活塞在曲軸的帶動下由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)。此時進(jìn)氣門開啟,排氣門關(guān)閉,曲軸轉(zhuǎn)動180°。在活塞移動過程中,汽缸容積逐漸增大,汽缸內(nèi)氣體壓力從pr逐漸降低到pa,氣缸內(nèi)形成一定的真空度,空氣和汽油的混合氣通過進(jìn)氣門被吸入汽缸,并在汽缸內(nèi)進(jìn)一步混合形成可燃混合氣。由于進(jìn)氣系統(tǒng)存在阻力,進(jìn)氣終點(diǎn)時,汽缸內(nèi)氣體壓力小于大氣壓力p0 ,即pa= (0.80~0.90)p0。進(jìn)入汽缸內(nèi)的可燃混合氣的溫度,由于進(jìn)氣管、汽缸壁、活塞頂、氣門和燃燒室壁等高溫零件的加熱以及與殘余廢氣的混合而升高到340~400K。
排氣沖程(exhaust stroke)
排氣沖程時,排氣門開啟,進(jìn)氣門仍然關(guān)閉,活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動,曲軸轉(zhuǎn)動180°。排氣門開啟時,燃燒后的廢氣一方面在汽缸內(nèi)外壓差作用下向缸外排出,另一方面通過活塞的排擠作用向缸外排氣。由于排氣系統(tǒng)的阻力作用,排氣終點(diǎn)r 點(diǎn)的壓力稍高于大氣壓力,即pr=(1.05~1.20)p0。排氣終點(diǎn)溫度Tr=900~1100K?;钊\(yùn)動到上止點(diǎn)時,燃燒室中仍留有一定容積的廢氣無法排出,這部分廢氣叫殘余廢氣。
配氣機(jī)構(gòu)
配氣機(jī)構(gòu)的作用是根據(jù)發(fā)動機(jī)的工作順序和各缸工作循環(huán)的要求,及時地開啟和關(guān)閉進(jìn)、排氣門,使可燃混合氣(汽油發(fā)動機(jī))或新鮮空氣(柴油發(fā)動機(jī))進(jìn)入氣缸,并將廢氣排入大氣。 [3]
四沖程發(fā)動機(jī)廣泛采用氣門凸輪式配氣機(jī)構(gòu),它由氣門組和氣門傳動組兩部分組成。按其傳動方式不同,可分為正時齒輪傳動式和鏈條傳動式兩種;按凸輪軸的位置不同,可分為下置凸輪軸式、中置凸輪軸式和上置凸輪軸式。下置凸輪軸式配氣機(jī)構(gòu)工作時,曲軸通過一對互相嚙合的正時齒輪帶動凸輪軸旋轉(zhuǎn),當(dāng)凸輪的凸尖上升到位置時氣門開度。當(dāng)凸輪的凸尖向下運(yùn)動時,由于氣門彈簧的彈力作用,氣門及其傳動機(jī)件恢復(fù)原位,將氣道關(guān)閉。與下置凸輪軸式配氣機(jī)構(gòu)相比,中置和上置凸輪軸式配氣機(jī)構(gòu)因曲軸與凸輪軸距離較大,故多為正時鏈條或正時帶傳動。中置凸輪軸式省去了推桿;上置凸輪軸式省去了挺桿及推桿。
氣門組一般由氣門、氣門座、氣門導(dǎo)管、氣門油封、氣門彈簧和氣門鎖片等組成。
氣門分為進(jìn)氣門和排氣門兩種,其作用是分別用來關(guān)閉進(jìn)、排氣道。氣門由頭部和桿部組成,頭部制成錐形,與氣門座的錐面配合。頭部錐角,一般為45°。同一臺發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣門頭部直徑大于排氣門頭部直徑,以提高發(fā)動機(jī)的充氣量。氣門桿部為圓柱形,與氣門導(dǎo)管內(nèi)孔配合,桿的端部制有環(huán)槽,用來安裝氣門彈簧座鎖片。
氣門座用來保證氣門密封,并將氣門頭部的熱量傳給氣缸蓋。氣門座一般用特種合金制成環(huán)狀,緊密地鑲在氣缸蓋上。
氣門導(dǎo)管用來引導(dǎo)氣門作往復(fù)直線運(yùn)動,保證氣門與氣門座閉合位置正確。為防止氣缸蓋上潤滑油從氣門與氣門導(dǎo)管之間的間隙進(jìn)入燃燒室,氣門導(dǎo)管上端裝有氣門油封。
氣門彈簧是圓柱形螺旋彈簧,它可使氣門迅速關(guān)閉,并使氣門頭部與氣門座相互壓緊,保證密封。