內(nèi)燃機(jī)活塞機(jī)械疲勞損傷與可靠性研究

內(nèi)燃機(jī)活塞機(jī)械疲勞損傷與可靠性研究一、本文概述隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步和汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力源的核心部件，其性能與可靠性對整車的運(yùn)行效率和使用壽命具有決定性的影響。活塞作為內(nèi)燃機(jī)的關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)部件，承受著高溫、高壓和高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)的惡劣工作環(huán)境，因此，活塞的機(jī)械疲勞損傷與可靠性問題一直是內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。本文旨在深入探討內(nèi)燃機(jī)活塞的機(jī)械疲勞損傷機(jī)理、影響因素及提高活塞可靠性的有效方法。通過對活塞材料、結(jié)構(gòu)、制造工藝以及運(yùn)行環(huán)境等方面的綜合分析，建立活塞機(jī)械疲勞損傷的數(shù)學(xué)模型，揭示活塞在工作過程中疲勞裂紋的產(chǎn)生、擴(kuò)展和失效的整個(gè)過程。結(jié)合現(xiàn)代材料科學(xué)、斷裂力學(xué)和可靠性工程的理論和方法，提出活塞可靠性設(shè)計(jì)和評估的新思路和新方法，為活塞的優(yōu)化設(shè)計(jì)和長壽命運(yùn)行提供理論支撐和技術(shù)指導(dǎo)。本文的研究內(nèi)容不僅有助于深入理解活塞機(jī)械疲勞損傷的本質(zhì)和規(guī)律，也為活塞的可靠性提升和壽命預(yù)測提供了科學(xué)依據(jù)。本文的研究成果對于推動(dòng)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，提高整車的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性，具有重要的理論價(jià)值和工程應(yīng)用價(jià)值。二、內(nèi)燃機(jī)活塞機(jī)械疲勞損傷的原因分析內(nèi)燃機(jī)活塞的機(jī)械疲勞損傷是由多種因素共同作用的結(jié)果，其中既包括設(shè)計(jì)制造方面的因素，也包括運(yùn)行環(huán)境和使用條件的影響?；钊诟咚偻鶑?fù)運(yùn)動(dòng)中承受著巨大的壓力和溫度變化，這些復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)是引發(fā)機(jī)械疲勞損傷的主要原因?；钊脑O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)對其機(jī)械疲勞損傷有直接影響。例如，活塞的形狀、尺寸、材料選擇以及熱處理工藝等都會影響其在工作過程中的應(yīng)力分布和變形情況。不合理的設(shè)計(jì)可能導(dǎo)致活塞在受力時(shí)產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中，從而加速疲勞裂紋的形成和擴(kuò)展?；钊墓ぷ鳝h(huán)境對其機(jī)械疲勞損傷也有重要影響。內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，活塞頂部承受高溫高壓的燃?xì)鉀_擊，同時(shí)還需要承受側(cè)向壓力和摩擦力。這些復(fù)雜的受力狀態(tài)會導(dǎo)致活塞表面出現(xiàn)微裂紋，并在循環(huán)往復(fù)的應(yīng)力作用下逐漸擴(kuò)展，最終導(dǎo)致活塞失效?；钊倪\(yùn)行條件也會對其機(jī)械疲勞損傷產(chǎn)生影響。例如，內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、燃油品質(zhì)以及冷卻效果等因素都會影響活塞的工作狀態(tài)。過高的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷會導(dǎo)致活塞承受更大的應(yīng)力和溫度變化，從而加速疲勞損傷的發(fā)生。而燃油品質(zhì)不佳和冷卻效果不佳則可能導(dǎo)致活塞表面出現(xiàn)積碳和過熱現(xiàn)象，進(jìn)一步加劇機(jī)械疲勞損傷。內(nèi)燃機(jī)活塞機(jī)械疲勞損傷的原因是多方面的，既包括設(shè)計(jì)制造方面的因素，也包括運(yùn)行環(huán)境和使用條件的影響。因此，在活塞的設(shè)計(jì)和制造過程中，應(yīng)充分考慮各種因素的作用，采取合理的措施來提高活塞的抗疲勞性能和使用壽命。在使用過程中也應(yīng)注意對活塞的維護(hù)和保養(yǎng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理潛在的故障隱患，以確保內(nèi)燃機(jī)的正常運(yùn)行和安全性。三、內(nèi)燃機(jī)活塞機(jī)械疲勞損傷的研究方法內(nèi)燃機(jī)活塞機(jī)械疲勞損傷的研究是一個(gè)涉及多學(xué)科、多方法的復(fù)雜過程。為了全面、深入地理解活塞的機(jī)械疲勞損傷及其可靠性，研究者們已經(jīng)開發(fā)并應(yīng)用了多種研究方法。這些方法大致可以分為理論分析、實(shí)驗(yàn)研究、數(shù)值模擬和智能算法四大類。理論分析：理論分析是內(nèi)燃機(jī)活塞機(jī)械疲勞損傷研究的基礎(chǔ)。它主要包括疲勞損傷機(jī)理的探討、疲勞壽命預(yù)測模型的建立以及活塞材料疲勞性能的評估。通過分析活塞在工作過程中的受力情況，結(jié)合材料力學(xué)、斷裂力學(xué)等理論知識，可以揭示活塞疲勞損傷的內(nèi)在規(guī)律和影響因素。實(shí)驗(yàn)研究：實(shí)驗(yàn)研究是驗(yàn)證理論分析結(jié)果的重要手段。通過設(shè)計(jì)并開展活塞疲勞試驗(yàn)，可以直接觀測活塞在循環(huán)應(yīng)力作用下的損傷演化過程，獲取活塞的疲勞壽命數(shù)據(jù)。同時(shí)，還可以通過改變試驗(yàn)條件，如應(yīng)力水平、溫度、環(huán)境介質(zhì)等，來研究不同因素對活塞疲勞損傷的影響。數(shù)值模擬：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)值模擬在內(nèi)燃機(jī)活塞機(jī)械疲勞損傷研究中的應(yīng)用越來越廣泛。通過建立活塞的三維有限元模型，模擬活塞在工作過程中的受力情況，可以預(yù)測活塞的疲勞壽命和損傷分布。數(shù)值模擬還可以用于優(yōu)化活塞的設(shè)計(jì)方案，提高活塞的疲勞強(qiáng)度。智能算法：近年來，智能算法在內(nèi)燃機(jī)活塞機(jī)械疲勞損傷研究中也取得了顯著進(jìn)展。