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文檔簡介
1、汽車知識- - 發(fā)動機(jī)汽車發(fā)動機(jī)的分類既然已經(jīng)初步了解了汽車總體構(gòu)造的一些知識, 那么現(xiàn)在讓我們來“各個(gè)擊破”,逐一的深入了解汽車各個(gè)部分。接下來將一系列的介紹汽車的心臟發(fā)動機(jī)。那么先來看看車用發(fā)動機(jī)是怎么分類的吧。發(fā)動機(jī)是將某一種形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的機(jī)器。 車用發(fā)動機(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, 不過由于目前在汽車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)動機(jī)(轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)),燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī),電動發(fā)動機(jī),太陽能發(fā)動機(jī)等目前的應(yīng)用都不廣, 因此我們將在以后汽車新型發(fā)動機(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)動機(jī)、 柴油發(fā)動機(jī)、天然氣發(fā)動機(jī)等。 其中汽油發(fā)動機(jī)和天然氣發(fā)動機(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)動機(jī)。 而柴油發(fā)動機(jī)就有點(diǎn)不同了,由于柴油發(fā)動機(jī)使用的是輕柴油, 一般是通過噴油泵和噴油1 /5器將柴油直接噴入發(fā)動機(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)來分,所謂工作循環(huán),是指在發(fā)動機(jī)內(nèi)每一次將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,都必須經(jīng)過空氣吸入、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)動機(jī)。一般汽車是使用四沖程發(fā)動機(jī)的,二沖程發(fā)動機(jī)主要用在摩托車上。其他分類方式還有根據(jù)氣缸數(shù)多少來分類的, 在附近裝置上面又可分為增壓發(fā)動機(jī)和非增壓發(fā)動機(jī)。汽油發(fā)動機(jī)工作原理現(xiàn)在了解發(fā)動機(jī)是怎樣工作的。 首先以單缸為例, 介紹下四沖程汽油發(fā)動機(jī)的工作原理。發(fā)動機(jī)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器, 它的轉(zhuǎn)化過程實(shí)際上就是工作循環(huán)的過程, 簡單來說就是是通過燃燒氣缸內(nèi)的燃料, 產(chǎn)生動能,驅(qū)動發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)的活塞往復(fù)的運(yùn)動, 由此帶動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, 而輸出動力的?,F(xiàn)在分析一下這個(gè)過程: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)過程中,發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣門開啟,排氣門關(guān)閉。隨著活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動, 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,即需要有壓縮過程。在這個(gè)過程中,進(jìn)、排氣門全部關(guān)閉,曲軸推動活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動一個(gè)行程,即壓縮行程。此時(shí)混合氣壓力會增加到 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)動機(jī)發(fā)出的功率愈大, 經(jīng)濟(jì)性愈好。一般轎車的壓縮比在
6、8-103 /5之間,不過現(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)相對不錯(cuò)。 但是壓縮比過大時(shí), 不僅不能進(jìn)一步改善燃燒情況,反而會出現(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重要的地位,這方面我們會在以后詳細(xì)講解)。暴燃是由于氣體壓力和溫度過高, 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),還會引起發(fā)動機(jī)過熱,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,過高壓縮比的發(fā)動機(jī)還可能要面對另一個(gè)問題: 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)生的高壓會使發(fā)動機(jī)負(fù)荷增加,降低壽命。膨脹行程(作功行程)在這個(gè)過程中,進(jìn)、排氣門仍舊關(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??扇蓟旌蠚獗蝗紵?,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推動活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動,通過連桿使曲柄旋轉(zhuǎn)并輸出機(jī)械能,除了維持發(fā)動機(jī)本身繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)外,其余即用于對外做功。在活塞的運(yùn)動過程中,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),排球門開啟,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
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