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47秒让你看懂发动机的工作原理  曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，进气门开启，排气门关闭，气缸内活塞上方容积增大，气缸内压力小于外界大气压，形成一定真空度，可燃混合气经进气歧管、进气门吸入气缸。由于进气时间短且进气系统存在压力，进气终了时气缸压 力略低于大气压力，为0.074〜0.093MPa。由于气体与汽缸壁之间存在磨擦，同时在高温机件和残余废气加热下，它的温度上升到97 ~ 127℃。实际上汽油发动机的进气门是在活塞到达上止点之前打开，并且延迟到下止点之后关闭的，这样以便吸入更多的可燃混合气。 压缩冲程中，为了使可燃混合气能迅速、完全、集中地燃烧，使发动机能发出更大的功率，燃烧前必须将可燃混合气压缩。在进气行程终了时，活塞自下止点向上止点移动，曲轴由180°转到360°，此时，进排气门均关闭。随着气缸的容积不断缩小，可燃混合气受到压缩，其温度和压力不断升高。压缩行程一直持续到活塞到达上止点时为止，此时，可燃混合气受到压缩到活塞上方的很小空间，即燃烧室中。压缩终了时，可燃混合气的温度为327 ~ 427℃，可燃混合气压力为0.6~1.5MPa。 压缩终了时，可燃混合气的压力和温度取决于压缩比，压缩比越大，压缩终了时气缸内的压力和温度就越高，则燃烧速度越快、发动机功率也越大，动力性和经济性越好。但压缩比太高，容易引起爆燃，爆燃会使发动机过热，功率下降，汽油消耗量增加以及容易造成机件的损坏。所谓爆燃是指由于气体压力和温度过高，可燃混合气在没有点燃的情况下自行燃烧，且火焰高于正常燃烧数倍的速度向外传播，造成尖锐的敲击声。 做功过程中进排气门仍关闭。当活塞在压缩行程接近上止点时，装在气缸盖上的火花塞在高压电作用下产生电火花，点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气燃烧后，放出大量的热量，使燃气的压力和温度急剧升高，其最高压力可达3~5MPa，相应的温度为1927~ 2527℃，且体积迅速膨胀。此时，活塞被高压气体推动从上止点下行，带动曲轴从360°旋转到540°，并输出机械能，能量除了维持发动机本身继续运转消耗一部分外，其余部分都用于对外做功，所以该行程称为做功过程。 排气冲程可燃混合气体燃烧后生成的废气，必须从气缸中排除，以便进行下一个进气行程，当膨胀过程接近终了时，进气门关闭，排气门开启，曲轴通过连杆推动活塞从下止点向上止点运动，曲轴由540°旋转到720°。废气在自身残余压力和活塞的推力作用下从汽缸中排出。活塞到上止点附近时，排气行程结束。实际汽油发动机的排气行程也是排气门提前打开、延迟关闭，以便排除更多的废气。残余废气量占总气量的比例一般用残余废气系数表示，残余废气系数是表征排气是否彻底的一个非常重要的参数。 由于排气系统存在排气阻力，所以在排气终了时汽缸内压力稍高于大气压力，为0.105-0.115MPa，废气温度为627-927℃。曲轴继续旋转，活塞从上止点向下止点运动，又开始了下一个新的循环过程。  |
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