汽油机工作过程动画_汽油机工作过程动画图

1.火花塞作用及工作原理动画演示

2.四冲程柴油机工作原理

3.柴油机的工作原理是什么？

4.汽车点火系统由什么组成？

5.六个缸柴油机的工作原理是什么

“一次元 ”是指一个点的世界；“二次元”是面的世界；“三次元”是我们所生活的现实世界，是空间的概念；“四次元”是在原来的次元轴上再添加一条时间轴，即所谓的"穿梭时空“ 在日本ACG作品当中所指称的“次元”通常是指作品当中的幻想世界以及其各种要素的集合体。例如，一个规则与秩序与读者现存的世界完全不同，比如说魔法或钢弹所存在的世界，经常被称为“异次元世界”，或简称为“异次元”。 另外，在传统上，以平面的媒体所表现的虚拟角色，如漫画或动画中的人物，因其二维空间的本质，而常被称为“二次元角色”，以有别于现实（三维空间）的人物。但是，以三维电脑图像所制作的角色，因其处于虚拟世界又具有立体性的概念，而被称为“2.5次元角色”。 立体造型的玩偶等物，从本来的定义来说，应该是三次元角色；但因为本身通常基于二次元角色立体化而来，又或者强调其虚拟的本质，所以有时候也被称为“2.5次元角色”　基于以上的语源，那些只对于ACG当中登场的虚拟角色抱持兴趣或感情，而对现实中的异性没有兴趣的人，就被戏称为“二次元世界的主人”，情况严重者被戏称为“二次元禁断综合症”。 .一次元，其实就是一条直线。线型空间。

—— style="font-size: 18px;font-weight: bold;border-left: 4px solid #a10d00;margin: 10px 0px 15px 0px;padding: 10px 0 10px 20px;background: #f1dada;">火花塞作用及工作原理动画演示

一、创设情境，导入新课，微课见奇效

初中物理有些知识比较抽象，通过微课创设问题情境，可以让物理教学变得直观形象，通俗易懂，让学生身临其境，更快投入课堂学习活动当中。同时情境创设还能激发学生探究兴趣，增强学生的情感体验，让学生带着疑问去思考和学习，积极开展课堂讨论，达到有效掌握所学内容的目的。例如，在开始学习第四章《光现象》时，我播放“九寨沟”镜海的微视频，其中有着“鱼在天上飞，鸟在水中游”的美景奇观.学生在诗情画意中读懂了为什么会出现鸟在水中游，而于鱼在天上飞的场景：“原来这一切都与光有关”，在充满人文的气氛中新颖有趣地引入了课题，使学生领略到大自然的和谐与美妙，激发学生对光现象的好奇心与积极情感，引导学生去探究科学的欲望。

二、突出重点，突破难点，微课有实效

初中物理教学中的难点是教学环节中消耗时间最多，也是教师在备课中投入精力最大的教学内容。由于学生的知识层次不同，接受能力不同，即使教师想尽千方百计来突破教学难点，也不能保证每一位学生都能理解难点知识。由此会导致部分学生失去学习物理的兴趣和信心。通过微课的应用，这些问题就迎刃而解了。

例如，在《滑动变阻器》一节的教学中，滑动变阻器原理、接法、作用是教学重点，线圈、接线柱、滑片之间的关系是教学难点，我利用微课对滑动变阻器的结构进行自由拆分，动态组装，对实验原理进行动态分析。并通过微课的形式来讲解，这样既可以满足学生的个性化学习需求，又突出教学重点、化解教学难点。

再如在《热机》这一节的教学中，汽油机的工作原理既是这一节的重点也是难点。可以通过制作好的flash动画视频播放汽油机的工作原理，利用动画分步演示，学生观看后对整个过程就一目了然，感性的认识就更深刻。从而使学生轻松地掌握汽油机的工作本质，达到突出重点、淡化难点的目的。

三、模拟实验，直观生动，微课显神效

在初中物理教学中，实验教学占有相当大的比例。但由于受实验条件的限制，或课时不足的影响，一些实验在课堂上和中学实验室里都很难做好。教师在这种情况下多选择用看图讲实验方法开展，使得学生对这些实验毫无体验，听得索然无趣。微课能够把这些无谓的等待时间删减掉，直接将实验现象和实验结果呈现给学生。例如：