通過應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等智能算法，可以對活塞的疲勞壽命進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的預(yù)測。智能算法還可以用于識別活塞疲勞損傷的特征，為活塞的故障診斷和壽命預(yù)測提供有力支持。內(nèi)燃機(jī)活塞機(jī)械疲勞損傷的研究方法具有多樣性和互補(bǔ)性。通過綜合運(yùn)用這些方法，可以全面、深入地理解活塞的機(jī)械疲勞損傷及其可靠性，為內(nèi)燃機(jī)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供有力支持。四、內(nèi)燃機(jī)活塞可靠性的分析與評估內(nèi)燃機(jī)活塞的可靠性是評估其性能和使用壽命的關(guān)鍵因素?；钊诟咚佟⒏邷睾透邏旱墓ぷ鳝h(huán)境下承受巨大的機(jī)械應(yīng)力，因此，活塞的疲勞損傷與可靠性問題一直是內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)中的研究重點(diǎn)。在內(nèi)燃機(jī)活塞的可靠性分析中，通常采用有限元分析（FEA）和疲勞壽命預(yù)測模型等方法。通過有限元分析，可以精確模擬活塞在工作過程中的應(yīng)力分布和變形情況，為活塞的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供重要依據(jù)。疲勞壽命預(yù)測模型則基于材料的疲勞性能數(shù)據(jù)和活塞的應(yīng)力分析結(jié)果，預(yù)測活塞的疲勞壽命，為活塞的可靠性評估提供定量依據(jù)。除了理論分析和預(yù)測模型外，實(shí)際的內(nèi)燃機(jī)活塞可靠性評估還需要結(jié)合大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過臺架試驗(yàn)和耐久性試驗(yàn)，可以模擬活塞在實(shí)際工作中的各種工況，觀察活塞的疲勞損傷情況，驗(yàn)證理論分析的準(zhǔn)確性，并進(jìn)一步優(yōu)化活塞的設(shè)計(jì)。在評估內(nèi)燃機(jī)活塞的可靠性時(shí)，還需要考慮活塞的工作環(huán)境和使用條件。例如，活塞的冷卻效果、潤滑條件、燃燒室壓力等因素都會影響活塞的疲勞損傷和可靠性。因此，在活塞的設(shè)計(jì)和制造過程中，需要充分考慮這些因素，確?；钊诟鞣N工況下都能保持良好的可靠性和耐久性。內(nèi)燃機(jī)活塞的可靠性分析與評估是一個(gè)復(fù)雜而重要的過程。通過理論分析、預(yù)測模型、試驗(yàn)驗(yàn)證以及考慮實(shí)際工作環(huán)境和使用條件，可以全面評估活塞的可靠性，為內(nèi)燃機(jī)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供重要支持。五、內(nèi)燃機(jī)活塞機(jī)械疲勞損傷與可靠性的實(shí)驗(yàn)研究為了深入研究內(nèi)燃機(jī)活塞的機(jī)械疲勞損傷與可靠性問題，本研究采用了一系列實(shí)驗(yàn)方法，以揭示活塞在實(shí)際工作環(huán)境下的性能表現(xiàn)和失效機(jī)制。實(shí)驗(yàn)首先針對活塞材料的機(jī)械性能進(jìn)行了系統(tǒng)的測試，包括其強(qiáng)度、硬度、韌性等關(guān)鍵指標(biāo)。通過對不同材料的比較，我們確定了最適合活塞工作環(huán)境的材料類型。我們還對活塞的制造工藝進(jìn)行了優(yōu)化，以提高其整體的機(jī)械性能和使用壽命。在實(shí)驗(yàn)過程中，我們模擬了內(nèi)燃機(jī)實(shí)際工作時(shí)的各種工況，如高溫、高壓、高速運(yùn)轉(zhuǎn)等，以觀察活塞在這些條件下的性能變化。通過長期的實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析，我們發(fā)現(xiàn)活塞的機(jī)械疲勞損傷主要發(fā)生在高溫和高壓區(qū)域，且隨著工作時(shí)間的延長，疲勞損傷逐漸累積，最終導(dǎo)致活塞失效。為了評估活塞的可靠性，我們采用了加速壽命實(shí)驗(yàn)的方法。通過人為增加實(shí)驗(yàn)應(yīng)力和溫度等因素，加速活塞的疲勞損傷過程，從而在短時(shí)間內(nèi)模擬活塞的長期性能表現(xiàn)。這種方法使我們能夠更快速地獲得活塞的失效數(shù)據(jù)，進(jìn)而評估其在實(shí)際使用中的可靠性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，活塞的機(jī)械疲勞損傷與可靠性受到多種因素的影響，如材料性能、制造工藝、工作環(huán)境等。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要綜合考慮這些因素，采取有效的措施來減少活塞的機(jī)械疲勞損傷，提高其可靠性。通過本次實(shí)驗(yàn)研究，我們深入了解了內(nèi)燃機(jī)活塞的機(jī)械疲勞損傷與可靠性問題，為活塞的優(yōu)化設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用提供了重要的理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。六、內(nèi)燃機(jī)活塞機(jī)械疲勞損傷與可靠性的改善措施內(nèi)燃機(jī)活塞的機(jī)械疲勞損傷和可靠性問題對于發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能和使用壽命具有重要影響。為了改善活塞的機(jī)械疲勞損傷和提高其可靠性，以下是一些有效的改善措施：材料優(yōu)化：選擇高強(qiáng)度、高耐磨、高熱導(dǎo)率的活塞材料，如鋁合金、鑄鐵或復(fù)合材料，以提高活塞的承載能力和耐久性。同時(shí)，對材料進(jìn)行合理的熱處理，以優(yōu)化其微觀結(jié)構(gòu)，提高材料的力學(xué)性能和抗疲勞性能。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)：優(yōu)化活塞的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少應(yīng)力集中區(qū)域，降低活塞在工作過程中受到的交變應(yīng)力。例如，可以通過改進(jìn)活塞的冷卻通道設(shè)計(jì)，提高活塞的散熱能力，減少熱應(yīng)力。還可以優(yōu)化活塞裙部的形狀和尺寸，以降低摩擦力和磨損。制造工藝提升：采用先進(jìn)的制造工藝，如精密鑄造、數(shù)控加工等，提高活塞的加工精度和表面質(zhì)量。同時(shí)，對活塞進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，確保每個(gè)活塞都符合設(shè)計(jì)要求，提高整批活塞的可靠性。潤滑和冷卻系統(tǒng)改進(jìn)：優(yōu)化活塞的潤滑和冷卻系統(tǒng)，確?；钊诠ぷ鬟^程中得到充分的潤滑和冷卻。通過改進(jìn)潤滑油的選擇和使用，降低活塞與缸套的摩擦系數(shù)，減少磨損。