1、汽车发动机工作原理您是否曾经打开过汽车的发动机罩并且很奇怪里面都是些什么东西？ 汽车发动机看上去就像一大堆乱七八糟的金属、管路和导线的混合体。 戴姆勒克莱斯勒供图2003吉普大切诺基的发动机出于好奇，您可能想知道大概是怎么回事。 或者，您可能想买一辆新车，您听说过“3.0升V-6”、“双顶置凸轮轴”和“经过调校的进气燃油喷射”这些东西。 它们是什么意思呢？ 在本文中，我们将讨论有关发动机的基本概念，并详细 发动机的 有 、可能出 的 发动机 能。汽油发动机的 的在于将汽油 动， 汽车能 开动。 将汽油 动的 是在发动机中燃 汽油。 ，汽车发动机是一“燃发动机”燃 发在 。 currency1意
2、“事 ? 有fifl的燃发动机。 油发动机是一，燃气轮机是一。 有关HEMI发动机、 发动机和发动机的文。 ”发动机都有的 。 ? 有一燃发动机。 车和汽轮中的汽机是燃发动机。 在汽机中，燃、 、油 在发动机 燃 并汽，汽在发动机 动。 燃机的 燃机 出 ” 里 的燃 ， 且燃发动机 fl 的燃发动机 很。 和 这些 fi 汽机，原 在于。 汽车发动机的 有汽车都 ? 燃发动机， 这发动机 有 ? 燃发动机 ? 燃气轮机 ? 说 于 currency1燃 动汽车 这些 动汽车的 。 燃发动机的工作原理，“ 燃 ”的工作 有一个直观的认识十 有帮助。 农炮是一个很好的例 。 您可能在影里看到过它
3、们，士兵们向炮中填入药和炮弹，然后着它。 这就是我们说的 燃 ，但是很难想象发动机是 完 这些过的。 面是一个 象的例 假 有一大段塑的 水道管 ，它的直径 8厘米，长度 90厘米，然后在它的一端安上一个盖 。 接着，在管 中喷洒 一WD-40，或者放 滴汽油。 然后，在管 里塞进一个土豆。 就像这样 fi建议您这样做！但是假 您这样做 ，我们现在拥有的这个装置 常称作土豆 农炮。 果您在中打出一个花，那么就可 着燃。 有意思的是 且我们讨论这样一个装置的 的就在于土豆 农炮可 将土豆发射出大约150米远！ 滴汽油就可 巨大的能量。 燃 土豆 农炮的基本原理 有 燃发动机完全一致 果将一儿 能
4、燃例 汽油 放在一个 的密闭空间中并燃它，它将 气体膨胀的释放出巨大能量。 可 这些能量将土豆抛出150米远。在这个例 中，能量被 土豆的 动。 可 这些能量完 有意思的工作。 例 ， 果可 建立一个循环，在” 钟可 进行数百次爆炸，然后将能量 于有意义的事，现在您已经接触到 汽车发动机的核心秘密！ 有汽车都 四燃 循环将汽油 化 动。 四 又称作“奥托循环”， 纪念1867年发明它的尼克劳斯?奥托 (Nikolaus Otto)。这四个 图1 示。 它们 别是 ? 进气 ? 压缩 ? 燃 ? 排气 ? 循环过 在图中，可 看到称作“活塞”的装置，它取代 土豆 农炮中的土豆。 活塞 过连杆连接
5、到曲轴。 曲轴旋 时，它的作 于“让 农炮 位”。 在发动机的循环过中会发 事? 汽车发动机的 ? 1. 活塞开始时位于顶 ，排气门打开，然后活塞向 动，在发动机的气缸中充满空气和汽油的混合物。 这 是吸气。 时，只在空气中混合 量的汽油即可。 图中 1 2. 然后，活塞向上返回 压缩燃油/空气混合物。 压缩过爆炸 。 图中 2 3. 活塞到 的顶 时，花塞发出一个花，燃汽油。 气缸中的汽油爆炸， 动活塞向 动。图中 3 4. 在活塞到 的 后，排气门开 ， 气被排出气缸并进入排气 管。 图中 4 现在，发动机 进行 一次循环， 次吸入空气和汽油。 currency1意，燃发动机 出的 动是旋