1.抽象的物理问题，如通电线圈中磁场的模拟，飞机的升降力原理的动画模拟等等，这样可把物理问题变抽象为形象。

2.微观物理问题，如原子结构，摩擦起电模拟等等，这样可把物理问题变微观为宏观，既形象又直观。

3.太快的动态物理过程（包括肉眼可见或不可见的物理过程），这些问题往往不方便定格研究，如研究分子热运动、电荷的定向移动模拟等等。

4.太慢的动态物理过程，利用动画可加快物理过程的进行，如扩散现象中的硫酸铜和水的扩散等。

5.存在危险的物理实验，如托里拆利实验，由于水银有毒没法让学生操作，通过微课展示就能很好地解决问题。

由于学生的思维能力尚不完善，很难掌握现象的规律或本质，即便在观察到清晰的现象后也难以得出相关结论。在制作这类的动画时，要将重点放在形成现象的过程上，展示相关因素变化的复杂性。这样学生可以有效地接受信息，更能深刻地理解实验原理。利用微课模拟实验，对解释抽象的物理学原理，提供感性认识，能很好地提高实验教学的效果。

四、梳理总结，巩固复习，微课更高效

初中学生的自控力较差，想让学生一堂课40分钟全神贯注听讲确实不易，总有一部分学生有一些知识漏听或没有听懂。教师课后由于时间以及精力的限制，对学生存在的问题很难一一解答，而微课就可以有针对性地给学生逐一答疑。由于个体的接受能力有差异，微课又可以重复播放，接受能力弱一点的学生，课后可以有针对性地多次观看。根据自己掌握程度去寻找更多的拓展内容，从而能有效理解所学知识，突破学习难点，达到查缺补漏的作用。

目前，无论怎样改革，学生始终还是要面对中考，所以专题复习就显得尤为重要。我们可以把一轮复习中的章节知识梳理、二轮复习中的专题复习制成一段段微课，既便于学生在平时的复习中使用，也便于学生在最后的自由复习中反复观看、查缺补漏，提高复习效率，增强复习效果。

微课的出现不仅丰富了传统的教学手段，教师之间又易于实现资源共享，在一定意义上也推动了教学教研模式的变革。在物理课上，微课用化整为零，重点突破的方式解决教学重、难点，用动态记录的方式关注过程和方法，用微观呈现的方式帮助学生学会观察和思考。总之，微课对初中物理课堂教学产生了积极影响，我们要精选内容制作微课、科学运用微课进行有针对性的深度学习，实现个性化教学，最终达到高效课堂推进教学相长的目标。

四冲程柴油机工作原理

火花塞，俗称火嘴，它的作用是把高压导线送来的脉冲高压电放电，击穿火花塞两电极间空气，产生电火花以此引燃气缸内的混合气体。主要类型有:准型火花塞、缘体突出型火花塞、电极型火花塞、座型火花塞、极型火花塞、面跳火型火花塞等。火花塞的功用是将上万伏的高压电引入燃烧室，并产生电火花点燃混合气，与点火系统和供油系统配合使发动机作功，在很大程度上共同动机的性能

主要种类

按照热值高低来分，有冷型和热型；按照电极材料来分，有镍合金、银合金和铂合金等；如果更专业一下，火花塞的类型大体上有如下几种：

1、准型火花塞：其绝缘体裙部略缩入壳体端面，侧电极在壳体端面以外，是使用最广泛的一种。

2、缘体突出型火花塞：绝缘体裙部较长，突出于壳体端面以外。它具有吸热量大、抗污能力好等优点，

且能直接受到进气的冷却而降低温度，因而也不易引起炽热点火，故热适应范围宽。

3、电极型火花塞：其电极很细，特点是火花强烈，点火能力好，在严寒季节也能保证发动机迅速可靠地

起动，热范围较宽，能满足多种用途。

4、座型火花塞：其壳体和旋入螺纹制成锥形，因此不用垫圈即可保持良好密封，从而缩小了火花塞体积，对发动机的设计更为有利。

5、极型火花塞：侧电极一般为两个或两个以上，优点是点火可靠，间隙不需经常调整，故在电极容易烧蚀和火花塞间隙不能经常调节的一些汽油机上常常采用。

6、面跳火型火花塞：即沿面间隙型，它是一种最冷型的火花塞，其中心电极与壳体端面之间的间隙是同心的。

柴油机的工作原理是什么？

四冲程柴油机的工作原理是：

柴油机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的，这四个过程构成了一个工作循环。活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机。