同時(shí)，優(yōu)化冷卻系統(tǒng)的布局和設(shè)計(jì)，提高活塞的散熱效率，降低熱應(yīng)力。定期維護(hù)和檢修：建立活塞的定期維護(hù)和檢修制度，對活塞進(jìn)行定期的檢查、清潔和更換。通過對活塞的維護(hù)和檢修，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在的疲勞損傷和可靠性問題，延長活塞的使用壽命。通過材料優(yōu)化、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)、制造工藝提升、潤滑和冷卻系統(tǒng)改進(jìn)以及定期維護(hù)和檢修等措施，可以有效改善內(nèi)燃機(jī)活塞的機(jī)械疲勞損傷和提高其可靠性。這將有助于提高發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能和使用壽命，降低維修成本和維護(hù)成本，為內(nèi)燃機(jī)的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。七、結(jié)論與展望本研究對內(nèi)燃機(jī)活塞的機(jī)械疲勞損傷與可靠性進(jìn)行了深入探討，通過分析活塞的工作環(huán)境、受力狀況、材料特性以及疲勞損傷機(jī)制，得到了一系列重要的結(jié)論。這些結(jié)論不僅為我們理解活塞的機(jī)械疲勞損傷提供了新的視角，也為活塞的設(shè)計(jì)和制造提供了有益的參考。本研究發(fā)現(xiàn)活塞的機(jī)械疲勞損傷與工作環(huán)境密切相關(guān)。高溫、高壓以及交變應(yīng)力的共同作用，使得活塞容易發(fā)生疲勞裂紋和斷裂。因此，在活塞的設(shè)計(jì)和制造過程中，應(yīng)充分考慮這些因素，以提高活塞的耐疲勞性能。活塞的材料特性對其機(jī)械疲勞損傷也有顯著影響。通過對比不同材料的活塞，我們發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)度、高韌性的材料能夠顯著提高活塞的抗疲勞性能。因此，在選擇活塞材料時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮其力學(xué)性能和耐疲勞性能。本研究還發(fā)現(xiàn)活塞的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對其機(jī)械疲勞損傷也有重要影響。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以優(yōu)化活塞的受力狀況，降低應(yīng)力集中現(xiàn)象，從而提高活塞的耐疲勞性能。因此，在活塞的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)注重結(jié)構(gòu)的合理性和優(yōu)化?；钊牧系难芯浚弘S著新材料技術(shù)的不斷發(fā)展，我們應(yīng)繼續(xù)探索具有更高強(qiáng)度、更高韌性、更低熱膨脹系數(shù)的新型活塞材料，以提高活塞的耐疲勞性能和使用壽命?；钊Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化：通過先進(jìn)的數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證手段，我們可以進(jìn)一步優(yōu)化活塞的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，降低應(yīng)力集中現(xiàn)象，提高活塞的可靠性和耐久性?；钊闹圃旃に囇芯浚夯钊闹圃旃に噷ζ錂C(jī)械性能和使用壽命也有重要影響。因此，我們應(yīng)深入研究活塞的制造工藝，探索更加先進(jìn)、更加高效的制造方法，以提高活塞的質(zhì)量和性能。內(nèi)燃機(jī)活塞的機(jī)械疲勞損傷與可靠性研究是一個(gè)復(fù)雜而重要的課題。通過深入研究活塞的工作環(huán)境、受力狀況、材料特性以及疲勞損傷機(jī)制，我們可以不斷提高活塞的耐疲勞性能和使用壽命，為內(nèi)燃機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行和高效工作提供有力保障。參考資料：在現(xiàn)代工業(yè)的多樣性和復(fù)雜性中，內(nèi)燃機(jī)活塞的材料及其相關(guān)技術(shù)是不可或缺的一環(huán)。內(nèi)燃機(jī)活塞是發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件，其性能和穩(wěn)定性直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能。因此，選擇合適的活塞材料以及應(yīng)用相關(guān)的制造技術(shù)，對于提高內(nèi)燃機(jī)的效率和耐久性至關(guān)重要。金屬材料：金屬材料因其高強(qiáng)度和良好的耐熱性，是活塞制造的首選。常見的金屬材料包括鋁合金、鑄鐵和鈦合金等。鋁合金輕巧，熱傳導(dǎo)性好，適用于高速發(fā)動(dòng)機(jī)；鑄鐵熱容量大，抗磨損性能好，適用于長時(shí)間運(yùn)行的低速發(fā)動(dòng)機(jī)；鈦合金則因其高強(qiáng)度和輕量化的特性，對提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能有很大幫助。非金屬材料：非金屬材料如復(fù)合材料和塑料，也開始在活塞制造中得到應(yīng)用。這些材料可以降低活塞的重量，提高內(nèi)燃機(jī)的燃油效率。復(fù)合材料活塞具有優(yōu)異的耐熱性和強(qiáng)度，塑料活塞則具有良好的抗腐蝕性和低摩擦系數(shù)。鑄造技術(shù)：鑄造技術(shù)是活塞制造的主要技術(shù)之一。根據(jù)選用的材料不同，鑄造技術(shù)可分為鋁合金鑄造、鑄鐵鑄造等。鑄造出的活塞形狀復(fù)雜，能夠滿足各種工作需求。鍛造技術(shù)：鍛造技術(shù)是通過高溫高壓將金屬材料鍛造成型。與鑄造相比，鍛造技術(shù)制造出的活塞強(qiáng)度更高，性能更好。表面處理技術(shù)：為了提高活塞的耐磨性和耐腐蝕性，通常會對活塞進(jìn)行表面處理。常見的表面處理技術(shù)包括噴涂、滲碳淬火、鍍鉻等。隨著科技的進(jìn)步和環(huán)保要求的提高，活塞材料及其相關(guān)技術(shù)也在不斷發(fā)展。未來，輕量化、高性能、低摩擦和環(huán)保的材料和技術(shù)將成為活塞制造的重要發(fā)展方向。例如，新型陶瓷材料、復(fù)合材料等高性能非金屬材料的應(yīng)用將得到更廣泛的推廣；3D打印等新型制造技術(shù)也將為活塞的制造帶來更多的可能性。隨著排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，對活塞材料的環(huán)保性能要求也越來越高，如低碳化、無鉛化等?？偨Y(jié)來說，內(nèi)燃機(jī)活塞材料及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展對于提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、降低油耗、減少排放具有重要意義。