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。