四冲程柴油发动机与汽油机发动机的工作原理与区别
四冲程柴油发动机柴油机工作原理:在进气行程中吸入的是纯空气。在压缩行程接近终了时,柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上,通过喷油器喷入气缸,在很短时间内与压缩后的高温空气混合,形成可燃混合气。
汽油机发动机的工作原理:将化学能转化为机械能的机器,它的转化过程实际上就是工作循环的过程,简单来说就是是通过燃烧气缸内的燃料,产生动能,驱动发动机气缸内的活塞往复的运动,由此带动连在活塞上的连杆和与连杆相连的曲柄,围绕曲轴中心作往复的圆周运动,而输出动力的。
1、喷射的方式不同。
柴油发动机(除直喷发动机)是将柴油与燃料混合后进入气缸。使得柴油发动机的输出扭矩都会比车辆用柴油机大。大扭矩不会影响车速,但会影响车的瞬间加速,和负载能力。
而汽油机发动机是直接将柴油喷入已经充满压缩空气的气缸。
2、点火方式不同。
柴油发动机是通过压缩自燃点火,燃料依靠汽缸内空气压缩产生的热量引燃,也就是空气压缩会升高温度,当压缩空气的温度高于柴油的燃点时柴油就会燃烧。
而汽油机发动机需要火花塞点燃混合气体。
3、压缩比不同。
柴油发动机的压缩比较汽油机发动机的要大,因此它的膨胀比和热效率比较高,油耗比汽油机发动机要低。
参考资料来源:百度百科-柴油发动机
一、两者的工作原理不同:
1、四冲程柴油发动机的工作原理: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。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,其工作过程及系统结构与汽油机有所不同。
2、汽油机发动机的工作原理:转化过程实际上就是工作循环的过程,简单来说就是是通过燃烧气缸内的燃料,产生动能,驱动发动机气缸内的活塞往复的运动,由此带动连在活塞上的连杆和与连杆相连的曲柄,围绕曲轴中心作往复的圆周运动,而输出动力的。
二、两者的使用不同:
1、四冲程柴油发动机的使用:广泛应用于交通运输机械、农业机械、工程机械和发电机组等各个方面。
2、汽油机发动机的使用:由于在相同功率条件下,汽油机的尺寸与质量都较柴油机小;转矩特性好,启动和加速性能较好,运转噪声较低,制造成本较低,因而汽油机的用途很广,在飞机、汽车、快艇、赛车、小型农机、园林机械甚至航模等都大量采用。
三、两者的特点不同:
1、四冲程柴油发动机的特点:四冲程柴油机在一个工作循环的四个活塞冲程中,只有一个行程是做功的,其余三个行程是做功的辅助行程。
2、汽油机发动机的特点:由于汽油黏性小,蒸发快,可以在气缸外部与空气形成均匀的混合气,然后将混合气吸入气缸,或用汽油喷射系统将汽油喷入气缸,使气体膨胀做功。汽油机的缺点是热效率低于柴油机,泊耗较高,点火系统比柴油机复杂,可靠性和维修的方便性也不如柴油机。
参考资料来源:百度百科-汽油发动机
参考资料来源:百度百科-四冲程柴油机
进气行程
进入汽缸的工质是纯空气。发动机的气缸体性能由于柴油机进气系统阻力较小,进气终点压力pa= (0.85~0.95)p0,比汽油机高。进气终点温度Ta=300~340K,比汽油机低。
压缩行程
由于压缩的工质是纯空气,因此柴油机的压缩比比汽油机高(一般为ε=16~22)。压缩终点的压力为3 000~5 000kPa,压缩终点的温度为750~1 000K,大大超过柴油的自燃温度(约520K)。
做功行程
当压缩行程接近终了时,在高压油泵作用下,将柴油以10MPa左右的高压通过喷油器喷入汽缸燃烧室中,在很短的时间内与空气混合后立即自行发火燃烧。汽缸内气体的压力急速上升,最高达5 000~9 000kPa,最高温度达1 800~2 000K。由于柴油机是靠压缩自行着火燃烧,故称柴油机为压燃式发动机。
排气行程
柴油机的排气与汽油机基本相同,只是排气温度比汽油机低。一般Tr=700~900K。对于单缸发动机来说,其转速不均匀,发动机工作不平稳,振动大。这是因为四个行程中只有一个行程是做功的,其他三个行程是消耗动力为做功做准备的行程。为了解决这个问题,飞轮必须具有足够大的转动惯量,这样又会导致整个发动机质量和尺寸增加。采用多缸发动机可以弥补上述不足。柴油发动机共轨技术现代汽车用多采用四缸、六缸和八缸发动机。
汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气,在进气行程被吸入汽缸,混合气经压缩点火燃烧而产生热能,高温高压的气体作用于活塞顶部,推动活塞作往复直线运动,通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机在进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程内完成一个工作循环。
进气行程(intake stroke)
