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背景知识:发动机系列(二)

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华穗技术宅 

为了传播科学技术知识及正能量、交代清楚将要出场的华穗项目的相关背景以及探索出一种科学的可持续性的装逼方法。本节将简单介绍下发动机冲程概念及工作周期。 

以下内容含有少量理工科内容,非喜勿入。 

1什么叫“冲程” 

发动机的上上下下进进出出的活塞运动并非采用了什么深浅不一之法,而是始终保持一个统一的行程长度: 

发动机的活塞被曲轴旋转推动,从一个极限位置行进到另一个极限位置,这段距离称为一个冲程。这两个极限位置,分别叫上止点和下止点。 

请欣赏以下野兽派绘画,及理解所传达的意思~ 

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目前发动机按冲程数目分,最广泛的有两种:四冲程、二冲程。 

四冲程:就是每四个冲程、活塞每来回两次、曲轴每旋转两圈,发动机做功一次,完成一次工作循环。 

二冲程:就是每两个冲程、活塞每来回一次、曲轴每旋转一圈,发动机做功一次,完成一次工作循环。 

2四冲程 

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对应上图的四个冲程序号,以下简述每个冲程的工作: 

1、吸气冲程 

进气阀打开,活塞向下运动,燃油和空气的混合物进入汽缸,当活塞运动至最低时,进气阀关闭。 

2、压缩冲程 

进气阀与排气阀都关闭,活塞向上运动,燃油和空气的混合气体被压缩,当活塞运动至最顶部时,压缩冲程结束,将机械能转化为内能(就是被压缩的混合气体变热了!) 

3、做功冲程 

火花点燃混和气体(如果是柴油机的话不是火花点燃,而是高温气体自燃。汽油机和柴油机的不同会在下一节讨论哦~~),燃烧的气体急剧膨胀(这里所谓的“急剧膨胀”也细分为3种情况哦,也在下一节!),推动活塞下行,将内能转化为机械能。 

4、排气冲程 

排气阀打开,活塞向上运动,将燃烧后的废气排出,当活塞运动至最顶部时,排气阀关闭。 

3二冲程 

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第一个行程:活塞从上止点到下止点。火花塞点火,做功,排气;关闭进气,空混合气从活塞下部进入曲轴箱,并从活塞上部进入汽缸。 

第二个行程:活塞从下止点到上止点。关闭所有进排气,压缩混合气。 

4总结 

二冲程结构简单,体积小重量轻,耗油,提速快。用在低档摩托车、专用竞赛摩托车、除草车上,低速船用发动机及部分高速船用发动机都是二冲程的。 

四冲程结构复杂,体积大重量重,比较省油。用的地方非常广泛。例如几乎所有的现代汽车、高档摩托车、中速船用发动机及部分高速船用发动机都是四冲程的。