6、 动， 土豆 农炮的 动是线 动直线 。 在发动机中，活塞的线 动 化 曲轴的旋 动。 旋 动 常好， 我们 好打 过它让车轮 。 面，让我们看看 合工作 现这一切的 有 “。 气缸、排量和 发动机 “发动机的核心是气缸和在气缸 上 动的活塞。上面 的发动机只有一个气缸。大数 机属于这 ，但是大数汽车都有个气缸 常有四个、 个或八个气缸 。在缸发动机中，气缸的排 常有 直 、V 或 水 置 ， 图 示 图2. 直 气缸 直线排 一排。 图3. V 气缸 一 度排 排。 图4. 气缸在发动机的 排 排。 置 在 、 本和 面有currency1。 这些和 它们 别“合些 车辆的。排量燃 是发压缩
7、和燃 过的fifl。 着活塞上 动，可 看到燃 的 发 。 在 大和 。 大和 间的 称 排量， 位 升或CC立 厘米，1000立 厘米=1升 。是一些例 ? 发动机的排量可能 0.04升。 ? 托车发动机的排量可能 0.5或0.75升。 ? ”车发动机的排量可能 5升。 大数 汽车发动机的排量在1.5-4.0升 间。果是四气缸发动机并且”个气缸的排量 0.5升，个发动机 “2.0升发动机”。 果”个气缸的排量 0.5升，6个气缸 V 置， “3.0升V-6”发动机。常，可 过排量大致 发动机的 。 排量 0.5升的气缸可 于排量 0.25升的气缸的燃油、空气混合物， 者的 是后者的 果 “
8、fl 。 ，2.0升发动机的 大致于4.0升发动机的一。可 过 气缸数量或者大 有气缸的燃 或者fl时 者 发动机的排量。 发动机 “燃发动机花塞花塞可 供花燃空气/燃油混合物 燃 。 在 的时打出花能 常工作。气门进气门和排气门在 的时间开 ， 入空气和燃油并排出 气。 currency1意，气门在压缩和燃 间都于闭合 密闭燃 。活塞活塞是一个金属 “，可 在气缸 上 动。活塞环活塞环在活塞和气缸径 间 到动密作 。 活塞环有个 的 ? 在压缩和燃 间， 燃 中的燃油/空气混合物和 气 到油 中。 ? 油 中的油 到燃 fifl并在 燃 和 。 大数“ 油”汽车” 1600 里 1升 的油，
9、中的原 就是发动机化， 且活塞环fi 能 到 的密作 。连杆连杆将活塞连接到曲轴。 它的端都可 旋 ， 在活塞 动和曲轴旋 的fl时 度。曲轴曲轴将活塞的上 动 动，就 fl一打开 就 出一个 的 上的曲一样。油 油 在曲轴 。 它 一 量的机油，这些机油中在 油 。面我们看看发动机可能会出现的一些 。 发动机常 您想出，发动机 但是 有 动，是什么 出 ？ 现在您已经知道发动机的工作原理 ， 能 是 些原 导致发动机 。 可能有 原 燃油混合fi好、 压缩或者fi能打。 ， 有 可能导致 的 原 ，但是上面的 个原 是 。 我们 在讨论的 发动机 例， 面 讨论 这些 发动机的影 燃油混合f
10、i好可能会于 原 导致燃油混合fi好 ? 燃油， 发动机只到空气但是fi到燃油。 ? 进气fi ， 只有燃油但是 有 的空气。 ? 燃油供 的燃油可能或 ， 导致 燃 。 ? 燃油中可能有 例 油 中有水 ，导致燃油 燃 。 压缩 果进入的空气和燃油fi能被 压缩，燃 过将fi 意。 可能会 原 导致 压缩 ? 活塞环 损空气/燃油混合物在压缩过中漏出活塞 。 ? 进气门或排气门 有 密，在压缩过中发 。 ? 气缸上出现 孔洞。 气缸上 常的“孔洞”出现在气缸顶 于安装气门和花塞，又称作“气缸盖” 气缸本身 连的 位。 常，气缸和气缸盖螺栓 间有一个薄垫， 保密果。 果 垫片破损， 会在气缸和
