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第三节 发动机的工作原理 一、四冲程汽油机的工作原理 四冲程汽油机是由进气、压缩、作功和排气完成一个工作循环的，如左图1—2为单缸四冲程汽油机工作原理示意图。
排气行程结束后，进气门再次开启，又开始下一个工作循环，如此周而复始，发动机就自行运转。 二、四冲程柴油机的工作原理 四冲程柴油机和四冲程汽油机工作原理一样，每个工作循环也是由进气、压缩、作功、排气四个行程组成，但是柴油和汽油性质不同，柴油机在可燃混合气的形成、着火方式等与汽油机有较大的区别。下面主要介绍与汽油机工作原理不同之处，见下页图１—３为单缸四冲程柴油机工作原理示意图。
由上述工作过程可知，四行程发动机的各行程都有其特性和规律，并互相联系和影响。其中进气、压缩、排气三个行程消耗功，为作功行程作准备；作功行程对外做功，为三个行程提供能量。因四个行程只有一个行程做功，所以单缸四行程发动机的工作不平稳。为改善曲轴旋转的不均匀性，必须设置较大的飞轮。 三、二冲程汽油机的工作原理 二冲程汽油机完成一个工作循环也需向气缸内引入可燃混和气，然后将其压缩着火作功后，再将燃烧后的废气排到大气中去，但它完成上述工作，是在活塞往复运动两个行程完成的。 单缸二行程汽油机的结构特点是： 1）没有专设的配气机构，而是在汽缸壁不同高度上设有进气孔、排气孔和换气孔。其中进气孔和排气孔分别与化油器和排气管相连；换气孔与密封的曲轴箱相通。发动机工作时，汽油和空气的可燃混合气先通过化油器进入曲轴箱，活塞向下运动使曲轴箱内容积减小，气体压力上升，气体经换气道和换气孔送入汽缸。汽缸的进气和排气，是通过活塞的上下移动使各孔依次开闭来完成。 2）曲轴箱为密闭 其工作原理示意图如图1—4。从图看气缸上开了三个口，排气口位于作功时活塞行程的三分之二处，它稍高于换气口，进气口在气缸的下面。其工作原理如下： 第一行程：活塞在曲轴的带动下，由下止点向上止点运动，当活塞上行到将换气口排气口关闭式（图1—4a），已进入气缸的混合气被压缩，直到活塞运动到上止点，压缩行程便结束。 随活塞上行，曲轴箱容积增大，形成一定真空度，当活塞上行到进气口露出时（图1—4 b），化油器供应的新鲜空气在真空吸力的作用下被吸入曲轴箱内。 第二行程：当活塞上行到接近上止点时（图1—4 c），火花塞产生火花，点燃气缸内的可燃混合气，混合气着火燃烧产生高温高压，在气压的作用下，活塞由上止向下止点运动，带动曲轴旋转向外输出作功。 当活塞下移到将进气口堵死时，随着活塞继续下移，曲轴箱内的新鲜混合气 被顶压。 当活塞下行到排气口露出时（图1—4 d），燃烧后的废气在自身压力下经排气口排出气缸，紧接着换气口开启，曲轴箱被顶压的混合气经换气口进入气缸，这一过程为“换气过程”，它一直延续到下一行程活塞上行到将换气口、排气口关闭为止。 至此，活塞完成一个工作循环，以后活塞重复上述工作过程，周而复始，从而实现能量的转换。 结构特点：排气口位置稍高于换气口，这样可使作功行程将要结束时，排气口首先露出，气缸内的废气在残压的作用下迅速排出，即有利于排气干净，也可使气缸内的压力迅速降低，便于当换气口露出时，新鲜空气进入气缸。 四、二冲程柴油机工作原理 二冲程柴油机工作原理同二冲程汽油机有相似处，不同的是进入气缸的不是混合气，而是空气，且新鲜空气由换气泵提高压力后经气缸外的空气室和气缸上的进气口进入气缸内，而废气由专设的排气门排出，工作原理示意图见下页图1—5。工作原理读者可以自己分析！ 五 多缸四行程内燃机的工作过程 单缸四行程发动机曲轴转两圈，只有半圈作功，故其曲轴旋转不均匀、工作稳定性差、功率小。为了增加发动机的功率，同时提高其稳定性，采用多缸四行程发动机。 具有两个或两个以上汽缸所组成的发动机，称为多缸发动机。多缸机各缸的活塞连杆组件都连接在同一根曲轴上，用一根曲轴输出功率。多缸机的每个缸都是一个独立的发动机。曲轴每转1800角，各缸都完成自己的一个行程。曲轴转7200角每个缸都完成一个工作循环，作功一次。 为了提高整机的平稳性，在7200转角中各缸的发火作功应均布间隔开来。把一个缸发火作功后到另一个缸发火作功时的曲轴转角，称为发火间隔角。用a表示。 式中 i——汽缸数（二行程除外） 1、两缸内燃机 2、三缸内燃机 3、四缸内燃机 在拖拉机上普遍采用四缸内燃机，曲轴每转两圈，四个缸按工作顺序轮流作功一次，各缸依次完成一个工作循环。其工作顺序有1-3-4-2和1-2-4-3两种，其中以l-3-4-2为最多。各缸的工作情况见表l—l。 |
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