进气冲程：

进气门开启、排气门关闭，活塞在曲轴、连杆的带动下，从上止点向下止点运动，把新鲜空气吸进气缸，活塞到达下止点，进气冲程结束。

压缩冲程：

进排气门关闭，活塞在曲轴、连杆的带动下，从下止点向上止点运动，吸进气缸的空气被压缩成高温、高压气体，活塞到达上止点时，压缩冲程结束。

做功冲程：

压缩冲程结束后，（进排气门仍处于关闭状态）喷油器将燃油喷进气缸，在高温、高压气体的作用下，燃油被压燃，气缸内产生巨大的能量，推动活塞从上止点向下止点运动，曲轴飞轮组储存和输出能量，活塞到达下止点时，做功冲程结束。

排气冲程：

进气门关闭，排气门开启，活塞在曲轴、连杆的带动下，从下止点向上止点运动，将气缸内燃烧后的废气排出，活塞到达上止点时，排气冲程结束。在进气、压缩、做功、排气四个冲程中，只有做功冲程产生能量，其他三个冲程都是靠曲轴、飞轮的惯性完成的。

发动机是汽车的动力源。汽车发动机大多是热能动力装置，简称热力机。热力机是借助工质的状态变化将燃料燃烧产生的热能转变为机械能。

发动机为汽车提供动力。发动机还广泛应用于交通运输机械、农业机械、工程机械和发电机组等各个方面。发动机种类繁多,其中四冲程发动机是最常见的一种分类。

四冲程发动机属于往复活塞式内燃机，根据所用燃料种类的不同，分为汽油机、柴油机和气体燃料发动机三类。以汽油或柴油为燃料的活塞式内燃机分别称作汽油机或柴油机。使用天然气、液化石油气和其他气体燃料的活塞式内燃机称作气体燃料发动机。汽油和柴油都是石油制品，是汽车发动机的传统燃料。非石油燃料称作代用燃料。燃用代用燃料的发动机称作代用燃料发动机，如乙醇发动机、氢气发动机、甲醇发动机等。

发动机是汽车的动力源。汽车发动机大多是热能动力装置，简称热力机。热力机是借助工质的状态变化将燃料燃烧产生的热能转变为机械能。

往复活塞式内燃机所用的燃料主要是汽油(gasoline)或柴油(diesel)。由于汽油和柴油具有不同的性质，因而在发动机的工作原理和结构上有差异。

1892年德国工程师狄塞尔(RudolfDiesel)发明了压燃式发动机(即柴油机)，实现了内燃机历史上的第二次重大突破。由于采用高压缩比和膨胀比，热效率比当时其他发动机又提高了1倍。1956年，德国人汪克尔(F.ankel)发明了转子式发动机，使发动机转速有较大幅度的提高。1964年，德国NSU公司首次将转子式发动机安装在轿车上。

1926年，瑞士人布希(A.Buchi)提出了废气涡轮增压理论，利用发动机排出的废气能量来驱动压气机，给发动机增压。50年代后，废气涡轮增压技术开始在车用内燃机上逐渐得到应用，使发动机性能有很大提高，成为内燃机发展史上的第三次重大突破。

1967年德国博世(Bosch)公司首次推出由电子计算机控制的汽油喷射系统(ElectronicFuelInjection，EFI)，开创了电控技术在汽车发动机上应用的历史。经过30年的发展，以电子计算机为核心的发动机管理系统(EngineManagementSystem，EMS)已逐渐成为汽车、特别是轿车发动机上的标准配置。由于电控技术的应用，发动机的污染物排放、噪声和燃油消耗大幅度地降低，改善了动力性能，成为内燃机发展史上第四次重大突破。

按发动机在一个工作循环期间活塞往复运动的行程数，分为四冲程和二冲程发动机。在一个工作循环中活塞往复四个行程的内燃机称作四冲程往复活塞式内燃机，而活塞往复两个行程完成一个工作循环的则称作二冲程往复活塞式内燃机。

参考资料：

汽车点火系统由什么组成？

1 柴油机的工作原理

柴油机的工作原理与汽油机的工作原理基本相同，也有四个冲程，通过活塞往复运动做功。主要不同之处在于可燃混合气的形成方法和着火方式，表10-6 所示为柴油机和汽油机的不同点。柴油机没有化油器，进气冲程中只有空气通过进气门进入缸体。由于柴油机的压缩比高于汽油机，因此得到的高压气体温度较高。

