第２期 王立杰：“四冲程汽油机工作厘理”递鲑遮兰土墨堕 “四冲程汽油 机工作 课件设计思路 王立杰 玉田县第三中学河北玉田０６４１００ 四冲程汽油机的工作分为吸气冲程、压缩冲程、 做功冲程、排气冲程等４个阶段。运动过程比较复 杂，若不借助生动形象的动态演示，学生很难理解４ 个冲程的真实内涵及相关部件的运动规律。教师用 Ｆｌａｓｈ ＭＸ软件制成课件辅助教学，可起到事半功倍 的效果。 １制作图形元件 新建一个Ｆｌａｓｈ文档，执行几次新建“插入／新建 元件”命令。分别在新建元件窗口，用“工具”绘制各 ≯ ａ连杆 ｂ气门 Ｃ弹簧ｄ活塞 ；ｊ ，臻 ｅ曲轴 ｆ凸轮 ｇ火花ｈ气缸 图１各个图形元件 个图形元件（图１）储存在库中备用。 ２制作场景 （１）插入ｌ４个图形，分别命名为气缸图形，吸、 排气箭头，曲轴，连杆，活塞，火花，左凸轮，左气门， 右凸轮，右气门，弹簧ｌ，弹簧２，按钮，文字，作者信 息。将各图层的时间轴延长到１６０帧。 （２）分别将各图形元件拖放到相应的各个图层 的第ｌ帧，只有“火花”元件需置于“火花图层”的第 １０１—１１４帧。 （３）分别设置“曲轴”“连杆”“活塞”“左气门” “左凸轮”“右气门…‘右凸轮”“右气门”的补间动画， 其中“曲轴‘’’，每２０帧旋转４５。，每８０帧旋转一周； “活塞”每２０帧完成一个冲程的一半行程，每４０帧 完成一个冲程的行程；“左气门”在吸气冲程抬起并 原理＂ 打开；“右气门”在排气冲程抬起并打开；“左凸轮”在 吸气冲程尖端向上；“右凸轮”在排气冲程尖端向上； 各部件协调动作，使得课件的动态效果可模拟汽油 机气缸的４个冲程的动态过程。 （４）在“吸气、排气图层”时间轴对应吸气冲程和 排气冲程的起始位置分别插入一个关键帧，在吸气 冲程范围的关键帧上画出进气箭头，在此关键帧后 每个８帧插入一个关键帧，在２关键帧之间插入一 个空白关键帧，播放课件时“进气箭头”出现时隐时 现不断闪烁的效果。与此法相同，在排气冲程范围的 关键帧上画出排气箭头，并按上述方法插入关键帧 和空白关键帧。 （５）在“文字图层”的时间轴对应的“吸气冲程” “压缩冲程”“做功冲程”“排气冲程”起始位置各插入 一个关键帧，单击每个关键帧，分别输入“吸气冲程” “压缩冲程”“做功冲程”“排气冲程”等字样。 （６）在“作者信息”图层输入标题文字及作者信 息，各图层时间轴设置如图２所示。 奢盛口 ｌ ｓ １０ ２ｏ￡Ｓ∞ ∞ ５０ ５ ８０ ＴＤ ｅ０∞∞ ｌ∞１∞“日１ｌＳｌ ｔ： ｌ３０懈ｌ４０１６ｌ霸ｌ 口怍著廛息 ・・■ 口 ≠ ・・■ ． 。。 口幕硪 ・・口 口 ・・■ 口 ｌ ・・目 ：ｔ￣ｒ３ ・・瞄 ． 口毫Ｄ艟 ・・■ ・ｆｋ 口芷气ｎ ・・■ ． ｋ 口￡ ・・日 ． ｜ｌ＝． 、 口出耗 ・・■ ， 也 ｝ ． ． 蠡 —— 口静 ・・■ ｌ ＂ ． ． ￡ ．． 蝴 ・－■ ¨ 。 ＿ 口吼箨 ・・■ ． 越乩 ‘也 ｄ 山 以 矗 正 ＿ 口 自 ・・■ ｎ乱 誊 ｝ ∞Ｂ 。 Ｔ ｇＩ｛ 露 ｉ１ 鬣 图２各图层时间轴设置 （７）在“按钮”图层将“公用库”的３个按钮拖放 到舞台适当位置（图３）。分别双击其中一个按钮，在 按钮的编辑窗口插入一个图层，输入相应的文字。修 改后的效果如图４所示。分别单击每个按钮为其添 加动作脚本（图５）。 ● ｉ 图３
四冲程柴油机的工作原理
四冲程柴油机是一种内燃机，通过燃烧柴油来产生动力。它由气缸、活塞、曲轴、连杆和燃油系统等组成。在工作过程中，它通过四个冲程完成一个循环，包括进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。下面将详细解释这四个冲程的工作原理。
1. 进气冲程
进气冲程是指活塞从上止点向下运动，将新鲜空气吸入气缸中的过程。在进气冲程开始时，曲轴带动连杆使活塞向下运动，同时进气门打开。当活塞向下运动时，汽缸内的压力降低，外部大气压力就会推动空气通过进气门进入汽缸内。随着活塞继续向下运动，汽缸内充满了新鲜空气。
2. 压缩冲程
压缩冲程是指活塞从下止点向上运动，将空气压缩到高压状态的过程。在压缩冲程开始时，曲轴带动连杆使活塞向上运动，同时进气门关闭。当活塞向上运动时，气缸内的空气被压缩，体积变小，温度和压力逐渐升高。在柴油机中，压缩比通常在16:1到22:1之间。
3. 燃烧冲程
燃烧冲程是指活塞接近上止点时，柴油被喷入气缸并燃烧的过程。在燃烧冲程开始时，曲轴带动连杆使活塞向下运动到达顶点位置。此时喷油器将柴油以高压喷入气缸内，在高温和高压条件下与空气混合。由于柴油的自燃点较高，因此不需要火花塞来点火。当柴油与空气混合后，在压力和温度的作用下发生自燃反应，产生大量的能量。
4. 排气冲程
排气冲程是指活塞从下止点向上运动，将已经燃烧完毕的废气排出汽缸的过程。在排气冲程开始时，曲轴带动连杆使活塞向上运动，同时排气门打开。当活塞向上运动时，废气被推出汽缸，并通过排气管排出。在此过程中，活塞将废气推向汽缸顶部，确保排气系统的正常工作。
通过以上四个冲程的循环，柴油机可以持续地产生动力。这种内燃机具有高效、可靠和耐用的特点，被广泛应用于汽车、船舶和发电机等领域。
