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什么是汽车发动机的工作循环?

2024-04-16 11:39 发布

发动机工作循环是由进气、压缩、做功和排气四个过程所组成的。对于四行程的发动机而言,一个循环,曲轴旋转720°,活塞上下运动四次,经过上下止点各四次。

具体的工作过程如下:

1、进气冲程

进入汽缸的工质是纯空气。由于柴油机进气系统阻力较小,进气终点压力pa= (0.85~0.95)p0,比汽油机高。进气终点温度Ta=300~340K,比汽油机低。

2、压缩冲程

由于压缩的工质是纯空气,因此柴油机的压缩比比汽油机高(一般为ε=16~22)。压缩终点的压力为3 000~5 000kPa,压缩终点的温度为750~1 000K,大大超过柴油的自燃温度(约520K)。

3、做功冲程

当压缩冲程接近终了时,在高压油泵作用下,将柴油以10MPa左右的高压通过喷油器喷入汽缸燃烧室中,在很短的时间内与空气混合后立即自行发火燃烧。汽缸内气体的压力急速上升,最高达5 000~9 000kPa,最高温度达1 800~2 000K。由于柴油机是靠压缩自行着火燃烧,故称柴油机为压燃式发动机。

4、排气冲程

柴油机的排气与汽油机基本相同,只是排气温度比汽油机低。一般Tr=700~900K。对于单缸发动机来说,其转速不均匀,发动机工作不平稳,振动大。这是因为四个冲程中只有一个冲程是做功的,其他三个冲程是消耗动力为做功做准备的冲程。为了解决这个问题,飞轮必须具有足够大的转动惯量,这样又会导致整个发动机质量和尺寸增加。采用多缸发动机可以弥补上述不足。现代汽车用多采用四缸、六缸和八缸发动机。

总结起来,发动机的工作循环是由四个过程组成:进气、压缩、做功和排气。其中,柴油机的压缩比比汽油机高,压缩终点的压力和温度也更高。而在做功冲程中,柴油机是通过高压油泵将柴油喷入汽缸燃烧室中自行燃烧,而汽油机则是通过火花塞点火。由于柴油机的压缩比高,其工作循环中的其他三个冲程是消耗动力为做功做准备的冲程,因此需要飞轮具有足够大的转动惯量。现代汽车多采用四缸、六缸和八缸发动机来解决这个问题。

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