汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理

1、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)有人把引擎稱為發(fā)動(dòng)機(jī)，其實(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)是一整套動(dòng)力輸出設(shè)備，包括變速齒輪、引擎和傳動(dòng)軸等等，可見引擎是只是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)部分，但是卻是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部分，因此把引擎稱為發(fā)動(dòng)機(jī)也不為過。排量首先來看看最常見的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)排量。發(fā)動(dòng)機(jī)排量是發(fā)動(dòng)機(jī)各汽缸工作容積的總和，一般用升(L)表示。而汽缸工作容積則是指活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過的氣體容積，又稱為單缸排量，它取決于缸徑和活塞行程。發(fā)動(dòng)機(jī)排量是非常重要的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，它比缸徑和缸數(shù)更能代表發(fā)動(dòng)機(jī)的大小，發(fā)動(dòng)機(jī)的許多指標(biāo)都同排氣量密切相關(guān)。一般來說，排量越大，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率越大。很多初級(jí)車友都反映經(jīng)常在汽車資料的發(fā)動(dòng)機(jī)一欄中見到“L

2、4”、“V6”、“V8”、“W12”等字樣，想弄明白究竟是什么意思。這些都表示發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的排列形式和缸數(shù)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常用缸數(shù)有3缸、4缸、6缸、8缸、10缸、12缸等。 一般說來，排量1升以下的發(fā)動(dòng)機(jī)常用3缸，例如0.8升的奧拓和福萊爾轎車。排量1升至2.5升一般為4缸發(fā)動(dòng)機(jī)，常見的經(jīng)濟(jì)型轎車以及中檔轎車發(fā)動(dòng)機(jī)基本都是4缸。3升左右的發(fā)動(dòng)機(jī)一般為6缸，比如排量3.0升的君威和新雅閣轎車。 排量4升左右的發(fā)動(dòng)機(jī)一般為8缸，比如排量4.7升的北京吉普的JEEP4700。排量5.5升以上的發(fā)動(dòng)機(jī)一般用12缸發(fā)動(dòng)機(jī)，例如排量6升的寶馬760Li就采用V12發(fā)動(dòng)機(jī)。在同等缸徑下，通常缸數(shù)越多排量越大，功

3、率也就越高；而在發(fā)動(dòng)機(jī)排量相同的情況下，缸數(shù)越多，缸徑越小，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就可以提高，從而獲得較大的提升功率。汽缸排列形式以上是有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)的知識(shí)，下面我們接著了解“汽缸排列形式”這個(gè)重要參數(shù)。一般5缸以下發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸多采用直列方式排列，常見的多數(shù)中低檔轎車都是L4發(fā)動(dòng)機(jī)，即直列4缸。另外，也有少數(shù)6缸發(fā)動(dòng)機(jī)采用直列方式排列。 直列發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸體成一字排開，缸體、缸蓋和曲軸結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，低速扭矩特性好，燃料消耗少，尺寸緊湊，應(yīng)用比較廣泛，缺點(diǎn)則是功率較低。一般1升以下的汽油機(jī)多采用直列3缸，1至2.5升的汽油機(jī)多采用直列4缸，有的四輪驅(qū)動(dòng)汽車采用直列6缸，因?yàn)槠鋵挾刃?，可以在旁邊布置增?/p>

4、器等設(shè)施，例如北京吉普的JEEP4000就采用直列6缸發(fā)動(dòng)機(jī)。 另據(jù)專業(yè)人士介紹，直列6缸發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)平衡較好，振動(dòng)相對(duì)較小，所以也為一些中、高級(jí)轎車所采用。6到12缸的發(fā)動(dòng)機(jī)一般采用V形排列，其中V10發(fā)動(dòng)機(jī)主要裝在賽車上。V形發(fā)動(dòng)機(jī)長度和高度尺寸小，布置起來非常方便。一般認(rèn)為V形發(fā)動(dòng)機(jī)是比較高級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)，因而成為轎車級(jí)別的標(biāo)志之一。 V8發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，制造成本很高，所以使用的較少，V12發(fā)動(dòng)機(jī)過大過重，只有極個(gè)別的高級(jí)轎車采用，比如上面提到的寶馬760Li。而大眾公司近來還新開發(fā)出了W型發(fā)動(dòng)機(jī)，有W8和W12兩種，即汽缸分四列錯(cuò)開角度布置，形體緊湊，大眾的頂級(jí)轎車輝騰就有一款采用了排量

