四缸發(fā)動機(jī)工作原理?
四缸發(fā)動機(jī)通過進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個沖程實現(xiàn)動力輸出。進(jìn)氣沖程時,新鮮空氣進(jìn)入汽缸,柴油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)阻力小、終點壓力高、溫度低;壓縮沖程中,空氣被壓縮,柴油機(jī)壓縮比高;做功沖程里,柴油機(jī)高壓噴油自行發(fā)火燃燒;排氣沖程則將廢氣排出。這四個沖程周而復(fù)始,讓活塞的運(yùn)動轉(zhuǎn)化為車輛前行的動力,同時也彌補(bǔ)了單缸發(fā)動機(jī)的不足,提升了發(fā)動機(jī)的平穩(wěn)性和效率 。
在進(jìn)氣沖程里,活塞由上止點向下止點移動,進(jìn)氣門開啟,排氣門關(guān)閉。外界新鮮空氣在大氣壓力的作用下,經(jīng)過進(jìn)氣管道和進(jìn)氣門被吸入氣缸。對于柴油機(jī)而言,進(jìn)氣系統(tǒng)的設(shè)計使得阻力較小,這讓空氣能夠更順暢地進(jìn)入,最終進(jìn)氣終點壓力相對較高,溫度卻比較低,一般進(jìn)氣終端壓力PA在0.85 - 0.95倍于大氣壓( P0 )之間,進(jìn)氣溫度TA保持在300 - 340K。
壓縮沖程時,活塞從下止點向上止點運(yùn)動,進(jìn)排氣門均關(guān)閉。氣缸內(nèi)的空氣被活塞壓縮,體積不斷減小,壓力和溫度持續(xù)升高。柴油機(jī)的壓縮比通常達(dá)到16 - 22 ,遠(yuǎn)高于汽油機(jī),壓縮后的壓力可達(dá)3000 - 5000kPa,溫度升至750 - 1000K,當(dāng)接近壓縮終點時,空氣的溫度已經(jīng)超過柴油的自燃點。
做功沖程中,在活塞快到上止點時,高壓油泵將柴油以10MPa左右的高壓注入燃燒室,柴油瞬間與高溫高壓的空氣混合并迅速點燃,自行發(fā)火燃燒。燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)馔苿踊钊蛳逻\(yùn)動,通過連桿帶動曲軸旋轉(zhuǎn),對外輸出動力。此時氣缸內(nèi)壓力迅速飆升,達(dá)到5000 - 9000kPa,溫度可達(dá)1800 - 2000K。
排氣沖程,活塞從下止點向上止點運(yùn)動,排氣門開啟,進(jìn)氣門關(guān)閉。燃燒后的廢氣在活塞的推動下,經(jīng)排氣門排出氣缸。柴油機(jī)的排氣溫度相對較低,通常在700 - 900K。
總之,四缸發(fā)動機(jī)依靠這四個緊密相連的沖程,不斷循環(huán)往復(fù),將燃油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,為車輛提供持續(xù)穩(wěn)定的動力。并且,相比單缸發(fā)動機(jī),四缸發(fā)動機(jī)憑借其獨特的工作方式,有效改善了轉(zhuǎn)速不均勻、工作不平穩(wěn)和振動大等問題,極大地提升了車輛的整體性能和駕乘體驗。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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