在未來，我們期待活塞材料和制造技術(shù)能不斷創(chuàng)新發(fā)展，以更好地滿足社會和經(jīng)濟(jì)的需要。往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)是指活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的活塞式內(nèi)燃機(jī)。這種內(nèi)燃機(jī)具有效率高、體積小、質(zhì)量輕和功率大等一系列優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在技術(shù)比較成熟，被極其廣泛地用作汽車動(dòng)力。往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的工作腔稱作氣缸，氣缸內(nèi)表面為圓柱形。在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞通過活塞銷與連桿的一端鉸接，連桿的另一端則與曲軸相連，構(gòu)成曲柄連桿機(jī)構(gòu)。因此，當(dāng)活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，連桿便推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，或者相反。同時(shí)，工作腔的容積也在不斷的由最小變到最大，再由最大變到最小，如此循環(huán)不已。氣缸的頂端用氣缸蓋封閉。在氣缸蓋上裝有進(jìn)氣門和排氣門，進(jìn)、排氣門是頭朝下尾朝上倒掛在氣缸頂端的。通過進(jìn)、排氣門的開閉實(shí)現(xiàn)向氣缸內(nèi)充氣和向氣缸外排氣。進(jìn)、排氣門的開閉由凸輪軸控制。凸輪軸由曲軸通過齒形帶或齒輪或鏈條驅(qū)動(dòng)。進(jìn)、排氣門和凸輪軸以及其他一些零件共同組成配氣機(jī)構(gòu)。通常稱這種結(jié)構(gòu)形式的配氣機(jī)構(gòu)為頂置氣門配氣機(jī)構(gòu)。現(xiàn)代汽車內(nèi)燃機(jī)無一例外地都采用頂置氣門配氣機(jī)構(gòu)。構(gòu)成氣缸的零件稱作氣缸體，支承曲軸的零件稱作曲軸箱，氣缸體與曲軸箱的連鑄體稱作機(jī)體?；钊絻?nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)是由進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣等四個(gè)工作過程組成的封閉過程。周而復(fù)始地進(jìn)行這些過程，內(nèi)燃機(jī)才能持續(xù)地作功活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)處為上止點(diǎn)；活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處為下止點(diǎn)。在上、下止點(diǎn)處，活塞的運(yùn)動(dòng)速度為零。上、下止點(diǎn)間的距離S稱為活塞行程。曲軸的回轉(zhuǎn)半徑R稱為曲柄半徑。顯然，曲軸每回轉(zhuǎn)一周，活塞移動(dòng)兩個(gè)活塞行程。對于氣缸中心線通過曲軸回轉(zhuǎn)中心的內(nèi)燃機(jī)，其S=2R?；钊挥谏现裹c(diǎn)時(shí)，活塞頂面以上氣缸蓋底面以下所形成的空間稱為燃燒室，其容積稱為燃燒室容積，也叫壓縮容積。氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比稱為壓縮比e。壓縮比的大小表示活塞由下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)的氣體被壓縮的程度。壓縮比越大，壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)的氣體壓力和溫度就越高。?內(nèi)燃機(jī)在某一時(shí)刻的運(yùn)行狀況簡稱工況，以該時(shí)刻內(nèi)燃機(jī)輸出的有效功率和曲軸轉(zhuǎn)速表示。曲軸轉(zhuǎn)速即為內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速。內(nèi)燃機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下發(fā)出的有效功率與相同轉(zhuǎn)速下所能發(fā)出的最大有效功率的比值稱為負(fù)荷率，以百分?jǐn)?shù)表示。負(fù)荷率通常簡稱負(fù)荷。四沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)在四個(gè)活塞行程內(nèi)完成進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣等四個(gè)過程，即在一個(gè)活塞行程內(nèi)只進(jìn)行一個(gè)過程。因此，活塞行程可分別用四個(gè)過程命名?；钊谇S的帶動(dòng)下由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)。此時(shí)排氣門關(guān)閉，進(jìn)氣門開啟。在活塞移動(dòng)過程中，氣缸容積逐漸增大，氣缸內(nèi)形成一定的真空度?？諝夂推偷幕旌衔锿ㄟ^進(jìn)氣門被吸入氣缸，并在氣缸內(nèi)進(jìn)一步混合形成可燃混合氣。??進(jìn)氣沖程結(jié)束后，曲軸繼續(xù)帶動(dòng)活塞由下止點(diǎn)移至上止點(diǎn)。這時(shí)，進(jìn)、排氣門均關(guān)閉。隨著活塞移動(dòng)，氣缸容積不斷減小，氣缸內(nèi)的混合氣被壓縮，其壓力和溫度同時(shí)升高。壓縮沖程結(jié)束時(shí)，安裝在氣缸蓋上的火花塞產(chǎn)生電火花，將氣缸內(nèi)的可燃混合氣點(diǎn)燃，火焰迅速傳遍整個(gè)燃燒室，同時(shí)放出大量的熱能。燃燒氣體的體積急劇膨脹，壓力和溫度迅速升高。在氣體壓力的作用下，活塞由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)，并通過連桿推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)作功。這時(shí)，進(jìn)、排氣門仍舊關(guān)閉。??排氣沖程開始，排氣門開啟，進(jìn)氣門仍然關(guān)閉，曲軸通過連桿帶動(dòng)活塞由下止點(diǎn)移至上止點(diǎn)，此時(shí)膨脹過后的燃燒氣體(或稱廢氣)在其自身剩余壓力和在活塞的推動(dòng)下，經(jīng)排氣門排出氣缸之外。當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，排氣行程結(jié)束，排氣門關(guān)閉。