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上次咱们聊了聊发动机的分类,其实现在大部分汽车发动机还是往复活塞式的,而往复活塞式发动机又可以分为四冲程发动机和二冲程发动机。
工作循环:往复活塞式发动机每一次能量转换都必须经过吸入空气、压缩和输入燃料,然后燃料燃烧膨胀做功,再将燃烧后的废气排除这样一个连续的工作过程,这个过程就是发动机的一个工作循环。
四冲程发动机:完成一个工作循环需要活塞往复四个行程的发动机,目前大部分汽车是这种发动机。
二冲程发动机:完成一个工作循环需要活塞往复两个行程的发动机,大家猜下用在什么车?(文尾有答案)
考虑到汽车发动机是一个很复杂的能量转换东东,为了方便大家理解,咱们先认识几个小朋友:
上止点:活塞顶部离曲轴中心最远处,即活塞的最高点。如上图中的压缩行程、排气行程时活塞位置。
下止点:活塞顶部离曲轴中心最近处,即活塞的最低点。如上图中的进气行程、做功行程时活塞位置。
活塞行程:上止点与下止点间的距离,公式里用S表示。
曲柄半径:曲轴与连杆大头连接中心至曲轴中心的距离,公式用R表示。这句话听着拗口,看图:
气缸工作容积:活塞从上止点到下止点所扫过的容积就是气缸的工作容积。我们日常所说的排量就是它。
燃烧室容积:活塞在上止点时,活塞顶上的空间就是燃烧室,专门供混合气燃烧的地方,就是它的体积。
气缸总容积:活塞在下止点时,活塞顶上的空间的容积,就是气缸工作容积 燃烧室容积。
压缩比:气缸总容积与燃烧室容积的比值。它表示活塞由下止点到上止点时,气缸内气体被压缩的程度。压缩比越大压缩后的气缸内压力和温度就越高,燃烧的也就越快,功率增大还省油,不过这玩意太大了会产生爆燃和点火错乱的现象,一般汽油机压缩比在8-11,柴油机在15-23左右。
认识完这几个小伙伴咱们就可以说汽油机的工作原理啦!
进气行程:进气行程开始的时候,进气门开启,排气门关闭活塞会从上止点向下运动,在运动的过程中气缸内产生负压力,外面的油、空气的混合气被自然的吸进来,当活塞运动到下止点的时候已经吸了一肚子的气体了。就好像注射器从药瓶里吸药水一样的。
压缩行程:活塞运动到下止点后开始向上运动,这时候进、排气门都是关闭的,那么一肚子的气体就被压啊压啊压啊知道活塞运动到上止点气体被压缩在燃烧室里面,想想:那么多气体被压缩到那么小的空间内,温度得多高?压力得多大?那才叫工作压力呢……
做功行程:正所谓哪里有压迫哪里就有反抗,其他在被压迫到极限的时候爆发了星星之火,当然这个火星是火花塞产生的,在高温高压的可燃气体内这一点点火星足以燎原,在密闭的空间内,气体压力在0.6-1.5MPa!瞬间燃烧,强大的冲击力将活塞由上止点冲到下止点,这个冲击力通过曲轴的传递输出变成了动力,此时活塞由上止点运动到下止点。
排气行程:高温高压的气体燃烧后产生了大量的废气,这个时候进气门关闭,排气门开启。活塞再次从下止点向上止点前进,将废气从气缸内排出去。就好像打针一样,随着注射器往里推药水也不断的进入身体。
就这样周而复始的,在活塞的上蹿下跳中完成了动力的输出,看似复杂的东西,原理却很简单,一支注射器就可以演示活塞的运动,汽油机是这样,柴油机呢?二者又有何不同呢?下次咱们再聊。
开头问题揭秘:二冲程发动机广泛应用于摩托车,您猜对了吗?
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