5、6.0升的W12發(fā)動(dòng)機(jī)。四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理 汽油機(jī)是將空氣與汽油以一定的比例混合成良好的混合氣，在吸氣沖程被吸入汽缸，混合氣經(jīng)壓縮點(diǎn)火燃燒而產(chǎn)生熱能，高溫高壓的氣體作用于活塞頂部，推動(dòng)活塞作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，通過連桿、曲軸飛輪機(jī)構(gòu)對(duì)外輸出機(jī)械能。四沖程汽油機(jī)在進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程內(nèi)完成一個(gè)工作循環(huán)。 (1) 吸氣沖程(intake stroke) 活塞在曲軸的帶動(dòng)下由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)。此時(shí)進(jìn)氣門開啟，排氣門關(guān)閉，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°。在活塞移動(dòng)過程中，汽缸容積逐漸增大，汽缸內(nèi)氣體壓力從pr逐漸降低到pa，汽缸內(nèi)形成一定的真空度，空氣和汽油的混合氣通過進(jìn)氣門被吸入汽缸，

6、并在汽缸內(nèi)進(jìn)一步混合形成可燃混合氣。由于進(jìn)氣系統(tǒng)存在阻力，進(jìn)氣終點(diǎn) (圖中a 點(diǎn))汽缸內(nèi)氣體壓力小于大氣壓力0 p ，即pa= (0.800.90) 0 p 。進(jìn)入汽缸內(nèi)的可燃混合氣的溫度，由于進(jìn)氣管、汽缸壁、活塞頂、氣門和燃燒室壁等高溫零件的加熱以及與殘余廢氣的混合而升高到340400K。 (2) 壓縮沖程(compression stroke) 壓縮沖程時(shí)，進(jìn)、排氣門同時(shí)關(guān)閉。活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°?；钊弦茣r(shí)，工作容積逐漸縮小，缸內(nèi)混合氣受壓縮后壓力和溫度不斷升高，到達(dá)壓縮終點(diǎn)時(shí)，其壓力pc可達(dá)8002 000kPa，溫度達(dá)600750K。在示功圖上，壓縮行

7、程為曲線ac。 (3) 做功沖程(power stroke) 當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，由火花塞點(diǎn)燃可燃混合氣，混合氣燃燒釋放出大量的熱能，使汽缸內(nèi)氣體的壓力和溫度迅速提高。燃燒最高壓力pZ達(dá)3 0006 000kPa，溫度TZ達(dá)2 2002 800K。高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，并通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)對(duì)外輸出機(jī)械能。隨著活塞下移，汽缸容積增加，氣體壓力和溫度逐漸下降，到達(dá) b 點(diǎn)時(shí)，其壓力降至300500kPa，溫度降至1 2001 500K。在做功沖程，進(jìn)氣門、排氣門均關(guān)閉，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°。在示功圖上，做功行程為曲線c-Z-b。 (4) 排氣沖程(exhaust stro

8、ke) 排氣沖程時(shí)，排氣門開啟，進(jìn)氣門仍然關(guān)閉，活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°。排氣門開啟時(shí)，燃燒后的廢氣一方面在汽缸內(nèi)外壓差作用下向缸外排出，另一方面通過活塞的排擠作用向缸外排氣。由于排氣系統(tǒng)的阻力作用，排氣終點(diǎn)r 點(diǎn)的壓力稍高于大氣壓力，即pr=(1.051.20)p0。排氣終點(diǎn)溫度Tr=9001100K?；钊\(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，燃燒室中仍留有一定容積的廢氣無法排出，這部分廢氣叫殘余廢氣。四沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理 四沖程柴油機(jī)和汽油機(jī)一樣，每個(gè)工作循環(huán)也是由進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程組成。由于柴油機(jī)以柴油作燃料，與汽油相比，柴油自燃溫度低、黏度大不易蒸發(fā)，因而

