汽车发动机和你需要知道的基础知识

明卡 January 18, 2019 21:36

什么是汽车发动机?它的结构如何?它是如何工作的?为了回答这些问题,让我们来了解一下当今汽车中的发动机——它被认为是汽车的心脏。

发动机是汽车的重要组成部分。

引擎是什么?

发动机是一种将汽油或机油等能量转化为动能的装置。基本上,我们可以将热机分为两大类:内燃机和外燃机。

每种类型又细分为许多子类型,各有优缺点。内燃机可分为汽油发动机、柴油发动机、燃气涡轮发动机、转子发动机、二冲程发动机等。外燃机的代表有两种:蒸汽机和斯特林发动机。

Động cơ ô tô và những điều cơ bản cần biết - ảnh 2

热机主要有两种类型:内燃机和外燃机。

内燃机由于比外燃机效率更高、体积更紧凑,如今被广泛应用于多种车辆,汽车和摩托车就是最典型的代表。

车辆发动机结构

按发动机分类汽车或按动力源分类汽车是根据运行结构、各动力源所用的燃料种类来划分的,目前流行的结构有:

• 汽油发动机

• 柴油/油发动机

• 电动机

• 混合动力发动机

本文将介绍使用汽油或柴油的内燃机,因为它们是目前市场上车辆中普遍使用的。后续文章将介绍电动机和混合动力电动机。

Động cơ ô tô và những điều cơ bản cần biết - ảnh 3

内燃机

发动机的主要部件是气缸,活塞在气缸内上下运动。大多数汽车发动机都有多个气缸,通常为 4、6 或 8 缸,跑车则有 12 或 16 缸。多缸发动机的气缸排列方式包括:直列式(直列)、V 形(V 型)、两个气缸水平对置(对置)。

火花塞

汽车发动机中的火花塞负责产生电火花,点燃气缸内的空气和燃料混合物。火花必须在压缩冲程结束时的正确时间产生,才能实现最高效率。

Động cơ ô tô và những điều cơ bản cần biết - ảnh 7

汽车发动机火花塞

阀门

排气门和进气门会在正确的时间开启和关闭,以供给燃料并排出废气。在压缩冲程和燃烧冲程期间,这些阀门处于关闭状态。这些阀门由凸轮轴系统操作,其结构如下图所示。

Động cơ ô tô và những điều cơ bản cần biết - ảnh 8

发动机气门零件。

凸轮轴

凸轮轴上有凸轮凸角,旋转时这些凸轮凸角会将气门向下推,从而帮助气门打开。凸轮轴有两种类型:单凸轮轴和双凸轮轴。单凸轮轴控制进气门和排气门的开启和关闭。双凸轮轴有两个凸轮轴,分别控制进气门和排气门。

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发动机的凸轮轴部件。

曲轴

曲轴用于将活塞的往复运动转换为类似蜗轮蜗杆中的轴的旋转运动。

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发动机曲轴

发动机如何工作?

其工作原理是利用少量高能量燃料如汽油(或柴油)在狭小的密闭空间内燃烧,通过膨胀空气的压力产生大量能量,这些能量可以使一颗土豆飞出150米远。

内燃机采用闭式循环原理,发动机气缸内每分钟发生数百次爆炸。空气和燃料的混合物(称为空气-燃料混合物)在内燃机气缸内燃烧。燃烧时,温度升高,导致气体膨胀,产生作用于活塞的压力,推动活塞移动。

Động cơ ô tô và những điều cơ bản cần biết - ảnh 11

如今,几乎所有汽车都采用四冲程发动机,将汽油转化为动能,也称为四冲程发动机。四冲程包括:进气、压缩、燃烧和排气。

- 在第一个冲程(进气 - 进气门打开,排气门关闭)期间,当活塞从上止点(TDC)移动到下止点(BDC)时,空气和燃料混合物被“充入”气缸。

- 在第二冲程(压缩——两个气门均关闭)期间,活塞从下止点移动到上止点,压缩气缸内的空气和燃料混合物。在第二冲程结束时(活塞位于上止点),汽油发动机中的空气和燃料混合物由火花塞点火装置点燃,柴油发动机中的空气和燃料混合物则由自燃装置点燃。

- 在第三冲程(产生动力 - 气门继续关闭)中,空气和燃料的混合气燃烧。由于温度升高,混合气的压力增加,使活塞从上止点移动到下止点。活塞的往复运动通过连杆(也称为连杆)传递到曲轴,并转化为旋转运动。

- 在第四冲程(排气 - 进气门关闭,排气门打开)中,活塞从 BDC 移动到 TDC,将气体从气缸通过排气管(通常称为消声器)推入环境中。

活塞在第一、二和四冲程的运动是由于第三冲程(工作冲程)时连接在曲轴上的飞轮储存的能量。因此,四冲程发动机的点火角(根据曲轴旋转角度)为720度,这意味着曲轴每旋转两圈,只有一次点火。气缸越多,点火角就越小,曲轴每旋转两圈,燃烧能量就越多,发动机运转就越平稳。

新鲜混合气取代废气由凸轮轴控制。凸轮轴连接曲轴,以1:2的减速比旋转,控制发动机气缸盖上的气门的开启和关闭。曲轴关闭和开启气门的正时经过调整,使得进气门和排气门在从排气冲程切换到进气冲程时,在短时间内同时打开。废气高速排出,将新鲜空气吸入燃烧室,从而更好地填充气缸并提高燃烧压力。


据 thanhnien.vn 报道
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