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发动机的工作原理分为4个冲程部分?

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今天花果知识就给我们广大朋友来聊聊发动机原理,以下关于观点希望能帮助到您找到想要的答案。

发动机的工作原理分为4个冲程部分?

发动机的工作原理分为4个冲程部分?

四冲程发动机的工作原理图

第一个冲程-进气冲程:

在进气冲程,曲轴带动活塞由上止点向下止点运动,进气门打开,汽油和空气的混合气被吸入气缸,当活塞到达下止点,进气冲程结束。

发动机进气冲程工作原理图

早期汽油机提供汽油和空气的混合的装置是化油器,今天,你在汽车上已经很难看到化油器了。现在广泛采用的是电子控制燃油喷射系统。

汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合气,早期的化油器提供

电喷系统在进气歧管设计喷油器,喷油器相当于于一个电磁控制的开关,当控制喷油器内的电磁线圈通电打开时,喷油器打开喷油;当控制切断喷油器内的电磁线圈电流时,喷油器关闭。电子控制单元可以自由精确的控制喷油量。

喷油器直接将燃油喷入进气管形成混合气

第二个冲程-压缩冲程:

发动机压缩冲程

在进气气冲程结束后,活塞已经到达下止点,此时气缸内已充注汽油和空气的混合气。 曲轴继续带动活塞由下止点向上止点运动,进气门和排气门均关闭,混合气被压缩,压力和温度升高,至活塞到达上止点, 压缩冲程结束。

第三个冲程-作功冲程:

发动机作功冲程

压缩冲程即将结束,活塞到达上止点前的某一刻,点火系统提供的高压电作用于火花塞,火花塞跳火,点燃气缸的混合气,因为活塞的运行极快而迅速的越过上止点,同时混合气迅速燃烧膨胀作功,推动活塞下行,带动曲轴输出动力,到达下止点,作功冲程结束。

第四个冲程-排气冲程:

发动机排气冲程

作功冲程结束后,活塞到达下止点,曲轴带动活塞由下止点向上止点运动,此时排气门要打开,燃烧后的废气经排气门排出。排气结束,活塞处于上止点,开始下一个进气冲程。

将发动机完成进气、压缩、作功、排气称为一个工作循环,完成这一个工作循环需要四个冲程,曲轴转两圈,所以称为四冲程发动机。为了完成这一工作循环,需要有配气机构配合实现气门的定时打开和关闭。对于汽油机来说,需要有燃油供给系统供给一定浓度的汽油和空气的混合气。点火系统产生高压电作用于火花塞,在 适当的时候点燃气缸内的混合气。

汽车发动机的工作原理

发动机一般为四冲程,其工作原理包括进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。大多数汽车发动机是四冲程的。

1、进气冲程

当进气门打开,排气门关闭时,活塞从上止点运动到下止点,活塞上方的气缸容积增大,产生真空度,气缸内压力下降到进气压力以下。

在真空吸气的作用下,化油器或汽油喷射装置雾化的汽油与空气体混合形成可燃混合气,由进气口和进气门吸入。进气过程持续进行,直到活塞经过下止点,进气门关闭。然后向上的活塞开始压缩气体。

2、压缩冲程

所有的进气门和排气门都关闭,气缸内的可燃混合气被压缩,混合气的温度和压力升高。在活塞上止点前,可燃混合气压力升至0.6~1.2MPa左右,温度可达330℃~430℃。

3、工作行程

当压缩冲程接近上止点时,安装在气缸盖上方的火花塞发出电火花,点燃压缩的可燃混合物。可燃混合气燃烧后放出大量热量,缸内气体压力和温度迅速上升,最高燃烧压力3~6MPa,最高燃烧温度2200℃~2500℃。

