某內燃機在排氣閥門打開那一刻

A. 內燃機排氣過程中,為什麼廢氣溫度降低,內能減小

摘要 當做功行程將要結束，排氣行程將要開始的瞬間，排氣門開始打開，氣缸內的壓力迅速減小，廢氣的內能轉化為體積的增大，與此同時溫度也相應降低。

B. 汽車內燃機進排氣門啟閉動作採用了什麼運動規律

早期的汽車發動機進、排氣門的開啟關閉時間都在上止點。後來人們發現，進氣門在上止點0°開啟，由於慣性的遲後作用，氣體實際進入氣缸的量不足。為了加大進氣量，將進氣門提前打開效果比較好。根據這個理論，汽車工業生產的中期，基本上進、排氣門的開啟時間都提前，關閉時間度推遲，這樣在上止點和下止點+-4°范圍內，出現進氣門與排氣門同時開啟的現象，叫氣門相位。現代汽車生產，對氣體進、排運動規律進行了更切實際的理論研究分析，才得出了現在的結論。由於現在發動轉數比較高，曲軸旋轉70°之前，相對應的活塞行程較小，70°以後活塞行程才明顯加大，再過70°又會明顯變小，進氣門下止點過後71°才關閉，是說進氣門從開到閉經3+180+71=254°

C. 為什麼在四沖程發動機達到下止點之前排氣閥是打開的

發動機設計的一個基本理論是假定進氣門在排氣門關閉後立即開啟，而不是在此之前。一個更先進的理論可以解釋氣體的慣性，並在排氣閥關閉時開啟進氣閥。排氣口現在只是閥門和閥座之間的一個狹縫，當閥門打開時，進氣必須開始運動，這樣進氣新鮮氣體從排氣口排出的機會接近於零。

除此之外，通過增加閥門開啟的角度，可以增加閥門的最大升力，從而增加進出鋼瓶的氣體的可用面積。事實上，閥門不能被「砰」的一聲打開得太突然:凸輪的開啟坡道只允許這么大的開啟速度，尤其是在高轉速下。坡度太陡，贏得閥的慣性所需的力將大於運動機構中最弱部件的機械阻力，導致閥桿彎曲，或凸輪損壞或其他不受歡迎的東西。

這個想法成功了，凸輪與氣門有足夠重疊的發動機，能夠比重疊較少的發動機產生更大的動力。在高轉速下，當掃氣和充氣的時間較短而氣體的動能較高時，這種重疊效應尤為明顯。

由於溫度和壓力的不同，從進氣閥沖進來的新鮮氣體與從排氣口流出的熱廢氣體不能很好地混合，就像河裡的淡水不能很好地混合。

D. 怎樣看圖辨別內燃機的四個沖程

1.當進氣門打開時，是吸氣沖程。（進氣沖程是實現吸進新鮮空氣的過程。靠飛輪旋轉慣性的作用車動曲軸，將活塞由上止點位置逐漸拉向下止點，這時通過配氣機構開啟進氣門、關閉排氣門，隨著活塞向下移動，氣缸內的容積逐漸增大，產生真空吸力，新鮮空氣不斷地被吸進氣缸。活塞移動到下止點（即活塞移動一沖程），進氣沖程結束，進氣門關閉。）
2.當進氣門和排氣門都關閉時，就會有兩種情況，火花塞沒有打火的就是壓縮沖程，火花塞點燃就是做功沖程。（壓縮沖程
在飛輪帶動下，曲軸繼續旋轉推動活塞由下止點向上止點運動。這時進、排氣門均關閉，在活塞移動中氣缸內的容積逐漸減小，而氣體的壓力和溫度逐漸升高。當活塞移動到上止點時，氣缸內氣體的壓力可達到2940～4410千帕（30～45千克力.平方厘米），溫度可達500～700攝試度（比柴油的自燃溫度高150～250攝試度）。至此活塞移動了第二個沖程，曲軸累計回轉了一圈，壓縮沖程終了。 作功沖程 當壓縮沖程接近終了時，進、排氣門繼續關閉，噴油器開始向氣缸內噴入霧狀柴油，在氣缸內高溫空氣的作用下，油霧很快被蒸發，並與高溫空氣混合成可燃混合氣體而迅速自行著火燃燒，放出大量熱能，使氣缸內氣體受熱發生猛烈膨脹，氣體的壓力迅速增到5900～8800千帕（60～90千克力/平方厘米），溫度可達1500～2000攝試度。從而產生很大的推力迫使活塞從上止點向下止點運動，並通過連桿使曲軸旋轉，從而帶動飛輪旋轉，起儲能作用，將柴油發出的熱能轉變為曲軸旋轉的機械能。隨著活塞向下止點運動，氣缸內氣體的壓力和溫度下降。至活塞移動到下止點，曲軸累計回轉了一圈半，作功沖程終了。）
3.當排氣門打開時，是排氣沖程。

