汽车知识发动机.pdf

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1、汽车知识--发动机汽车发动机的分类既然已经初步了解了汽车总体构造的一些知识，那么现在让我们来“各个击破”，逐一的深入了解汽车各个部分。接下来将一系列的介绍汽车的心脏——发动机。那么先来看看车用发动机是怎么分类的吧。发动机是将某一种形式的能量转变为机械能的机器。车用发动机一般是采用内燃式的，它的分类有挺多种：根据其将热能转变为机械能的主要构件的型式，可分为活塞式内燃机和燃气轮机两大类，不过由于目前在汽车中使用的绝大部分是往复活塞式内燃机，而其他包括三角活塞旋转式发动机（转子发动机），燃气涡轮发动机，电动发动机，太阳能发动机等目前的应用都不广，因此我们将

2、在以后汽车新型发动机一节中再详细介绍。在活塞式内燃机中又根据使用的燃料不同分为汽油发动机、柴油发动机、天然气发动机等。其中汽油发动机和天然气发动机都是将燃料注入气缸内，同空气混合成可燃混合气，再用电火花点燃，然后做功，因此又可称为强制点火式或点燃式发动机。而柴油发动机就有点不同了，由于柴油发动机使用的是轻柴油，一般是通过喷油泵和喷油1/5器将柴油直接喷入发动机气缸，和在气缸内经压缩后的空气均匀混合，使之在高温下自然，因此又可称为压燃式发动机。除了根据燃料不同分类外，还有根据每一工作循环所需活塞行程数来分，所谓工作循环，是指在发动机内每一次将热能转化为

3、机械能，都必须经过空气吸入、压缩、输入燃料，使之着火燃烧而膨胀作功，然后将生成的废气排出这样一个连续的过程。凡活塞往复四个单程完成一个工作循环的称为四冲程发动机；活塞往复两个单程即完成一个工作循环的则称为二冲程发动机。一般汽车是使用四冲程发动机的，二冲程发动机主要用在摩托车上。其他分类方式还有根据气缸数多少来分类的，在附近装置上面又可分为增压发动机和非增压发动机。汽油发动机工作原理现在了解发动机是怎样工作的。首先以单缸为例，介绍下四冲程汽油发动机的工作原理。发动机是将化学能转化为机械能的机器，它的转化过程实际上就是工作循环的过程，简单来说就是是通过燃

4、烧气缸内的燃料，产生动能，驱动发动机气缸内的活塞往复的运动，由此带动连在活塞上的连杆和与连杆相连的曲柄，围绕曲轴中心作往复的圆周运动，而输出动力的。现在分析一下这个过程：2/5一个工作循环包括有四个活塞行程（所谓活塞行程就是指活塞由上止点到下止点之间的距离的过程）：进气行程、压缩行程、膨胀行程（作功行程）和排气行程。进气行程在这个过程中，发动机的进气门开启，排气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，从而使气缸内的压力将到大气压力以下，即在气缸内造成真空吸力，这样空气便经由进气管道和进气门被吸入气缸，同时喷油嘴喷出雾化的汽油与空

5、气充分混合。在进气终了时，气缸内的气体压力约为0.075－0.09MPa。而此时气缸内的可燃混合气的温度已经升高到370-400K。压缩行程为使吸入气缸的可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而使发动机发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使其容积缩小、密度加大、温度升高，即需要有压缩过程。在这个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程，即压缩行程。此时混合气压力会增加到0.6-1.2MPa，温度可达600-700K。在这个行程中有个很重要的概念，就是压缩比。所谓压缩比，就是压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最

6、小容积之比。一般压缩比越大，在压缩终了时混合气的压力和温度便愈高，燃烧速度也愈快，因而发动机发出的功率愈大，经济性愈好。一般轿车的压缩比在8-103/5之间，不过现在最新上市的Polo就达到了10.5的高压缩比，因此它的扭矩表现相对不错。但是压缩比过大时，不仅不能进一步改善燃烧情况，反而会出现暴燃和表面点火等不正常燃烧现象（燃油质量的影响也是占有相对重要的地位，这方面我们会在以后详细讲解）。暴燃是由于气体压力和温度过高，在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。暴燃时火焰以极高的速率向外传播，甚至在气体来不及膨胀的情况下，

7、温度和压力急剧升高，形成压力波，以声速向前推进。当这种压力波撞击燃烧室壁是就发出尖锐的敲缸声。同时，还会引起发动机过热，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。严重暴燃是甚至会造成气门烧毁、轴瓦破裂、火花塞绝缘体被击穿等机件损坏现象。除了暴燃，过高压缩比的发动机还可能要面对另一个问题：表面点火。这是由于缸内炽热表面与炽热处（如排气门头，火花塞电极，积炭处）点燃混合气产生的另一种不正常燃烧（也称作炽热点火或早燃）。表面点火发生时，也伴有强烈的敲缸声（较沉闷），产生的高压会使发动机负荷增加，降低寿命。膨胀行程（作功行程）在这个过程中，进、排气门仍旧关闭

8、。当活塞接近上止点时，火花塞发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气被燃烧后，放出大量的热能，此时燃气