在压缩冲程即将结束时，燃油通过喷油嘴直接喷入缸体，高压空气与喷入的燃料混合，使燃料在高温高压的状态下自燃，这一过程需要较高的压力。燃料喷射速度和燃料与空气的混合速度共同决定了燃料的燃烧速度。为了避免一次进入燃料过多，导致缸体中压力过高，可以在做功冲程持续喷入燃料。

汽油机通过节气阀的位置改变发动机做功情况，怠速状态下，节气阀关闭，仅有少量的空气进入缸体；输出功较大时，通过节气阀进入较多的空气。而柴油机在不同的做功情况下，进入的空气量是不变的，它通过控制燃料喷射量来决定发动机的速度和输出功。

柴油机中，燃料被喷入燃烧室后，不能与空气完全混合，缸体的中心燃烧状态是富燃的，燃烧的区域不能到达缸壁。当柴油机满负荷运行时，燃烧室中的富燃区域较大，而且燃料过剩量大，就会产生大量的黑烟。

柴油发动机根据构造不同分为直喷式和预混式两种。直喷式柴油机的中央喷油嘴将燃油直接喷入燃烧室中，燃烧室中空气和燃油的混合不充分，存在富燃区和贫燃区。预混式柴油机即间喷式柴油机，燃油不是直接喷入主缸，而是在主缸前增加了一个预混缸，燃油首先在这里燃烧，燃烧的气体通过连接孔，进入主缸。这种工作方式，增加了气体混合物的紊流，使燃油和空气的混合更加充分，不存在过度富燃的区域，降低了黑烟颗粒物的形成，大多数轻型柴油机采用预混式。但是气体膨胀通过连接孔进入气缸的过程中，会损失一部分能量，降低了发动机的效率。

2柴油机排放污染物的形成

柴油机排气的有害成分主要有CO、HC、NOx、硫化物以及颗粒物（或称微粒物）、臭味等。由于柴油机使用的混合气的平均空燃比较理论空燃比大，故其CO及HC排放明显低于汽油机，柴油机NO的排放几乎与汽油机相当，而颗粒物及令人讨厌的气体的排量远高于汽油机，试验证明柴油机颗粒物的排放可达汽油机的数10 倍。柴油机的排放特性与燃烧室的形式等有很大关系，特别是直喷式与间接喷射式柴油机的排放有较大的不同。涡流燃烧室柴油机的NO、CO、HC和烟度普遍低于直喷式柴油机，特别是NOx排放浓度一般比直喷式柴油机的低1／3～1／2。

结构相同而燃烧室形式不同的直喷燃烧室及涡流燃烧室柴油机上试验结果表明，直喷柴油机的NO、CO、HC及烟度都比涡流室的高，特别是高负荷时的NO、CO、烟度及低负荷时CO 及HC，差别非常明显。但是，涡流室柴油机的燃油消耗率比直喷柴油机的高。

六个缸柴油机的工作原理是什么

点 火 系 统

第一节 概述

汽油机在压缩接近上止点时，可燃混合气是由火花塞点燃的，从而燃烧对外作功，为此，汽油机的燃烧室中都装有火花塞。火花塞有一个中心电极和一个侧电极，两电极之间是绝缘的。当在火花塞两电极间加上直流电压并且电压升高到一定值时，火花塞两电极之间的间隙就会被击穿而产生电火花，能够在火花塞两电极间产生电火花所需要的最低电压称为击穿电压；能够在火花塞两电极间产生电火花的全部设备称为发动机点火系统。（在页面中插入下图）