11、气缸盖 间出现 孔洞并导致 。 fi能打fi能花或花很弱，原 括 ? 果花塞或者导线发 损，花会很微弱。 ? 果导线断开或 ，或者 于打的fi能 常工作，fi会花。 ? 果花在循环中出现的或晚例 ， 果 时于关闭 ，那么燃油将fi会在 的时间燃，并会导致 。 可能是 面出 。例 ? 果蓄池 有， 动和 发动机。 ? 果允 曲轴 动的轴承已 坏，那么曲轴将 动，从 导致发动机 。 ? 果气门fi能在 的时间打开或关闭或者根本 打开和关闭 ，那么空气将 进入， 气 排出，从 导致发动机 。 ? 果有在您的排气 管中塞 一个土豆，那么 气将 排出气缸，从 导致发动机 。 ? 果机油已经 完，活塞将f
12、i能在气缸中上 动，从 卡住发动机。 在 常 行的发动机中， 有上述 都在允 的范 。 您 看到的，发动机大量的帮助能完 将燃油 动的工作。 大数 都可 过fifl的 现， 的 越先进，发动机的 能 就越出色。 在 面的 中，我们将 现代发动机中 的 。 ? 气门机 数发动机 可 过fifl的 进， 好的 能 发动机的 能。 面我们将从气门机 开始看一看现代发动机中 的 。气门机 气门 开合气门的机 。 开合称作凸轮轴。 凸轮轴上有凸轮，可 向上和向 移动气门。 图5. 凸轮轴 大数现代发动机都有称 顶置凸轮轴的机 。 就是说，凸轮轴位于气门上 图5 示 。凸轮轴上的凸轮直接控气门，或者 过一
13、个很短的连杆控气门。 的发动机 的凸轮轴位于曲轴附近的油 中。 横杆将 的凸轮连接到位于气门上 的气门挺杆。 这 的 动零“较，并且会导致凸轮激活气门的动作大大滞后于气门的后续 动。 时皮带或 时 将曲轴 凸轮轴联在一 ， 气门 活塞保持fl步。 凸轮轴的连接 它的 动速度是曲轴的一。 能发动机的”个气缸有四个气门个进气门，个排气门 ，这布置 ” 气缸 供个凸轮轴， 称作“双顶置凸轮轴”。 有关详细信息，凸轮轴工作原理。 和冷却图6 可 压荷并 过线将 送到花塞。 荷 先 向 器，可 很 在大数汽车的发动机盖 找到 器。 器的中央有一根 入 的导线，有四、 或八根 出 的导线取决于气缸数量 。
14、 这些线可将荷 送到”个花塞。 发动机经过设置，可一个时间只有一个气缸会从 器获花。 这样可 获 大的 。 language=“javascript“ type=“text/javascript“ 图6. 关于 发动机 活塞发动机的 较 大 都知道我们日常 的是活塞 发动机，又 发动机和四发动机 四发动机 例 ，但是 有一fi 大 熟知的发动机，那就是 发动机，又 汪克尔发动机。 丰田皇冠 发动机马 RX8 发动机我们日常经常看到的 活塞 动的发动机，即活塞在汽缸作 的直线 动， 过曲轴把活塞的直线 动 化 曲轴的旋 ， 发动机 有这个 化过，它是 过活塞在汽缸的旋 带动发动机 轴即普 发动机
15、的曲轴, fi是弯曲的故fi 曲轴 旋 的，故者有着很大的fi别。发动机 过燃 油气混合气 动活塞作 动带动曲轴旋 ，活塞顶面距曲轴中心线 远的位置称 上 TDC-Top Dead Center ,活塞顶面距曲轴中心线 近的位置称 BDC-Bottom Dead Center . 四汽油发动机 例， 图a进气活塞从上 动到 的过 进气曲轴旋 度0180 ， 进气门打开，排气门关闭，气 大气 ， 过大气压 油气混合气进入，进气终 汽缸压 约 0.0750.09MPa。 b压缩活塞从 动到上 的过 压缩曲轴旋 度180360 ， 进排气门全关闭，气的油气混合气压 逐渐升 ，压缩终 气压 约 0.6