四沖程柴油機(jī)的工作循環(huán)同樣包括進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣等四個(gè)過程，在各個(gè)活塞行程中，進(jìn)、排氣門的開閉和曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)與汽油機(jī)完全相同。只是由于柴油和汽油的使用性能不同，使柴油機(jī)和汽油機(jī)在混合氣形成方法及著火方式上有著根本的差別。在壓縮行程結(jié)束時(shí)，噴油泵將柴油泵入噴油器，并通過噴油器噴入燃燒室。因?yàn)閲娪蛪毫芨撸瑖娍字睆胶苄?，所以噴出的柴油呈?xì)霧狀。細(xì)微的油滴在熾熱的空氣中迅速蒸發(fā)汽化，并借助于空氣的運(yùn)動(dòng)，迅速與空氣混合形成可燃混合氣。由于氣缸內(nèi)的溫度遠(yuǎn)高于柴油的自燃點(diǎn)，因此柴油隨即自行著火燃燒。燃燒氣體的壓力、溫度迅速升高，體積急劇膨脹。在氣體壓力的作用下，活塞推動(dòng)連桿，連桿推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)作功。排氣行程開始，排氣門開啟，進(jìn)氣門仍然關(guān)閉，燃燒后的廢氣排出氣缸。二沖程內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)是在兩個(gè)活塞行程即曲軸旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間內(nèi)完成的。在四沖程內(nèi)燃機(jī)中，常把排氣過程和進(jìn)氣過程合稱為換氣過程。在二沖程內(nèi)燃機(jī)中換氣過程是指廢氣從氣缸內(nèi)被新氣掃除并取代的過程。這兩種內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)的不同之處主要在于換氣過程。當(dāng)活塞還處于下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣孔被活塞關(guān)閉，排氣孔和掃氣孔開啟。這時(shí)曲軸箱內(nèi)的可燃混合氣經(jīng)掃氣孔進(jìn)入氣缸，掃除其中的廢氣。隨著活塞向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，活塞頭部首先將掃氣孔關(guān)閉，掃氣終止。但此時(shí)排氣孔尚未關(guān)閉，仍有部分廢氣和可燃混合氣經(jīng)排氣孔繼續(xù)排出，稱其為額外排氣。當(dāng)活塞將排氣孔也關(guān)閉之后，氣缸內(nèi)的可燃混合氣開始被壓縮。直至活塞到達(dá)上止點(diǎn)，壓縮過程結(jié)束。在壓縮過程終了時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花，將氣缸內(nèi)的可燃混合氣點(diǎn)燃。燃燒氣體膨脹作功。此時(shí)排氣孔和掃氣孔均被活塞關(guān)閉，惟有進(jìn)氣孔仍然開啟?？諝夂推徒?jīng)進(jìn)氣孔繼續(xù)流入曲軸箱，直至活塞裙部將進(jìn)氣孔關(guān)閉為止。隨著活塞繼續(xù)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，曲軸箱容積不斷縮小，其中的混合氣被預(yù)壓縮。此后，活塞頭部先將排氣孔開啟，膨脹后的燃燒氣體已成廢氣，經(jīng)排氣孔排出。至此作功過程結(jié)束，開始先期排氣。隨后活塞又將掃氣孔開啟，經(jīng)過預(yù)壓縮的可燃混合氣從曲軸箱經(jīng)掃氣孔進(jìn)入氣缸，掃除其中的廢氣，開始掃氣過程。這一過程將持續(xù)到下一個(gè)活塞行程中掃氣孔被關(guān)閉時(shí)為止。當(dāng)活塞還處于下止點(diǎn)位置時(shí)，進(jìn)氣孔和排氣門均已開啟。掃氣泵將純凈的空氣增壓到12～14MPa后，經(jīng)空氣室和進(jìn)氣孔送入氣缸，掃除其中的廢氣。廢氣經(jīng)氣缸頂部的排氣門排出。當(dāng)活塞上移將進(jìn)氣孔關(guān)閉的同時(shí)，排氣門也關(guān)閉，進(jìn)入氣缸內(nèi)的空氣開始被壓縮?；钊\(yùn)動(dòng)至上止點(diǎn)，壓縮過程結(jié)束。當(dāng)壓縮過程終了時(shí)，高壓柴油經(jīng)噴油器噴入氣缸，并自行著火燃燒。高溫高壓的燃燒氣體推動(dòng)活塞作功。當(dāng)活塞下移2/3行程時(shí)，排氣門開啟，廢氣經(jīng)排氣門排出?；钊^續(xù)下移，進(jìn)氣孔開啟，來自掃氣泵的空氣經(jīng)進(jìn)氣孔進(jìn)入氣缸進(jìn)行掃氣。掃氣過程將持續(xù)到活塞上移時(shí)將進(jìn)氣孔關(guān)閉為止。1)每個(gè)工作循環(huán)都包含進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣等四個(gè)活塞行程，每個(gè)行程各占180°曲軸轉(zhuǎn)角，即曲軸每旋轉(zhuǎn)兩周完成一個(gè)工作循環(huán)。2)四個(gè)活塞行程中，只有一個(gè)作功行程，其余三個(gè)是耗功行程。顯然，在作功行程曲軸旋轉(zhuǎn)的角速度要比其他三個(gè)行程時(shí)大得多，即在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)曲軸的角速度是不均勻的。為了改善曲軸旋轉(zhuǎn)的不均勻性，可在曲軸上安裝轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大的飛輪或采用多缸內(nèi)燃機(jī)并使其按一定的工作順序依次進(jìn)行工作。1)汽油機(jī)的可燃混合氣在氣缸外部開始形成并延續(xù)到進(jìn)氣和壓縮行程終了，時(shí)間較長。柴油機(jī)的可燃混合氣在氣缸內(nèi)部形成，從壓縮行程接近終了時(shí)開始，并占小部分作功行程，時(shí)間很短。2)汽油機(jī)的可燃混合氣用電火花點(diǎn)燃，柴油機(jī)則是自燃。所以又稱汽油機(jī)為點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)，稱柴油機(jī)為壓燃式內(nèi)燃機(jī)。1)曲軸每轉(zhuǎn)一周完成一個(gè)工作循環(huán)，作功一次。當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)速相同時(shí)，二沖程內(nèi)燃機(jī)單位時(shí)間的作功次數(shù)是四沖程內(nèi)燃機(jī)的兩倍。由于曲軸每轉(zhuǎn)一周作功一次，因此曲軸旋轉(zhuǎn)的角速度比較均勻。2)二沖程內(nèi)燃機(jī)的換氣過程時(shí)間短，僅為四沖程內(nèi)燃機(jī)的1/3左右。另外，進(jìn)、排氣過程幾乎同時(shí)進(jìn)行，利用新氣掃除廢氣，新氣可能流失，廢氣也不易清除干凈。因此，二沖程內(nèi)燃機(jī)的換氣質(zhì)量較差。3)曲軸箱換氣式二沖程內(nèi)燃機(jī)因?yàn)闆]有進(jìn)、排氣門，而使結(jié)構(gòu)大為簡化。往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)是指活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的活塞式內(nèi)燃機(jī)。