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機

1883年德國人G.戴姆勒成功製造汽油機。二戰前,汽油機用作1千瓦以下的農業、園藝機具的動力,大到數千瓦的航空發動機。二戰後,汽油機的用途有所縮小,仍用於小功率內燃機、摩托車、轎車、小型飛機和輕型貨車等。分為化油器式和汽油噴射式;至1980年代,汽油噴射式的應用增多。

汽油機一般採用往複活塞式結構,由本體(缸蓋、缸體、曲軸箱)、曲柄連桿機構、配氣系統、供油系統、潤滑系統和點火系統等組成。

燃燒[編輯]

使用時,空氣流過化油器,攜帶汽油進入進氣管。在流經進氣管、氣缸和壓縮過程中,汽油迅速蒸發,到壓縮末期已成氣態,與空氣混合成均勻的可燃混合氣。這時點火系統提供瞬時高壓電,在火花塞的火花間隙處打出火花,使該處微量混合氣累積熱量,提高溫度。當發展到缸內壓明顯上升時,形成明亮的火焰核心;然後傳播,將缸內混合氣燒盡,缸內壓迅速上升。混合氣熱量主要在火焰傳播時放出。

提高汽油機的壓縮比,熱效率提高。壓縮比已由早期的4.5提高到10。當壓縮比達到9以上時又會使氣缸內產生積炭,積炭會點燃混合氣,形成不正常燃燒現象(表面點火)。使壓縮比提高的因素除燃燒室結構等設計外,主要在於汽油品質的提高。20年代中,人們發現在汽油中添加四乙鉛可提高汽油機的壓縮比。燃燒室對汽油辛烷值要求的高低(機械辛烷值)。是排氣中的有害成分。

分層燃燒[編輯]

如果在低負荷下不減少進入氣缸的空氣量,只減少汽油量,並使汽化的汽油集中於火花塞附近,形成可以著火燃燒的混合氣,就可降低低負荷率時的油耗。

有些燃燒室分為主室、小室。較濃混合氣進入小室,由火花點燃;較稀混合氣進入主室,由小室噴出的火焰點燃,可減少污染。但在負荷率很低,主室混合氣很稀薄時,仍須在減少進氣量後才能點燃。另一方案是在壓縮末期,用噴油器將汽油噴入燃燒室內火花塞附近,在很低負荷噴油很少,無需減少進氣量;在高負荷噴油較多,延長噴油時間,邊噴邊燒。在低負荷時油耗降低30%以上,排污也很少。

分層燃燒可避免爆震,壓縮比提高,並能採用廣餾分的低品質汽油。此種燃燒系統的問題是在變工況下難以可靠地點燃。

設計[編輯]

4行程汽油引擎汽缸運動示意圖

汽油引擎可採用四衝程工作循環或兩衝程工作循環,參見:

氣缸排列[編輯]

一般的汽油引擎包含1-6個氣缸(直列型)或2-16個氣缸(V型)。而臥式發動機經常用在小型飛機和摩托車上,也是90年代大眾汽車一大標誌。如今,臥式6缸發動機仍用在許多保時捷斯巴魯的汽車中。許多臥式發動機是空冷的。其他排列類型還有W型轉缸星狀等。

冷卻方式[編輯]

汽油機可以通過風扇和汽缸蓋來實現風冷,或通過水套散熱器來實現水冷。對於水冷,冷卻劑曾經是水,現在多採用水和乙二醇丙二醇的混合物,以降低其凝點、提高沸點,防止腐蝕。現代防凍液還添加有潤滑劑,來保護水泵的密封和軸承。整個冷卻系統處於略微增壓的環境,來進一步加強冷卻劑的沸點。

壓縮比[編輯]

壓縮比是氣缸總容積與燃燒室容積之比。理論上講,壓縮比越高,引擎效率越高。但事實上,太高的壓縮比會導致氣油混合物過早的燃燒,產生爆燃從而損壞引擎。汽車引擎的壓縮比一般在9:1到10:1左右、使用高辛烷值汽油的高性能發動機,這一數值可以提升到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。

點火[編輯]

汽油機使用火花點火,採用磁電機點火線圈來產生火花所需要的高壓。在現代汽車引擎中,點火正時受到發動機控制器(ECU)的控制。

應用[編輯]

汽油引擎主要應用於:

相關條目[編輯]

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