【20kw車載發(fā)電機】汽油發(fā)電機原理

時間：2021-09-11

汽油發(fā)電機原理

一個工作循環(huán)包括有四個活塞行程（所謂活塞行程就是指活塞由上止點到下止點之間的距離的過程）：進氣行程、壓縮行程、膨脹行程（作功行程）和排氣行程。

進氣行程

在這個過程中，發(fā)動機的進氣門開啟，排氣門關閉。隨著活塞從上止點向下止點移動，活塞上方的氣缸容積增大，從而使氣缸內的壓力將到大氣壓力以下，即在氣缸內造成真空吸力，這樣空氣便經由進氣管道和進氣門被吸入氣缸，同時噴油嘴噴出霧化的汽油與空氣充分混合。在進氣終了時，氣缸內的氣體壓力約為0.075－0.09MPa。而此時氣缸內的可燃混合氣的溫度已經升高到370-400K。

壓縮行程

為使吸入氣缸的可燃混合氣能迅速燃燒，以產生較大的壓力，從而使發(fā)動機發(fā)出較大功率，必須在燃燒前將可燃混合氣壓縮，使其容積縮小、密度加大、溫度升高，即需要有壓縮過程。在這個過程中，進、排氣門全部關閉，曲軸推動活塞由下止點向上止點移動一個行程，即壓縮行程。此時混合氣壓力會增加到0.6-1.2MPa，溫度可達600-700K。

在這個行程中有個很重要的概念，就是壓縮比。所謂壓縮比，就是壓縮前氣缸中氣體的較大容積與壓縮后的較小容積之比。一般壓縮比越大，在壓縮終了時混合氣的壓力和溫度便愈高，燃燒速度也愈快，因而發(fā)動機發(fā)出的功率愈大，經濟性愈好。一般轎車的壓縮比在8-10之間，不過較新上市的Polo就達到了10.5的高壓縮比，因此它的扭矩表現(xiàn)相對不錯。但是壓縮比過大時，不僅不能進一步改善燃燒情況，反而會出現(xiàn)暴燃和表面點火等不正常燃燒現(xiàn)象。

暴燃是由于氣體壓力和溫度過高，在燃燒室內離點燃中心較遠處的末端可燃混合氣自燃而造成的一種不正常燃燒。暴燃時火焰以較高的速率向外傳播，甚至在氣體來不及膨脹的情況下，溫度和壓力急劇升高，形成壓力波，以聲速向前推進。當這種壓力波撞擊燃燒室壁是就發(fā)出尖銳的敲缸聲。同時，還會引起發(fā)動機過熱，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。嚴重暴燃是甚至會造成氣門燒毀、軸瓦破裂、火花塞絕緣體被擊穿等機件損壞現(xiàn)象。

除了暴燃，過高壓縮比的發(fā)動機還可能要面對另一個問題：表面點火。這是由于缸內熾熱表面與熾熱處（如排氣門頭，火花塞電極，積炭處）點燃混合氣產生的另一種不正常燃燒（也稱作熾熱點火或早燃）。表面點火發(fā)生時，也伴有強烈的敲缸聲（較沉悶），產生的高壓會使發(fā)動機負荷增加，降低壽命。

膨脹行程

在這個過程中，進、排氣門仍舊關閉。當活塞接近上止點時，火花塞發(fā)出電火花，點燃被壓縮的可燃混合氣?？扇蓟旌蠚獗蝗紵?，放出大量的熱能，此時燃氣的壓力和溫度迅速增加。其所能達到的較大壓力可達3-5MPa,相應的溫度則高達2200-2800K。高溫高壓的燃氣推動活塞由上止點向下止點運動，通過連桿使曲柄旋轉并輸出機械能，除了維持發(fā)動機本身繼續(xù)運轉外，其余即用于對外做功。在活塞的運動過程中，氣缸內容積增加，氣體壓力和溫度都迅速下降，在此行程終了時，壓力降至0.3-0.5MPa，溫度則為1300-1600K。

排氣行程

當膨脹行程（作功行程）接近終了時，排氣門開啟，靠廢氣的壓力進行自由排氣，活塞到達下止點后再向上止點移動時，將廢氣強制排到大氣中，這就是排氣行程。在此行程中，氣缸內壓力稍微**大氣壓力，約為0.105-0.115MPa。當活塞到達上止點附近時，排氣行程結束，此時的廢氣溫度約為900-1200K。

由此，我們已經介紹完了發(fā)動機的一個工作循環(huán)，這期間活塞在上、下止點間往復移動了四個行程，相應地曲軸旋轉了兩周。

汽油發(fā)動機裝配上交流發(fā)電機就構成了汽油發(fā)電機組。

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