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1、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)知識(shí)
發(fā)動(dòng)機(jī)的基本知識(shí)簡(jiǎn)介
1.曲柄連桿機(jī)構(gòu)
曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán),完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動(dòng)零件。它由機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在作功行程中,活塞承受燃?xì)鈮毫υ跉飧變?nèi)作直線運(yùn)動(dòng),通過(guò)連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),并從曲軸對(duì)外輸出動(dòng)力。而在進(jìn)氣、壓縮和排氣行程中,飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成活塞的直線運(yùn)動(dòng)。
2.配氣機(jī)構(gòu)
配氣機(jī)構(gòu)的功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和工作過(guò)程,定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén),使可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸,并使廢氣從氣缸內(nèi)排出,實(shí)現(xiàn)換氣過(guò)程。配氣機(jī)構(gòu)大多采用頂置氣門(mén)式配氣機(jī)構(gòu),一般由氣門(mén)組、氣門(mén)傳動(dòng)組和氣門(mén)驅(qū)動(dòng)組組成。
3.
2、燃料供給系統(tǒng)
汽油機(jī)燃料供給系的功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求,配制出一定數(shù)量和濃度的混合氣,供入氣缸,并將燃燒后的廢氣從氣缸內(nèi)排出到大氣中去;柴油機(jī)燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸,在燃燒室內(nèi)形成混合氣并燃燒,最后將燃燒后的廢氣排出。
4.潤(rùn)滑系統(tǒng)
潤(rùn)滑系的功用是向作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件表面輸送定量的清潔潤(rùn)滑油,以實(shí)現(xiàn)液體摩擦,減小摩擦阻力,減輕機(jī)件的磨損。并對(duì)零件表面進(jìn)行清洗和冷卻。潤(rùn)滑系通常由潤(rùn)滑油道、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器和一些閥門(mén)等組成。
5.冷卻系統(tǒng)
冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時(shí)散發(fā)出去,保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風(fēng)
3、扇、水箱、節(jié)溫器等組成。
6.點(diǎn)火系統(tǒng)
在汽油機(jī)中,氣缸內(nèi)的可燃混合氣是*電火花點(diǎn)燃的,為此在汽油機(jī)的氣缸蓋上裝有火花塞,火花塞頭部伸入燃燒室內(nèi)。能夠按時(shí)在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為點(diǎn)火系,點(diǎn)火系通常由蓄電池、發(fā)電機(jī)、分電器、點(diǎn)火線圈和火花塞等組成。
7.起動(dòng)系統(tǒng)
要使發(fā)動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)過(guò)渡到工作狀態(tài),必須先用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸,使活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng),氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功,推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)使曲軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)才能自行運(yùn)轉(zhuǎn),工作循環(huán)才能自動(dòng)進(jìn)行。因此,曲軸在外力作用下開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)到發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始自動(dòng)地怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的全過(guò)程,稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。完成起動(dòng)過(guò)程所需的裝置,稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)系。
4、
8.上止點(diǎn)
活塞在氣缸里作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí),當(dāng)活塞向上運(yùn)動(dòng)到最高位置,即活塞頂部距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)的極限位置,稱為上止點(diǎn)。
9.下止點(diǎn)
活塞在氣缸里作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí),當(dāng)活塞向下運(yùn)動(dòng)到最低位置,即活塞頂部距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近的極限位置,稱為下止點(diǎn)。
10.活塞行程
活塞從一個(gè)止點(diǎn)到另一個(gè)止點(diǎn)移動(dòng)的距離,即上、下止點(diǎn)之間的距離稱為活塞行程。一般用s表示,對(duì)應(yīng)一個(gè)活塞行程,曲軸旋轉(zhuǎn)180。
11.曲柄半徑
曲軸旋轉(zhuǎn)中心到曲柄銷中心之間的距離稱為曲柄半徑,一般用R 表示。通?;钊谐虨榍霃降膬杀叮磗=2R。
12.氣缸工作容積
活塞從一個(gè)止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)止點(diǎn)所掃過(guò)的容積,稱為
5、氣缸工作容積。一般用Vh表示。
13.燃燒室容積
活塞位于上止點(diǎn)時(shí),其頂部與氣缸蓋之間的容積稱為燃燒室容積。一般用Vc表示。
14.氣缸總?cè)莘e
活塞位于下止點(diǎn)時(shí),其頂部與氣缸蓋之間的容積稱為氣缸總?cè)莘e。一般用V a表示,顯而易見(jiàn),氣缸總?cè)莘e就是氣缸工作容積和燃燒室容積之和,即Va=Vc+Vh。
15.發(fā)動(dòng)機(jī)排量
多缸發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸工作容積的總和,稱為發(fā)動(dòng)機(jī)排量。一般用VL 表示。
16.壓縮比
壓縮比是發(fā)動(dòng)機(jī)中一個(gè)非常重要的概念,壓縮比表示了氣體的壓縮
