奥托四冲程发动机

奥托四冲程发动机【奥托四冲程发动机】奥托发动机是由尼古拉斯·奥古斯特·奥托,于1867年与敖根·郎恩合作开发出了一种燃气发动机——也就是不久之后诞生的四冲程发动机的前身——之后再研发的一种基于四冲程和两冲程结构的发动机 。
基本介绍中文名:奥托四冲程发动机
本质:燃气发动机
工作方式奥托四冲程发动机通过燃烧以一定比例混合起来的汽油与空气的混合气来驱动 。在化油器及进气管内形成外部混合气,在燃烧室内形成内部混合气 。内部混合气的形成

    冲程一(进气):在冲程一中活塞从上止点移动到下止点 。此间当活塞向下运行时造成气缸内空间扩大,从而形成负压 。在负压的作用下燃料和空气的混合气通过打开的进气阀被吸入燃烧室 。排气阀在整个进气冲程过程中保持关闭 。
    冲程二(压缩):在第二个冲程中活塞从下止点运行到上止点,燃烧室内的混合气因此被压缩 。混合气因空间缩小被压缩的程度越高,则其压力和温度由于绝热过程而越高,功率也越高 。发动机的功率因此提高,而油耗则下降 。但同时发动机的机械负荷增大,自我点火的危险也在加大,因为温度可以达到400到500摄氏度(汽油的燃烧温度在500至650摄氏度之间) 。
    冲程三(做工):当活塞运行到冲程二结束的位置时,燃烧室内的容积为最小 。此时燃料和空气的混合气被火花塞点燃并燃烧 。火焰以每秒10至30米的速度蔓延,所以燃烧室内的混合气在0.001秒后就完全燃烧了,由此而产生一个50至75巴的最高压力和一个2000至2500摄氏度的最高温度 。
    冲程四(排气):由于做工冲程中气体膨胀形成的压力,气缸活塞被从上止点推向下止点的方向,这样压力在进气冲程时降低,排气凸轮轴打开排气阀,最后气缸活塞从下止点运行到上止点,废气通过打开的排气阀被排出去 。接下来可以开始一个新的工作循环 。
功率,即多少燃料的热能被转化成机械能,首先是由压缩比决定的 。绝大多数奥托发动机的压缩比为8:1或10:1 。较高的压缩比对应一个较高的功率,一般可以通过具有较高辛烷含量的抗震(爆震)燃料来实现 。一台优良的发动机的功率应在20%至25%之间,这就是说,燃料产生的热能只有20%至25%被转化为机械能 。冷却及摩擦是造成奥托发动机功率损失的主要原因 。外部混合气的形成外部混合气在化油器中形成 。对于几乎所有的运行状态来讲,化油器仅通过涌入空气的吸入作用来控制“最佳”的燃料与空气的混合气的形成 。因为化油器不具备形成精确的混合气的功能,因此造成较高的尾气排放值,所以现在已经很少用到 。化油器的工作方式进气管靠近化油器的一段较狭窄 。因为通过这段狭窄进气管的空气的量是恆定的,所以从空气滤清器到达化油器的空气此处会得到一个加速 。同时由于在此产生的负压而形成一种吸入作用 。燃料的供应由主喷嘴来控制 。主喷嘴允许一定量的燃料流入空气通道,这取决于形成的负压,而供燃烧室使用的混合气的量由节气门控制,节气门的开启角可根据不同的负荷状态而改变 。燃烧室在满负荷状态下需要大量的混合气,所以主喷嘴输送大量的燃料,燃料与节气门全开状态下进入的空气混合起来,并进入燃烧室 。节气门在部分负荷状态下只部分开启,因为燃烧室只需要少量的混合气 。汽油直喷汽油直喷区别于外部混合气形成,即通过化油器对混合气进行预处理 。汽油直喷是这样实现的:燃料通过一个由高压泵驱动的喷油阀被喷入燃烧室,然后在那里才与吸入的空气混合起来 。汽油直喷系统主要由以下几部分组成:发动机控制器