汽油機燃燒原理

為什么說發(fā)動機動力來自于爆炸？汽車的動力，來自于汽油或柴油燃燒時產(chǎn)生的爆炸力?？墒牵绻哑头旁谝粋€盆中并把它點燃，為什么只燃燒而不爆炸呢？這是因為盆子不是密封的，而是敞口的。如果在一個密封容器中裝入汽油和空氣，然后點燃它們，便會產(chǎn)生爆炸現(xiàn)象。汽車發(fā)動機就是根據(jù)這個原理設計的。如果將汽油和空氣按照最適合的燃燒比例（1∶14.7）混合，并對它們進行大力壓縮使之溫度上升，此時點燃它們就會產(chǎn)生更大的爆炸力。將這種力量通過一系列的機構(gòu)“引導”到車輪上，便會推動汽車前進。什么是內(nèi)燃機和外燃機？我們經(jīng)常把汽車發(fā)動機稱為內(nèi)燃機，難道還有外燃機？是的，外燃機是存在的，比如原來火車上用的蒸汽機，發(fā)電廠和輪船上使用的汽輪機等，都是外燃機。它們都是利用燃料在發(fā)動機氣缸的外部燃燒來產(chǎn)生動力的。如早期的蒸汽機，它利用燃料（木材、煤、煤氣、柴油等）燒開鍋爐中的水，使之產(chǎn)生高壓蒸汽并進入氣缸內(nèi)，利用蒸汽壓力推動活塞做功，從而產(chǎn)生動力。內(nèi)燃機則是相對外燃機而言的，它的燃料在氣缸內(nèi)燃燒?，F(xiàn)在，汽車上用的汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機，都是內(nèi)燃機。怎樣計算發(fā)動機排氣量和壓縮比？氣缸排氣量是指活塞從下止點到上止點所掃過的氣體容積，它取決于缸徑和活塞行程。發(fā)動機排量是各氣缸排量的總和，一般用cc（立方厘米）、mL(毫升）或L（升)來表示。由于氣缸體是圓柱體，它的容積不太可能正好是整升數(shù)，因此才會出現(xiàn)1998cc、2397cc等數(shù)字，它們可近似標示為2.0L、2.4L等。發(fā)動機的排量越大，每次吸入的可燃混合氣就越多，燃燒時產(chǎn)生的動力就越強。這相當于人的胃口越大，吃的就越多，可能就越有勁兒。發(fā)動機的壓縮比是指壓縮前的氣缸容積與壓縮后的氣缸容積（即燃燒室容積）之比。就壓縮比而言（含渦輪），大家常用的乙醇汽油標號來講，壓縮比在8.5以下的可以加E92汽油，壓縮比8.5至9.0的可以加E95汽油，壓縮比在9.0以上的最好都加E98汽油。汽油機燃燒原理汽油中最主要的成分是碳氫化合物，這種物質(zhì)分子中只含有碳和氫兩種原子。在汽油爆炸燃燒時，碳氫化合物與吸入空氣中的氧產(chǎn)生化學反應，其中1個碳原子和2個氧原子化合生成1個二氧化碳分子，2個氫原子和1個氧原子化合生成1個水分子。如果吸入的空氣量不足，那么和碳原子結(jié)合的氧原子就會顯得少，這樣就不會完全生成二氧化碳，便會生成一部分一氧化碳。在爆炸燃燒的過程中，由于溫度極高，還會造成空氣中的氮原子被氧化生成一氧化氮和二氧化氮。因此，汽車排氣中的主要成分就是一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮和二氧化氮等。

