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前面我們說(shuō)了發(fā)動(dòng)機(jī)的一些基本知識(shí),今天我們來(lái)說(shuō)說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造。
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是一種由許多機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成的復(fù)雜能量轉(zhuǎn)換機(jī)器,可以將燃料中蘊(yùn)藏的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,并轉(zhuǎn)化為機(jī)械能對(duì)外輸出。這個(gè)能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程,需要由一整套的機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)完成,這套結(jié)構(gòu)就是發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造。雖然不同的發(fā)動(dòng)機(jī)具體的結(jié)構(gòu)有所不同,但是基本結(jié)構(gòu)都是一樣的,都可以分為兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng),即曲柄連桿機(jī)構(gòu),配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系、潤(rùn)滑系、冷卻系、點(diǎn)火系和起動(dòng)系。
需要說(shuō)明的是:汽車發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)發(fā)明了一百多年了,隨著社會(huì)整體科技的發(fā)展,發(fā)動(dòng)機(jī)在制造技術(shù)上不斷進(jìn)步,在性能和效率等方面有了極大的提高,但是發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理并沒(méi)有變化。即使是現(xiàn)在最先進(jìn)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī),結(jié)構(gòu)與原理與最初的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)也是相同的。在這方面,西方國(guó)家其實(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)地走在了我們的前面。你可以查查歷史,當(dāng)西方國(guó)家發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)明汽車的時(shí)候,我們國(guó)家在做什么呢?所以,我們要正視這種差距,不要盲目地自嗨。國(guó)產(chǎn)汽車這些年雖然進(jìn)步很大,但是還沒(méi)到與國(guó)際大品牌車企叫板的程度。
下面我們就來(lái)說(shuō)說(shuō)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造。
1、曲柄連桿機(jī)構(gòu):曲柄連桿機(jī)構(gòu)可以將活塞的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),并經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力對(duì)外輸出。它是發(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,是發(fā)動(dòng)機(jī)中最大、最重要的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),也是發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ),由機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。
2、配氣機(jī)構(gòu):配氣機(jī)構(gòu)是由氣門組件、氣門驅(qū)動(dòng)組件以及凸輪軸等零部件組成的,它的作用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和工作過(guò)程,定時(shí)開啟和關(guān)閉進(jìn)氣門和排氣門,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,從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過(guò)程。
配氣機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)上最復(fù)雜的機(jī)構(gòu),零部件最多。為了把盡可能多的的空氣送入發(fā)動(dòng)機(jī),采用了很多新技術(shù),比如可變氣門正時(shí)與升程技術(shù)、單缸多氣門技術(shù)、進(jìn)氣增壓技術(shù),等等。這些年來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,主要就是配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)步,很多所謂技術(shù)先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī),主要是在配氣機(jī)構(gòu)上技術(shù)更先進(jìn)。
3、燃料供給系統(tǒng):燃料供給系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)的“生命線”,它的作用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況的需求,以一定方式配制出一定數(shù)量和濃度的混合氣,定時(shí)、定量的送入氣缸燃燒做功,并將燃燒后的廢氣從氣缸內(nèi)排出。它又可以分為燃油供給和空氣供給兩大部分,燃油供給由油箱、油管、油泵、噴油器等組成,空氣供給由進(jìn)氣管、空氣濾清器、節(jié)氣門、進(jìn)氣歧管、排氣歧管、排氣管、消音器等組成。
現(xiàn)代汽車的燃料供給系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜,大多采用電控燃油噴射系統(tǒng),可燃混合氣的濃度控制得更加精準(zhǔn),燃燒更加完全,尾氣中有害氣體的含量也更低。常見的燃油噴射系統(tǒng)有缸外噴射、缸內(nèi)直噴、混合噴射,現(xiàn)在越來(lái)越多的車型采用了缸內(nèi)直噴的方式,主要目的是可以降低尾氣污染。
4、潤(rùn)滑系統(tǒng):潤(rùn)滑系統(tǒng)的作用把清潔的潤(rùn)滑油輸送到相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件表面,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)滑系統(tǒng)由潤(rùn)滑油、油道、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器和一些閥門等組成,其中潤(rùn)滑油是潤(rùn)滑系統(tǒng)的工作介質(zhì),就是我們俗稱的機(jī)油,它的性能直接決定潤(rùn)滑系統(tǒng)的工作狀態(tài)。此外,現(xiàn)在汽車的潤(rùn)滑系統(tǒng)還兼有驅(qū)動(dòng)可變氣門正時(shí)、液壓氣門挺桿、正時(shí)鏈條張緊器等裝置。
5、冷卻系統(tǒng):發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí),燃料燃燒會(huì)釋放出大量的熱,這些熱能只有一小部分轉(zhuǎn)化為了機(jī)械能,其它大部分的熱能都要散發(fā)出去,以保證零部件的正常配合間隙。冷卻系統(tǒng)的作用就是將受熱零件吸收的熱量及時(shí)散發(fā)到汽車周圍的空氣中,以保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最適宜的溫度下工作。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)大致可以分為水冷和風(fēng)冷兩大類,以水冷最為常見。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系由冷卻液、水箱、水泵、水管、冷卻水道、節(jié)溫器、風(fēng)扇等組成。
6、點(diǎn)火系統(tǒng):
在汽油機(jī)中,氣缸內(nèi)的可燃混合氣雖然被壓縮升溫,但是還不能自行燃燒,必須依靠電火花點(diǎn)燃。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),由蓄電池、發(fā)電機(jī)、分電器、點(diǎn)火線圈和火花塞等組成的點(diǎn)火系統(tǒng),在指定的時(shí)刻使火花塞產(chǎn)生火花放電,即將壓縮后的可燃混合氣點(diǎn)燃做功?,F(xiàn)代汽車通常使用單缸獨(dú)立點(diǎn)火系統(tǒng),即每一個(gè)氣缸都有一個(gè)點(diǎn)火線圈和火花塞,這樣的系統(tǒng)點(diǎn)火時(shí)刻控制得更精準(zhǔn),電火花能量更大,發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒狀態(tài)更好。而柴油機(jī)是壓燃式的,所以沒(méi)有點(diǎn)火系統(tǒng)。
7、起動(dòng)系統(tǒng):地球究竟是如何動(dòng)起來(lái)的?最開始讓地球轉(zhuǎn)起來(lái)的力是誰(shuí)給的?這個(gè)問(wèn)題困擾了牛頓一輩子,最終不得不求助于神學(xué)。在汽車上,發(fā)動(dòng)機(jī)是如何轉(zhuǎn)起來(lái)的,同樣也是一門高深的學(xué)問(wèn)。讓發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸在外力作用下開始轉(zhuǎn)動(dòng),然后壓縮可燃混合氣點(diǎn)火做功,直到發(fā)動(dòng)機(jī)開始自動(dòng)地怠速運(yùn)轉(zhuǎn),這一整套過(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,就稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)一般由蓄電池、點(diǎn)火開關(guān)、啟動(dòng)繼電器、起動(dòng)機(jī)、電線等裝置組成?,F(xiàn)代汽車起動(dòng)機(jī)的控制十分復(fù)雜,有多個(gè)傳感器控制它的運(yùn)轉(zhuǎn),只要有一個(gè)不符合啟動(dòng)條件,就無(wú)法啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
以上就是發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造。這些機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中,互相協(xié)調(diào)配合,讓發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)、順暢地運(yùn)行。
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