循变结构

循环变动的点燃式发动机的燃烧方式和结构。

燃烧循环变动(又称燃烧循环压力变动)是点燃式发动机燃烧过程的一大特征。它的含义是当发动机以某一工况稳定运行时，这一循环和下一循环的燃烧过程的进行情况不断变化，具体表现在压力曲线、火焰传播情况及发动机功率输出均不相同。

含义燃烧循环变动(又称燃烧循环压力变动)是点燃式发动机燃烧过程的一大特征。它的含义是当发动机以某一工况稳定运行时，这一循环和下一循环的燃烧过程的进行情况不断变化，具体表现在压力曲线、火焰传播情况及发动机功率输出均不相同。1

意义当采用稀薄燃烧和在低负荷、低转速下运行时，这种循环的变动会加剧，有些循环的燃烧过程进行得快，有些循环进行得慢，从而使发动机的转速和输出转矩产生波动，影响发动机的性能。

另外，对于燃烧快的循环，气缸最高燃烧压力和爆燃的趋势都增加，因而限制了压缩比的提高；对于燃烧慢的循环，很有可能在排气门开启时混合气还未燃烧完，因而碳氢排放及油耗会大幅度上升，这种情况更易在稀燃混合气燃烧或怠速工况时发生。

由于循环变动，对于每一循环点火提前角不可能都处在最佳值，又会影响发动机性能指标。如果消除了气缸压力的循环变动，可以降低最高燃烧压力，改善工作粗暴性和燃油经济性，降低发动机污染物排放量。1

燃烧循环变动的表征参数表征燃烧循环变动的参数大体上可以分为两类：

与气缸压力相关的参数比如最高燃烧压力、相应于最高燃烧压力的曲轴转角、最大压力升高率、相应于最大压力升高率的曲轴转角和发动机平均指示压力等。

与燃烧速率相关的参数比如最大燃烧速率、火焰发展曲轴转角、快速燃烧曲轴转角等。由于压力参数比较容易测量，因此常用它来表征燃烧的循环变动。1

产生原因及降低措施导致点燃式发动机燃烧循环变动的原因很多，以下两个因素被认为是最主要的：

1、气缸内气体运动状况的循环变动。

2、气缸内的混合气成分的循环变动。

总之、气流速度(平均参数和湍流参数)的变动，空燃比的变动，空气、燃料和废气混合情况的变动是造成燃烧循环变动的主要原因。

降低燃烧循环变动的措施：

1、多点点火有利于减少燃烧循环变动。

2、组织进气涡流能增加燃烧速率，从而减少燃烧循环变动。

3、提高发动机转速、在气缸内形成更强烈的湍流也能减少燃烧循环变动。

4、采用化学计量或者略浓空燃比的混合气，由于火焰温度和传播速度比较高，因此燃烧循环变动最小。

5、采用燃油电控喷射技术可改善循环之间的混合气浓度不均匀性，降低燃烧循环变动。

6、采用快速燃烧技术，提高火焰的传播速率有助于减少燃烧循环变动。

7、加大点火能量，优化放电方式，采用大的火花塞间隙有助于减少燃烧循环变动。1

点燃式发动机结构（1）机体与缸盖

机体主要起骨架作用，安装各个机构和系统，包括）体、油底壳、曲轴箱；）盖组成燃烧室，布置各零件。

（2）曲柄连杆机构

主要包括：活塞、连杆、曲轴三部分，包括活塞连杆组和曲轴飞轮组。主要的作用是将活塞的往复直线运动转换为曲轴的旋转运动并对外输出动力。

（3）供给系统

包括：燃油供给系统和进排气系统。主要作用是将燃油和空气及时地供给气缸，并将燃烧后的废气及时排出气缸。

（4）配气机构

主要包括气门组和传动组。主要作用是定时开启和关闭进排气门。

（5）点火系统

主要包括：火花塞、点火线圈、断电器和分电器。主要作用是点燃混合气。

（6）冷却系统

主要类别：风冷和水冷系统两种。水冷系统主要部件：水泵、风扇、水箱和节温器。作用是防止发动机过热，及时散发热量。

（7）润滑系统

润滑方式分为：飞溅润滑和压力润滑。主要部件：集滤器、机油泵、滤清器、各种阀体等。作用是润滑、冷却、清洁、密封和防腐。

（8）起动系统

主要部件：起动机、空气压缩机等。作用是借助外力使内燃机起动。2

四冲程汽油机的工作原理汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程被吸入气缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机在进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程内完成一个工作循环。

吸气冲程（intake stroke）活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时进气门开启，排气门关闭，曲轴转动180°。在活塞移动过程中，气缸容积逐渐增大，气缸内气体压力降低，气缸内形成一定的真空度，空气和汽油的混合气通过进气门被吸入气缸，并在气缸内进一步混合形成可燃混合气。由于进气系统存在阻力，进气终点气缸内气体压力小于大气压力。进入气缸内的可燃混合气的温度，由于进气管、气缸壁、活塞顶、气门和燃烧室壁等高温零件的加热以及与残余废气的混合而升高到340～400K。

压缩冲程（compression stroke）时，进、排气门同时关闭。活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180°。活塞上移时，工作容积逐渐缩小，缸内混合气受压缩后压力和温度不断升高，到达压缩终点时，其压力可达800～2000kPa，温度达600～750K。

做功冲程（power stroke）当活塞接近上止点时，由火花塞点燃可燃混合气，混合气燃烧释放出大量的热能，使气缸内气体的压力和温度迅速提高。燃烧最高压力达3000～6 000kPa，温度达2 200～2 800K。高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，并通过曲柄连杆机构对外输出机械能。随着活塞下移，气缸容积增加，气体压力和温度逐渐下降。在做功冲程，进气门、排气门均关闭，曲轴转动180°。

排气冲程（exhaust stroke）排气冲程时，排气门开启，进气门仍然关闭，活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180°。排气门开启时，燃烧后的废气一方面在）内外压差作用下向缸外排出，另一方面通过活塞的排挤作用向缸外排气。由于排气系统的阻力作用，排气终点的压力稍高于大气压力，排气终点温度900～1100K。活塞运动到上止点时，燃烧室中仍留有一定容积的废气无法排出，这部分废气叫残余废气。2

本词条内容贡献者为:

李斌 - 副教授 - 西南大学