汽油引擎

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1905年的12汽缸350hp馬力引擎

汽油引擎Gasoline EnginePetrol Engine)是使用汽油作為燃料內燃机

1883年德国人G.戴姆勒成功制造汽油机。二战前,汽油机用作1千瓦以下的农业、园艺机具的动力,大到数千瓦的航空发动机。二战后,汽油机的用途有所缩小,仍用于小功率内燃机、摩托车、轿车、小型飞机和轻型货车等。分为化油器式和汽油喷射式;至1980年代,汽油喷射式的应用增多。

汽油机一般采用往复活塞式结构,由本体(缸盖、缸体、曲轴箱)、曲柄连杆机构、配气系统、供油系统、润滑系统和点火系统等组成。

燃烧[编辑]

使用时,空气流过化油器,携带汽油进入进气管。在流经进气管、气缸和压缩过程中,汽油迅速蒸发,到压缩末期已成气态,与空气混合成均匀的可燃混合气。这时点火系统提供瞬时高压电,在火花塞的火花间隙处打出火花,使该处微量混合气累积热量,提高温度。当发展到缸内压明显上升时,形成明亮的火焰核心;然后传播,将缸内混合气烧尽,缸内压迅速上升。混合气热量主要在火焰传播时放出。

提高汽油机的压缩比,热效率提高。压缩比已由早期的4.5提高到10。当压缩比达到9以上时又会使气缸内产生积炭,积炭会点燃混合气,形成不正常燃烧现象(表面点火)。使压缩比提高的因素除燃烧室结构等设计外,主要在于汽油品质的提高。20年代中,人们发现在汽油中添加四乙铅可提高汽油机的压缩比。燃烧室对汽油辛烷值要求的高低(机械辛烷值)。是排气中的有害成分。

分层燃烧[编辑]

如果在低负荷下不减少进入气缸的空气量,只减少汽油量,并使汽化的汽油集中于火花塞附近,形成可以着火燃烧的混合气,就可降低低负荷率时的油耗。

有些燃烧室分为主室、小室。较浓混合气进入小室,由火花点燃;较稀混合气进入主室,由小室喷出的火焰点燃,可减少污染。但在负荷率很低,主室混合气很稀薄时,仍须在减少进气量后才能点燃。另一方案是在压缩末期,用喷油器将汽油喷入燃烧室内火花塞附近,在很低负荷喷油很少,无需减少进气量;在高负荷喷油较多,延长喷油时间,边喷边烧。在低负荷时油耗降低30%以上,排污也很少。

分层燃烧可避免爆震,压缩比提高,并能采用广馏分的低品质汽油。此种燃烧系统的问题是在变工况下难以可靠地点燃。

設計[编辑]

4行程汽油引擎汽缸運動示意圖

汽油引擎可采用四冲程工作循环或两冲程工作循环,参见:

气缸排列[编辑]

一般的汽油引擎包含1-6个气缸(直列型)或2-16个气缸(V型)。而卧式发动机经常用在小型飞机和摩托车上,也是90年代大众汽车一大标志。如今,卧式6缸发动机仍用在许多保时捷斯巴鲁的汽车中。许多卧式发动机是空冷的。其他排列类型还有W型转缸星状等。

冷却方式[编辑]

汽油机可以通过风扇和汽缸盖来实现风冷,或通过水套散热器来实现水冷。对于水冷,冷却剂曾经是水,现在多采用水和乙二醇丙二醇的混合物,以降低其凝点、提高沸点,防止腐蚀。现代防冻液还添加有润滑剂,来保护水泵的密封和轴承。整个冷却系统处于略微增压的环境,来进一步加强冷却剂的沸点。

压缩比[编辑]

压缩比是气缸总容积与燃烧室容积之比。理论上讲,压缩比越高,引擎效率越高。但事实上,太高的压缩比会导致气油混合物过早的燃烧,产生爆燃从而损坏引擎。汽车引擎的压缩比一般在9:1到10:1左右、使用高辛烷值汽油的高性能发动机,这一数值可以提升到11甚至12:1;而使用新一代技術(如缸內直噴)的汽車引擎,還可以提高壓縮比,例如skyactiv技術的引擎可以提高到14:1。

点火[编辑]

汽油机使用火花点火,采用磁电机点火线圈来产生火花所需要的高压。在现代汽车引擎中,点火正时受到发动机控制器(ECU)的控制。

應用[编辑]

汽油引擎主要應用於:

相關條目[编辑]

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