汽车发动机的点火系统同汽车上的其它电器设备一样采用单线制连接，即一端搭铁

单线制 正极搭铁→旧车

负极搭铁→新车

无论是正极搭铁还是负极搭铁，均应保证点火瞬间火花塞中心电极为负，因为，热的金属表面比冷的金属表面容易发射电子，发动机工作时，火花塞的中心电极较侧电极温度高。

点火系按照组成和产生高压电方法不同，可以分为

分类与组成 电源 产生高压的方法

1．蓄电池点火系统 蓄电池或发电机 点火线圈和断电器

2．半导体点火系统 蓄电池或发电机 点火线圈和半导体元件

3．磁电机点火系统 无

第二节 蓄电池点火系统的组成和工作原理

一、 组成

蓄电池点火系主要由电源、点火开关、点火线圈、断电器、配电器、电容器、火花塞、高压导线、附加电阻等组成。（插入下图）

二、工作原理

电源是蓄电池，其电压为12 V 或24 V ，由点火线圈和断电器共同产生高压10000 V 以上。分初级回路和次极回路。点火线圈实际上是一个变压器，主要由初级绕组，次极绕组和铁芯组成。断电器是一个凸轮操纵的开关。断电器凸轮由发动机配气凸轮驱动，并以同样的转速旋转，即曲轴齿轮每转两圈，凸轮轴转一圈，为了保证曲轴转两圈各缸轮流点火一次，断电器凸轮的凸棱数一般等于发动机的气缸数，断电器的触点与点火线圈的初级绕组串联，用来切断或接通初级绕组的电路。

触点闭合时，初级电路通电，电流从蓄电池的正极经点火开关，点火线圈的初级绕组，断电器触点，接地流回蓄电池的负极，为低压电路。

触点断开时，在初级绕组通电时，其周围产生磁场，并由于铁芯的作用而加强。当断电器凸轮顶开触点时，初级电路被切断，初级电路迅速下降到零，铁芯中的磁通随之迅速衰减以至消失，因而在匝数多，导线细的次极绕组中感应出很高的电压，使火花塞两极之间的间隙被击穿，产生火花。

初级绕组中电流下降的速度愈大，铁芯中磁通的变化就愈大，次极绕组中的感应电压也就愈高。

初级电路为低压电路，次极电路为高压电路。

在断电器触点分开瞬间，次极电路中分火头恰好与侧电极对准，次极电路从点火线圈的次极绕组，经高压导线，配电器，火花塞侧电极，蓄电池流回次极绕组。（插入下图）

此处插入两个flash动画：点火系工作示意图动画.swf和点火线路简图动画.swf

三、几个元件的作用

1、电容器

电容器与断电器触点并联 当触点断开时，有两个作用

（1） 保护触点，自感电流向电容器充电，防止触点烧损。

（2） 加速断电，提高次极电压。

当点火线圈铁芯中的磁通发生变化时，不仅在次极绕组中产生高压电（互感电压），同时也在初级绕组中产生自感电压和电流，在触点分开，初级电流下降瞬间，自感电流与原初级电流方向相同，其感应电压高达300V左右，在触点间产生强烈火花，使触点迅速烧损。影响断电器正常工作。同时使初级电流的变化率下降，次极绕组中感应的电压下降。火花塞间隙中的火花变弱，难以点燃混合气。

在触点闭合时，初级电流增长的过程中，初级绕组中也有自感电流产生，其方向与初级电流方向相反，使初级电流的增长速度减慢，次极绕组产生的电压下降。

2、附加电阻

附加电阻与点火线圈初级绕组串联

附加电阻与点火线圈初级绕组串联其作用是调节初级电流大小，维持初级电流基本稳定。

附加电阻的特点是温度愈高，电阻愈大，所以又叫热敏电阻。

次极电压的大小与初级电流的大小有关，初级电流愈大，铁芯中的磁场愈强，当触点分开时磁通的变化率就愈大，感应的次极电压也愈高。因此，应尽可能增大流过初级绕组中的电流。但是，在断电器触点闭合以后，初级电流是按指数规律由零开始逐渐增大的，需要经过一定时间以后，才能达到欧姆定律得出的稳定值。

发动机转速高时，触点闭合时间短，初级电路断开时电流小，感应的次极电压低；反之发动机转速低时，触点闭合时间长，初级断开时电流大，感应的次极电压高。如果点火线圈按照发动机高速时设计时，则低速时初级电流过大，容易使点火线圈过热；如果点火线圈按照发动机低速时设计时，则高速时初级电流过小，而次极电压过低，不能保证可靠点火。

附加电阻就是解决这一矛盾的。当发动机转速降低时，初级电流加大，附加电阻的电阻值随其温度升高而增大，使初级电流减小，点火线圈不致过热。当发动机转速升高时，初级电流减小，附加电阻的电阻值随其温度降低而减小。

