做功沖程(power stroke)
當活塞接近上止點時,由火花塞點燃可燃混合氣,混合氣燃燒釋放出大量的熱能,使汽缸內氣體的壓力和溫度迅速提高。燃燒壓力pZ達3 000~6 000kPa,溫度TZ達2 200~2 800K。高溫高壓的燃氣推動活塞從上止點向下止點運動,并通過曲柄連桿機構對外輸出機械能。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 b 點時,其壓力降至300~500kPa,溫度降至1 200~1 500K。在做功沖程,進氣門、排氣門均關閉,曲軸轉動180°。
配氣機構
配氣機構的作用是根據(jù)發(fā)動機的工作順序和各缸工作循環(huán)的要求,及時地開啟和關閉進、排氣門,使可燃混合氣(汽油發(fā)動機)或新鮮空氣(柴油發(fā)動機)進入氣缸,并將廢氣排入大氣。 [3]
四沖程發(fā)動機廣泛采用氣門凸輪式配氣機構,它由氣門組和氣門傳動組兩部分組成。按其傳動方式不同,可分為正時齒輪傳動式和鏈條傳動式兩種;按凸輪軸的位置不同,可分為下置凸輪軸式、中置凸輪軸式和上置凸輪軸式。下置凸輪軸式配氣機構工作時,曲軸通過一對互相嚙合的正時齒輪帶動凸輪軸旋轉,當凸輪的凸尖上升到位置時氣門開度。當凸輪的凸尖向下運動時,由于氣門彈簧的彈力作用,氣門及其傳動機件恢復原位,將氣道關閉。與下置凸輪軸式配氣機構相比,中置和上置凸輪軸式配氣機構因曲軸與凸輪軸距離較大,故多為正時鏈條或正時帶傳動。中置凸輪軸式省去了推桿;上置凸輪軸式省去了挺桿及推桿。
氣門組一般由氣門、氣門座、氣門導管、氣門油封、氣門彈簧和氣門鎖片等組成。
氣門分為進氣門和排氣門兩種,其作用是分別用來關閉進、排氣道。氣門由頭部和桿部組成,頭部制成錐形,與氣門座的錐面配合。頭部錐角,一般為45°。同一臺發(fā)動機的進氣門頭部直徑大于排氣門頭部直徑,以提高發(fā)動機的充氣量。氣門桿部為圓柱形,與氣門導管內孔配合,桿的端部制有環(huán)槽,用來安裝氣門彈簧座鎖片。
氣門座用來保證氣門密封,并將氣門頭部的熱量傳給氣缸蓋。氣門座一般用特種合金制成環(huán)狀,緊密地鑲在氣缸蓋上。
氣門導管用來引導氣門作往復直線運動,保證氣門與氣門座閉合位置正確。為防止氣缸蓋上潤滑油從氣門與氣門導管之間的間隙進入燃燒室,氣門導管上端裝有氣門油封。
氣門彈簧是圓柱形螺旋彈簧,它可使氣門迅速關閉,并使氣門頭部與氣門座相互壓緊,保證密封。
正時齒輪及正時鏈條或正時皮帶實現(xiàn)曲軸與凸輪軸之間的傳動。如CA6102、BJ492Q型發(fā)動機為正時齒輪傳動;北京切諾基汽車發(fā)動機為正時鏈條傳動;上海桑塔納汽車發(fā)動機為正時帶傳動。四沖程發(fā)動機曲軸旋轉兩周,凸輪軸應旋轉應一周,使進、排氣門各開、閉一次,并且氣門開閉時機須與各缸工作循環(huán)的需要相適應。因此,無論是齒輪傳動還是鏈條傳動,都必須按照規(guī)定的記號裝配,其記號一般為輪齒部位的凹坑。