E. 發動機為什麼會轉

是4個沖程來完成的，如圖（自己加標注的）

1.進氣過程：
活塞下行（繞主軸順時針旋轉），進氣閥門打開，將可燃混合氣吸進氣缸
（此時，排氣閥門關閉，火花塞不工作）

2.壓縮過程：
活塞上行，將可燃混合氣在氣缸內壓縮，以提高可燃混合氣的密度
（此時，進、排氣閥門 均關閉，火花塞不工作）

3.做功過程：
火花塞突然工作，點燃已經經過壓縮的可燃混合氣，可燃混合氣爆燃，推動活塞下行
（此時，進、排氣閥門 均關閉，火花塞工作）

4.排氣過程：
排氣閥門打開，由於活塞上行，將廢氣從排氣閥門排出
（此時，進氣閥門關閉，火花塞不工作）

F. 1.分析內燃機進排氣門提前開啟和遲後關閉的原因。其數值大小與那些因素有關

進氣門提前開啟時為了保證活塞下行時有足夠大的開啟面積，新鮮工質可以順利流入氣缸，增加進氣量。排氣門提前開啟是為了利用氣缸內廢氣的高溫高壓，使廢氣迅速排出。排氣門遲後關閉時為了利用高速氣流的慣性排出廢氣，使廢氣排出得更加徹底。其數值大小受發動機轉速、扭矩、功率以及發動機結構的影響。

G. 內燃機工作原理

內燃機工作原理是讓燃料在機器內燃燒產生熱量向外界傳輸機械能。

內燃機，是一種動力轉換系統，它是通過使燃料和空氣在系統內部發生化學反應（燃燒），並將反應所放出的化學能（熱能）轉換成機械能的熱力發動機。

內燃機工作過程

1、吸氣沖程，活塞下行形成氣缸內壓力小於於大氣壓的差，這個壓力差俗稱真空度，由於真空度的存在使機器外的空氣進如氣缸。

當活塞下行到最後位置進氣閥門關閉吸氣沖程完成。在機器運轉中由於速度的關系在吸氣沖程完成時氣缸內的氣壓是大於大氣壓的，在設計上設置了一個進氣門關閉的延遲時間就是為了提高進氣量。

2、壓縮沖程，吸氣沖程完成後活塞上行壓縮空氣達到一定溫度使燃料燃燒，此時有兩種情況，一種是外界給於點火，另一種是壓縮到一定時候使其自燃。

3、做功沖程，壓縮後燃燒的空氣使活塞下行從而將熱能轉換成機械能，這種是通過連桿活塞組和曲軸實現的，在高溫高壓的燃氣的作用下推動活塞下行通過連桿使曲周做圓周運動。

這個圓周運動就是人們所需要的機械能，其能量同過於曲軸連接的設備輸出，其中一部份轉換成勢能儲存在與曲軸相連的飛輪中，這個勢能以飛輪慣性旋轉的形式釋放為內燃機的吸氣，壓縮，排氣這三個沖程提供能量。

4、排氣沖程，在飛輪慣性的驅動下活塞上行將燃燒後的廢氣從打開的排氣閥門中排出，當活塞行至上終點位置時整個內燃機的工做循環完成，在飛輪慣性的作用下將開始新的一輪工作循環。

