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什么叫發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)?上止點(diǎn),下止點(diǎn)?
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問(wèn)
提問(wèn)者:網(wǎng)友
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2017-07-12
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四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)是按進(jìn)氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程的順序不斷循環(huán)反復(fù)的。由于曲軸的旋轉(zhuǎn),
活塞
從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),這時(shí)排氣門(mén)關(guān)閉,進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)。進(jìn)氣過(guò)程開(kāi)始時(shí),活塞位于上止點(diǎn),
氣缸
內(nèi)殘存有上一循環(huán)未排凈的廢氣,因此,氣缸內(nèi)的壓力稍高于大氣壓力。隨著活塞下移,氣缸內(nèi)容積增大,壓力減小,當(dāng)壓力低于大氣壓時(shí),在氣缸內(nèi)產(chǎn)生真空吸力,空氣經(jīng)空氣濾清器并與化油器供給的汽油混合成可燃混合氣,通過(guò)進(jìn)氣門(mén)被吸入氣缸,直至活塞向下運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)。在進(jìn)氣過(guò)程中,受空氣濾清器、化油器、進(jìn)氣管道、進(jìn)氣門(mén)等阻力影響,進(jìn)氣終了時(shí),氣缸內(nèi)氣體壓力略低于大氣壓,約為0.075~0.09MPa,同時(shí)受到殘余廢氣和高溫機(jī)件加熱的影響,溫度達(dá)到370~400K。實(shí)際汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門(mén)是在活塞到達(dá)上止點(diǎn)之前打開(kāi),并且延遲到下止點(diǎn)之后關(guān)閉,以便吸入更多的可燃混合氣。曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn),活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),這時(shí)進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都關(guān)閉,氣缸內(nèi)成為封閉容積,可燃混合氣受到壓縮,壓力和溫度不斷升高,當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)壓縮行程結(jié)束。此時(shí)氣體的壓力和溫度主要隨壓縮比的大小而定,可燃混合氣壓力可達(dá)0.6~1.2MPa,溫度可達(dá)600~700K。 壓縮比越大,壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)的壓力和溫度越高,則燃燒速度越快,發(fā)動(dòng)機(jī)功率也越大。但壓縮比太高,容易引起爆燃。所謂爆燃就是由于氣體壓力和溫度過(guò)高,可燃混合氣在沒(méi)有點(diǎn)燃的情況下自行燃燒,且火焰以高于正常燃燒數(shù)倍的速度向外傳播,造成尖銳的敲缸聲。會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱,功率下降,汽油消耗量增加以及機(jī)件損壞。輕微爆燃是允許的,但強(qiáng)烈爆燃對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)是很有害的,汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比一般為ε=6~10。作功行程包括燃燒過(guò)程和膨脹過(guò)程,在這一行程中,進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)仍然保持關(guān)閉。當(dāng)活塞位于壓縮行程接近上止點(diǎn)(即點(diǎn)火提前角)位置時(shí),火花塞產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃可燃混合氣,可燃混合氣燃燒后放出大量的熱使氣缸內(nèi)氣體溫度和壓力急劇升高,最高壓力可達(dá)3~5MPa,最高溫度可達(dá)2200~2800K,高溫高壓氣體膨脹,推動(dòng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),通過(guò)連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)并輸出機(jī)械功,除了用于維持發(fā)動(dòng)機(jī)本身繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)外,其余用于對(duì)外作功。隨著活塞向下運(yùn)動(dòng),氣缸內(nèi)容積增加,氣體壓力和溫度降低,當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí),作功行程結(jié)束,氣體壓力降低到0.3~0.5MPa,氣體溫度降低到1300~1600K。可燃混合氣在氣缸內(nèi)燃燒后生成的廢氣必須從氣缸中排出去以便進(jìn)行下一個(gè)進(jìn)氣行程。當(dāng)作功接近終了時(shí),排氣門(mén)開(kāi)啟,進(jìn)氣門(mén)仍然關(guān)閉,靠廢氣的壓力先進(jìn)行自由排氣,活塞到達(dá)下止點(diǎn)再向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),繼續(xù)把廢氣強(qiáng)制排出到大氣中去,活塞越過(guò)上止點(diǎn)后,排氣門(mén)關(guān)閉,排氣行程結(jié)束。實(shí)際汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣行程也是排氣門(mén)提前打開(kāi),延遲關(guān)閉,以便排出更多的廢氣。由于燃燒室容積的存在,不可能將廢氣全部排出氣缸。受排氣阻力的影響,排氣終止時(shí),氣體壓力仍高于大氣壓力,約為0.105~0.115MPa,溫度約為900~1200K。 曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn),活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),又開(kāi)始了下一個(gè)新的循環(huán)過(guò)程。可見(jiàn)四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán),這期間活塞在上、下止點(diǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)了四個(gè)沖程,相應(yīng)地曲軸旋轉(zhuǎn)了兩圈。
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