汽油发动机(汽油机)的工作原理
四冲程汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气,在吸气冲程被吸入汽缸,混合气经压缩点火燃烧而产生热能,高温高压的气体作用于活塞顶部,推动活塞作往复直线运动,通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机在进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程内完成一个工作循环。
活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时进气门开启,排气门关闭,曲轴转动180°。在活塞移动过程中,汽缸容积逐渐增大,汽缸内气体压力从pr逐渐降低到pa,气缸内形成一定的真空度,空气和汽油的混合气通过进气门被吸入汽缸,并在汽缸内进一步混合形成可燃混合气。由于进气系统存在阻力,进气终点时,汽缸内气体压力小于大气压力p0 ,即pa= (0.80~0.90)p0。进入汽缸内的可燃混合气的温度,由于进气管、汽缸壁、活塞顶、气门和燃烧室壁等高温零件的加热以及与残余废气的混合而升高到340~400K。
气缸体和曲轴箱通常铸成一体,统称为气缸体,它是发动机的外壳及装配基础,一般采用优质合金铸铁或铝合金制成。气缸体内呈圆柱形的空间称为气缸,气缸表面称为气缸壁。气缸是气体交换、燃烧的场所,也是活塞运动的轨道。为保证活塞与气缸的密封及减少磨损,气缸壁应具有有效较高的加工精度和较低的表面粗糙度。为了使气缸在工作时的热量得到散发,在气缸体、气缸套机体之间制有能够容纳冷却液的夹层空腔,称为水套。
配气机构
配气机构的作用是根据发动机的工作顺序和各缸工作循环的要求,及时地开启和关闭进、排气门,使可燃混合气(汽油发动机)或新鲜空气(柴油发动机)进入气缸,并将废气排入大气。 [3]
四冲程发动机广泛采用气门凸轮式配气机构,它由气门组和气门传动组两部分组成。按其传动方式不同,可分为正时齿轮传动式和链条传动式两种;按凸轮轴的位置不同,可分为下置凸轮轴式、中置凸轮轴式和上置凸轮轴式。下置凸轮轴式配气机构工作时,曲轴通过一对互相啮合的正时齿轮带动凸轮轴旋转,当凸轮的凸尖上升到最高位置时气门开度最大。当凸轮的凸尖向下运动时,由于气门弹簧的弹力作用,气门及其传动机件恢复原位,将气道关闭。与下置凸轮轴式配气机构相比,中置和上置凸轮轴式配气机构因曲轴与凸轮轴距离较大,故多为正时链条或正时带传动。中置凸轮轴式省去了推杆;上置凸轮轴式省去了挺杆及推杆。