四冲程发动机权威指南
四冲程发动机是汽车(卡车、轿车、现代摩托车——多数摩托车用二冲程)最常用内燃机。四冲程即燃烧循环,发生于发动机内部燃烧过程。每两个活塞周期或四冲程输出一次功冲程。
今日带您了解四冲程发动机定义、示意图、汽油(奥托循环)与柴油两种工作原理,及奥托循环历史。前文有内燃机文章,可查阅!
四冲程循环
四冲程发动机燃烧循环如下,车辆运动前必须完成:
- 进气/进气冲程:燃烧循环首阶段,活塞下行引入燃料空气进入燃烧室。
- 压缩冲程:进气门关闭封锁混合气。活塞上行压缩燃料空气。冲程末端火花塞点燃混合气,提供燃烧所需能量。
- 功冲程:燃烧后热量增加压力,推动活塞下行产生动力输出。
- 排气冲程:循环终阶段,活塞回下行,排气门开启。阀门开启时活塞上行推出废气。
观看视频了解四冲程发动机工作原理:
发动机热效率指将燃料化学能转化为机械能的能力。因设计车型不同而异。典型汽油机转化20%燃料化学能为机械能。15%驱动车轮,5%损耗于机械摩擦。
可通过提高压缩比改善热力学效率。压缩比为燃烧室最大最小体积之比。高压缩比允许燃气混合物更充分压缩,产生更高压力,温度更高,提升热效率。
四冲程发动机示意图:
奥托循环
延伸阅读:连杆必知知识
尼古拉斯·奥托在巴黎遇比利时侨民让·约瑟夫·埃蒂安·勒努瓦制造的内燃机。勒努瓦成功制造双作用发动机,燃烧煤气效率4%,仅产2马力。煤气由菲利普·勒邦在巴黎用煤制造。1861年测试,奥托领悟发动机压缩对燃料作用。1862年决心研发改善勒努瓦机效率可靠性的发动机。尝试点火前压缩燃料混合物但失败,发动机运转几分钟即损毁。众工程师尝试均未成功。
奥托与尤金·兰根1864年创立首家内燃机量产公司NA Otto & Cie。同年成功制造大气发动机。
工厂扩建迁至德国德茨,1869年更名Deutz Gasmotorenfabrik AG(德茨燃气发动机制造公司)。
枪匠出身的戴姆勒研究勒努瓦机。1876年奥托兰根已成功制造首台点火前压缩燃料混合物的内燃机,效率远超前人。
1883年戴姆勒马巴赫离职研发首台高速奥托发动机。1885年成功制造首辆搭载奥托发动机汽车。戴姆勒Reitwagen用热管点火系统、燃料莱格罗因,成内燃机驱动车辆鼻祖。采用基于奥托设计的四冲程发动机。次年卡尔·本茨制造四冲程汽车,被视为首辆汽车。
1884年奥托公司(Gasmotorenfabrik Deutz)开发电点火和化油器。1890年戴姆勒马巴赫创立Daimler Motoren Gesellschaft,即今日戴姆勒-奔驰。
柴油发动机工作原理、优劣势
本文详述四冲程发动机定义、示意图、工作原理。希望阅读愉快,若喜欢请分享同学。感谢阅读,下次再见!
制造工艺