汽油机燃烧原理.docx

为什么说发动机动力来自于爆炸？汽车的动力，来自于汽油或柴油燃烧时产生的爆炸力。可是，如果把汽油放在一个盆中并把它点燃，为什么只燃烧而不爆炸呢？这是因为盆子不是密封的，而是敞口的。如果在一个密封容器中装入汽油和空气，然后点燃它们，便会产生爆炸现象。汽车发动机就是根据这个原理设计的。如果将汽油和空气按照最适合的燃烧比例（1 14.7）混合，并对它们进行大力压缩使之温度上升，此时点燃它们就会产生更大的爆炸力。将这种力量通过一系列的机构“引导”到车轮上，便会推动汽车前进。什么是内燃机和外燃机？我们经常把汽车发动机称为内燃机，难道还有外燃机？是的，外燃机是存在的，比如原来火车上用的蒸汽机，发电厂和轮船上使用的汽轮机等，都是外燃机。它们都是利用燃料在发动机气缸的外部燃烧来产生动力的。如早期的蒸汽机，它利用燃料（木材、煤、煤气、柴油等）烧开锅炉中的水，使之产生高压蒸汽并进入气缸内，利用蒸汽压力推动活塞做功，从而产生动力。内燃机则是相对外燃机而言的，它的燃料在气缸内燃烧。现在，汽车上用的汽油发动机和柴油发动机，都是内燃机。怎样计算发动机排气量和压缩比？气缸排气量是指活塞从下止点到上止点所扫过的气体容积，它取决于缸径和活塞行程。发动机排量是各气缸排量的总和，一般用 cc（立方厘米）、mL(毫升）或 L（升)来表示。由于气缸体是圆柱体，它的容积不太可能正好是整升数，因此才会出现 1998cc、2397cc 等数字，它们可近似标示为 2.0L、2.4L等。发动机的排量越大，每次吸入的可燃混合气就越多，燃烧时产生的动力就越强。这相当于人的胃口越大，吃的就越多，可能就越有劲儿。发动机的压缩比是指压缩前的气缸容积与压缩后的气缸容积（即燃烧室容积）之比。就压缩比而言（含涡轮），大家常用的乙醇汽油标号来讲，压缩比在 8.5 以下的可以加 E92 汽油，压缩比 8.5 至 9.0 的可以加 E95 汽油，压缩比在 9.0 以上的最好都加 E98 汽油。汽油机燃烧原理汽油中最主要的成分是碳氢化合物，这种物质分子中只含有碳和氢两种原子。在汽油爆炸燃烧时，碳氢化合物与吸入空气中的氧产生化学反应，其中 1 个碳原子和 2 个氧原子化合生成 1 个二氧化碳分子，2 个氢原子和 1 个氧原子化合生成 1 个水分子。如果吸入的空气量不足，那么和碳原子结合的氧原子就会显得少，这样就不会完全生成二氧化碳，便会生成一部分一氧化碳。在爆炸燃烧的过程中，由于温度极高，还会造成空气中的氮原子被氧化生成一氧化氮和二氧化氮。因此，汽车排气中的主要成分就是一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮和二氧化氮等。汽油机工作循环活塞在气缸中要完成进气、压缩、做功和排气四个行程，才算是完成一个工作循环。在此期间，活塞要在气缸内上下运动各两次，曲轴则同时要旋转两周。看一下汽车上的转速表，就会知道这个过程有多快。如果转速表的指针指向 6，则表明此时的发动机转速为每分钟 6000 转，合计每秒钟 100 转，那么一个活塞每秒钟就要完成 50 个工作循环（一个工作循环内曲轴要转 2 周），也就是说在一个气缸内要爆炸 50 次。如果是一台 4 缸发动机，那么在 1 秒内 4 个气缸则要产生 200 次爆炸。发动机工作时的呯呯声，其实就是燃料燃烧时的爆炸声。同理，如果转速表指针指向 3，则表明此时发动机转速为每分钟 3000 转，合计每秒钟 50 转，那么一个活塞每秒钟就要完成 25 个工作循环，也就是说在一个气缸内要爆炸 25 次。如果是一台 4 缸发动机，那么在 1 秒内 4 个气缸则要产生 100 次爆炸。为什么汽油机的动力能够源源不断？活塞在气缸中上下移动，活塞下行到的最低点叫下止点，上行到顶点的位置称为上止点。上止点与下止点之间的距离称为行程。当活塞在上止点时，活塞顶端的空间称为燃烧室。进气行程活塞在气缸内自上止点向下行到下止点时，进气门打开，排气门关闭，气缸内可以产生部分的真空，将新鲜的空气和汽油的混合气吸进气缸内。压缩行程进气门和排气门都关闭，活塞由下止点上行移动到上止点，将气缸的混合气压缩，进入气缸的混合气越多，活塞越接近上止点位置，压缩力越大。在压缩行程内，气缸中混合气的最大压力称为压缩力。将混合气压缩是为了使混合气混合得更均匀，且提高温度易于燃烧，得到较大的动力。做功行程进气门和排气门都关闭后，火花塞跳出高压电火花适时将混合气点燃，使其燃烧并爆发出强大压力，将活塞从上止点推到下止点。火花塞的高压电火花来自高压线圈，它能将火花能量放大，然后再由电子控制单元（ECU）将高压电火花按顺序分配到各个气缸，从而点燃被压缩的混合气。排气行程活塞自下止点上行到上止点，此时进气门关闭，排气门打开，气缸中已经燃烧过的废气由活塞向上移动时，经排气门和排气歧管排入大气。燃烧过的废气经过消声器的消声后，才不会产生太大的噪声。转