湖南萬(wàn)通汽修學(xué)校汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)原理

1、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)原理湖南萬(wàn)通汽修學(xué)校汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理現(xiàn)在讓我們了解下發(fā)動(dòng)機(jī)是怎樣工作的吧。首先我們就以單缸為例，介紹下四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理。我們已經(jīng)知道，發(fā)動(dòng)機(jī)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器，它的轉(zhuǎn)化過(guò)程實(shí)際上就是工作循環(huán)的過(guò)程，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是是通過(guò)燃燒氣缸內(nèi)的燃料，產(chǎn)生動(dòng)能，驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的活塞往復(fù)的運(yùn)動(dòng)，由此帶動(dòng)連在活塞上的連桿和與連桿相連的曲柄，圍繞曲軸中心作往復(fù)的圓周運(yùn)動(dòng)，而輸出動(dòng)力的。四缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)在，我們分析一下這個(gè)過(guò)程：一個(gè)工作循環(huán)包括有四個(gè)活塞行程（所謂活塞行程就是指活塞由上止點(diǎn)到下止點(diǎn)之間的距離的過(guò)程）：進(jìn)氣行程、壓縮行程、膨脹行程（作功行程）和排氣行程。進(jìn)氣行程在這個(gè)過(guò)

2、程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟，排氣門(mén)關(guān)閉。隨著活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)，活塞上方的氣缸容積增大，從而使氣缸內(nèi)的壓力將到大氣壓力以下，即在氣缸內(nèi)造成真空吸力，這樣空氣便經(jīng)由進(jìn)氣管道和進(jìn)氣門(mén)被吸入氣缸，同時(shí)噴油嘴噴出霧化的汽油與空氣充分混合。在進(jìn)氣終了時(shí)，氣缸內(nèi)的氣體壓力約為0.0750.09MPa。而此時(shí)氣缸內(nèi)的可燃混合氣的溫度已經(jīng)升高到370-400K。壓縮行程為使吸入氣缸的可燃混合氣能迅速燃燒，以產(chǎn)生較大的壓力，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出較大功率，必須在燃燒前將可燃混合氣壓縮，使其容積縮小、密度加大、溫度升高，即需要有壓縮過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，進(jìn)、排氣門(mén)全部關(guān)閉，曲軸推動(dòng)活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)一個(gè)行程，即

3、壓縮行程。此時(shí)混合氣壓力會(huì)增加到，溫度可達(dá)600-700K。在這個(gè)行程中有個(gè)很重要的概念，就是壓縮比。所謂壓縮比，就是壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比。一般壓縮比越大，在壓縮終了時(shí)混合氣的壓力和溫度便愈高，燃燒速度也愈快，因而發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率愈大，經(jīng)濟(jì)性愈好。一般轎車(chē)的壓縮比在8-10之間，不過(guò)現(xiàn)在最新上市的Polo就達(dá)到了10.5。暴燃是由于氣體壓力和溫度過(guò)高，在燃燒室內(nèi)離點(diǎn)燃中心較遠(yuǎn)處的末端可燃混合氣自燃而造成的一種不正常燃燒。暴燃時(shí)火焰以極高的速率向外傳播，甚至在氣體來(lái)不及膨脹的情況下，溫度和壓力急劇升高，形成壓力波，以聲速向前推進(jìn)。當(dāng)這種壓力波撞擊燃燒室壁是就發(fā)出尖銳的

4、敲缸聲。同時(shí)，還會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。嚴(yán)重暴燃是甚至?xí)斐蓺忾T(mén)燒毀、軸瓦破裂、火花塞絕緣體被擊穿等機(jī)件損壞現(xiàn)象。除了暴燃，過(guò)高壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)還可能要面對(duì)另一個(gè)問(wèn)題：表面點(diǎn)火。這是由于缸內(nèi)熾熱表面與熾熱處（如排氣門(mén)頭，火花塞電極，積炭處）點(diǎn)燃混合氣產(chǎn)生的另一種不正常燃燒（也稱(chēng)作熾熱點(diǎn)火或早燃）。表面點(diǎn)火發(fā)生時(shí)，也伴有強(qiáng)烈的敲缸聲（較沉悶），產(chǎn)生的高壓會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加，降低壽命。膨脹行程（作功行程）在這個(gè)過(guò)程中，進(jìn)、排氣門(mén)仍舊關(guān)閉。當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，火花塞發(fā)出電火花，點(diǎn)燃被壓縮的可燃混合氣。可燃混合氣被燃燒后，放出大量的熱能，此時(shí)燃?xì)獾膲毫蜏囟妊杆僭黾印?/p>

