中科医院专家 https://m-mip.39.net/fitness/mipso_4640696.html我们比喻发动机是汽车的心脏，是强调它的作用和重要性。人的心脏停止跳动，意味着死亡；发动机停止工作，汽车也就无法行驶，尤如一堆废钢铁。汽车行走必须有动力源。这个动力源来自发动机。人类是从食物中获得热能，发动机用的燃料就是汽车的食物。燃料在发动机中燃烧后产生了足够的热能，为驱动汽车行驶提供了动力源。1.汽油发动机的工作过程我们说过汽油车、柴油车……，是由于它们的发动机使用的燃料而得名。汽油车用汽油作燃料，柴油车用的是柴油。目前，我国生产的汽车，绝大部分是汽油车。汽油车与柴油车有许多相同的地方，也有一些不同的地方。下面我们先介绍汽油发动机的工作特点。先说说发动机是怎样产生动力的？也就是说它是怎样工作的。发动机怎样会动起来？给这个活寨一个作用力，比如说，用手使劲向下压一下，于是活塞便由上而下运动，同时还带动曲轴飞轮转动起来。但是，你会发现，活塞到下面以后并未停下来，而是沿着缸筒由下往上，又由上面下地运动。为什么没有再用力，活塞依然会上下运动呢？这就是那个大飞轮的作用。这个沉重的飞轮在活塞向下运动时吸收了动能，利用这个动能，反过来带动活塞向上。你还会发现活塞在气缸中上下运动的距离是相同的。上下都有一个极端位置，活塞一旦到这个位置便立即改变运动方向。这两个上下极端位置有个专有名词，叫上止点和下止点；而活塞由上止点运动至下止点所经过的距离叫活塞行程；所占的气缸容积叫工作容积。还有一个容积，是当活塞到上止点后，活塞上面余下的一段空隙，供给发动机的汽油与空气的混合气就在这里进行燃烧。它也有个专有名词叫燃烧室。其容积称为燃烧室容积。燃烧室容积再加上工作容积，就是气缸的总容积。发动机有一个重要的参数，叫做压缩比。压缩比指的是气缸总容积与燃烧室容积之比，换句话说，就是活塞在下止点时气缸的容积与活塞在上止点时气缸《含燃料室）容积之比。可以发现发动机有这样一个特点，就是活塞在气缸里作直线运动，曲轴却是旋转运动。曲轴和飞轮每旋转半周，活塞运动方向改变一次。它不仅可使活塞的直线运动变成曲轴的旋转运动，而且转动方向不变。这套机构叫曲柄连杆机构。真正的发动机，活塞运动是不能依靠外面的作用力的。它是由于可燃混合气体在燃烧室内迅速燃烧；发生巨大的热量，气体受热膨胀，这个膨胀力既作用在缸壁上，也作用在活塞顶上，推动活塞向下运动，就象我们用手压活塞顶一样，很明显，气体温度越高、气体膨胀力越大。活塞得到这个推动力以后，就猛烈地向下冲动，带动曲轴、飞轮旋转。在转动着的飞轮惯性力作用下，活塞又重新向上运动。如果有一套装置，使燃烧过的气体排出去，另一套装置使新鲜混合气充进气缸，再进行燃烧。那么，就能连续不断地燃烧，使上述动作周而复始地进行。这样，发动机就处于不断的工作状态。汽油发动机所燃烧的是汽油与空气的混合气体。混合气在化油器中形成，然后通过进气歧管、进气门，进入气缸内燃烧；燃烧后的废气经排气门、排气歧管、消声器，排到大气中。为什么发动机燃烧的是混合气体，而不是纯汽油呢？因为汽油是从石油中提炼出来的，它们的化学成分基本上是碳氢化合物，缺少氧气，是很难燃烧的。所以，需要一定数量的空气，以提供足够的氧气。说了半天，仍然没有说明白发动机是怎样工作的。现在，我们还只能用发动机模型图来解释。活塞通过连杆与曲轴相连，由于曲轴转动，使活塞在气缸里上下运动：这些，我们在前面已经说过了。