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简析汽车发动机的结构原理知识

发动机除了“出力”,还有哪些作用?

发动机是汽车的“心脏”,它是车辆的动力源,它“吃”的是空气中的氧气和汽油之类的燃料,产生旋转动力,通过发动机后面的飞轮把动力传给底盘变速器等机构,最终驱动车辆。发动机通过传动带将动力传给以下装置:传给发电机,给蓄电池充电和电器供电,例如,用于晚间汽车行驶的照明;传给空调压缩机,以调节车内温度和湿度,提高车辆的舒适性能;传给转向助力泵,让驾驶人轻松就能掌控汽车转向盘,减轻驾驶疲劳。发动机还能为汽车暖气装置提供热源,为制动系统真空助力装置等提供真空源,汽车在长距离下坡时,发动机能牵制汽车使车速降低。

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L4、V6、TDI、FSI是什么发动机?

▲根据使用燃料分类

发动机按使用燃料可以分为汽油发动机、柴油发动机、液化石油气发动机等。汽油发动机是目前小型车的主流,汽油发动机像个短小精悍的小伙子,其特征是体积小、质量小、转速高。柴油发动机在轿车上应用较少,广泛应用于大中型客车和货车上,大众汽车奥迪、宝来少数车型应用了柴油发动机。柴油发动机有一个专用的高压油泵,能够将柴油加压后喷入气缸中,柴油与空气混合后被压燃。

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▲根据汽油喷射位置分类

依据汽油进入气缸的位置不同,汽油发动机又可以分为进气歧管喷油式和缸内直接喷油式。进气歧管喷油式是将汽油喷在气缸外的进气歧管内。目前普遍使用的进气歧管喷油式是在每个气缸设置一个喷油器,各个喷油器分别向各气缸进气道(进气管前方)喷油。缸内直接喷油式比进气歧管喷油式先进,喷油器直接将汽油喷入气缸,这种喷射方式有利于汽油的雾化,燃烧效率更高,因此,提升了发动机动力、油耗等性能。很多汽车尾部标识有“FSI”“TSI”“TFSI”等字样,都表示采用了缸内喷射发动机。

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▲根据气缸排列方式分类

发动机按气缸排列方式可以分为直列(L 型)、V 型、W 型、水平对置(H 型)发动机等。直列发动机所有气缸排列成一排,一般为 4 缸或 6 缸。这种发动机性能稳定,成本低,结构简单,运转平衡性好,而且体积小。但当排气量和气缸数增加时,发动机的长度将大大增加。

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      V 型发动机像个“双头连体婴”,从侧面看像 V 字形,两列气缸夹角一般为 90°。V 型发动机高度和长度尺寸都较小,这样可以使得发动机罩盖更低一些,以满足空气动力学的要求。V 型发动机的气缸成一个角度对向布置,这样可以抵消一部分振动,但必须要使用两个气缸盖,结构相对复杂,一般用于中高档车型,比如大众 CC、迈腾、皇冠等。

      W 型发动机相对于 V 型发动机,曲轴可以更短一些,重量也可轻一些,但是宽度增大,发动机舱也会被塞得更满。W 型发动机的缺点是结构更为复杂,在运转时会产生很大的振动,所以只有在少数的车上应用。大众辉腾、大众途锐、奥迪 A8、宾利欧陆 GT 等车采用 W12 发动机。

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发动机由哪些部分组成?

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目前轿车常用的是四冲程、往复活塞式、水冷汽油发动机,发动机常用直列或 V 型布置方式。发动机是汽车上最复杂的部分,包括两大机构和五大系统。两大机构是曲柄连杆机构和配气机构;五大系统包括点火、供给、冷却、润滑和起动系统。曲柄连杆机构包括机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。配气机构包括气门组和气门传动组。

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发动机内“一室一厅”是指什么?

曲轴在发动机中做旋转运动,曲轴主轴颈被支承在发动机缸体上,曲轴连杆轴颈与活塞和连杆连接,活塞和连杆在气缸内做上下往复运动。通常曲轴是顺时针旋转,四缸发动机的 1 缸和 4 缸、2 缸和3 缸活塞运动方向相同,即活塞同时向上或向下。

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上止点、下止点、活塞行程

活塞顶到达远离曲轴回转中心最远处,即上止点。通常直列发动机上止点就是活塞运行的最高处。下止点是指活塞顶离曲轴回转中心最近处。通常直列发动机下止点就是活塞运行的最低处。活塞行程是活塞移动上、下止点间的距离。曲轴回转一周,活塞移动两个行程。

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发动机排量、压缩比

气缸内可以分成“一室一厅”。上止点上部的活塞顶面与气缸盖底面以下所形成的空间称为燃烧室。为了满足混合气雾化和燃烧的要求,燃烧室通常做成浴盆形、楔形、多球形等。在上、下止点间的气缸容积所形成的“厅”,就是气缸工作容积。所有气缸工作容积的总和称为发动机排量。排量就像发动机的“肺活量”,同样条件下,“肺活量”越大的发动机动力越强劲。气缸工作容积与燃烧室容积之和为气缸总容积,气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。通常压缩比越大的发动机,其动力性和经济性越好,当然其所需求的汽油标号也越高。汽车的经济性主要体现于燃油消耗率,通常在汽车的仪表上有显示。例如 3.9L/100km,表示该车行驶 100km 消耗 3.9L 燃油。

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变排量发动机

排量大的发动机动力强劲,排量小的发动机节能减排,可变排量发动机可以兼得两者优点。变排量技术也被称为主动气缸管理,其实质为切断某些气缸的燃油和空气供给。例如,保时捷的 4.0T V8 发动机在部分负荷运转时,控制系统可自动调整为 4 缸模式,让另外 4 个气缸停止工作。电脑停止控制喷油器,便可轻松实现断油控制。电脑通过电磁阀控制特制的凸轮,让气门保持关闭状态,停止进气。四缸发动机主动气缸管理系统一是控制 2 缸和 3 缸停止工作。

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来源:汽修邦

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