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汽油機 |
名稱:汽油發動機 類別:化油器式及 噴射式(或稱電噴式)兩大類 |
汽油發動機(Gasoline Engine )是以汽油作為燃料,將內能轉化成動能的的發動機。由於汽油粘性小,蒸發快,可以用汽油噴射系統將汽油噴入氣缸,經過壓縮達到一定的溫度和壓力後,用火花塞點燃,使氣體膨脹做功。汽油機的特點是轉速高、結構簡單、質量輕、造價低廉、運轉平穩、使用維修方便。汽油機在汽車上,特別是小型汽車上大量使用。[1]
是發動機各部機件的裝配基體。它包括氣缸蓋、氣缸體、下曲軸箱(油底殼)。氣缸蓋和氣缸體的內壁共同組成燃燒室的一部分。機體的許多部分又分別是其它系統的組成部分。
目錄
曲柄連杆機構
是發動機藉以產生並傳遞動力的機構,通過它把活塞的直線往復運動轉變為曲軸的旋轉運動而輸出動力。它包括活塞、活塞銷、連杆、帶有飛輪的曲軸和氣缸體等。
配氣機構
包括進氣門、排氣門、氣門挺杆和凸輪軸及凸輪軸正時齒輪(由曲軸正時齒輪驅動)等。它的作用是使可燃混合氣及時充入氣缸並及時從氣缸排出廢氣。
燃料供給系統
汽油機燃料供給系統包括汽油箱、汽油泵、汽油濾清器、空氣濾清器、化油器、進氣管、排氣管、排氣消音器等。其作用是把汽油和空氣混合成合適的可燃混合氣供入氣缸,以備燃燒,並將燃燒生成的廢氣排出發動機。
冷卻系統
主要包括水泵、散熱器、風扇、分水管和氣缸體以及氣缸蓋里的水套。其功用是把高熱機件的熱量散發到大氣中去,以保證發動機正常工作。
潤滑系統
包括機油泵、限壓閥、潤滑油道、集濾器、機油濾清器和機油散熱器等。其功用是將潤滑油供給摩擦件,以減少它們之間的摩擦阻力,減輕機件的磨損,並部分地冷卻摩擦零件,清洗摩擦表面。
起動系統
包括使發動機的起動機構及其附屬裝置。
特點
由於汽油粘性小,蒸發快,可以在氣缸外部與空氣形成均勻的混合氣,然後將混合氣吸入氣缸,或用汽油噴射系統將汽油噴入氣缸,使氣體膨脹做功。汽油機的缺點是熱效率低於柴油機,泊耗較高,點火系統比柴油機複雜,可靠性和維修的方便性也不如柴油機。
應用
由於在相同功率條件下,汽油機的尺寸與質量都較柴油機小;轉矩特性好,啟動和加速性能較好,運轉噪聲較低,製造成本較低,因而汽油機的用途很廣,在飛機、汽車、快艇、賽車、小型農機、園林機械甚至航模等都大量採用。
工作原理
發動機是將化學能轉化為機械能的機器,它的轉化過程實際上就是工作循環的過程,簡單來說就是通過燃燒氣缸內的燃料,產生動能,驅動發動機氣缸內的活塞往復的運動,由此帶動連在活塞上的連杆和與連杆相連的曲柄,圍繞曲軸中心作往復的圓周運動,而輸出動力的。
四衝程汽油機的工作過程是一個複雜的過程,它由進氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣四個行程(衝程)組成。
進氣行程
此時,活塞被曲軸帶動由上止點向下上止點移動,同時,進氣門開啟,排氣門關閉。當活塞由上止點向下止點移動時,活塞上方的容積增大,氣缸內的氣體壓力下降,形成一定的真空度。由於進氣門開啟,氣缸與進氣管相通,混合氣被吸入氣缸。當活塞移動到下止點時,氣缸內充滿了新鮮混合氣以及上一個工作循環未排出的廢氣。
壓縮行程
活塞由下止點移動到上止點,進排氣門關閉。曲軸在飛輪等慣性力的作用下帶動旋轉,通過連杆推動活塞向上移動,氣缸內氣體容積逐漸減小,氣體被壓縮,氣缸內的混合氣壓力與溫度隨着升高。
作功行程
此時,進排氣門同時關閉,火花塞點火,混合氣劇烈燃燒,氣缸內的溫度、壓力急劇上升,高溫、高壓氣體推動活塞向下移動,通過連杆帶動曲軸旋轉。在發動機工作的四個行程中,只有這個在行程才實現熱能轉化為機械能,所以,這個行程又稱為作功行程。
排氣行程
此時,排氣門打開,活塞從下止點移動到上止點,廢氣隨着活塞的上行,被排出氣缸。由於排氣系統有阻力,且燃燒室也占有一定的容積,所以在排氣終了地,不可能將廢氣排淨,這部分留下來的廢氣稱為殘餘廢氣。殘餘廢氣不僅影響充氣,對燃燒也有不良影響。
排氣行程結束時,活塞又回到了上止點。也就完成了一個工作循環。隨後,曲軸依靠飛輪轉動的慣性作用仍繼續旋轉,開始下一個循環。如此周而復始,發動機就不斷地運轉起來。
汽油發動機會產生爆震的現象,分析其產生爆震的現象,要了解其產生的原因,並根據癥結進行解決。
汽油發動機的可燃混合氣,開始是由高壓點燃的。然後,燃燒的火焰以火花塞為中心,向外傳播,將燃燒室內的混合氣都引燃,這種燃燒過程為正常燃燒。如果在火焰沒有到達之前,其餘的混合氣未被引燃就自行點火,這種燃燒就叫爆震。
爆震在發動機正常運轉中是不允許發生的,它將導致發動機氣缸體各零部件的磨損加劇、使用壽命縮短,甚至迅速毀壞,還會使發動機動力下降,油耗增加。
產生爆震的現象:
1、爆震會在氣缸內突然產生衝擊波,向四面衝擊,使發動機的活塞、氣缸壁、連杆、曲軸等發生強烈的振動,發生不規則的金屬敲擊聲;
2、冷卻系溫度過高;
3、燃料燃燒不完全,廢氣中有黑煙;
4、發動機功率下降,油耗增大。
解決方法:
1、減小點火提前角;
2、使用與規定相符牌號(辛烷值)的汽油;
3、清除燃燒室積炭;
4、如果是在汽車上坡發生爆震,應及時換入低速檔;
5、汽車起步時,不要過早地換入直接檔。
6、在發動機負荷過大發生爆震時,關小節氣門,也可起到消減爆震的作用。
參考來源
參考資料
- ↑ 汽車汽油發動機結構和工作原理,金鋤頭文庫 , 2017-12-11