为了保证活塞与缸壁密封，在活塞上装上由铸铁加工成具有弹性的活塞环。如果它们之间间隙增大，上面的气体就会漏到下面的曲轴箱，这是有害的。凸轮轴上有只齿轮。与曲轴上的齿轮相啮合。当曲轴转动时，带动凸轮轴转动。凸轮轴上还有许多形状特别的凸轮一块转动。这些凸轮一端小，一端大，有点像桃子。这些“桃子”能够保证进气门、排气门按照需要的时刻开启和关闭，而且开启或关闭的角度是一定的。气门是依靠弹簧压紧在气门座上。我们用手扳动飞轮，使发动机转动起来。你看，随着曲轴的转动，凸轮轴就跟着转动，凸轮使气门开启或关闭。如果你对这个过程还有点疑问的话，最好找台正在检修的、并且拆掉气缸盖的发动机，用手摇柄摇转发动机，看看活塞、气门……是怎样动作的。活塞向下运动时，气缸内活塞上面的气体压力显然要降低，低于外面的大气压力，这就象注射用的针简或打气简的道理一样。如果此时进气门开启，混合气就被吸入气缸，气体进入气缸内的过程，叫“进气过程”。我们已经说过汽油发动机进入的汽油与空气的混合气，而柴油发动机进入的却是纯空气，柴油却是直接喷入燃烧室的。柴油机与汽油机有许多不同之处，这便是其中的一点。显然，进入气缸中的混合气是不应立即让其燃烧的，因为活器还在下止点，混合气体燃烧后，膨胀的气体不可能使活塞继续向上运动，所以，活塞继续向上运动，所以，此时的燃烧是没有任何积极作用的。只有当活塞继续在曲轴的推动下越过下止点向上止点运动，由于此时进气门和排气门都关闭，活塞上行时气缸容积逐渐减小，混合气接近完全被压缩至燃烧室内时，才允许点火燃烧。活塞由下止点到上止点压缩混合气体，这一过程叫做“压缩行程”。混合气体压缩得越厉害，燃烧后气体产生的压力也越大。压缩行程接近结束时，火花塞便跳火点燃混合气。关于火花塞的跳火以及点火时间问题，我们留在后面再说。混合气点燃以后，其燃烧速度非常快，大约只要千分之2~3秒，整个燃烧过程就可结束。燃烧以后的气体，最高温度可达两千摄氏度以上，压力超过30公斤/厘米2。高温高压气体发生膨胀，推动活塞由上止点向下运动，通过连杆使曲轴转动，这个过程叫“膨胀行程”，或者叫“作功行程”。活塞到达下止点，这一行程结束。要使发动机继续工作下去，需要充进新鲜的混合气体。但是，在此以前，必须先将燃烧过的、无用的废气排出去。这一过程是这样实现的：曲轴继续转动，凸轮轴将排气门顶开，刚好活塞由下向上运动，活塞将气缸中的废气从排气门、排气管挤了出去。活塞到上止点，这一过程结束，排气门关闭。进气门又被凸轮顶开，开始了进气过程。就这样，发动机重复上述四个过程，不断循环。发动机由静止状态转入工作状态，需要借助外界的力量，但只要开始做功后，就不再需要外界力量了。因为发动机一旦作功，飞轮就贮存了动能。以后的排气、进气以及压缩过程，依靠飞轮的惯性作用，带动曲轴转动来完成。我们总结一下这台发动机的整个工作过程：进气、压缩、膨胀、排气。这就是所谓的四冲程发动机工作过程。活塞上、下各两次完成一次循环过程。所以称四冲程发动机。除了四冲程发动机，还有一种二冲程发动机。这种发动机的特点是曲轴转动一周，即活塞上、下各运动一次，便完成进气、压缩、做功和排气的整个循环过程，二冲程汽油发动机多用在摩托车等小功率的动力设备上。汽油车主要使用四顺便说一句，冲程也叫行程。四冲程发动机也叫四行程发动机。
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