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发动机是一种能量转换机器，它能将燃料的化学能转化为机械能。汽车的发动机其实可以分为很多种：按活塞运动方式的不同，活塞式内燃机可分为往复活塞式和旋转活塞式两种。按其在一个工作循环期间活塞往复运动的行程数分为四冲程往复活塞式内燃机和二冲程往复活塞式内燃机。根据所用燃料种类，活塞式内燃机主要分为汽油发动机和柴油发动机两种。今天我们就以最常见的四冲程往复活塞式汽油发动机为例，来说说发动机的工作原理。 汽车发动机由两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系。发动机在工作过程中，以上的机构与系统协调配合作业，让发动机顺利的运行。 那么发动机是如何自动的运转起来的呢？下面我们就来详细的说说发动机的工作原理。 四冲程往复活塞式汽油发动机的工作循环包括四个活塞行程：进气、压缩、做功和排气 第一个冲程－进气冲程： 在进气冲程，曲轴带动活塞由上止点向下止点运动，进气门打开，汽油和空气的混合气被吸入气缸，当活塞到达下止点，进气冲程结束。 进气终了时，气缸内气体压力约为0.08～0.09 MPa，温度达到320～400 K。 第二个冲程－压缩冲程： 在进气气冲程结束后，活塞已经到达下止点，此时气缸内已充注汽油和空气的混合气。 曲轴继续带动活塞由下止点向上止点运动，进气门和排气门均关闭，混合气被压缩，压力和温度升高，至活塞到达上止点， 压缩冲程结束。 压缩终了时，混合气压力可达0.8～1.5 MPa，温度可达600～750 K。 第三个冲程－作功冲程： 压缩冲程即将结束，活塞到达上止点前的某一刻，点火系统提供的高压电作用于火花塞，火花塞跳火，点燃气缸的混合气，因为活塞的运行速度极快而迅速的越过上止点，同时混合气迅速燃烧膨胀作功，推动活塞下行，带动曲轴输出动力，到达下止点，作功冲程结束。 燃烧最高压力可达3～6.5 MPa，最高温度可达2200～2800 K。作功终了时，气体压力降低到0.35～0.5 MPa，气体温度降低到1200～1700 K。 第四个冲程－排气冲程： 作功冲程结束后，活塞到达下止点，曲轴带动活塞由下止点向上止点运动，此时排气门要打开，燃烧后的废气经排气门排出。排气结束，活塞处于上止点，开始下一个进气冲程。 排气行程结束后，残留在燃烧室内的少量废气称为残余废气。残余废气压力约为0.105～0.12 MPa，温度约为 900～1100 K。 将发动机完成进气、压缩、作功、排气称为一个工作循环，完成这一个工作循环需要四个冲程，曲轴转两圈。这个过程说起来很漫长，但发动机运转起来的时候，每个行程的时间都是非常短的，以发动机转数1800转/分钟为例，每一个行程的时间大约只有0.017秒，运转的速度是极快的。而发动机做功所需要的空气和燃料都要做这样短的时间内进入发动机燃烧室并混合燃烧，对发动机的进排气系统提出了极高的要求，现代发动机的每一次进步几乎都是进排气系统的改进，配气机构成为了发动机上最复杂、最精密的机构。 发动机最初运转的动力来源于起动机。起动机带动发动机运转，完成这四个工作循环，然后发动机正常点火燃烧，这四个行程反复循环动作，发动机就变成自动运转，源源不断的输出动力，带动汽车飞奔。 |
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