四冲程发动机工作原理是什么？
如图1-27所示，单缸四冲程汽油发动机一般由气缸盖、气缸、活塞、连杆、飞轮、曲轴、曲轴箱、进气门、排气门等组成。气缸2上部装有气缸盖1，它使活塞3顶部与气缸盖之间构成密闭的燃烧室；在发动机工作时，气体燃烧产生的强大推力以及飞轮5的惯性可以使装在气缸2内的活塞3沿气缸中心线作往复直线运动；活塞通过活塞销12与连杆4的小头相连；连杆大头套装在曲轴6的连杆轴颈上；曲轴的两端支承在曲轴箱7的轴承上，由此构成一个曲柄滑块机构，因此活塞作往复运动时就可通过连杆带动曲轴作旋转运动。
根据发动机做功循环不同，汽油发动机分为二冲程发动机和四冲程发动机，目前，汽车、摩托车上广泛采用四冲程汽油发动机为动力机。四冲程发动机指“进气”、“压缩”、“做功”、“排气”四个冲程，整个工作循环曲轴旋转两周，活塞上下各两次。如图1-64所示，以单缸摩托车发动机为例介绍其工作原理。
图1-64 四冲程摩托车发动机工作原理图
1 进气行程
活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动。进气门开启，排气门关闭。由于活塞下移，活塞上腔容积增大，形成一定真空度，在真空吸力的作用下，空气与汽油形成的混合气，经进气门被吸入气缸，至活塞运动到下止点时，进气门关闭，停止进气，进气行程结束。
2 压缩行程
活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运动，进、排气门均关闭。随着活塞上移，活塞上腔容积不断减小，混合气被压缩，至活塞到达上止点时，压缩行程结束。
在压缩过程中，气体压力和温度同时升高。压缩终了时，气缸内的压力约为600～1500kPa，温度约为600～800K，远高于汽油的点燃温度（约263K）。
3 做功行程
压缩行程末，火花塞产生电火花，点燃气缸内的可燃混合气，并迅速着火燃烧，气体产生高温、高压，在气体压力的作用下，活塞由上止点向下止点运动，再通过连杆驱动曲轴旋转向外输出做功，至活塞运动到下止点时，做功行程结束。做功行程，进、排气门均关闭。在做功过程中，开始阶段气缸内气体压力、温度急剧上升，瞬时压力可达3～5MPa，瞬时温度可达2200～2800K。随着活塞的下移，压力、温度下降，做功行程终了时，压力约为300～500kPa，温度约为1500～1700K。
4 排气行程
在做功行程终了时，排气门被打开，活塞在曲轴的带动下由下止点向上止点运动。废气在自身的剩余压力和活塞的驱赶作用下，自排气门排出气缸，至活塞运动到上止点时，排气门关闭，排气行程结束。
排气终了时，由于燃烧室容积的存在，气缸内还存有少量废气，气体压力也因排气门和排气道等有阻力而高于大气压。此时，压力约为105～125kPa，温度约为900～1200K。
排气行程结束后，进气门再次开启，又开始了下一个工作循环，如此周而复始，发动机就自行运转。
北京策达鼎略科技
2024-01-19 广告
