汽車(chē)知識(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)

1、汽車(chē)知識(shí)- - 發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的分類既然已經(jīng)初步了解了汽車(chē)總體構(gòu)造的一些知識(shí)， 那么現(xiàn)在讓我們來(lái)“各個(gè)擊破”，逐一的深入了解汽車(chē)各個(gè)部分。接下來(lái)將一系列的介紹汽車(chē)的心臟發(fā)動(dòng)機(jī)。那么先來(lái)看看車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)是怎么分類的吧。發(fā)動(dòng)機(jī)是將某一種形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的機(jī)器。 車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)一般是采用內(nèi)燃式的， 它的分類有挺多種： 根據(jù)其將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的主要構(gòu)件的型式， 可分為活塞式內(nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)兩大類， 不過(guò)由于目前在汽車(chē)中使用的絕大部分是往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)， 而其他包括三角活塞旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)（轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)），燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，太陽(yáng)能發(fā)動(dòng)機(jī)等目前的應(yīng)用都不廣， 因此我們將在以后汽車(chē)新型發(fā)動(dòng)機(jī)一節(jié)中再

2、詳細(xì)介紹。在活塞式內(nèi)燃機(jī)中又根據(jù)使用的燃料不同分為汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。 其中汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)都是將燃料注入氣缸內(nèi)，同空氣混合成可燃混合氣，再用電火花點(diǎn)燃，然后做功，因此又可稱為強(qiáng)制點(diǎn)火式或點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。 而柴油發(fā)動(dòng)機(jī)就有點(diǎn)不同了，由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)使用的是輕柴油， 一般是通過(guò)噴油泵和噴油1 /5器將柴油直接噴入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸，和在氣缸內(nèi)經(jīng)壓縮后的空氣均勻混合，使之在高溫下自然，因此又可稱為壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。除了根據(jù)燃料不同分類外， 還有根據(jù)每一工作循環(huán)所需活塞行程數(shù)來(lái)分，所謂工作循環(huán)，是指在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)每一次將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，都必須經(jīng)過(guò)空氣吸入、壓縮、輸入燃料，使之著火燃燒而膨

3、脹作功，然后將生成的廢氣排出這樣一個(gè)連續(xù)的過(guò)程。 凡活塞往復(fù)四個(gè)單程完成一個(gè)工作循環(huán)的稱為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)； 活塞往復(fù)兩個(gè)單程即完成一個(gè)工作循環(huán)的則稱為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。一般汽車(chē)是使用四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)主要用在摩托車(chē)上。其他分類方式還有根據(jù)氣缸數(shù)多少來(lái)分類的， 在附近裝置上面又可分為增壓發(fā)動(dòng)機(jī)和非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理現(xiàn)在了解發(fā)動(dòng)機(jī)是怎樣工作的。 首先以單缸為例， 介紹下四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理。發(fā)動(dòng)機(jī)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器， 它的轉(zhuǎn)化過(guò)程實(shí)際上就是工作循環(huán)的過(guò)程， 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是是通過(guò)燃燒氣缸內(nèi)的燃料， 產(chǎn)生動(dòng)能，驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的活塞往復(fù)的運(yùn)動(dòng)， 由此帶動(dòng)連在活塞上的連桿和

4、與連桿相連的曲柄， 圍繞曲軸中心作往復(fù)的圓周運(yùn)動(dòng)， 而輸出動(dòng)力的。現(xiàn)在分析一下這個(gè)過(guò)程：2 /5一個(gè)工作循環(huán)包括有四個(gè)活塞行程 （所謂活塞行程就是指活塞由上止點(diǎn)到下止點(diǎn)之間的距離的過(guò)程）：進(jìn)氣行程、壓縮行程、膨脹行程（作功行程）和排氣行程。進(jìn)氣行程在這個(gè)過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟，排氣門(mén)關(guān)閉。隨著活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)， 活塞上方的氣缸容積增大， 從而使氣缸內(nèi)的壓力將到大氣壓力以下， 即在氣缸內(nèi)造成真空吸力， 這樣空氣便經(jīng)由進(jìn)氣管道和進(jìn)氣門(mén)被吸入氣缸， 同時(shí)噴油嘴噴出霧化的汽油與空氣充分混合。在進(jìn)氣終了時(shí)，氣缸內(nèi)的氣體壓力約為 0.075 0.09MPa。而此時(shí)氣缸內(nèi)的可燃混合氣的溫度已經(jīng)升