9、柴油機(jī)采用壓縮終點(diǎn)壓燃著火，也叫壓燃式點(diǎn)火，其工作過程及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與汽油機(jī)有所不同. (1) 進(jìn)氣沖程 進(jìn)入汽缸的工質(zhì)是純空氣。由于柴油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)阻力較小，進(jìn)氣終點(diǎn)壓力pa= (0.850.95)p0，比汽油機(jī)高。進(jìn)氣終點(diǎn)溫度Ta=300340K，比汽油機(jī)低。 (2) 壓縮沖程 由于壓縮的工質(zhì)是純空氣，因此柴油機(jī)的壓縮比比汽油機(jī)高(一般為=1622)。壓縮終點(diǎn)的壓力為3 0005 000kPa，壓縮終點(diǎn)的溫度為7501 000K，大大超過柴油的自燃溫度(約520K)。 (3) 做功沖程 當(dāng)壓縮沖程接近終了時(shí)，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(shí)間內(nèi)

10、與空氣混合后立即自行發(fā)火燃燒。汽缸內(nèi)氣體的壓力急速上升，最高達(dá)5 0009 000kPa，最高溫度達(dá)1 8002 000K。由于柴油機(jī)是靠壓縮自行著火燃燒，故稱柴油機(jī)為壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。 (4) 排氣沖程 柴油機(jī)的排氣與汽油機(jī)基本相同，只是排氣溫度比汽油機(jī)低。一般Tr=700900K。對(duì)于單缸發(fā)動(dòng)機(jī)來說，其轉(zhuǎn)速不均勻，發(fā)動(dòng)機(jī)工作不平穩(wěn)，振動(dòng)大。這是因?yàn)樗膫€(gè)沖程中只有一個(gè)沖程是做功的，其他三個(gè)沖程是消耗動(dòng)力為做功做準(zhǔn)備的沖程。為了解決這個(gè)問題，飛輪必須具有足夠大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，這樣又會(huì)導(dǎo)致整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量和尺寸增加。采用多缸發(fā)動(dòng)機(jī)可以彌補(bǔ)上述不足?，F(xiàn)代汽車用多采用四缸、六缸和八缸發(fā)動(dòng)機(jī)。馬力的大小與汽車的

11、裝載量（能拉多少貨）沒有直接的關(guān)系.馬力是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)表示功率的一個(gè)計(jì)量單位。汽車排量實(shí)際上指的是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的排量； 汽車的排量一般用L（升）來表示，如0.8L、1.4L、1.6L、2.4L、4.2L等等；但是由于發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造不同、廠家不同、型號(hào)不同所生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)排量相同時(shí)，功率并不一樣；如：都是1.6L排量的發(fā)動(dòng)機(jī)，有的可能是75KW、也有的可能是80KW；其扭矩也不一樣；相同排量的發(fā)動(dòng)機(jī)，功率大的自然就是好；能耗低，輸出功率大；目前較為合理的測(cè)算方法是用KW/L（千瓦/升）來表示，毎升在50千瓦以上的發(fā)動(dòng)機(jī)；性能就是較為優(yōu)秀的了。馬力也是表示功率的一個(gè)單位，不過馬力（PS）可以說是以前的提法，

12、國標(biāo)規(guī)定的計(jì)量單位應(yīng)該是KW；馬力與千瓦的換算公式是：1PS（馬力）=0.735KW（千瓦）。功率是由廠家根據(jù)自己的產(chǎn)品所提供出來的一組技術(shù)數(shù)據(jù)；發(fā)動(dòng)機(jī)上表示功率的另一組技術(shù)數(shù)據(jù)、經(jīng)常與之相提并論的是扭矩；表示單位是N/M（牛/米）；又有高扭矩和低扭矩之分，在實(shí)際應(yīng)用中也是各有千秋；馬力大小與裝載量沒有直接關(guān)系但是有間接關(guān)系；馬力大的發(fā)動(dòng)機(jī)必然是安裝在大車上，所以說大馬力的車必然裝載量大；實(shí)際上裝載量除了跟發(fā)動(dòng)機(jī)功率有關(guān)，還要和汽車底盤、承載結(jié)構(gòu)、輪胎車身等都有關(guān)，綜合因素決定了裝載量（能拉多少貨）的大小。發(fā)動(dòng)機(jī)馬力和功率還有扭矩 發(fā)動(dòng)的功率用馬力或千瓦來表示,1馬力=0.735千瓦,反過來1