16、1.2MPa。 c作 活塞从上 动到 的过 作 曲轴旋 度360540 ， 进排气门全关闭，活塞在上 位置时花塞 燃油气混合气气缸的压 急剧升 可 到35MPa ， 动活塞作向曲轴的 动，压 逐渐 降，作 终 气压 约 0.30.5MPa。 d排气活塞从 动到上 的过 排气曲轴旋 度540720 ， 进气门关闭，排气门打开，活塞向上 动 动燃 后的 气排出气， 终 气的气压约 0.1050.115MPa。 的结束 志这发动机一个工作循环的结束。 发动机图 发动机 发动机的 较图中个气孔 进气， 排气 , 发动机 四发动机工循环 fl，即进气、压缩、作 、排气四个 ，图中 的一个弧面BC 气缸
17、面 间 的工作腔BC工作腔 例，说明 发动机的四工作原理。 a b c d a 进气进气 的顶C 到进气孔 边的边时，BC工作腔开始进气，在位置a，进排气孔 ，进排气重叠。这是BC工作腔的 ， 于 发动机的上 位置。 着 继续 动，BC工作腔的逐渐大，可燃混合气fi断被吸入气缸。 90 轴 270， 发动机中 轴 速 13， 过 啮合齿轮 到 位置b时，BC工作腔的 到 大， 于 发动机的 位置，进气结束。 压缩 着 的继续 动，顶B越过进气孔的 边，压缩开始，BC工作腔的逐渐缩 ，压 越越大，到 位置c时， 180 轴旋 540 ，BC工作腔 到 ， 于发动机的上 位置，压缩结束。 作 在压
18、缩终 ，花塞 ， 温 压的气体 动 活塞继续 动，BC工作腔的逐渐大，顶C 到排气孔 边，在位置d， 270 轴旋 810 ，BC工作腔的 到 大， 于 发动机的 位置，作 结束。 排气 顶C 过排气孔 位置时，排气开始， 终 回到位置a，排气结束， 360 轴 ，一个工作循环结束。fl时，CA工作腔、AB工作腔 别完 一个工作循环。 发动机 较 发动机机体 、 气机 、供给、冷却、润、 动活塞发动机: 机体 、曲连杆机 、 气机 、供给、冷却、润、 动 发动机的 发动机 1. 熟，诞已经有120年， fi断完善，是世界上 广的燃机，保养维修 本低。2. 工作可靠，良好的气密 和 传递可靠 。
19、 3. 良好的燃油经济 。 1. 结 ，体大、重量大。 2. 曲连杆机 中活塞的 动引 的 惯 和惯 矩fi能到完全 衡，这个惯 大 速，发动机 顺 降，限发展 速发动机。 3. 于四 活塞发动机的工作 四个中有 个完全依靠飞轮惯 旋 ，导致发动机的、扭矩 出 常的fi匀， 管现代发动机采 缸和V 排 减 这个 ，但是fi可能完全 。 发动机 1. 体 、重量轻， 于降低车辆重心。于 发动机 有曲连杆机 ， 大大减 发动机 度，fl时降低 车辆重心。 2. 结 。 较于 活塞发动机， 发动机减 曲连杆机 ，导致 发动机机 大 化，零“减 。 3. 匀的扭矩 。于 发动机一个气缸fl时有 个工作
20、腔于工作 ， 扭矩 出 较于 活塞发动机 匀。 4. currency1于发展 速发动机，于活塞 轴 速 13，故fi很 的活塞 速即可 现发动机的 速。 1. 油 ， 气排放难 。 ”个气缸有 个工作腔，活塞 ”旋 一 于有 个作 ， 3000rpm和 活塞发动机作 ， 活塞发动机喷油750次/ ， 发动机 于 速 1000rpm,但是喷油3000次/ ，可 发动机油 明 于 活塞发动机，fl时 发动机的燃 ficurrency1于可燃混合气的充 燃 ， 传 路径长，燃油机油 量大，fl时导致 气中 物 量较 。 2. 发动机的结 导致只能采取燃 fi能采 压燃，即只能 汽油作 燃 fi能 油。 3. 于 发动机采 心轴，导致发动机 动较大。 4. 出轴 轴 位置 ，ficurrency1于车布置。 5. 发动机的 工 ， 本 较 。