高压气体推动活塞快速运动到下止点,通过曲柄连杆机构对外做功。在工作冲程开始时,进气门和排气门关闭。

4、排气冲程

在工作冲程结束时,排气阀打开。由于此时气缸中的压力高于大气压力,高温废气迅速从气缸中排出。这个阶段属于自由排气阶段,高温废气以局部音速通过排气阀排出。

随着排气过程的进行,进入强制排气阶段,活塞运动超过下止点到达上止点,强制排出气缸内的废气。当活塞到达上止点附近时,排气过程结束。

发动机的技术特点

1、发动机气门驱动机构采用液压支承滚珠摇臂式结构,与现在一般汽油机上普遍采用的液压挺杆式气门驱动机构相比,这种新颖的气门驱动机构具有摩擦扭矩相对较小的优点,因此所需的驱动力亦小,从而可有效减小发动机功耗,降低油耗。

2、为有效地减轻整车重量,1.4升汽油机采用铝合金缸体,取得了十分明显的轻量化效果。

3、采用专用材料和经特殊工艺加工的塑料进气管代替传统金属进气管,不仅收到轻量化效果,而且可以有效地减小进气管壁阻力,提高进气效率,增大发动机功率。

4、采用先进工艺加工的涨断式连杆,利用专用涨断设备将加工完毕的连杆大头孔涨断,而不是原先采用的锯开,磨削工艺。这样可利用涨断连杆锯齿状“哈夫”面,确保绝对准确的紧固定位,从而减小摩擦力和延长连杆使用寿命。

发动机工作的原理是什么。谁能详细回答

第一节发动机的作用和组成

一、发动机的作用:是使输进气缸内的燃料燃烧而发出动力。

二、发动机的组成:机体、曲柄连杆机构、配气机构、燃油供给系统、冷却系统、润滑系统、点火系统(汽油发动机采用)、起动系统等部分组成。

第二节发动机的分类

1、根据所用燃料不同,发动机可以分为汽油机、柴油机和气体燃料发动机。以汽油或柴油为燃料的发动机分别称为汽油机和柴油机。使用天然气、液化石油气和其它气体燃料的发动机称为气体燃料发动机。

2、按照冷却方式的不同,发动机可以分为水冷发动机和风冷发动机两种。利用水或冷却液作为冷却介质进行冷却的称为水冷发动机,利用空气作为冷却介质进行冷却的称为风冷发动机。

3、按照完成一个工作循环所需的行程数不同,内燃机可分为四行程内燃机和二行程内燃机。把曲轴转两圈(720°),活塞在气缸内上下往复运动四个行程,完成一个工作循环的内燃机称为四行程内燃机;而把曲轴转一圈(360°),活塞在气缸内上下往复运动两个行程,完成一个工作循环的内燃机称为二行程内燃机。汽车发动机广泛使用四行程内燃机。

4、按照进气状态不同,活塞式内燃机可分为增压和非增压两种,若进气是在接近大气状态下进行的,则为非增压式或自然吸气式内燃机;若利用增压器将进气压力增高,进气密度增大,则为增压式内燃机。增压可以提高内燃机功率。汽油机常采用自然吸气式;柴油机为了提高功率有采用增压式的。

第三节发动机的型号与编制

发动机型号的排列顺序及符号所代表的意义规定如下表:

型号编制示例如下:

(1) 1E65F----表示单缸、四冲程、缸径65mm、风冷、通用型。

(2) 4100Q----表示四缸、四冲程、缸径100mm、水冷、车用。

(3) 492T ----表示四缸、四冲程、缸径95mm、水冷、拖拉机用。

第四节 发动机的常用术语

1、上止点

活塞在气缸里作往复直线运动时,当活塞向上运动到最高位置,即活塞顶部距离曲轴旋转中心最远的极限位置,称为上止点。

2、下止点

活塞在气缸里作往复直线运动时,当活塞向下运动到最低位置,即活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的极限位置,称为下止点。

3、活塞行程

活塞从一个止点到另一个止点移动的距离,即上、下止点之间的距离称为活塞行程。一般用s表示,对应一个活塞行程,曲轴旋转180°

4、曲柄半径

曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半径,一般用R表示。通常活塞行程为曲柄半径的两倍,即 S =2R 。

5、气缸工作容积

活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积,称为气缸工作容积。一般 用Vh表示:

式中:D-气缸直径,单位mm;

S-活塞行程,单位mm;