起动中，将附加电阻短路，以保证初级电流的必要强度。

第三节 点 火 提 前

一、为什么要点火提前

点火时刻对发动机性能影响很大，从火花塞点火到气缸内大部分混合气燃烧，并产生很高的爆发力需要一定的时间，虽然这段时间很短，但由于曲轴转速很高，在这段时间内，曲轴转过的角度还是很大的。若在压缩上止点点火，则混合气一面燃烧，活塞一面下移而使气缸容积增大，这将导致燃烧压力低，发动机功率也随之减小。因此要在压缩接近上止点点火，即点火提前。把火花塞点火时，曲轴曲拐位置与活塞位于压缩上止点时曲轴曲拐位置之间的夹角称为点火提前角。

二、点火提前的影响因素

最佳的点火提前角随许多因素变化，最主要的因素是发动机转速和混合气的燃烧速度，混合气的燃烧速度又和混合气的成分、燃烧室形状、压缩比等因素有关。

当发动机转速一定时，随着负荷的加大，节气门开大，进入气缸的可燃混合气量增多，压缩终了时的压力和温度增高，同时，残余废气在气缸内所占的比例减小，混合气燃烧速度加快，这时，点火提前角应适当减小。反之，发动机负荷减小时，点火提前角则应适当增大。

当发动机节气门开度一定时，随着转速增高，燃烧过程所占曲轴转角增大，这时，应适当加大点火提前角。点火提前角应随转速增高适当加大。

另外，点火提前角还和汽油的抗暴性能有关，使用辛烷值高，抗暴性能好的汽油，点火提前角应较大。

三、点火提前角调节装置

自动调节装置：离心式点火提前调节装置

真空式点火提前调节装置

手动调节装置：辛烷值校正器

第四节蓄电池点火系统的主要元件

一、 分电器

功用：接通或断开初级电路

将点火线圈产生的高压电按照发动机分配给各缸火花塞

根据发动机转速和负荷自动调节点火时刻

组成：分电器是由断电器、配电器、电容器和点火提前调节装置组成。

插入下图

断电器的功用是周期地接通和断开初级电路，使初级电流发生变化，以便在点火线圈中感应生成次极电压。断电器的触点间隙一般为0.35～0.45 mm，可以通过调整固定触点的位置来改变触点间隙。

配电器的功用是将点火线圈中产生的高压电，按照发动机的工作顺序轮流分配到各气缸的火花塞上。

电容器与断电器触点并联，其功用是在点火线圈初级电路断开时，减小触点间产生的电火花，防止触点烧损，并可加速点火线圈中的磁通变化率，提高点火电压。

点火提前调节装置位于分电器下部，由离心式点火提前调节装置（图8-8）和真空式点火提前调节装置组成。

此处插入两个Flash：离心式点火提前调节装置.swf，真空式点火提前调节装置.swf

二、 点火线圈

点火线圈把电源的低压电转变成火花塞点火所需要的高压电。按其铁芯结构型式有两种：

开磁路点火线圈：开磁路点火线圈采用柱形铁芯，其上下两端没有连接在一起，磁力线通过空气形成磁回路。

闭磁路点火线圈：闭磁路点火线圈的铁芯用"口"字形或"日"字形的铁片叠制而成。磁路闭合。（插入下图）

三、 火花塞

功用：将高压电引入燃烧室产生火花并点燃混合气。

自净温度>500～600℃以上，裙部温度，若低于此温度，落在绝缘体裙部的油粒便不能立即燃烧掉，形成积炭而引起漏电。

炽热点<800～900℃,温度若太高，则混合气与这样炽热的绝缘体接触时，可能在火花塞产生火花之前就自行着火，从而引起发动机早燃，发生化油器，回火现象。

不同发动机使用的火花塞裙部受热是不一样的，就要求绝缘体裙部长度不同，根据裙部长度不同，又把火花塞分成冷型（裙部长度等于8mm）；中 型（裙部长度等于11mm和14mm）；热型（裙部长度等于16mm和20mm）。

插入下图

第五节 半导体点火系统

蓄电池点火系工作时，断电器触点分开瞬间，会在触点处产生火花，烧损触点。当火花塞积炭时，易漏电，次极电压上不去，不能可靠地点火，产生高速缺火现象。半导体点火系克服了这些缺点，具有较强地跳火能力，使点火可靠。半导体点火系分为半导体辅助点火系，无触点半导体点火系和计算机控制的半导体点火系三大类。（插入下图）

