汽油引擎
燃燒
使用時,空氣流過化油器,攜帶汽油進(jìn)入進(jìn)氣管。在流經(jīng)進(jìn)氣管、氣缸和壓縮過程中,汽油迅速蒸發(fā),到壓縮末期已成氣態(tài),與空氣混合成均勻的可燃混合氣。這時點火系統(tǒng)提供瞬時高壓電,在火花塞的火花間隙處打出火花,使該處微量混合氣累積熱量,提高溫度。當(dāng)發(fā)展到缸內(nèi)壓明顯上升時,形成明亮的火焰核心;然后傳播,將缸內(nèi)混合氣燒盡,缸內(nèi)壓迅速上升?;旌蠚鉄崃恐饕诨鹧?zhèn)鞑r放出。
提高汽油機的壓縮比,熱效率提高。壓縮比已由早期的4.5提高到10。當(dāng)壓縮比達(dá)到9以上時又會使氣缸內(nèi)產(chǎn)生積炭,積炭會點燃混合氣,形成不正常燃燒現(xiàn)象(表面點火)。使壓縮比提高的因素除燃燒室結(jié)構(gòu)等設(shè)計外,主要在于汽油品質(zhì)的提高。20年代中,人們發(fā)現(xiàn)在汽油中添加四乙鉛可提高汽油機的壓縮比。燃燒室對汽油辛烷值要求的高低(機械辛烷值)。鉛是排氣中的有害成分。
分層燃燒
如果在低負(fù)荷下不減少進(jìn)入氣缸的空氣量,只減少汽油量,并使汽化的汽油集中于火花塞附近,形成可以著火燃燒的混合氣,就可降低低負(fù)荷率時的油耗。
有些燃燒室分為主室、小室。較濃混合氣進(jìn)入小室,由火花點燃;較稀混合氣進(jìn)入主室,由小室噴出的火焰點燃,可減少污染。但在負(fù)荷率很低,主室混合氣很稀薄時,仍須在減少進(jìn)氣量后才能點燃。另一方案是在壓縮末期,用噴油器將汽油噴入燃燒室內(nèi)火花塞附近,在很低負(fù)荷噴油很少,無需減少進(jìn)氣量;在高負(fù)荷噴油較多,延長噴油時間,邊噴邊燒。在低負(fù)荷時油耗降低30%以上,排污也很少。
分層燃燒可避免爆震,壓縮比提高,并能采用廣餾分的低品質(zhì)汽油。此種燃燒系統(tǒng)的問題是在變工況下難以可靠地點燃。
設(shè)計
4行程汽油引擎汽缸運動示意圖
汽油引擎可采用四沖程工作循環(huán)或兩沖程工作循環(huán),參見:
四沖程循環(huán)
二沖程循環(huán)
汪克爾引擎
氣缸排列
一般的汽油引擎包含1-6個氣缸(直列型)或2-16個氣缸(V型)。而臥式發(fā)動機經(jīng)常用在小型飛機和摩托車上,也是90年代福斯汽車一大標(biāo)志。如今,臥式6缸發(fā)動機仍用在許多保時捷、速霸路的汽車中。許多臥式發(fā)動機是空冷的。其他排列類型還有W型、轉(zhuǎn)缸、星狀等。
冷卻方式
汽油機可以通過風(fēng)扇和汽缸蓋來實現(xiàn)風(fēng)冷,或通過水套和散熱器來實現(xiàn)水冷。對于水冷,冷卻劑曾經(jīng)是水,現(xiàn)在多采用水和乙二醇、丙二醇的混合物,以降低其凝點、提高沸點,防止腐蝕?,F(xiàn)代防凍液還添加有潤滑劑,來保護(hù)水泵的密封和軸承。整個冷卻系統(tǒng)處于略微增壓的環(huán)境,來進(jìn)一步加強冷卻劑的沸點。
壓縮比
壓縮比是氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比。理論上講,壓縮比越高,引擎效率越高。但事實上,太高的壓縮比會導(dǎo)致氣油混合物過早的燃燒,產(chǎn)生爆燃從而損壞引擎。汽車引擎的壓縮比一般在9:1到10:1左右、使用高辛烷值汽油的高性能發(fā)動機,這一數(shù)值可以提升到11甚至12:1;而使用新一代技術(shù)(如缸內(nèi)直噴)的汽車引擎,還可以提高壓縮比,例如skyactiv技術(shù)的引擎可以提高到14:1。
點火
汽油機使用火花點火,采用磁電機和點火線圈來產(chǎn)生火花所需要的高壓。在現(xiàn)代汽車引擎中,點火正時受到發(fā)動機控制器(ECU)的控制。
汽油轉(zhuǎn)子引擎
桌上型 Hit&Miss engine
布加迪威龍汽車搭載的W16汽油引擎
U艇U1-U18號使用的汽油引擎室
日產(chǎn)1.0升引擎
應(yīng)用
汽油引擎主要應(yīng)用于:
汽車
摩托車
飛機
汽艇
小型機具,例如割草機、伐木機、發(fā)電機等
相關(guān)條目
柴油引擎
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