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汽油机和柴油机工作过程 2015年3月21日 工作循环 工作循环：发动机完成一次能量交换的过程。称为完成一个工作循环。即发动机历经了进气、压缩、燃烧、作功、排气五个顺序一定的连续工作过程。 四行程内燃机：活塞在汽缸内往复四次(四个行程)，完成一个工作循环。 重 要 概 念 燃烧过程当压缩接近终了时,火花塞跳火点燃混合气。从火花塞跳火时到上止点时的曲轴转角,称为点火提前角。 柴油是在压缩过程活塞接近上止点前将柴油喷入汽缸，从喷油开始到活塞到达上止点时的曲轴转角,称为喷油提前角。 点火提前角：（汽油机） 喷油提前角：（柴油机） 一般点火（喷油）提前角为(10°~35°) 2.四冲程汽油机的工作原理 a、进气行程 b、压缩行程 c、作功行程 d、排气行程 进气行程 排气门关闭 进气门开启 活塞 温度370~440 K， 压力75~90 kPa a、进气行程 汽油机将空气与燃料在气缸外进行混合，行成可燃混合气后被吸入气缸 进气门关闭 排气门关闭 活塞 压缩比： ε=Va/Vc 温度600~800K， 压力600~1500 kPa b、压缩行程 活塞由下止点向上止点运动，当进气工作过程终了时，进气门和排气门都处于关闭状态，此时气缸内的可燃混合气开始被压缩。 作功行程 进气门关闭 排气门关闭 活塞 瞬时最高：温度2200~2800 K， 压力3~5MPa 作功终了：温度1500~1700 K， 压力300~500 kPa c、作功行程 燃烧膨胀作功行程：在压缩行程，当活塞向上行至上止点前某一规定曲柄转角时，火花塞电极间发出火花，将被压缩的可燃混合气点燃，膨胀做功。 排气行程 进气门关闭 排气门打开 活塞 在燃烧膨胀行程，当活塞行至下止点前某一规定曲轴转角时，排气阀开启，废气即通过排气门开始排出 温度900~1200 K 压力105~125 kPa 残余废气 d、排气行程 四冲程发动机工作状态 状态 行程 温 度(K) 压 力 进气行程 370~440 75~90 kPa 压缩行程 600~800 600~1500 kPa 作功行程 2200~2800(瞬时最高) 1500~1700(作功终了) 3~5MPa (瞬时最高) 300~500 kPa (作功终了) 排气行程 900~1200 105~125 kPa 2.四冲程柴油机的工作原理 a、进气行程 b、压缩行程 c、作功行程 d、排气行程 进气行程 活塞 a、进气行程 温度300~370K压力800~900 kPa 进气门 柴油机将空气吸入气缸 b、压缩行程 温度800~1000K压力3~5 MPa 纯空气 在压缩过程终了时，柴油通过喷油器喷入气缸，在极短时间内与高温空气行成可燃混合气 c、作功行程 瞬时：温度1800~2200K压力5~10 MPa 喷油器 终了：温800~1000K压力105~400 kPa 压燃混合气，膨胀做功 d、排气行程 温度800~1000K压力105~400 kPa 排气门 在燃烧膨胀行程，当活塞行至下止点前某一规定曲轴转角时，排气阀开启，废气即通过排气门开始排出 柴油机工作时各行程状态参数 状态 行程 温度(K)柴油机工作时各行程状态参数 压力 进气行程 320~350 800~900 kPa 压缩行程 800~1000 3~5MPa 作功行程 2200~2800(瞬时最高) 1500~1700(作功终了) 5~10MPa (瞬时最高) 300~500 kPa (作功终了) 排气行程 800~1000 105~125 kPa 四冲程汽油机示功图 四冲程柴油机示功图 柴油机与汽油机工作原理比较 1. 都有四个行程：进气、压缩、做功、排气。 2.四个过程中，只有做功行程对外输出功，其余三个均消耗功。 3.发动机完成一个工作循环，曲轴旋转两圈（720°）。 4.第一个循环均需外力带动。 与柴油机相同 1.进气过程：进气过程进入汽缸的是汽油与空气的可燃混合气。 2.压缩过程：汽油机在压缩过程压缩的是混合气。 3.着火方式不同：当压缩接近终了时,火花塞（15—25kV）产生电弧点燃混合气。 与柴油机不同 1. 柴油机的经济性比汽油机好。 2.柴油机和汽油机工作过程中各点的压力和温度都不同。 3.柴油机的燃烧过程既有等容加热(燃烧)阶段又有等压加热(燃烧)阶段,属混合加热循环。而汽油机只有等容加热阶段,属等容加热循环。 4.柴油机体积和重量大。 5.柴油机制造成本较高。 6.柴油机的工作噪音较大,启动困难。 柴油机与汽油机性能的比较 谢 谢