发动机

 

 发动机基本工作原理

基本理论

汽油发动机将汽油的能量转化为动能来驱动汽车，简单的办法是通过在发动机内部燃烧汽油来获得动能。因此，汽车发动机是内燃机----燃烧在发动机内部发生。

燃烧是关键

汽车的发动机一般都采用4冲程。（马自达的转子发动机在此不讨论）

4冲程分别是：进气、压缩、燃烧、排气。完成这4个过程，发动机完成一个周期(2圈)。

 

 

理解4冲程

活塞，它由一个活塞杆和曲轴相联，过程如下：

1．活塞在顶部开始，进气阀打开，活塞往下运动，吸入油气混合气

2．活塞往顶部运动来压缩油气混合气，使得爆炸更有威力。

3．当活塞到达顶部时，火花塞放出火花来点燃油气混合气，爆炸使得活塞再次向下运动。

4．活塞到达底部，排气阀打开，活塞往上运动，尾气从汽缸由排气管排出。

注意：内燃机终产生的运动是转动的，活塞的直线往复运动终由曲轴转化为转动，这样才能驱动汽车轮胎。

发动机有关参数有缸数、汽缸排列形式、排量、压缩比、大功率、大扭矩、点火方式、使用燃油标号、外特性图(功率扭矩曲线图)、排放控制,等等.

 

缸数

就是发动机汽缸的数量。汽车发动机常用缸数有3、4、5、6、8、10、12缸。排量1升以下的发动机常用三缸。排量1~2.5升一般为四缸发动机,3升左右的发动机一般为6缸,4升左右为8缸,5.5升以上用12缸发动机。一般来说,在同等缸径下,缸数越多,排量越大,功率越高;在同等排量下,缸数越多,转速可以提高,从而获得较大的提升功率。

汽缸排列形式

是发动机汽缸的空间几何位置,有直列,V形和水平对置式。

直列发动机的汽缸体成一字排开,缸体、缸盖和曲轴结构简单,制造成本低,低速扭矩特性好,燃料消耗少,尺寸紧凑,应用比较广泛。

V形发动机长度和高度尺寸小,布置起来非常方便,而且V型排列的发动机相邻两缸的距离较大,可以通过扩大缸径的方法获得更大的排量和功率。V8发动机结构非常复杂,制造成本很高,所以使用的较少,V12发动机过大过重,只有极个别的高级轿车采用。大众公司近来开发出W型型发动机,有W8和W12两种,即汽缸分四列错开角度布置,形体紧凑。

发动机本身的结构并无横、竖之分,只是在汽车整车布置时,根据不同的位置和驱动型式,有纵向布置和横向布置之分。所谓的纵向布置主要是指发动机的曲轴沿着车身纵向的方向来布置发动机;所谓横向布置是指发动机的曲轴沿着车身横向(与车身纵向在水平面内成90度),即车轴的方向来布置发动机。后轮驱动的汽车大都采用发动机的纵向布置方式,前轮驱动的汽车大都采用发动机的横向布置方式。

 

气门数

是置发动机汽缸上的进、排气门的数目,汽车说明书上有时指的是单缸的气门数,如5气门;有时指的是所有汽缸的气门数,如16气门。以前国产发动机大多采用每缸2气门,即一个进气门,一个排气门;国外轿车发动机普遍采用每缸4气门结构,即2个进气门,2个排气门,提高了进、排气的效率,同时气门的重量也减小,有利于提高发动机转速和功率;国外有的公司开始采用每缸5气门结构,即3个进气门,2个排气门,主要作用是加大进气量,使燃烧更加彻底。气门数量并不是越多越好,5气门确实可以提高进气效率,但是结构极其复杂,加工困难,采用极少,国内生产的新捷达王就是采用五气门发动机。

 

压缩比

是压缩前汽缸中气体的大容积与压缩后的小容积之比。汽油机在运转时,吸进的是汽油与空气混合气,压缩比越大,压缩终了的混合气的压力和温度就越高,混合气中的汽油分子就能气化得更安全,燃烧也更迅速更充分,因而发动机发出的功率越大,经济性越好,排气量也能相应得到改善。对汽油机来说,通常的低压缩比指的是压缩比在10以下,数值在10以上的就算是高压缩比发动机。压缩比的高低对发动机使用汽油等级的要求有很大影响,一般来说,压缩比越大,要求使用的汽油标号越高。如果使用了低于建议标号的汽油,可能会产生爆燃“敲缸”,发动机振动加剧,不匀速行驶等问题,还会损害发动机性能,缩短使用寿命。通常,压缩比低于7.5可使用90号汽油,压缩比在7.5~8.0应选用90或93号汽油;压缩比在8.0~10.0应选用93或95号汽油;压缩比在10.0以上的应选用97号汽油。

 

排气量

是每个汽缸工作容积之和。汽缸工作容积是指活塞上止点到下止点扫过的气体容积,又称为单缸排量,它取决于缸径和活塞行程。发动机排量是重要的结构参数之一,它比缸径和缸数更能代表发动机能力的大小,发动机的许多指标都同排气量密切相关,反映了汽车的动力性。一般而言,轿车级别越高,排量越大。在我国关于轿车级别划分中,将排量小于或等于1升的轿车列为微型轿车,大于1升且小于或等于1.6升的轿车列为普通轿车,大于1.6升且小于2.5升的轿车列为中级轿车,大于2.5升且小于或等于4升的轿车列为中高级轿车,排量大于4升的轿车列为高级轿车。

 

大功率(高输出功率)

一般用马力(PS)或千瓦(KW)来表示。发动机的输出功率同转速关系很大,随着转速的增加，发动机的功率也相应提高,但是到了一定的转速以后,功率反而呈下降趋势.。一般在汽车使用说明书中高输出功率同时用每分钟转速来表示(r/min或rpm),如100ps/5000rpm,即在每分钟5000转时高输出功率100马力。

 

大扭矩

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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