這種內(nèi)燃機(jī)具有效率高、體積小、質(zhì)量輕和功率大等一系列優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在技術(shù)比較成熟，被極其廣泛地用作汽車動(dòng)力。往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的工作腔稱作氣缸，氣缸內(nèi)表面為圓柱形。在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞通過活塞銷與連桿的一端鉸接，連桿的另一端則與曲軸相連，構(gòu)成曲柄連桿機(jī)構(gòu)。因此，當(dāng)活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，連桿便推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，或者相反。同時(shí)，工作腔的容積也在不斷的由最小變到最大，再由最大變到最小，如此循環(huán)不已。氣缸的頂端用氣缸蓋封閉。在氣缸蓋上裝有進(jìn)氣門和排氣門，進(jìn)、排氣門是頭朝下尾朝上倒掛在氣缸頂端的。通過進(jìn)、排氣門的開閉實(shí)現(xiàn)向氣缸內(nèi)充氣和向氣缸外排氣。進(jìn)、排氣門的開閉由凸輪軸控制。凸輪軸由曲軸通過齒形帶或齒輪或鏈條驅(qū)動(dòng)。進(jìn)、排氣門和凸輪軸以及其他一些零件共同組成配氣機(jī)構(gòu)。通常稱這種結(jié)構(gòu)形式的配氣機(jī)構(gòu)為頂置氣門配氣機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)代汽車內(nèi)燃機(jī)無一例外地都采用頂置氣門配氣機(jī)構(gòu)。構(gòu)成氣缸的零件稱作氣缸體，支承曲軸的零件稱作曲軸箱，氣缸體與曲軸箱的連鑄體稱作機(jī)體?；钊絻?nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)是由進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣等四個(gè)工作過程組成的封閉過程。周而復(fù)始地進(jìn)行這些過程，內(nèi)燃機(jī)才能持續(xù)地作功活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)處為上止點(diǎn)；活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處為下止點(diǎn)。在上、下止點(diǎn)處，活塞的運(yùn)動(dòng)速度為零。上、下止點(diǎn)間的距離S稱為活塞行程。曲軸的回轉(zhuǎn)半徑R稱為曲柄半徑。顯然，曲軸每回轉(zhuǎn)一周，活塞移動(dòng)兩個(gè)活塞行程。對于氣缸中心線通過曲軸回轉(zhuǎn)中心的內(nèi)燃機(jī)，其S=2R?；钊挥谏现裹c(diǎn)時(shí)，活塞頂面以上氣缸蓋底面以下所形成的空間稱為燃燒室，其容積稱為燃燒室容積，也叫壓縮容積。氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比稱為壓縮比e。壓縮比的大小表示活塞由下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)的氣體被壓縮的程度。壓縮比越大，壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)的氣體壓力和溫度就越高。?內(nèi)燃機(jī)在某一時(shí)刻的運(yùn)行狀況簡稱工況，以該時(shí)刻內(nèi)燃機(jī)輸出的有效功率和曲軸轉(zhuǎn)速表示。曲軸轉(zhuǎn)速即為內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速。內(nèi)燃機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下發(fā)出的有效功率與相同轉(zhuǎn)速下所能發(fā)出的最大有效功率的比值稱為負(fù)荷率，以百分?jǐn)?shù)表示。負(fù)荷率通常簡稱負(fù)荷。四沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)在四個(gè)活塞行程內(nèi)完成進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣等四個(gè)過程，即在一個(gè)活塞行程內(nèi)只進(jìn)行一個(gè)過程。因此，活塞行程可分別用四個(gè)過程命名?；钊谇S的帶動(dòng)下由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)。此時(shí)排氣門關(guān)閉，進(jìn)氣門開啟。在活塞移動(dòng)過程中，氣缸容積逐漸增大，氣缸內(nèi)形成一定的真空度?？諝夂推偷幕旌衔锿ㄟ^進(jìn)氣門被吸入氣缸，并在氣缸內(nèi)進(jìn)一步混合形成可燃混合氣。??進(jìn)氣沖程結(jié)束后，曲軸繼續(xù)帶動(dòng)活塞由下止點(diǎn)移至上止點(diǎn)。這時(shí)，進(jìn)、排氣門均關(guān)閉。隨著活塞移動(dòng)，氣缸容積不斷減小，氣缸內(nèi)的混合氣被壓縮，其壓力和溫度同時(shí)升高。壓縮沖程結(jié)束時(shí)，安裝在氣缸蓋上的火花塞產(chǎn)生電火花，將氣缸內(nèi)的可燃混合氣點(diǎn)燃，火焰迅速傳遍整個(gè)燃燒室，同時(shí)放出大量的熱能。燃燒氣體的體積急劇膨脹，壓力和溫度迅速升高。在氣體壓力的作用下，活塞由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)，并通過連桿推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)作功。這時(shí)，進(jìn)、排氣門仍舊關(guān)閉。??排氣沖程開始，排氣門開啟，進(jìn)氣門仍然關(guān)閉，曲軸通過連桿帶動(dòng)活塞由下止點(diǎn)移至上止點(diǎn)，此時(shí)膨脹過后的燃燒氣體(或稱廢氣)在其自身剩余壓力和在活塞的推動(dòng)下，經(jīng)排氣門排出氣缸之外。當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，排氣行程結(jié)束，排氣門關(guān)閉。四沖程柴油機(jī)的工作循環(huán)同樣包括進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣等四個(gè)過程，在各個(gè)活塞行程中，進(jìn)、排氣門的開閉和曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)與汽油機(jī)完全相同。只是由于柴油和汽油的使用性能不同，使柴油機(jī)和汽油機(jī)在混合氣形成方法及著火方式上有著根本的差別。