達 b 點時,其壓力降至300~500kPa,溫度降至1 200~1 500K。在做功行程,進氣門、排氣門均關閉,曲軸轉動180°。

四、排氣行程

排氣行程時,排氣門開啟,進氣門仍然關閉,活塞從下止點向上止點運動,曲軸轉動180°。排氣門開啟時,燃燒後的廢氣一方面在汽缸內外壓差作用下向缸外排出,另一方面通過活塞的排擠作用向缸外排氣。由於排氣系統的阻力作用,排氣終點r 點的壓力稍高於大氣壓力,即pr=(1.05~1.20)p0。排氣終點溫度Tr=900~1100K。活塞運動到上止點時,燃燒室中仍留有一定容積的廢氣無法排出,這部分廢氣叫殘餘廢氣。

以上就是我們日常生活中常見的汽油發動機的工作過程及其原理。



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