6、气缸总容积

活塞位于下止点时,其顶部与气缸盖之间的容积称为气缸总容积。一般用Va表示,显而易见,气缸总容积就是气缸工作容积和燃烧室容积之和,即Va=Vc+Vh。

7、发动机排量

多缸发动机各气缸工作容积的总和,称为发动机排量。一般用VL表示:

VL=Vhi

式中:Vh- 气缸工作容积;

i - 气缸数目。

8、压缩比

是发动机中一个非常重要的概念,压缩比表示了气体的压缩程度,它是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值,即气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。一般用ε表示。

式中:Va - 气缸总容积;

Vh - 气缸工作容积;

Vc - 燃烧室容积;

通常汽油机的压缩比为6~10,柴油机的压缩比较高,一般为16~22。

9、工作循环

每一个工作循环包括进气、压缩、作功和排气过程,即完成进气、压缩、作功和排气四个过程叫一个。

第五节 发动机的工作原理

一、四行程汽油发动机工作原理

发动机工作须经过进气,把可燃混合气(或新鲜空气)引入气缸;然后将进入气缸的可燃混合气压缩,压缩接近终点时点燃可燃混合气;可燃混合气着火燃烧,膨胀推动活塞下行实现对外作功;最后排出燃烧后的废气。进气、压缩、作功、排气四个过程。把这四个过程叫做发动机的一个工作循环,工作循环不断地重复,就实现了能量转换,使发动机能够连续运转。

1、进气行程

活塞在曲轴带动下从上止点向下止点运动,这时排气门关闭,进气门打开。随着活塞下移,气缸内容积增大,压力减小,在气缸内形成一定的真空度,空气和汽油混合物通过进气门被吸入气缸,并在气缸内进一步形成可燃混合气。

2、压缩行程:

进气结束终了,曲轴继续旋转,带动活塞从下止点向上止点运动,这时进、排气门均关闭,气缸内成为封闭容积,随着活塞移动,气缸容积不断减小,可燃混合气受到压缩,压力和温度不断升高,当活塞到达上止点时压缩行程结束。

3、做功行程;

做功行程包括燃烧过程和膨胀过程,在这一行程中,进气门和排气门仍然保持关闭。当活塞位于压缩行程接近上止点(即点火提前角)位置时,安装在气缸盖上的火花塞产生电火花,点燃可燃混合气,火焰迅速传遍整个燃烧室,同时放出大量的热能。燃烧气体的体积急剧膨胀,温度和压力急剧升高,最高压力可达3.0~6.5MPa,最高温度可达2200~2800K,高温高压气体膨胀,推动活塞从上止点向下止点移动,通过连杆使曲轴旋转并输出机械能,除了用于维持发动机本身继续运转外,其余用于对外做功。随着活塞向下运动,气缸内容积增加,气体压力和温度逐渐降低,当活塞运动到下止点时,做功行程结束,气体压力降低到0.35~0.5MPa,气体温度降低到1200~1500K。

4、排气行程:

可燃混合气在气缸内燃烧后生成的废气必须从气缸中排出去以便进行下一个进气行程。排气行程开始时,排气门开启,进气门仍然关闭,曲轴通过连杆带动活塞由下止点向上止点运动时,此时废气在自身生剩余压力和在活塞的推动下,经排气门排出气缸之外。活塞越过上止点后,排气门关闭,排气行程结束。

受排气阻力的影响,排气终止时,气体压力仍高于大气压力,约为0.105~0.12MPa,温度约为900~1100K。

曲轴继续旋转,活塞从上止点向下止点运动,又开始了下一个新的循环过程。可见四行程汽油机经过进气、压缩、作功、排气四个行程完成一个工作循环,这期间活塞在上、下止点往复运动了四个行程,相应地曲轴旋转了两圈。

实际汽油机的进气过程中,进气门打开。在排气行程中,是排气门早于下止点开启,迟于上止点关闭。

进气门早开晚关的目的是为了增加进入气缸的混合气量,排气门早开晚关的目的是为了减少气缸内的残余废气量。减少残余废气量,会相应增加进气量。

二、四行程柴油机的工作原理

四行程柴油机和四行程汽油机的工作过程一样,每一个工作循环同样包括进气、压缩、作功和排气四个行程,但由于柴油机使用的燃料是柴油,柴油与汽油有较大的差别,柴油粘度大,不易蒸发,自燃温度低,故可燃混合气的形成,着火方式,燃烧过程以及气体温度压力的变化都和汽油机不同.四冲程柴油机工作原理如下:

1、进气冲程与汽油机相比,进入柴油机汽缸的不是可燃混合气而是纯空气。进气行程结束时,气体压力为80 -90kpa,温度为310-350K。

2、压缩冲程 压缩的是纯空气,由于柴油机压缩比大,压缩终了时气体的温度和压力比汽油机高。压力约为3000-5000kpa,温度约为800-1000k。

3、做工冲程 压缩行程结束,高压柴油经喷油器呈雾状喷入汽缸,迅速汽化并与空气形成混合气。由于压缩终了汽缸内温度远高于柴油的自然温度(500K左右)柴油立即自行着火燃烧。因此,柴油机没有点火系统。燃烧最高压力为5000-10000kpa,最高温度约为1800-2200K。

4、排气冲程 基本上与汽油机相同。

三. 二行程汽油机的工作原理

二行程汽油机的工作循环也是由进气、压缩、燃烧膨胀、排气过程组成,但它是在曲轴旋转一圈(360°),活塞上下往复运动的两个行程内完成的。因此,二行程发动机与四行程发动机工作原理不同,结构也不一样。

例如曲轴箱换气式二行程汽油机,气缸上有三排孔,利用这三排孔分别在一定时刻被活塞打开或关闭进行进气、换气和排气的。工作原理如下:活塞向上运动,将三排孔都关闭,活塞上部开始压缩,当活塞继续上行时,活塞下方打开了进气孔,可燃混合气进入曲轴箱,活塞接近上止点时,火花塞点燃混合气,气体燃烧膨胀,推动活塞向下运动,进气孔关闭,曲轴箱内的混合气受到压缩,当活塞接近下止点时,排气孔打开,排出废气,活塞再向下运动,换气孔打开,受到压缩的混合气便从曲轴箱经进气孔流入气缸内,并扫除废气。

第一行程:活塞从下止点向上止点运动,事先已充满活塞上方气缸内的混合气被压缩,新的可燃混合气又从化油器被吸入活塞下方的曲轴箱内。

第二行程:活塞从上止点向下止点运动,活塞上方进行作功过程和换气过程,而活塞下方则进行可燃混合气的预压缩。

四. 二行程柴油机的工作原理

二行程柴油机和二行程汽油机工作类似,所不同的是,柴油机进入气缸的不是可燃混合气,而是纯空气。例如带有扫气泵的二行程柴油机工作过程如下:

第一行程:活塞从下止点向上止点运动,行程开始前不久,进气孔和排气门均以开启,利用从扫气泵流出的空气使气缸换气。当活塞继续向上运动进气孔被关闭,排气门也关闭,空气受到压缩,当活塞接近上止点时,喷油器将高压柴油以雾状喷入燃烧室,燃油和空气混合后燃烧,使气缸内压力增大。

第二行程:活塞从上止点向下止点运动,开始时气体膨胀,推动活塞向下运动,对外作功,当活塞下行到大约2/3行程时,排气门开启,排出废气,气缸内压力降低,进气孔开启,进行换气,换气一直延续到活塞向上运动1/3行程进气孔关闭结束

燃油动力汽车发动机的运行原理与模式

燃油动力汽车发动机的运行原理与模式

燃油动力汽车装备的发动机名称:活塞循环四冲程内燃式热机。

大部分汽车用户称之为发动机,然而发动机是一个很庞大的概念,其定义为将某一种能量转化为机械能(动力)的机器。类型包括内燃机、外燃机、电动机、涡扇机等等,这些机器都叫做发动机,那么汽车装备的四冲程内燃机有什么特点呢?这种机器的最大优势是体积小,最大的缺点是结构复杂且运行原理同样复杂,来了解一下传统发动机吧。

