
做功顺序为1342的直列四冲程四缸发动机,1缸处于排气冲程时,2缸处于 冲程,3缸处于 冲程,4缸处于 。
我现在要解决的问题是:对于做功顺序为1342的直列四冲程四缸发动机,当1缸处于排气冲程时,2缸、3缸和4缸分别处于什么冲程。首先,我需要回忆一下四冲程发动机的基本原理和做功顺序的影响。
首先,四冲程发动机每个缸都有四个冲程:进气、压缩、做功(膨胀)、排气,每个冲程对应曲轴旋转180度(即半圈),四个冲程完成一个工作循环,曲轴旋转720度(两圈)。因此,对于多缸发动机,各缸的冲程是错开的,以保证发动机运转平稳,并且有持续的动力输出。
做功顺序表示各缸做功的先后顺序,这里是1342。也就是说,1缸做功后,接下来是3缸,然后是4缸,再是2缸,之后又回到1缸,完成一个循环。每个缸的做功间隔应该是曲轴旋转的角度除以缸数。四缸发动机,720度除以4缸,得到每个缸做功间隔是180度曲轴转角。也就是说,相邻做功的两个缸之间,曲轴旋转180度。
现在的问题是,当1缸处于排气冲程时,其他缸处于什么冲程。首先需要明确,排气冲程是四冲程中的第四个冲程,之后是进气冲程(第一个冲程)。我们需要确定各缸之间的相对位置,也就是它们在冲程上的相位差。
首先,我们可以建立一个表格,列出四缸发动机在不同曲轴转角下各缸的冲程状态。以1缸为基准,假设1缸在某个时刻处于某个冲程,然后根据做功顺序和冲程顺序,推算其他缸的状态。
四冲程的顺序是:进气(I)→压缩(C)→做功(P)→排气(E),每个冲程对应180度曲轴转角,所以每个缸的四个冲程对应0-180度(进气)、180-360度(压缩)、360-540度(做功)、540-720度(排气)曲轴转角(相对于该缸的上止点)。
对于多缸发动机,各缸的上止点位置是错开的。做功顺序为1-3-4-2,意味着各缸的做功冲程(即上止点)之间相差180度曲轴转角(因为720/4=180)。所以:
1缸做功时,曲轴转角设为0度(基准)。
3缸做功应该在1缸之后180度曲轴转角,即180度。
4缸做功在3缸之后180度,即360度。
2缸做功在4缸之后180度,即540度。
然后1缸再次做功在2缸之后180度,即720度,完成一个循环。
现在,我们需要确定当1缸处于排气冲程时的情况。排气冲程是做功冲程之后的冲程,对应曲轴转角540-720度(相对于1缸的做功上止点)。也就是说,当1缸处于排气冲程时,曲轴转角在540-720度之间(以1缸做功上止点为0度的话)。
现在,我们需要将其他缸的冲程与1缸进行对比。每个缸的冲程相位差等于它们做功顺序的间隔乘以180度。我们可以为每个缸定义一个相对于1缸的相位角。
设1缸的相位角为0度(以其做功冲程开始为基准),那么:
1缸:相位角0度
3缸:因为在1缸之后做功,间隔180度,所以相位角比1缸超前还是滞后?这里需要明确。做功顺序是1缸先做功,然后3缸,所以当1缸在某个冲程时,3缸应该处于比1缸提前或滞后的冲程?
可能更好的方法是,以曲轴转角为横坐标,列出每个缸在不同角度下的冲程。我们以1缸的四个冲程对应的曲轴转角为:
1缸冲程:
进气:0-180度(曲轴转角,下同)
压缩:180-360度
做功:360-540度
排气:540-720度
这里的曲轴转角是指从1缸进气冲程开始时计算的吗?或者通常是以1缸上止点(TDC)为参考。可能更准确的是,以1缸压缩上止点(即做功冲程开始)为0度。那么:
1缸的冲程:
做功:0-180度(曲轴转角,从压缩上止点开始,做功冲程曲轴转180度)
排气:180-360度(做功后排气,曲轴再转180度)
进气:360-540度(排气后进气,曲轴再转180度)
压缩:540-720度(进气后压缩,曲轴再转180度回到上止点,完成720度)
这样可能更准确,因为压缩上止点(TDC)是做功冲程的开始,此时曲轴转角设为0度。那么:
1缸各冲程对应的曲轴转角(以压缩上止点为0度):
做功冲程:0°-180°(曲轴转半圈)
排气冲程:180°-360°(再转半圈)
进气冲程:360°-540°(再转半圈)
压缩冲程:540°-720°(再转半圈,回到压缩上止点)
现在,根据做功顺序1-3-4-2,各缸的压缩上止点(做功开始)的曲轴转角应该依次相差180度(因为720/4=180)。所以:
1缸做功开始(压缩上止点):0°
3缸做功开始:180°(曲轴转180度后,3缸到达压缩上止点开始做功)
4缸做功开始:360°(再转180度)
2缸做功开始:540°(再转180度)
1缸再次做功开始:720°(一个循环)
现在,我们可以为每个缸建立自己的冲程时间表,相对于曲轴转角:
3缸的做功开始在180°,所以3缸的各冲程对应的曲轴转角:
3缸做功:180°-360°(从180°开始,持续180°)
3缸排气:360°-540°(做功后排气,持续180°)
3缸进气:540°-720°(排气后进气)
3缸压缩:720°-900°(即0°+720°,回到压缩上止点)
4缸做功开始在360°:
4缸做功:360°-540°
4缸排气:540°-720°
4缸进气:720°-900°(即0°+720°到180°+720°)
4缸压缩:900°-1080°(180°-360°+720°)
2缸做功开始在540°:
2缸做功:540°-720°
2缸排气:720°-900°(0°-180°+720°)
2缸进气:900°-1080°(180°-360°+720°)
2缸压缩:1080°-1260°(360°-540°+720°)
现在,问题是当1缸处于排气冲程时,其他缸的状态。首先,1缸的排气冲程对应曲轴转角是多少?根据前面1缸的冲程划分(以1缸压缩上止点为0°):
1缸的排气冲程是180°-360°曲轴转角。所以当曲轴转角在180°到360°之间时,1缸处于排气冲程。
现在,我们需要在这个曲轴转角范围内(180°-360°),看其他缸(3、4、2缸)处于什么冲程。
先看3缸:3缸的冲程对应曲轴转角如下:
做功:180°-360°
排气:360°-540°
进气:540°-720°
压缩:720°-900°
当曲轴转角在180°-360°之间时,3缸正处于做功冲程(因为3缸的做功冲程是180°-360°)。
接下来看4缸:4缸的冲程:
做功:360°-540°
排气:540°-720°
进气:720°-900°
压缩:900°-1080°
在曲轴转角180°-360°之间,4缸处于哪个阶段?4缸的压缩冲程是900°-1080°,这相当于减去720°(一个循环)后的180°-360°。所以4缸的压缩冲程是180°-360°(等效曲轴转角,即模720°)。因此,当曲轴转角在18