活塞式发动机,是一种利用燃料燃烧产生的能量来驱动活塞往复运动,进而推动曲轴旋转以输出动力的发动机。其工作原理可以概括为以下几个步骤:
1. 进气过程:当活塞处于上止点时,进气阀打开,将混合气引入气缸。同时,曲轴通过正时皮带或链条带动进排气凸轮轴转动,使进排气门开启和关闭。
2. 压缩过程:进气阀和排气阀关闭后,活塞开始向下运动,对气缸内的混合气进行压缩。随着活塞的下行,气缸内压力逐渐升高,混合气被压缩并加热。
3. 燃烧过程:当活塞接近下止点时,点火系统(火花塞)将混合气点燃,产生高温、高压的火药爆轰现象。火药的能量转化为机械能,推动活塞向上运动。
4. 膨胀过程:燃烧产生的气体迅速膨胀,推动活塞继续向上运动。在这个过程中,活塞对气缸内的气体做功,将燃烧产生的热能转化为机械能。
5. 排气过程:活塞运动到上止点后,排气阀打开,将燃烧后的废气排出气缸。同时,曲轴通过正时皮带或链条带动进排气凸轮轴转动,使进排气门开启和关闭。
以上四个过程在发动机的每个工作循环中反复进行,活塞不断地进行往复运动,曲轴则持续旋转,从而输出动力。