H. 發動機工作過程中，進、排氣門何時開啟、關閉

當活塞在進氣行程從上止點下行到下止點時是打開的，而排氣門是關閉的，當活塞完成第一個行程之後有下往上走，到上止點時稱為壓縮行程，此時進排氣門都是關著的。

接著活塞會繼續下行到下止點，這時稱為做功行程，此時氣門依然是關閉的，當做功結束後，活塞上行到上止點稱為排氣行程，此時進氣門關閉，而排氣門則是打開的。

內燃機的工作原理

工作過程：進氣-壓縮-噴油-燃燒-膨脹做功-排氣。

進氣沖程

進入汽缸的工質是純空氣。由於柴油機進氣系統阻力較小，進氣終點壓力pa= (0.85～0.95)p0，比汽油機高。進氣終點溫度Ta=300～340K，比汽油機低。

壓縮沖程

由於壓縮的工質是純空氣，因此柴油機的壓縮比比汽油機高(一般為ε=16～22)。壓縮終點的壓力為3 000～5 000kPa，壓縮終點的溫度為750～1 000K，大大超過柴油的自燃溫度(約520K)。

做功沖程

當壓縮沖程接近終了時，在高壓油泵作用下，將柴油以10MPa左右的高壓通過噴油器噴入汽缸燃燒室中，在很短的時間內與空氣混合後立即自行發火燃燒。汽缸內氣體的壓力急速上升，最高達5 000～9 000kPa，最高溫度達1 800～2 000K。由於柴油機是靠壓縮自行著火燃燒，故稱柴油機為壓燃式發動機。

排氣沖程

柴油機的排氣與汽油機基本相同，只是排氣溫度比汽油機低。一般Tr=700～900K。對於單缸發動機來說，其轉速不均勻，發動機工作不平穩，振動大。這是因為四個沖程中只有一個沖程是做功的，其他三個沖程是消耗動力為做功做准備的沖程。

為了解決這個問題，飛輪必須具有足夠大的轉動慣量，這樣又會導致整個發動機質量和尺寸增加。採用多缸發動機可以彌補上述不足。現代汽車用多採用四缸、六缸和八缸發動機。

以上內容參考：網路——發動機

I. 發動機在做吸氣沖承和排氣沖程的時候,閥門是怎樣打開的

活塞發動機在排氣沖程後期，活塞沒達到上止點前，有一個進氣門和版排氣門同時打開的過程權。
對於四沖程發動機的四個工作階段（沖程）的宏觀描述是：吸氣階段，進氣門打開，排氣門關閉，活塞向下運動吸入空氣：壓縮階段，進排氣門全部關閉，活塞向上運動將空氣壓縮加熱；做功階段，進排氣門全部關閉，噴入油氣點火，推動活塞向下運動；排氣階段：進氣門關，排氣門開，活塞向上運動排出廢氣。重復上述過程。
在發動機實際工作中，進、排氣門並不完全按照宏觀描述，在各個工作階段交替時動作。在排氣階段進氣門關，排氣門開，但不等活塞運動到上止點，進氣門就提前打開，這時可以利用排出氣體在排氣管道中的慣性所形成的吸力，吸入部分新鮮空氣，此時進、排氣門是同時開著的，直到進入下一工作階段。這樣做可以使氣缸多進一些空氣，提高發動機效率。
進氣門提前打開的時機，稱為發動機進氣提前角。進、排氣門是同時開著的時間稱為氣門重疊角。

J. 內燃機的四個沖程是

四沖程內燃機的工作原理：把曲軸轉兩圈(720°)，活塞在氣缸內上下往復運動四個行程，完成一個工作循環的內燃機稱為四沖程內燃機。四沖程內燃機是在四個工作沖程內完成一個工作循環的。是熱機的一種。

四沖程內燃機： 吸氣沖程，進氣門打開，排氣門關閉，活塞向下運動，汽油和空氣混合物進入氣缸，四沖程內燃機： 壓縮沖程，進氣門和排氣門都關閉，活塞向上運動，汽油與空氣混合物被壓縮。把機械能轉化成內能。

四沖程內燃機： 做功沖程，壓縮沖程結束時，火花塞產生電火花，使燃料猛烈燃燒，產生高溫高壓的氣體。高溫高壓氣體推動活塞向下運動，帶動曲軸轉動，對外做功。四個沖程中只有做功沖程對外做功，其他三個沖程都是靠做功沖程的慣性完成的。把內能轉化成機械能。

四沖程內燃機： 排氣沖程，進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。