13、KW=1.357馬力. 什么是扭矩?扭矩就是汽車的抗扭轉(zhuǎn)能力,就是指能獲得多大的力氣,扭矩還表示使物體加速轉(zhuǎn)動(dòng)的能力,扭矩大,平時(shí)所說的"勁"就越大. 在相同排量情況下,發(fā)動(dòng)機(jī)功率和扭矩越大,說明發(fā)動(dòng)機(jī)就越好,但是,有一點(diǎn)需要說明,如果技術(shù)不是很成熟,那么這款發(fā)動(dòng)機(jī)壽命就越短. 用來表示發(fā)動(dòng)機(jī),一般用多少轉(zhuǎn)的時(shí)候達(dá)到多少扭矩.比方說中興V3的的2.5T發(fā)動(dòng)機(jī),扭矩340，它在2000-4000轉(zhuǎn)之間就能達(dá)到最大扭矩. B 上述三款發(fā)動(dòng)機(jī)比較 中興無限V3采用的是著名的意大利VM公司高壓共軌2.5T柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，采用德國博世電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)，動(dòng)力強(qiáng)勁和高效省油是其最大優(yōu)

14、勢(shì)，在國內(nèi)同排量柴油機(jī)中具有最強(qiáng)的動(dòng)力性能指標(biāo)：在2000-4000rpm轉(zhuǎn)速區(qū)間均可發(fā)出340N/m的最大扭矩，最大功率可達(dá)105KW，具備高功率、高扭矩，低油耗、低排放、低噪音的特點(diǎn)。 08年新款雙環(huán)SCEO高壓共軌柴油機(jī)，整機(jī)動(dòng)力大幅提升。最大功率覆蓋范圍在6699kW,在20002200rpm轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)可以發(fā)出245N·m的最大扭矩 瑞鷹1.9CTI的最大功率為82kW/4000rpm，最大扭矩達(dá)到235Nm/1800-2300rpm. 從上述三款發(fā)動(dòng)機(jī)的排量可以看出,瑞鷹1.9CTI和前兩款不是相同排量,沒法比較,就前兩款車而言,明顯是中興的2.5T優(yōu)勢(shì). 總之,對(duì)于同排量

15、的發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)功率及扭矩越大越好,估計(jì)它的價(jià)格也就越高.功率越大轉(zhuǎn)速越高，汽車的最高速度也越高，常用最大功率來描述汽車的動(dòng)力性能。最大功率一般用馬力 (PS)或千瓦(kw)來表示，1馬力等于0.735千瓦。 1w=1J/s扭矩是使物體發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的力。發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩就是指發(fā)動(dòng)機(jī)從曲軸端輸出的力矩。在功率固定的條件下它與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成反比關(guān)系，轉(zhuǎn)速越快扭矩越小，反之越大，它反映了汽車在一定范圍內(nèi)的負(fù)載能力。 在某些場(chǎng)合能真正反映出汽車的“本色”，例如啟動(dòng)時(shí)或在山區(qū)行駛時(shí)，扭矩越高汽車運(yùn)行的反應(yīng)便越好。以同類型發(fā)動(dòng)機(jī)轎車做比較，扭矩輸出愈大承載量愈大，加速性能愈好，爬職力愈強(qiáng)，換擋次數(shù)愈少，對(duì)汽車的磨損

16、也會(huì)相對(duì)減少。尤其在轎車零速啟動(dòng)時(shí)，更顯示出扭矩高者提升速度快的優(yōu)越性。 發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩的表示方法是牛米(N.m)。同功率一樣，一般在說明發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出扭矩的同時(shí)也標(biāo)出每分鐘轉(zhuǎn)速(rmin)。最大扭矩一般出現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)的中、低轉(zhuǎn)速的范圍，隨著轉(zhuǎn)速的提高，扭矩反而會(huì)下降。 扭矩和功率一樣，是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的主要指數(shù)之一，它反映在汽車性能上，包括加速度、爬坡能力以及懸掛等。它的準(zhǔn)確定義是：活塞在汽缸里的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，往復(fù)一次做有一定的功，它的單位是牛頓。在每個(gè)單位距離所做的功就是扭矩了。是這樣的，扭矩是衡量一個(gè)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)，一輛車扭矩的大小與發(fā)動(dòng)機(jī)的功率成正比。舉個(gè)通俗的例子，比如，像人的身體在運(yùn)動(dòng)時(shí)一樣，功率就像是身體的耐久度，而扭矩是身體的爆發(fā)力。對(duì)于家用轎車而言，扭矩越大加速性越好；對(duì)于越野車