在壓縮行程結(jié)束時(shí)，噴油泵將柴油泵入噴油器，并通過噴油器噴入燃燒室。因?yàn)閲娪蛪毫芨?，噴孔直徑很小，所以噴出的柴油呈?xì)霧狀。細(xì)微的油滴在熾熱的空氣中迅速蒸發(fā)汽化，并借助于空氣的運(yùn)動(dòng)，迅速與空氣混合形成可燃混合氣。由于氣缸內(nèi)的溫度遠(yuǎn)高于柴油的自燃點(diǎn)，因此柴油隨即自行著火燃燒。燃燒氣體的壓力、溫度迅速升高，體積急劇膨脹。在氣體壓力的作用下，活塞推動(dòng)連桿，連桿推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)作功。排氣行程開始，排氣門開啟，進(jìn)氣門仍然關(guān)閉，燃燒后的廢氣排出氣缸。二沖程內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)是在兩個(gè)活塞行程即曲軸旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間內(nèi)完成的。在四沖程內(nèi)燃機(jī)中，常把排氣過程和進(jìn)氣過程合稱為換氣過程。在二沖程內(nèi)燃機(jī)中換氣過程是指廢氣從氣缸內(nèi)被新氣掃除并取代的過程。這兩種內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)的不同之處主要在于換氣過程。當(dāng)活塞還處于下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣孔被活塞關(guān)閉，排氣孔和掃氣孔開啟。這時(shí)曲軸箱內(nèi)的可燃混合氣經(jīng)掃氣孔進(jìn)入氣缸，掃除其中的廢氣。隨著活塞向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，活塞頭部首先將掃氣孔關(guān)閉，掃氣終止。但此時(shí)排氣孔尚未關(guān)閉，仍有部分廢氣和可燃混合氣經(jīng)排氣孔繼續(xù)排出，稱其為額外排氣。當(dāng)活塞將排氣孔也關(guān)閉之后，氣缸內(nèi)的可燃混合氣開始被壓縮。直至活塞到達(dá)上止點(diǎn)，壓縮過程結(jié)束。在壓縮過程終了時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花，將氣缸內(nèi)的可燃混合氣點(diǎn)燃。燃燒氣體膨脹作功。此時(shí)排氣孔和掃氣孔均被活塞關(guān)閉，惟有進(jìn)氣孔仍然開啟?？諝夂推徒?jīng)進(jìn)氣孔繼續(xù)流入曲軸箱，直至活塞裙部將進(jìn)氣孔關(guān)閉為止。隨著活塞繼續(xù)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，曲軸箱容積不斷縮小，其中的混合氣被預(yù)壓縮。此后，活塞頭部先將排氣孔開啟，膨脹后的燃燒氣體已成廢氣，經(jīng)排氣孔排出。至此作功過程結(jié)束，開始先期排氣。隨后活塞又將掃氣孔開啟，經(jīng)過預(yù)壓縮的可燃混合氣從曲軸箱經(jīng)掃氣孔進(jìn)入氣缸，掃除其中的廢氣，開始掃氣過程。這一過程將持續(xù)到下一個(gè)活塞行程中掃氣孔被關(guān)閉時(shí)為止。當(dāng)活塞還處于下止點(diǎn)位置時(shí)，進(jìn)氣孔和排氣門均已開啟。掃氣泵將純凈的空氣增壓到12～14MPa后，經(jīng)空氣室和進(jìn)氣孔送入氣缸，掃除其中的廢氣。廢氣經(jīng)氣缸頂部的排氣門排出。當(dāng)活塞上移將進(jìn)氣孔關(guān)閉的同時(shí)，排氣門也關(guān)閉，進(jìn)入氣缸內(nèi)的空氣開始被壓縮。活塞運(yùn)動(dòng)至上止點(diǎn)，壓縮過程結(jié)束。當(dāng)壓縮過程終了時(shí)，高壓柴油經(jīng)噴油器噴入氣缸，并自行著火燃燒。高溫高壓的燃燒氣體推動(dòng)活塞作功。當(dāng)活塞下移2/3行程時(shí)，排氣門開啟，廢氣經(jīng)排氣門排出?；钊^續(xù)下移，進(jìn)氣孔開啟，來自掃氣泵的空氣經(jīng)進(jìn)氣孔進(jìn)入氣缸進(jìn)行掃氣。掃氣過程將持續(xù)到活塞上移時(shí)將進(jìn)氣孔關(guān)閉為止。1)每個(gè)工作循環(huán)都包含進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣等四個(gè)活塞行程，每個(gè)行程各占180°曲軸轉(zhuǎn)角，即曲軸每旋轉(zhuǎn)兩周完成一個(gè)工作循環(huán)。2)四個(gè)活塞行程中，只有一個(gè)作功行程，其余三個(gè)是耗功行程。顯然，在作功行程曲軸旋轉(zhuǎn)的角速度要比其他三個(gè)行程時(shí)大得多，即在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)曲軸的角速度是不均勻的。為了改善曲軸旋轉(zhuǎn)的不均勻性，可在曲軸上安裝轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大的飛輪或采用多缸內(nèi)燃機(jī)并使其按一定的工作順序依次進(jìn)行工作。1)汽油機(jī)的可燃混合氣在氣缸外部開始形成并延續(xù)到進(jìn)氣和壓縮行程終了，時(shí)間較長。柴油機(jī)的可燃混合氣在氣缸內(nèi)部形成，從壓縮行程接近終了時(shí)開始，并占小部分作功行程，時(shí)間很短。2)汽油機(jī)的可燃混合氣用電火花點(diǎn)燃，柴油機(jī)則是自燃。所以又稱汽油機(jī)為點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)，稱柴油機(jī)為壓燃式內(nèi)燃機(jī)。1)曲軸每轉(zhuǎn)一周完成一個(gè)工作循環(huán)，作功一次。當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)速相同時(shí)，二沖程內(nèi)燃機(jī)單位時(shí)間的作功次數(shù)是四沖程內(nèi)燃機(jī)的兩倍。由于曲軸每轉(zhuǎn)一周作功一次，因此曲軸旋轉(zhuǎn)的角速度比較均勻。2)二沖程內(nèi)燃機(jī)的換氣過程時(shí)間短，僅為四沖程內(nèi)燃機(jī)的1/3左右。另外，進(jìn)、排氣過程幾乎同時(shí)進(jìn)行，利用新氣掃除廢氣，新氣可能流失，廢氣也不易清除干凈。因此，二沖程內(nèi)燃機(jī)的換氣質(zhì)量較差。3)曲軸箱換氣式二沖程內(nèi)燃機(jī)因?yàn)闆]有進(jìn)、排氣門，而使結(jié)構(gòu)大為簡化。往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)是指活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的活塞式內(nèi)燃機(jī)。這種內(nèi)燃機(jī)具有效率高、體積小、質(zhì)量輕和功率大等一系列優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在技術(shù)比較成熟，被極其廣泛地用作汽車動(dòng)力。