程度,它是氣體壓縮前的容積與氣體壓縮后的容積之比值,即氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比稱為壓縮比。一般用ε表示。
17.工作循環(huán)
6、
每一個(gè)工作循環(huán)包括進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣過(guò)程,即完成進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)過(guò)程叫一個(gè)工作循環(huán)。
18.動(dòng)力性能指標(biāo)
動(dòng)力性能指標(biāo)指曲軸對(duì)外作功能力的指標(biāo),包括有效扭矩、有效功率和曲軸轉(zhuǎn)速。
19.有效扭矩
指發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)曲軸或飛輪對(duì)外輸出的扭矩,通常用Te表示,單位為Nm。有效扭矩是作用在活塞頂部的氣體壓力通過(guò)連桿、傳給曲軸產(chǎn)生的扭矩,并克服了摩擦,驅(qū)動(dòng)附件等損失之后從曲軸對(duì)外輸出的凈扭矩。
20.有效功率
指發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)曲軸或飛輪對(duì)外輸出的功率,通常用Pe表示,單位為kW。有效功率同樣是曲軸對(duì)外輸出的凈功率。它等于有效扭矩和曲軸轉(zhuǎn)速的乘積。發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率可以在專用的試驗(yàn)臺(tái)上用
7、測(cè)功器測(cè)定,測(cè)出有效扭矩和曲軸轉(zhuǎn)速,然后用下面公式計(jì)算出有效功率。
21.轉(zhuǎn)速
指發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù),單位為r/min。發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品銘牌上標(biāo)明的功率及相應(yīng)轉(zhuǎn)速稱為額定功率和額定轉(zhuǎn)速。按照汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可*性試驗(yàn)方法的規(guī)定汽車發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)能在額定工況下連續(xù)運(yùn)行300~1000
小時(shí)。
22.經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)
通常用燃油消耗率來(lái)評(píng)價(jià)內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能。燃油消耗率是指單位有效功的燃油消耗量,也就是發(fā)動(dòng)機(jī)每發(fā)出1kW有效功率在1小時(shí)內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量(以g為單位),燃油消耗率通常用ge表示,其單位為g/kWh。
23.排放性能
排放性能指標(biāo)包括排放煙度、有害氣體(CO,HC,NOx)排放量、噪聲等。
8、
發(fā)動(dòng)機(jī)基本工作原理
摘自:HOWSTUFFWORKS 翻譯:Tayz
一、基本理論
汽油發(fā)動(dòng)機(jī)將汽油的能量轉(zhuǎn)化為動(dòng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車,最簡(jiǎn)單的辦法是通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒汽油來(lái)獲得動(dòng)能。因此,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是內(nèi)燃機(jī)----燃燒在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)生。
有兩點(diǎn)需注意:
1.內(nèi)燃機(jī)也有其他種類,比如柴油機(jī),燃?xì)廨啓C(jī),各有各的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
2.同樣也有外燃機(jī)。在早期的火車和輪船上用的蒸汽機(jī)就是典型的外燃機(jī)。燃料(煤、木頭、油)在發(fā)動(dòng)機(jī)外部燃燒產(chǎn)生蒸氣,然后蒸氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部來(lái)產(chǎn)生動(dòng)力。內(nèi)燃機(jī)的效率比外燃機(jī)高不少,也比相同動(dòng)力的外燃機(jī)小很多。所以,現(xiàn)代汽車不用蒸汽機(jī)。
相比之下,內(nèi)燃機(jī)比外燃機(jī)的效率高
9、,比燃?xì)廨啓C(jī)的價(jià)格便宜,比電動(dòng)汽車容易添加燃料。這些優(yōu)點(diǎn)使得大部分現(xiàn)代汽車都使用往復(fù)式的內(nèi)燃機(jī)。
二、燃燒是關(guān)鍵
汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)一般都采用4沖程。(馬自達(dá)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)在此不討論,汽車畫(huà)報(bào)曾做過(guò)介紹)
4沖程分別是:進(jìn)氣、壓縮、燃燒、排氣。完成這4個(gè)過(guò)程,發(fā)動(dòng)機(jī)完成一個(gè)周期(2圈)。
理解4沖程
活塞,它由一個(gè)活塞桿和曲軸相聯(lián),過(guò)程如下
1.活塞在頂部開(kāi)始,進(jìn)氣閥打開(kāi),活塞往下運(yùn)動(dòng),吸入油氣混合氣2.活塞往頂部運(yùn)動(dòng)來(lái)壓縮油氣混合氣,使得爆炸更有威力。
3.當(dāng)活塞到達(dá)頂部時(shí),火花塞放出火花來(lái)點(diǎn)燃油氣混合氣,爆炸使得活塞再次向下運(yùn)動(dòng)。
4.活塞到達(dá)底部,排氣閥打開(kāi),活塞往上運(yùn)動(dòng),尾氣從汽缸由排氣管排出。
注意:內(nèi)燃機(jī)最終產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)是轉(zhuǎn)動(dòng)的,活塞的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)最終由曲軸轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng),這樣才能驅(qū)動(dòng)汽車輪胎
三、汽缸數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件是汽缸,活塞在汽缸內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng),上面所描述的是單汽缸的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,而實(shí)際應(yīng)用中的發(fā)動(dòng)機(jī)都是有多個(gè)汽缸的(4缸、6缸、8缸比較常見(jiàn))。我們通常通過(guò)汽缸的排列方式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)分類:直列、V或水平對(duì)置(當(dāng)然現(xiàn)在還有大眾集團(tuán)的W 型,實(shí)際上是兩個(gè)V組成)。見(jiàn)下圖