排氣衝程

排氣衝程：做功行程接近終了時，排氣門開啟，由於這時缸內壓力高於大氣壓力，高溫廢氣迅速排出氣缸，這一階段屬於自由排氣階段，高溫廢氣以當地音速通過排氣門排出。

基本介紹

• 中文名：排氣衝程
• 外文名：out stroke
• 套用領域：物理學
• 生活中的運用：汽車內燃機
• 發明人：奧托
• 發明時間：1876年

排氣衝程簡介

做功行程接近終了時，排氣門開啟，由於這時缸內壓力高於大氣壓力，高溫廢氣迅速排出氣缸，這一階段屬於自由排氣階段，高溫廢氣以當地音速通過排氣門排出。隨排氣過程進行進入強制排氣階段，活塞越過下止點向上止點移動，強制將缸內廢氣排出，活塞到達上止點附近時，排氣過程結束。排氣終了時，氣缸內氣體壓力稍高於大氣壓力，約為0．105～0．115MPa，廢氣溫度約為600℃～900℃。由於燃燒室占有一定容積，因此在排氣終了時，不可能將廢氣徹底排除乾淨，剩餘部分廢氣稱殘餘廢氣。

工作過程

	進氣閥開關	排氣閥開關	活塞運動	曲軸運動	衝程作用	能量的轉化
吸氣衝程	開	關	向下	半周	吸入汽油和空氣的混合物	——
壓縮衝程	關	關	向上	半周	燃料混合物被壓縮，溫度升高，壓強增大	機械能→內能
做功衝程	關	關	向下	半周	燃燒產生的高溫高壓燃氣推動活塞向下運動，通過連桿帶動曲軸對外做功	內能→機械能
排氣衝程	關	開	向上	半周	排除廢氣	——
說明	一個工作循環中，有兩次內能與機械能的轉化：壓縮衝程機械能轉化為內能，做功衝程內能轉化為機械能

內燃機介紹

進氣行程

進氣門開啟，排氣門關閉，活塞由上止點向下止點移動，活塞上方的氣缸容積增大，產生真空度，氣缸內壓力降到進氣壓力以下，在真空吸力作用下，通過化油器或汽油噴射裝置霧化的汽油，與空氣混合形成可燃混合氣，由進氣道和進氣門吸入氣缸內。進氣過程一直延續到活塞過了下止點進氣門關閉為止。接著上行的活塞開始壓縮氣體。

壓縮行程

進排氣門全部關閉，壓縮缸內可燃混合氣，混合氣溫度升高，壓力上升。活塞臨近上止點前，可燃混合氣壓力上升到0．6～1．2MPa左右，溫度可達330℃～430℃。

做功行程

在壓縮行程接近上止點時，裝在氣缸蓋上方的火花塞發出電火花，點燃所壓縮的可燃混合氣。可燃混合氣燃燒後放出大量的熱量，缸內燃氣壓力和溫度迅速上升，最高燃燒壓力可達3～6MPa，最高燃燒溫度可達2 200℃～2 500℃。高溫高壓燃氣推動活塞快速向下止點移動，通過曲柄連桿機構對外做功。做功行程開始時，進、排氣門均關閉。

排氣行程

做功行程接近終了時，排氣門開啟，由於這時缸內壓力高於大氣壓力，高溫廢氣迅速排出氣缸，這一階段屬於自由排氣階段，高溫廢氣以當地音速通過排氣門排出。隨排氣過程進行進入強制排氣階段，活塞越過下止點向上止點移動，強制將缸內廢氣排出，活塞到達上止點附近時，排氣過程結束。排氣終了時，氣缸內氣體壓力稍高於大氣壓力，約為0．105～0．115MPa，廢氣溫度約為600℃～900℃。由於燃燒室占有一定容積，因此在排氣終了時，不可能將廢氣徹底排除乾淨，剩餘部分廢氣稱殘餘廢氣。[1]

發動機為汽車提供動力。發動機還廣泛套用於交通運輸機械、農業機械、工程機械和發電機組等各個方面。發動機種類繁多，其中四衝程發動機是最常見的一種。

不同衝程比較

衝程	進氣門	排氣門	活塞運動方向
吸氣衝程	打開	關閉	向下運動
壓縮衝程	關閉	關閉	向上運動
做功衝程	關閉	關閉	向下運動
排氣衝程	關閉	打開	向上運動

內燃機分類

四衝程發動機屬於往復活塞式內燃機，根據所用燃料種類的不同，分為汽油機、柴油機和氣體燃料發動機三類。以汽油或柴油為燃料的活塞式內燃機分別稱作汽油機或柴油機。使用天然氣、液化石油氣和其他氣體燃料的活塞式內燃機稱作氣體燃料發動機。汽油和柴油都是石油製品，是汽車發動機的傳統燃料。非石油燃料稱作代用燃料。燃用代用燃料的發動機稱作代用燃料發動機，如乙醇發動機、氫氣發動機、甲醇發動機等。

四衝程汽油機經過進氣、壓縮、做功、排氣四個行程完成一個工作循環，在這個過程中，活塞上下往復運動四個行程，相應的曲軸旋轉兩周。

四衝程柴油機的工作原理與四衝程汽油機相同，也是由進氣、壓縮、做功、排氣四個形成組成。不同的是柴油機進氣行程進的是純空氣，在壓縮行程接近上止點時，由噴油器將柴油噴入燃燒室，由於這時汽缸內的溫度已經遠遠超過柴油的自燃溫度，噴入的柴油經過短暫的著火延遲後，自行著火燃燒，對外做功。