发动机为什么有进气口和排气口?
发动机为什么有进气口和排气口?
1.进气系统的作用
• 提供氧气:燃烧的本质是燃料与氧气的化学反应。
进气系统将空气(含氧气)引入气缸,以保证燃料能够充分燃烧。
• 混合燃料:在汽油发动机中,进气歧管将空气与雾化燃料混合,形成可燃混合物(柴油发动机直接将燃料喷射到气缸中)。
• 冷却作用:进气流有助于冷却发动机内部部件(例如气缸壁和活塞)。
• 增压优化:涡轮增压或机械增压发动机通过强制增加进气量来提高燃烧效率和功率。
2.排气系统的作用
• 废气:燃烧后的废气(如二氧化碳、水蒸气、氮氧化物等)
需要及时排出,以免占用气缸空间,影响下次燃烧。
• 降低背压:优化的排气设计减少排气残留,提高进气效率。排气管的直径和长度会影响发动机性能。
• 环保降噪:排气系统包含催化转化器(减少有害排放)
以及消声器(降低噪音)以满足环境法规和舒适度要求。
• 涡轮驱动:在涡轮增压发动机中,废气驱动涡轮旋转,从而驱动进气侧的压缩机,提高进气压力。
3、进气与排气的协调做功发动机通过四冲程循环(进气、压缩、做功、排气)或二冲程循环完成能量转换:
1、进气行程:活塞向下运动,进气门打开,吸入新鲜空气或混合气。
2、压缩行程:阀门关闭,活塞向上运动,压缩混合气体。
3、做功冲程:火花塞点火(或柴油压燃),混合气燃烧并推动活塞向下运动。
4、排气冲程:排气门打开,活塞向上运动,排出废气。如果进气不足,燃烧就无法开始;
如果排气不足,废气滞留将造成效率急剧下降,甚至熄火。
4. 特殊情况比较
• 二冲程发动机:进气和排气通过活塞运动同步(无独立阀门),
但效率低、污染大,多用于小型设备。
• 转子发动机:通过转子的运动来实现进气和排气,结构不同但原理类似。
总结进气和排气是发动机运转的核心环节:进气为燃烧提供原料,排气带走废物。
两者协同工作,确保发动机持续、高效、清洁地运转。现代技术(例如可变气门正时和涡轮增压)进一步优化了这一过程。
提高性能和环境保护。