5、高到 370-400K。壓縮行程為使吸入氣缸的可燃混合氣能迅速燃燒， 以產(chǎn)生較大的壓力， 從而使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出較大功率， 必須在燃燒前將可燃混合氣壓縮， 使其容積縮小、密度加大、溫度升高，即需要有壓縮過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，進(jìn)、排氣門(mén)全部關(guān)閉，曲軸推動(dòng)活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)一個(gè)行程，即壓縮行程。此時(shí)混合氣壓力會(huì)增加到 0.6-1.2MPa ，溫度可達(dá)600-700K。在這個(gè)行程中有個(gè)很重要的概念，就是壓縮比。所謂壓縮比，就是壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比。一般壓縮比越大，在壓縮終了時(shí)混合氣的壓力和溫度便愈高，燃燒速度也愈快，因而發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率愈大， 經(jīng)濟(jì)性愈好。一般轎車(chē)的壓縮比在

6、8-103 /5之間，不過(guò)現(xiàn)在最新上市的 Polo 就達(dá)到了 10.5 的高壓縮比， 因此它的扭矩表現(xiàn)相對(duì)不錯(cuò)。 但是壓縮比過(guò)大時(shí)， 不僅不能進(jìn)一步改善燃燒情況，反而會(huì)出現(xiàn)暴燃和表面點(diǎn)火等不正常燃燒現(xiàn)象 （燃油質(zhì)量的影響也是占有相對(duì)重要的地位，這方面我們會(huì)在以后詳細(xì)講解）。暴燃是由于氣體壓力和溫度過(guò)高， 在燃燒室內(nèi)離點(diǎn)燃中心較遠(yuǎn)處的末端可燃混合氣自燃而造成的一種不正常燃燒。暴燃時(shí)火焰以極高的速率向外傳播， 甚至在氣體來(lái)不及膨脹的情況下，溫度和壓力急劇升高，形成壓力波，以聲速向前推進(jìn)。當(dāng)這種壓力波撞擊燃燒室壁是就發(fā)出尖銳的敲缸聲。同時(shí)，還會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果

7、。嚴(yán)重暴燃是甚至?xí)斐蓺忾T(mén)燒毀、軸瓦破裂、火花塞絕緣體被擊穿等機(jī)件損壞現(xiàn)象。除了暴燃，過(guò)高壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)還可能要面對(duì)另一個(gè)問(wèn)題： 表面點(diǎn)火。這是由于缸內(nèi)熾熱表面與熾熱處（如排氣門(mén)頭，火花塞電極，積炭處）點(diǎn)燃混合氣產(chǎn)生的另一種不正常燃燒 （也稱作熾熱點(diǎn)火或早燃）。表面點(diǎn)火發(fā)生時(shí)，也伴有強(qiáng)烈的敲缸聲（較沉悶），產(chǎn)生的高壓會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加，降低壽命。膨脹行程（作功行程）在這個(gè)過(guò)程中，進(jìn)、排氣門(mén)仍舊關(guān)閉。當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，火花塞發(fā)出電火花，點(diǎn)燃被壓縮的可燃混合氣。可燃混合氣被燃燒后，放出大量的熱能， 此時(shí)燃?xì)獾膲毫蜏囟妊杆僭黾印?其所能達(dá)到的最大壓力可達(dá) 3-5MPa,相應(yīng)的溫度則高達(dá) 2200-2800K。高溫高壓的燃?xì)? /5推動(dòng)活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿使曲柄旋轉(zhuǎn)并輸出機(jī)械能，除了維持發(fā)動(dòng)機(jī)本身繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)外，其余即用于對(duì)外做功。在活塞的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，氣缸內(nèi)容積增加，氣體壓力和溫度都迅速下降，在此行程終了時(shí)，壓力降至 0.3-0.5MPa ，溫度則為 1300-1600K。排氣行程當(dāng)膨脹行程（作功行程）接近終了時(shí)，排球門(mén)開(kāi)啟，考廢氣的壓力進(jìn)行自由排氣， 活塞到達(dá)下止點(diǎn)后再向上止點(diǎn)移動(dòng)時(shí)， 強(qiáng)制降廢氣強(qiáng)制排到大氣中，這就是排氣行程。在此行程中，氣缸內(nèi)壓力稍微