四程冲概念

进气喷油、压缩蒸发、膨胀做功、排出废气。

每一个步骤都是一个冲程,四个步骤合为一体才能实现高效率的燃烧。进气喷油不用过多解释,其原理是利用汽车行进中正面撞风的正压,以及活塞下行运转产生的负压吸力吸入空气;ECU行车电脑会按照进入空气中氧气的含量为基础,计算发动机的喷油量,这一比例叫做“空气燃料比”,在吸入空气并喷油后进行油气混合,这是为第二冲程打基础。

压缩冲程是至关重要的一步,动作为活塞在曲轴的推动力下,在气缸内由下往上的上升运动。这一动作的目的是把大体积的空气压缩成小体积,在压缩的过程中分子剧烈运动会因摩擦而产生高温——压缩空气的目的是升温,利用升高的温度降雾化液态的燃油蒸发为气态。要知道气态的混合油气燃烧远超液态燃油的燃烧,增加的意义是为了充分燃烧。

知识点:发动机转速(rpm)的概念为曲轴转速,指一分钟内旋转了多少圈,转速也可以理解为一分钟做功多少次。假设发动机以2000rpm运行,那么一分钟内就要完成2000次的“进压爆排”动作,留给膨胀做功冲程的时间是毫秒级标准。想要在如此之短的时间内将混合油气充分燃烧并部分转化为有效功(动力),其前提则是混合油气燃烧的得非常快,这就是压缩冲程蒸发燃油的意义之所在。

膨胀冲程:白话的描述为“点火做功”或“燃爆推动”,汽油发动机是利用火花塞电出的电弧引燃混合油气,这就像用打火机点燃燃油的概念一样。柴油发动机是利用超高压缩比直接把空气加热到极高温度,利用高温使柴油自燃实现膨胀做功。所谓的膨胀指燃烧时的化学反应中分子剧烈运动的过程,利用运动的推动力驱动活塞由上往下的运动,活塞带动连杆、连杆推动曲轴转动,曲轴动力输出端的飞轮会将转动的动力(转矩)输出到变速箱,在通过传动系统驱动车轮转动。

排气冲程:上述三步动作都是在发动机的气缸内完成的,燃烧产生的废气必须排出气缸才能开始下一轮的“进压爆排”,所以排气自然也是必须要完成的动作。至此四程冲内燃式发动机完成了一次能量转化,以每分钟1000~6000次的完成四步骤是燃油动力汽车从低速到高速的加速过程。

总结:关于内燃机的运行原理了解这些就好,作为汽车用户需要了解的实际为运行过程中发动机承受的高温高压,在这种恶劣工况下运行的发动机需要有效的润滑油高标准的散热;所以在用车过程中要注意定位更换机油,同时以3年为周期更换防冻冷却液,期间要定期检查防冻冷却液并在减少后进行补充即可。

基础知识以及保养维修

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发动机的基本构造及原理

汽车发动机,又名汽车引擎,汽车主要使用汽油机和柴油机;分为四行程发动机和二行程发动机,按照完成一个工作循环所需的行程数可分为四行程内燃机和二行程内燃机。

把曲轴转两圈,活塞在气缸内上下往复运动四个行程,完成一个工作循环的内燃机称为四行程内燃机;而把曲轴转一圈,活塞在气缸内上下往复运动两个行程,完成一个工作循环的内燃机称为二行程内燃机。汽车发动机广泛使用四行程内燃机。发动机的缸数有单缸和多缸发动机。家用汽车最常用的是汽油机,汽油发动机由两大机构和五大系统组成,即由曲柄连杆机构,配气机构、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统和启动系统组成;

柴油机雷同,不同的是柴油机压燃的,不需要点火系。曲柄连杆机构是发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中,活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动,通过连杆转换成曲轴的旋转运动,并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中,飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。

配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程,定时开启和关闭进气门和排气门,使可燃混合气或空气进入气缸,并使废气从气缸内排出,实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构,一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。

接受生活中的风雨,时光匆匆流去,留下的是风雨过后的经历,那时我们可以让自己的心灵得到另一种安慰。所以遇到说明问题我们可以积极的去寻找解决的方法,时刻告诉自己没有什么难过的坎。花果知识关于发动机原理就整理到这了。

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作者: 花果知识

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