5、其所能達(dá)到的最大壓力可達(dá)3-5MPa,相應(yīng)的溫度則高達(dá)2200-2800K。高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿使曲柄旋轉(zhuǎn)并輸出機(jī)械能，除了維持發(fā)動(dòng)機(jī)本身繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)外，其余即用于對(duì)外做功。在活塞的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，氣缸內(nèi)容積增加，氣體壓力和溫度都迅速下降，在此行程終了時(shí)，壓力降至，溫度則為1300-1600K。排氣行程當(dāng)膨脹行程（作功行程）接近終了時(shí)，排球門(mén)開(kāi)啟，考廢氣的壓力進(jìn)行自由排氣，活塞到達(dá)下止點(diǎn)后再向上止點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，強(qiáng)制降廢氣強(qiáng)制排到大氣中，這就是排氣行程。在此行程中，氣缸內(nèi)壓力稍微高于大氣壓力，約為。當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)附近時(shí)，排氣行程結(jié)束，此時(shí)的廢氣溫度約為900-1200K。由

6、此，我們已經(jīng)介紹完了發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)，這期間活塞在上、下止點(diǎn)間往復(fù)移動(dòng)了四個(gè)行程，相應(yīng)地曲軸旋轉(zhuǎn)了兩周。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程其實(shí)跟汽油發(fā)動(dòng)機(jī)一樣的，每個(gè)工作循環(huán)也經(jīng)歷進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)行程。但由于柴油機(jī)用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸發(fā)，而其自燃溫度卻較汽油低，因此可燃混合氣的形成及點(diǎn)火方式都與汽油機(jī)不同。柴油機(jī)在進(jìn)氣行程中吸入的是純空氣。在壓縮行程接近終了時(shí)，柴油經(jīng)噴油泵將油壓提高到10MPa以上，通過(guò)噴油器噴入氣缸，在很短時(shí)間內(nèi)與壓縮后的高溫空氣混合，形成可燃混合氣。由于柴油機(jī)壓縮比高（一般為16-22），所以壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)空氣壓力可達(dá)，同時(shí)溫度高達(dá)7

7、50-1000K（而汽油機(jī)在此時(shí)的混合氣壓力會(huì)為，溫度達(dá)600-700K），大大超過(guò)柴油的自燃溫度。因此柴油在噴入氣缸后，在很短時(shí)間內(nèi)與空氣混合后便立即自行發(fā)火燃燒。氣缸內(nèi)的氣壓急速上升到6-9MPa，溫度也升到2000-2500K。在高壓氣體推動(dòng)下，活塞向下運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)而作功，廢氣同樣經(jīng)排氣管排入大氣中。普通柴油機(jī)的是由發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸驅(qū)動(dòng)，借助于高壓油泵將柴油輸送到各缸燃油室。這種供油方式要隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化，做不到各種轉(zhuǎn)速下的最佳供油量。而現(xiàn)在已經(jīng)愈來(lái)愈普遍采用的電控柴油機(jī)的共軌噴射式系統(tǒng)可以較好解決了這個(gè)問(wèn)題。共軌噴射式供油系統(tǒng)由高壓油泵、公共供油管、噴油器、電控單元（ECU）和一些管道壓力傳感器組成，系統(tǒng)中的每一個(gè)噴油器通過(guò)各自的高壓油管與公共供油管相連，公共供油管對(duì)噴油器起到液力蓄壓作用。工作時(shí)，高壓油泵以高壓將燃油輸送到公共供油管，高壓油泵、壓力傳感器和ECU組成閉環(huán)工作，對(duì)公共供油管內(nèi)的油壓實(shí)現(xiàn)精確控制，徹底改變了供油壓力隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的現(xiàn)象。其主要特點(diǎn)有以下三個(gè)方面：1、噴油正時(shí)與燃油計(jì)量完全分開(kāi)，噴油壓力和噴油過(guò)程由ECU適時(shí)控制。2、可依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況去調(diào)整各缸噴油壓力，噴油始點(diǎn)、持續(xù)時(shí)間，從而追求噴油的最佳控制點(diǎn)。3、能實(shí)現(xiàn)很高的噴油壓力，并能實(shí)現(xiàn)柴油的預(yù)噴射。相比起汽油機(jī)，柴油機(jī)具有燃油消耗率低（平均比汽油機(jī)低30），而且柴油