汽油發(fā)動機(汽油機)的工作原理
四沖程汽油機是將空氣與汽油以一定的比例混合成良好的混合氣,在吸氣沖程被吸入汽缸,混合氣經(jīng)壓縮點火燃燒而產(chǎn)生熱能,高溫高壓的氣體作用于活塞頂部,推動活塞作往復直線運動,通過連桿、曲軸飛輪機構對外輸出機械能。四沖程汽油機在進氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程內(nèi)完成一個工作循環(huán)。
活塞在曲軸的帶動下由上止點移至下止點。此時進氣門開啟,排氣門關閉,曲軸轉動180°。在活塞移動過程中,汽缸容積逐漸增大,汽缸內(nèi)氣體壓力從pr逐漸降低到pa,氣缸內(nèi)形成一定的真空度,空氣和汽油的混合氣通過進氣門被吸入汽缸,并在汽缸內(nèi)進一步混合形成可燃混合氣。由于進氣系統(tǒng)存在阻力,進氣終點時,汽缸內(nèi)氣體壓力小于大氣壓力p0 ,即pa= (0.80~0.90)p0。進入汽缸內(nèi)的可燃混合氣的溫度,由于進氣管、汽缸壁、活塞頂、氣門和燃燒室壁等高溫零件的加熱以及與殘余廢氣的混合而升高到340~400K。
氣缸體和曲軸箱通常鑄成一體,統(tǒng)稱為氣缸體,它是發(fā)動機的外殼及裝配基礎,一般采用優(yōu)質(zhì)合金鑄鐵或鋁合金制成。氣缸體內(nèi)呈圓柱形的空間稱為氣缸,氣缸表面稱為氣缸壁。氣缸是氣體交換、燃燒的場所,也是活塞運動的軌道。為保證活塞與氣缸的密封及減少磨損,氣缸壁應具有有效較高的加工精度和較低的表面粗糙度。為了使氣缸在工作時的熱量得到散發(fā),在氣缸體、氣缸套機體之間制有能夠容納冷卻液的夾層空腔,稱為水套。
配氣機構
配氣機構的作用是根據(jù)發(fā)動機的工作順序和各缸工作循環(huán)的要求,及時地開啟和關閉進、排氣門,使可燃混合氣(汽油發(fā)動機)或新鮮空氣(柴油發(fā)動機)進入氣缸,并將廢氣排入大氣。 [3]
四沖程發(fā)動機廣泛采用氣門凸輪式配氣機構,它由氣門組和氣門傳動組兩部分組成。按其傳動方式不同,可分為正時齒輪傳動式和鏈條傳動式兩種;按凸輪軸的位置不同,可分為下置凸輪軸式、中置凸輪軸式和上置凸輪軸式。下置凸輪軸式配氣機構工作時,曲軸通過一對互相嚙合的正時齒輪帶動凸輪軸旋轉,當凸輪的凸尖上升到位置時氣門開度。當凸輪的凸尖向下運動時,由于氣門彈簧的彈力作用,氣門及其傳動機件恢復原位,將氣道關閉。與下置凸輪軸式配氣機構相比,中置和上置凸輪軸式配氣機構因曲軸與凸輪軸距離較大,故多為正時鏈條或正時帶傳動。中置凸輪軸式省去了推桿;上置凸輪軸式省去了挺桿及推桿。