往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的工作腔稱作氣缸，氣缸內(nèi)表面為圓柱形。在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞通過活塞銷與連桿的一端鉸接，連桿的另一端則與曲軸相連，構(gòu)成曲柄連桿機(jī)構(gòu)。因此，當(dāng)活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，連桿便推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，或者相反。同時(shí)，工作腔的容積也在不斷的由最小變到最大，再由最大變到最小，如此循環(huán)不已。氣缸的頂端用氣缸蓋封閉。在氣缸蓋上裝有進(jìn)氣門和排氣門，進(jìn)、排氣門是頭朝下尾朝上倒掛在氣缸頂端的。通過進(jìn)、排氣門的開閉實(shí)現(xiàn)向氣缸內(nèi)充氣和向氣缸外排氣。進(jìn)、排氣門的開閉由凸輪軸控制。凸輪軸由曲軸通過齒形帶或齒輪或鏈條驅(qū)動(dòng)。進(jìn)、排氣門和凸輪軸以及其他一些零件共同組成配氣機(jī)構(gòu)。通常稱這種結(jié)構(gòu)形式的配氣機(jī)構(gòu)為頂置氣門配氣機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)代汽車內(nèi)燃機(jī)無一例外地都采用頂置氣門配氣機(jī)構(gòu)。構(gòu)成氣缸的零件稱作氣缸體，支承曲軸的零件稱作曲軸箱，氣缸體與曲軸箱的連鑄體稱作機(jī)體。活塞式內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)是由進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣等四個(gè)工作過程組成的封閉過程。周而復(fù)始地進(jìn)行這些過程，內(nèi)燃機(jī)才能持續(xù)地作功活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)處為上止點(diǎn)；活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處為下止點(diǎn)。在上、下止點(diǎn)處，活塞的運(yùn)動(dòng)速度為零。上、下止點(diǎn)間的距離S稱為活塞行程。曲軸的回轉(zhuǎn)半徑R稱為曲柄半徑。顯然，曲軸每回轉(zhuǎn)一周，活塞移動(dòng)兩個(gè)活塞行程。對于氣缸中心線通過曲軸回轉(zhuǎn)中心的內(nèi)燃機(jī)，其S=2R?；钊挥谏现裹c(diǎn)時(shí)，活塞頂面以上氣缸蓋底面以下所形成的空間稱為燃燒室，其容積稱為燃燒室容積，也叫壓縮容積。氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比稱為壓縮比e。壓縮比的大小表示活塞由下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)的氣體被壓縮的程度。壓縮比越大，壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)的氣體壓力和溫度就越高。?內(nèi)燃機(jī)在某一時(shí)刻的運(yùn)行狀況簡稱工況，以該時(shí)刻內(nèi)燃機(jī)輸出的有效功率和曲軸轉(zhuǎn)速表示。曲軸轉(zhuǎn)速即為內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速。內(nèi)燃機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下發(fā)出的有效功率與相同轉(zhuǎn)速下所能發(fā)出的最大有效功率的比值稱為負(fù)荷率，以百分?jǐn)?shù)表示。負(fù)荷率通常簡稱負(fù)荷。四沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)在四個(gè)活塞行程內(nèi)完成進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣等四個(gè)過程，即在一個(gè)活塞行程內(nèi)只進(jìn)行一個(gè)過程。因此，活塞行程可分別用四個(gè)過程命名?；钊谇S的帶動(dòng)下由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)。此時(shí)排氣門關(guān)閉，進(jìn)氣門開啟。在活塞移動(dòng)過程中，氣缸容積逐漸增大，氣缸內(nèi)形成一定的真空度?？諝夂推偷幕旌衔锿ㄟ^進(jìn)氣門被吸入氣缸，并在氣缸內(nèi)進(jìn)一步混合形成可燃混合氣。??進(jìn)氣沖程結(jié)束后，曲軸繼續(xù)帶動(dòng)活塞由下止點(diǎn)移至上止點(diǎn)。這時(shí)，進(jìn)、排氣門均關(guān)閉。隨著活塞移動(dòng)，氣缸容積不斷減小，氣缸內(nèi)的混合氣被壓縮，其壓力和溫度同時(shí)升高。壓縮沖程結(jié)束時(shí)，安裝在氣缸蓋上的火花塞產(chǎn)生電火花，將氣缸內(nèi)的可燃混合氣點(diǎn)燃，火焰迅速傳遍整個(gè)燃燒室，同時(shí)放出大量的熱能。燃燒氣體的體積急劇膨脹，壓力和溫度迅速升高。在氣體壓力的作用下，活塞由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)，并通過連桿推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)作功。這時(shí)，進(jìn)、排氣門仍舊關(guān)閉。??排氣沖程開始，排氣門開啟，進(jìn)氣門仍然關(guān)閉，曲軸通過連桿帶動(dòng)活塞由下止點(diǎn)移至上止點(diǎn)，此時(shí)膨脹過后的燃燒氣體(或稱廢氣)在其自身剩余壓力和在活塞的推動(dòng)下，經(jīng)排氣門排出氣缸之外。當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，排氣行程結(jié)束，排氣門關(guān)閉。四沖程柴油機(jī)的工作循環(huán)同樣包括進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣等四個(gè)過程，在各個(gè)活塞行程中，進(jìn)、排氣門的開閉和曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)與汽油機(jī)完全相同。只是由于柴油和汽油的使用性能不同，使柴油機(jī)和汽油機(jī)在混合氣形成方法及著火方式上有著根本的差別。在壓縮行程結(jié)束時(shí)，噴油泵將柴油泵入噴油器，并通過噴油器噴入燃燒室。因?yàn)閲娪蛪毫芨撸瑖娍字睆胶苄?，所以噴出的柴油呈?xì)霧狀。細(xì)微的油滴在熾熱的空氣中迅速蒸發(fā)汽化，并借助于空氣的運(yùn)動(dòng)，迅速與空氣混合形成可燃混合氣。由于氣缸內(nèi)的溫度遠(yuǎn)高于柴油的自燃點(diǎn)，因此柴油隨即自行著火燃