活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时进气门开启,排气门关闭,曲轴转动180°。在活塞移动过程中,汽缸容积逐渐增大,汽缸内气体压力从pr逐渐降低到pa,汽缸内形成一定的真空度,空气和汽油的混合气通过进气门被吸入汽缸,并在汽缸内进一步混合形成可燃混合气。由于进气系统存在阻力,进气终点(图中a 点)汽缸内气体压力小于大气压力0 p ,即pa= (0.80~0.90) 0 p 。进入汽缸内的可燃混合气的温度,由于进气管、汽缸壁、活塞顶、气门和燃烧室壁等高温零件的 四冲程发动机
加热以及与残余废气的混合而升高到340~400K。
压缩行程(compression stroke)
压缩行程时,进、排气门同时关闭。活塞从下止点向上止点运动,曲轴转动180°。活塞上移时,工作容积逐渐缩小,缸内混合气受压缩后压力和温度不断升高,到达压缩终点时,其压力pc可达800~2 000kPa,温度达600~750K。在示功图上,压缩行程为曲线a~c。
做功行程(power stroke)
当活塞接近上止点时,由火花塞点燃可燃混合气,混合气燃烧释放出大量的热能,使汽缸内气体的压力和温度迅速提高。燃烧最高压力pZ达3 000~6 000kPa,温度TZ达2 200~2 800K。高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动,并通过曲柄连杆机构对外输出机械能。随着活塞下移,汽缸容积增加,柴油的主要性能气体压力和温度逐渐下降,到达b 点时,其压力降至300~500kPa,温度降至1 200~1 500K。在做功行程,进气门、排气门均关闭,曲轴转动180°。在示功图上,做功行程为曲线c-Z-b。
排气行程(exhaust stroke)
排气行程时,排气门开启,进气门仍然关闭,活塞从下止点向上止点运动,曲轴转动180°。排气门开启时,燃烧后的废气一方面在汽缸内外压差作用下向缸外排出,另一方面通过活塞的排挤作用向缸外排气。由于排气系统的阻力作用,排气终点r 点的压力稍高于大气压力,即pr=(1.05~1.20)p0。排气终点温度Tr=900~1100K。活塞运动到上止点时,燃烧室中仍留有一定容积的废气无法排出,这部分废气叫残余废气。
四冲程汽车发动机的结构构造是什么样子?
(1) 进气行程。曲轴带动活塞从上止点向下止点运动,此时,进气门开启,排气门关闭。活塞移动过程中,气缸内容积逐渐增大,形成真空度,于是可燃混合气通过进气门被吸入气缸,直至活塞到达下止点,进气门关闭时结束。
由于进气系统存在进气阻力,进气终了时气缸内气体压力低于大气压力,约为0.075MPa~0.09MPa。由于气缸壁、活塞等高温件及上一循环留下的高温残余废气的加热,气体温度升高到370K~440K。
(2) 压缩行程。进气行程结束时,活塞在曲轴的带动下,从下止点向上止点运动,气缸内容积逐渐减小。此时进、排气门均关闭,可燃混合气被压缩,至活塞到达上止点时压缩结束。压缩过程中,气体压力和温度同时升高,并使混合气进一步均匀混合,压缩终了时,气缸内的压力约为0.6MPa~1.2MPa,温度约为600K~800K。
(3) 作功行程。在压缩行程末,火花塞产生电火花点燃混合气,并迅速燃烧,使气体的温度、压力迅速升高,从而推动活塞从上止点向下止点运动,通过连杆使曲轴旋转作功,至活塞到达下止点时作功结束。
作功开始时气缸内气体压力、温度急剧上升,瞬间压力可达3MPa~5MPa,瞬时温度可达2200K~2800K。
(4) 排气行程。在作功行程接近终了时,排气门打开,进气门关闭,曲轴通过连杆推动活塞从下止点向上止点运动。废气在自身剩余压力和在活塞推动下,被排出气缸,至活塞到达上止点时,排气门关闭,排气结束。因排气系统存在排气阻力,排气冲程终了时,气缸内压力略高于大气压力,约为0.105MPa~0.115MPa,温度约为900K~1200K。
汽油机发动机的工作原理:将化学能转化为机械能的机器,它的转化过程实际上就是工作循环的过程,简单来说就是是通过燃烧气缸内的燃料,产生动能,驱动发动机气缸内的活塞往复的运动,由此带动连在活塞上的连杆和与连杆相连的曲柄,围绕曲轴中心作往复的圆周运动,而输出动力的。
1、喷射的方式不同。
柴油发动机(除直喷发动机)是将柴油与燃料混合后进入气缸。使得柴油发动机的输出扭矩都会比车辆用柴油机大。大扭矩不会影响车速,但会影响车的瞬间加速,和负载能力。
而汽油机发动机是直接将柴油喷入已经充满压缩空气的气缸。
2、点火方式不同。
柴油发动机是通过压缩自燃点火,燃料依靠汽缸内空气压缩产生的热量引燃,也就是空气压缩会升高温度,当压缩空气的温度高于柴油的燃点时柴油就会燃烧。
而汽油机发动机需要火花塞点燃混合气体。
3、压缩比不同。
柴油发动机的压缩比较汽油机发动机的要大,因此它的膨胀比和热效率比较高,油耗比汽油机发动机要低。
参考资料来源:百度百科-柴油发动机
百度百科-汽油发动机
柴油机是靠气缸内的压力压缩柴油来点燃柴油
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