半导体点火系的工作原理与蓄电池点火系工作原理基本相同，只是半导体点火系与蓄电池点火系产生高压的方法不同，它利用了一些半导体元件替代了蓄电池点火系中的断电器，产生脉冲信号点火。例如，在无触点半导体点火系中使用了点火发生器（传感器）代替了断电器，常用的传感器有霍尔式、磁电式和光电式。

插入下列3图

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1、二冲程柴油机的工作原理

通过活塞的两个冲程完成一个工作循环的柴油机称为二冲程柴油机，油机完成一个工作循环曲轴只转一圈，与四冲程柴油机相比，它提高了作功 能力，在具体结构及工作原理方面也存在较大差异。

二冲程柴油机与四冲程柴油机基本结构相同，主要差异在配气机构方面。二冲

程柴油机没有进气阀，有的连排气阀也没有，而是在气缸下部开设扫气口及排气口；

或设扫气口与排气阀机构。并专门设置一个由运动件带动的扫气泵及贮存压力空气

的扫气箱，利用活塞与气口的配合完成配气，从而简化了柴油机结构。

图是二冲程柴油机工作原理图。扫气泵附设在柴油机的一侧，它的

转子由柴油机带动。空气从泵的吸入吸入，经压缩后排出，储存在具有较大容积的

扫气箱中，并在其中保持一定的压力。现以图说明二冲程柴油机的工作

原理。

燃烧膨胀及排气冲程：

燃油在燃烧室内着火燃烧，生成高温高压燃气。活塞在燃气的推动下，由上止点

向下运动，对外作功。活塞下行直至排气口打开（此时曲柄在点位置，此时燃气

膨胀作功结束，气缸内大量废气靠自身高压自由排气，从排气口排人到排气管。

当气缸内压力降至接近扫气压力时（一般扫气箱中的扫气压力为0

12，下行活塞把扫气口3打开（此时曲柄在点4的位置，扫气空气进入气缸，

同时把气缸内的废气经排气口赶出气缸。活塞运行到下止点，本冲程结束，但扫气

过程一直持续到下一个冲程排气口关闭（此时曲柄在点位置为止。

·4· 342 第三篇船舶柴油机检修图二冲程柴油机工作原理示意图

扫气及压缩冲程：

活塞由下止点向上移动，活塞在遮住扫气口之前，由扫气泵供给储存在扫气箱

内的空气，通过扫气口进入气缸，气缸中的残存废气被进入气缸的空气通过排气口

扫出气缸。活塞继续上行，逐渐遮住扫气口，当扫气口完全关闭后（此时曲柄在点

位置，空气停止充人，排气还在进行，这阶段称为“过后排气阶段”。排气口关闭时

（此时曲柄在点位置，气缸中的空气就开始被压缩。当压缩至上止点前点时，

喷油器将燃油喷人气缸，与高温高压的空气相混合，随即在上止点附近发火，自行着

火燃烧。本冲程结束，并与前一冲程形成一个完整的工作循环。

二冲程柴油机示功图见图，其中，为喷油始点，为活塞上止点，为

燃烧终点。

二冲程柴油机与四冲程柴油机相比具有一些明显优点，当然也存在本身固有的

缺点。

2、四冲程柴油机的工作原理

柴油机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的，这四个过程构成了一个工作循环。活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机。现对照上面的动画了说明它的工作理原。

一. 进气冲程

第一冲程——进气，它的任务是使气缸内充满新鲜空气。当进气冲程开始时，活塞位于上止点，气缸内的燃烧室中还留有一些废气。

当曲轴旋转肘，连杆使活塞由上止点向下止点移动，同时，利用与曲轴相联的传动机构使进气阀打开。

随着活塞的向下运动，气缸内活塞上面的容积逐渐增大：造成气缸内的空气压力低于进气管内的压力，因此外面空气就不断地充入气缸。

进气过程中气缸内气体压力随着气缸的容积变化的情况如动画所示。图中纵坐标表示气体压力P，横坐标表示气缸容积Vh(或活塞的冲S)，这个图形称为示功图。图中的压力曲线表示柴油机工作时，气缸内气体压力的变化规律。从土中我们可以看出进气开始，由于存在残余废气，所以稍高于大气压力P0。在进气过程中由于空气通过进气管和进气阀时产生流动阻力，所以进气冲程的气体压力低于大气压力，其值为0.085～0.095MPa，在整个进气过程中，气缸内气体压力大致保持不变。

