揭秘汽车及其主要部件工作原理(一)

驾驶园 / 2018年08月17日 09:51

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雯喜

汽车发动机工作原理

汽油发动机的目的在于将汽油转换为运动,以便汽车能够开动。目前将汽油变成运动的最简单方法是在发动机中燃烧汽油。因此,汽车发动机是一种“内燃发动机”——燃烧发生在内部。

内部燃烧。目前几乎所有汽车都使用四冲程燃烧循环来将汽油转化为运动。四冲程方式又称作“奥托循环”,以此纪念1867年发明它的尼克劳斯?奥托(Nikolaus Otto)。这四个冲程如图1所示。它们分别是:进气冲程,压缩冲程,燃烧冲程,排气冲程。

循环过程。在图中,可以看到称作“活塞”的装置,活塞通过连杆连接到曲轴。在发动机的循环过程中会发生如下事情:

(1)活塞开始时位于顶部,排气门打开,然后活塞向下运动,在发动机的气缸中充满空气和汽油的混合物。这便是吸气冲程。此时,只需要在空气中混合最少量的汽油即可。(2)活塞向上返回以压缩燃油和空气混合物。压缩过程使得爆炸更具威力。(3)当活塞到达其冲程的顶部时,火花塞发出一个火花,点燃汽油。气缸中的汽油爆炸,推动活塞向下运动。(4)在活塞到达其冲程的底部后,排气门开启,废气被排出气缸并进入排气尾管。

现在,发动机准备进行下一次循环,再次吸入空气和汽油。

气缸、排量和其他发动机部件

气缸

发动机的核心是气缸和在气缸内部上下运动的活塞。在多缸发动机中,气缸的排列方式通常有三种:直列式、V型和卧式(也叫水平对置式)。

各种配置方式在平滑性、制造成本和外形特征方面均各有利弊。这些优点和缺点使它们分别适合某些特定车辆的要求。

排量

燃烧室是发生压缩和燃烧过程的区域。随着活塞上下运动,燃烧室的容积也随之发生改变,最大容积和最小容积之间的差值称为排量,其单位为升或毫升。大多数标准汽车发动机的排量在1.5—4.0升之间。如果是四气缸发动机并且每个气缸的排量为0.5升,则整个发动机为“2.0升发动机”。如果每个气缸的排量为0.5升,6个气缸以V型配置,则为“3.0升V-6”发动机。

其他发动机部件

火花塞。火花塞可提供火花来点燃空气/燃油混合物以使其燃烧。必须在正确的时刻打出火花才能正常工作。

气门。进气门和排气门在正确的时间开启,输入空气和燃油并排出废气。请注意,两种气门在压缩和燃烧期间都处于闭合状态以密闭燃烧室。

活塞。活塞是一个金属圆柱形部件,可以在气缸内部上下运动。

活塞环。活塞环在活塞外缘和气缸内径之间起到滑动密封作用:(1)防止燃烧室中的燃油和空气混合物和废气泄露到油槽中;(2)防止油槽中的油液泄露到燃烧区域并在该处燃烧和流失。

连杆。连杆将活塞连接到曲轴。它的两端都可以旋转,以便在活塞运动和曲轴旋转的同时改变角度。

曲轴。曲轴将活塞的上下运动转变为圆周运动。

油槽。油槽围绕在曲轴周围。它包含一定量的机油,这些机油集中在底部(油盘)。

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