認識發(fā)動機
發(fā)動機是汽車的心臟,是由多個機構(gòu)和系統(tǒng)組成的復(fù)雜機器。現(xiàn)代汽車發(fā)動機的結(jié)構(gòu)形式很多,即使是同一類型的發(fā)動機,其具體結(jié)構(gòu)也各不相同,但不論哪種類型的發(fā)動機,其基本結(jié)構(gòu)都是相似的。汽車發(fā)動機的外形如圖1-1所示。
發(fā)動機的總體構(gòu)造
(1)汽油機的總體構(gòu)造 汽油機的剖視圖如圖1-2所示。 汽油機主要由“兩大機構(gòu)、五大系統(tǒng)”組成。“兩大機構(gòu)”指曲軸連桿機構(gòu)和配氣機構(gòu),“五大系統(tǒng)”指燃料供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、點火系統(tǒng)和啟動系統(tǒng)。
①曲軸連桿機構(gòu) 曲軸連桿機構(gòu)是發(fā)動機實現(xiàn)熱能與機械能相互轉(zhuǎn)換的核心機構(gòu),其功用是將燃料燃燒所放出的熱能通過活塞、連桿、曲軸等轉(zhuǎn)變成能夠驅(qū)動汽車行駛的機械能。
曲軸連桿機構(gòu)主要由汽缸體、汽缸蓋、活塞、連桿、曲軸和飛輪等機件組成。
②配氣機構(gòu) 配氣機構(gòu)的功用是根據(jù)發(fā)動機的工作需要,適時地打開進氣通道或排氣通道,以使可燃混合氣(燃料與空氣的混合物)及時進入汽缸,或使廢氣及時從氣缸內(nèi)排出;而在發(fā)動機不需要進入或排氣時,則利用氣門將進入通道或排氣通道關(guān)閉,以保持汽缸密封。
配氣機構(gòu)主要由氣門、氣門彈簧、凸輪軸、挺桿、凸輪軸傳動機構(gòu)等組成。
③燃料供給系統(tǒng) 汽油機燃料供給系統(tǒng)的功用是根據(jù)發(fā)動機的工作需要,配制出一定數(shù)量和濃度的可燃混合氣并進入汽缸。
燃料供給系統(tǒng)有化油器式和電控燃油噴射式兩種類型?;推魇饺剂瞎┙o系統(tǒng)一般由汽油箱、汽油泵、汽油濾清器、化油器、空氣濾清器、進排氣裝置等組成,電控燃油噴射式燃料供給系統(tǒng)由空氣供給系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)組成。
④點火系統(tǒng) 汽油機點火系統(tǒng)的功用是根據(jù)發(fā)動機的工作需要,及時點燃氣缸內(nèi)的混合氣。
按對點火時刻的控制方式不同,點火系統(tǒng)可分為傳統(tǒng)點火系統(tǒng)、普通電子點火系統(tǒng)和微型計算機控制電子點火系統(tǒng)三種。傳統(tǒng)點火系統(tǒng)利用機械裝置控制點火時時刻,通常由蓄電池、發(fā)電機、點火線圈、斷電器、分電器、點火提前角調(diào)節(jié)器、火花塞和點火開關(guān)等組成;普通電子點火系統(tǒng)利用電子點火器控制點火時刻,其組成與傳統(tǒng)點火系統(tǒng)類似,只是用電子元件取代了斷電器,但仍保留部分機械裝置,如真空式點火提前角調(diào)節(jié)器和離心式點火提前角調(diào)節(jié)器;微型計算機控制電子點火系統(tǒng)是一種全電子點火時刻,通常包括蓄電池、發(fā)電機、點火線圈、分電器(有些無分電器)、火花塞和電子控制系統(tǒng)等。
⑤冷卻系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)的功用是幫助發(fā)動機散熱,以保證發(fā)動機在最適宜的溫度下工作。
發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)可分為水冷式和風冷式兩種。水冷式冷卻系統(tǒng)通常由水套、水泵、散熱器、風扇、節(jié)溫器等組成。風冷式冷卻系統(tǒng)主要由風扇、散熱片組成。
⑥潤滑系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng)的功用是向做相對運動的零件表面輸送清潔的潤滑油,以減小摩擦和磨損,并對摩擦表面進行清洗和冷卻。
潤滑系統(tǒng)一般由機油泵、集濾器、限壓閥、油道、機油濾清器等組成。
⑦啟動系統(tǒng) 啟動系統(tǒng)的功用是使發(fā)動機由靜止狀態(tài)進入到正常工作狀態(tài)。啟動系統(tǒng)包括啟動機及其附屬裝置。
(2)柴油機的總體構(gòu)造 四沖程水冷式柴油機由“兩大機構(gòu)、四大系統(tǒng)”組成,“兩大機構(gòu)”指曲軸連桿機構(gòu)和配氣機構(gòu),“四大系統(tǒng)”指燃料供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)。常見傳統(tǒng)的柴油機外形如圖1-3所示。
柴油機的曲軸連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)與汽油機基本相同。由于柴油機采用壓縮自燃的著火方式,所以不需要點火系統(tǒng)。此外,由于柴油機與汽油機使用的燃料不同,其燃料供給系統(tǒng)存在較大的差異,柴油機的燃料供給系統(tǒng)通常利用高壓油泵將柴油壓力提高后,再利用噴油器將高壓柴油直接噴入汽缸。
按對供(噴)油量等的控制方式不同,柴油機的燃料供給系統(tǒng)可分為傳統(tǒng)燃料供給系統(tǒng)和電子控制燃料供給系統(tǒng)。柴油機傳統(tǒng)燃料供給系統(tǒng)通常由油箱、柴油濾清器、輸油泵、高壓油泵、噴油器等組成,早期的柴油機電子控制燃料供給系統(tǒng)只是在傳統(tǒng)燃料供給系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了一些電控元件,而后期的柴油機電子控制燃料供給系統(tǒng)取消了高壓油泵(但有些裝有高壓輸油泵),并用共軌取代了各缸噴油器的高壓油管,電子控制燃料供給系統(tǒng)的功能更強大、精度更高。
發(fā)動機的分類
汽車發(fā)動機是將燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的熱力發(fā)動機。熱力發(fā)動機可分為外燃機和內(nèi)燃機。燃料在外部燃燒,燃燒的熱能通過其他介質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能,稱為外燃機,如蒸汽機。燃料在內(nèi)部燃燒,燃燒的熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能,稱為內(nèi)燃機,如汽油機和柴油機。內(nèi)燃機具有熱效率高、結(jié)果緊湊、體積小、便于裝車、啟動性能好等優(yōu)點,因而應(yīng)用廣泛,現(xiàn)代汽車發(fā)動機都屬內(nèi)燃機。
