按進(jìn)氣系統(tǒng)的工作方式可分為自然吸氣、渦輪增壓、機(jī)械增壓和雙增壓四個(gè)類(lèi)型。
按活塞運(yùn)動(dòng)方式可分為往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)和旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)兩種。
按氣缸排列型式分直列發(fā)動(dòng)機(jī),V型發(fā)動(dòng)機(jī)、W型發(fā)動(dòng)機(jī)和水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)等。
按氣缸數(shù)目不同可以分為單缸發(fā)動(dòng)機(jī)和多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。現(xiàn)代汽車(chē)多采用三缸,四缸、六缸、八缸發(fā)動(dòng)機(jī)。
活塞在曲軸的帶動(dòng)下由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)。此時(shí)進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟,排氣門(mén)關(guān)閉,曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°。在活塞移動(dòng)過(guò)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(guò)進(jìn)氣門(mén)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(shí),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(mén)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。
做功沖程(power stroke)
當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí),由火花塞點(diǎn)燃可燃混合氣,混合氣燃燒釋放出大量的熱能,使汽缸內(nèi)氣體的壓力和溫度迅速提高。燃燒壓力pZ達(dá)3 000~6 000kPa,溫度TZ達(dá)2 200~2 800K。高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),并通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)對(duì)外輸出機(jī)械能。隨著活塞下移,汽缸容積增加,氣體壓力和溫度逐漸下降,到達(dá) b 點(diǎn)時(shí),其壓力降至300~500kPa,溫度降至1 200~1 500K。在做功沖程,進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)均關(guān)閉,曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°。
氣缸體和曲軸箱通常鑄成一體,統(tǒng)稱(chēng)為氣缸體,它是發(fā)動(dòng)機(jī)的外殼及裝配基礎(chǔ),一般采用優(yōu)質(zhì)合金鑄鐵或鋁合金制成。氣缸體內(nèi)呈圓柱形的空間稱(chēng)為氣缸,氣缸表面稱(chēng)為氣缸壁。氣缸是氣體交換、燃燒的場(chǎng)所,也是活塞運(yùn)動(dòng)的軌道。為保證活塞與氣缸的密封及減少磨損,氣缸壁應(yīng)具有有效較高的加工精度和較低的表面粗糙度。為了使氣缸在工作時(shí)的熱量得到散發(fā),在氣缸體、氣缸套機(jī)體之間制有能夠容納冷卻液的夾層空腔,稱(chēng)為水套。