当活塞向下运动接近下止点时，冲进气缸的气流仍具有很高的速度，惯性很大，为了利用气流的惯性来提高充气量，进气阀在活塞过了下止点以后才关闭。虽然此时活塞上行，但由于气流的惯性，气体仍能充人气缸。

二. 压缩冲程

第二冲程——压缩。压缩时活塞从下止点间上止点运动，这个冲程的功用有二，一是提高空气的温度，为燃料自行发火作准备：二是为气体膨胀作功创造条件。当活塞上行，进气阀关闭以后，气缸内的空气受到压缩，随着容积的不断细小，空气的压力和温度也就不断升高，压缩终点的压力和湿度与空气的压缩程度有关，即与压缩比有关，一般压缩终点的压力和温度为：Pc＝4～8MPa,Tc＝750～950K。

柴油的自燃温度约为543—563K，压缩终点的温度要比柴油自燃的温度高很多，足以保证喷入气缸的燃油自行发火燃烧。

喷入气缸的柴油，并不是立即发火的，而且经过物理化学变化之后才发火，这段时间大约有0.001～0.005秒，称为发火延迟期。因此，要在曲柄转至上止点前10～35°曲柄转角时开始将雾化的燃料喷入气缸，并使曲柄在上止点后5～10°时，在燃烧室内达到最高燃烧压力，迫使活塞向下运动。

三. 燃烧膨胀冲程

第三冲程——燃烧膨胀。在这个冲程开始时，大部分喷入燃烧室内的燃料都燃烧了。燃烧时放出大量的热量，因此气体的压力和温度便急剧升高，活塞在高温高压气体作用下向下运动，并通过连秆使曲轴转动，对外作功。所以这一冲程又叫作功或工作冲程。

随着活塞的下行，气缸的容积增大，气体的压力下降，工作冲程在活塞行至下止点，排气阀打开时结束。

在动画中，工作冲程的压力变化这条线上升部分表示燃料在气缸内燃烧时压力的急剧升高，最高点表示最高燃烧压力Pz，此点的压力和温度为：

Pz＝6～15MPa， Tz＝1800～2200K

最高燃烧压力与压缩终点压力之比(Pz／Pc)，称为燃烧时的压力升高比， 用λ表示。根据柴油机类型的不同，在最大功牢时λ值的范围如下：λ＝Pz／Pc＝1.2～2.5。

四. 排气冲程

第四冲程——排气。排气冲程的功用是把膨胀后的废气排出去，以便充填新鲜空气，为下一个循环的进气作准备。当工作冲程活塞运动到下止点附近时，排气阀开起，活塞在曲轴和连杆的带动下，由下止点向上止点运动，并把废气排出气缸外。由于排气系统存在着阻力，所以在排气冲程开始时，气缸内的气体压力加比大气压力高0.025—0.035MPa，其温度Tb＝1000～1200K。为了减少排气时活塞运动的阻力，排气阀在下止点前就打开了。排气阀一打开，具有一定压力的气体就立即冲出缸外，缸内压力迅速下降，这样当活塞向上运动时，气缸内的废气依靠活塞上行排出去。为了利用排气时的气流惯性使废气排出得干净，排气阀在上止点以后才关闭。

在动画中，排气冲程曲线表示在排气过程中，缸内的气体压力几乎是不变的，但比大气压力稍高一些。排气冲程终点的压力Pr约为0.105～0.115MPa,残余废气的温度Pr约为850～960K。

由于进、排气阀都是早开晚关的；所以在排气冲程之末和进气冲程之初，活塞处于上止点附近时，有一段时间进、排气阀同时开起，这段时间用曲轴转角来表示，称为气阀重迭角。

排气冲程结束之后，又开始了进气冲程，于是整个工作循环就依照上述过程重复进行。由于这种柴油机的工作循环由四个活塞冲程即曲轴旋转两转完成的，故称四冲程柴油机。

在四冲程柴油机的四个冲程中，只有第三冲程即工作冲强才产生动力对外作功，而其余三个冲程都是消耗功的准备过程。为此在单缸柴油机上必须安装飞轮，利用飞轮的转动惯性，使曲轴在四个冲程中连续而均匀地运转。