汽車內(nèi)燃機種類繁多,可以按不同特征加以分類,常用分類方法用表1-1
表1-1內(nèi)燃機的分類方法
分類原則
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分類內(nèi)容
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說明
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按使用燃料分類
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汽油機、柴油機、單燃料燃氣發(fā)動機、兩用燃料發(fā)動機、混合燃料發(fā)動機等
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以汽油為燃料的發(fā)動機稱為汽油機;以柴油為燃料的發(fā)動機稱為柴油機;以單一燃氣(如液化石油氣或天然氣)為燃料的發(fā)動機稱為單燃料燃氣發(fā)動機;具有兩套相互獨立的燃料供給系統(tǒng)、可分別使用兩種不同燃料的發(fā)動機稱為兩用燃料發(fā)動機;工作時,同時使用兩種燃料的發(fā)動機稱為混合燃料發(fā)動機
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分類原則
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分類內(nèi)容
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說明
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按點火方式分類
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點燃式發(fā)動機和壓燃式發(fā)動機
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點燃式發(fā)動機是利用高壓點火花點燃汽缸內(nèi)的混合氣來完成做功的,如汽油機,它所使用的燃料一般是點燃溫度低、自然溫度高的燃料
壓燃式發(fā)動機是利用高溫、高壓使汽缸內(nèi)的混合氣自行著火燃燒來完成做功的,如柴汽油,它所使用的燃料一般是點燃溫度較高,但自燃溫度較低的燃料
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按活塞運動方式分類
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往復(fù)活塞式發(fā)動機和旋轉(zhuǎn)式(轉(zhuǎn)子式)發(fā)動機?,F(xiàn)代汽車發(fā)動機多采用往復(fù)活塞式發(fā)動機
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往復(fù)活塞式發(fā)動機按完成一個工作循環(huán)所需活塞的行程數(shù)不同,又可分為四沖程發(fā)動機和二沖程發(fā)動機?;钊舷峦鶑?fù)四個行程完成一個工作循環(huán)的發(fā)動機稱為四沖程發(fā)動機?;钊舷峦鶑?fù)兩個行程完成一個工作循環(huán)的發(fā)動機稱為二沖程發(fā)動機。現(xiàn)代汽車發(fā)動機多采用四沖程發(fā)動機
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按冷卻方式分類
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水冷式發(fā)動機和風冷式發(fā)動機
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現(xiàn)代汽車發(fā)動機絕大多數(shù)采用水冷式方式,并且用冷卻液代替水作冷卻介質(zhì),以防止冷卻水冬季結(jié)冰,損壞發(fā)動機
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按汽缸數(shù)目分類
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單缸發(fā)動機和多缸發(fā)動機
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多缸發(fā)動機有雙缸發(fā)動機、三缸發(fā)動機、四缸發(fā)動機、五缸發(fā)動機、六缸發(fā)動機、八缸發(fā)動機、十二缸發(fā)動機?,F(xiàn)代汽車發(fā)動機多采用四缸發(fā)動機、六缸發(fā)動機和八鋼發(fā)動機
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按汽缸布置方式分類
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雙置式發(fā)動機、直列式發(fā)動機、斜置式發(fā)動機和V形發(fā)動機
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現(xiàn)代汽車發(fā)動機大多數(shù)為直列式發(fā)動機和V形發(fā)動機
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按進氣方式分類
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自然吸氣(非增壓)式發(fā)動機和強制進氣(增壓)式發(fā)動機
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自然吸氣式發(fā)動機和渦輪增壓式發(fā)動機均廣泛采用
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上海世博會:中國船舶館遠景