汽油機工作循環(huán)活塞在氣缸中要完成進氣、壓縮、做功和排氣四個行程，才算是完成一個工作循環(huán)。在此期間，活塞要在氣缸內(nèi)上下運動各兩次，曲軸則同時要旋轉(zhuǎn)兩周?？匆幌缕嚿系霓D(zhuǎn)速表，就會知道這個過程有多快。如果轉(zhuǎn)速表的指針指向6，則表明此時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速為每分鐘6000轉(zhuǎn)，合計每秒鐘100轉(zhuǎn)，那么一個活塞每秒鐘就要完成50個工作循環(huán)（一個工作循環(huán)內(nèi)曲軸要轉(zhuǎn)2周），也就是說在一個氣缸內(nèi)要爆炸50次。如果是一臺4缸發(fā)動機，那么在1秒內(nèi)4個氣缸則要產(chǎn)生200次爆炸。發(fā)動機工作時的呯呯聲，其實就是燃料燃燒時的爆炸聲。同理，如果轉(zhuǎn)速表指針指向3，則表明此時發(fā)動機轉(zhuǎn)速為每分鐘3000轉(zhuǎn)，合計每秒鐘50轉(zhuǎn)，那么一個活塞每秒鐘就要完成25個工作循環(huán)，也就是說在一個氣缸內(nèi)要爆炸25次。如果是一臺4缸發(fā)動機，那么在1秒內(nèi)4個氣缸則要產(chǎn)生100次爆炸。為什么汽油機的動力能夠源源不斷？活塞在氣缸中上下移動，活塞下行到的最低點叫下止點，上行到頂點的位置稱為上止點。上止點與下止點之間的距離稱為行程。當活塞在上止點時，活塞頂端的空間稱為燃燒室。進氣行程活塞在氣缸內(nèi)自上止點向下行到下止點時，進氣門打開，排氣門關閉，氣缸內(nèi)可以產(chǎn)生部分的真空，將新鮮的空氣和汽油的混合氣吸進氣缸內(nèi)。壓縮行程進氣門和排氣門都關閉，活塞由下止點上行移動到上止點，將氣缸的混合氣壓縮，進入氣缸的混合氣越多，活塞越接近上止點位置，壓縮力越大。在壓縮行程內(nèi)，氣缸中混合氣的最大壓力稱為壓縮力。將混合氣壓縮是為了使混合氣混合得更均勻，且提高溫度易于燃燒，得到較大的動力。做功行程進氣門和排氣門都關閉后，火花塞跳出高壓電火花適時將混合氣點燃，使其燃燒并爆發(fā)出強大壓力，將活塞從上止點推到下止點?；鸹ㄈ母邏弘娀鸹▉碜愿邏壕€圈，它能將火花能量放大，然后再由電子控制單元（ECU）將高壓電火花按順序分配到各個氣缸，從而點燃被壓縮的混合氣。排氣行程活塞自下止點上行到上止點，此時進氣門關閉，排氣門打開，氣缸中已經(jīng)燃燒過的廢氣由活塞向上移動時，經(jīng)排氣門和排氣歧管排入大氣。燃燒過的廢氣經(jīng)過消聲器的消聲后，才不會產(chǎn)生太大的噪聲。轉(zhuǎn)子發(fā)動機汽車大多采用往復式發(fā)動機，因為它的活塞是直線往復運動的。不論是汽油發(fā)動機還是柴油發(fā)動機，都是如此。與往復式活塞發(fā)動機相對的，就是轉(zhuǎn)子發(fā)動機，其活塞在氣缸內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運動?，F(xiàn)在所說的轉(zhuǎn)子發(fā)動機，是指德國工程師菲利克斯·汪克爾在20世紀50年代設計的三角形活塞式轉(zhuǎn)子發(fā)動機。因此，轉(zhuǎn)子發(fā)動機也被稱為汪克爾發(fā)動機。轉(zhuǎn)子發(fā)動機的主要部件結(jié)構(gòu)簡單，體積小，功率大，高速時運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，性能較好，曾引起汽車行業(yè)的關注，紛紛進行研制試驗。但是，經(jīng)過幾十年的試驗證明，這種發(fā)動機尚無法與傳統(tǒng)往復活塞式發(fā)動機相媲美，其活塞邊緣磨損嚴重，油耗較高。轉(zhuǎn)子發(fā)動機的活塞呈扁平三角形，氣缸是一個扁盒子，活塞偏心地置于空腔中。當活塞在氣缸