除了上述四个冲程之外，还有一些其他关键的部件和系统对柴油机的工作起着重要作用：
• 燃油系统：负责将柴油从燃油箱输送到喷油器，并控制燃油的喷射时间和压力。
汽油机与柴油机
一、 四冲程汽油机工作原理
汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在进气行程被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机在进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程内完成一个工作循环。
1、 进气行程：活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时进气门开启，排气门关闭，曲轴转动180°。在活塞移动过程中，汽缸容积逐渐增大，汽缸内气体压力从pr逐渐降低到pa，汽缸内形成一定的真空度，空气和汽油的混合气通过进气门被吸入汽缸，并在汽缸内进一步混合形成可燃混合气。由于进气系统存在阻力，进气终点汽缸内气体压力小于大气压力0 p ，即pa= (0.80～0.90) 0 p 。进入汽缸内的可燃混合气的温度，由于进气管、汽缸壁、活塞顶、气门和燃烧室壁等高温零件的加热以及与残余废气的混合而升高到340～400K。
2、 压缩行程：压缩行程时，进、排气门同时关闭。活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180°。活塞上移时，工作容积逐渐缩小，缸内混合气受压缩后压力和温度不断升高，到达压缩终点时，其压力pc可达800～2 000kPa，温度达600～750K。在示功图上，压缩行程为曲线a～c。
3、 做功行程：当活塞接近上止点时，由火花塞点燃可燃混合气，混合气燃烧释放出大量的热能，使汽缸内气体的压力和温度迅速提高。燃烧最高压力pZ达3 000～6
000kPa，温度TZ达2 200～2 800K。高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，并通过曲柄连杆机构对外输出机械能。随着活塞下移，汽缸容积增加，气体压力和温度逐渐下降，到达b 点时，其压力降至300～500kPa，温度降至1 200～1 500K。在做功行程，进气门、排气门均关闭，曲轴转动180°。
4、 排气行程：排气行程时，排气门开启，进气门仍然关闭，活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180°。排气门开启时，燃烧后的废气一方面在汽缸内外压差作用下向缸外排出，另一方面通过活塞的排挤作用向缸外排气。由于排气系统的阻力作用，排气终点r 点的压力稍高于大气压力，即pr=(1.05～1.20)p0。排气终点温度Tr=900～1100K。活塞运动到上止点时，燃烧室中仍留有一定容积的废气无法排出，这部分废气叫残余废气。
四冲程柴油机的工作原理
作者：本站 来源：本站原创 发布时间：2008-3-21 9:36:40 [收 藏] [评 论]
四冲程柴油机的工作原理
柴油机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的，这四个过程构成了一个工作循环。活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机。现对照下面的动画了说明它的工作理原。
一. 进气冲程
第一冲程——进气，它的任务是使气缸内充满新鲜空气。当进气冲程开始时，活塞位于上止点，气缸内的燃烧室中还留有一些废气。
当曲轴旋转肘，连杆使活塞由上止点向下止点移动，同时，利用与曲轴相联的传动机构使进气阀打开。
随着活塞的向下运动，气缸内活塞上面的容积逐渐增大：造成气缸内的空气压力低于进气管内的压力，因此外面空气就不断地充入气缸。
进气过程中气缸内气体压力随着气缸的容积变化的情况如动画所示。图中纵坐标表示气体压力Ｐ，横坐标表示气缸容积Ｖｈ（或活塞的冲Ｓ），这个图形称为示功图。图中的压力曲线表示柴油机工作时，气缸内气体压力的变化规律。从土中我们可以看出进气开始，由于存在残余废气，所以稍高于大气压力Ｐｏ。在进气过程中由于空气通过进气管和进气阀时产生流动阻力，所以进气冲程的气体压力低于大气压力，其值为０．０８５～０．０９５ＭＰａ，在整个进气过程中，气缸内气体压力大致保持不变。
当活塞向下运动接近下止点时，冲进气缸的气流仍具有很高的速度，惯性很大，为了利用气流的惯性来提高充气量，进气阀在活塞过了下止点以后才关闭。虽然此时活塞上行，但由于气流的惯性，气体仍能充入气缸。
二. 压缩冲程
第二冲程——压缩。压缩时活塞从下止点间上止点运动，这个冲程的功用有二，一是提高空气的温度，为燃料自行发火作准备：二是为气体膨胀作功创造条件。当活塞上行，进气阀关闭以后，气缸内的空气受到压缩，随着容积的不断细小，空气的压力和温度也就不断升高，压缩终点的压力和湿度与空气的压缩程度有关，即与压缩比有关。 一般压缩终点的压力和温度为：Pc＝4～8MPa,Tc＝750～950K。
