一招看懂发动机(不可不知的发动机知识)
一招看懂发动机(不可不知的发动机知识)为使发动机工作循环连续进行,必须定时开闭进、排气门,以便向气缸内充入混合气和排出废气,为此,发动机设置了配气机构。它主要由气门组(气门、气门导管、气门弹簧)和气门传动组(正时齿轮、凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴) 组成。曲柄连杆机构是发动机实现热功能转换的核心机构,主要由机体组(气缸体、气缸盖、油底壳)、活塞连杆组(活塞、活塞环、活塞销、连杆体、连杆盖、连杆螺栓)、曲轴飞轮组(曲轴、飞轮) 组成。 ② 配气机构
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发动机是由哪些机构和系统组成的?
汽油机通常由两大机构、五大系统组成,而柴油机则少了点火系统。汽油机的结构示意图如下图所示。
① 曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是发动机实现热功能转换的核心机构,主要由机体组(气缸体、气缸盖、油底壳)、活塞连杆组(活塞、活塞环、活塞销、连杆体、连杆盖、连杆螺栓)、曲轴飞轮组(曲轴、飞轮) 组成。
② 配气机构
为使发动机工作循环连续进行,必须定时开闭进、排气门,以便向气缸内充入混合气和排出废气,为此,发动机设置了配气机构。它主要由气门组(气门、气门导管、气门弹簧)和气门传动组(正时齿轮、凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴) 组成。
而气缸工作容积则是指活塞从上止点到下止点所扫过的气体容积,又称为单缸排量,它取决于缸径和活塞行程,其计算公式如下。
上式中:
D——气缸直径,mm
S——活塞行程,mm
轿车发动机的总排量可以作为区分轿车级别的标志。发动机总排量是指发动机全部气缸的工作容积之和,单位是升(L)。
我国轿车分级就是以发动机总排量做依据的。排量小于或等于1L,属于微型车;排量大于1L 且小于或等于1.6L,属于普通级轿车;排量大于1.6L 且小于或等于2.5L,属于中级轿车;排量大于2.5L 且小于或等于4L,属于中、高级轿车;排量大于4L,属于高级轿车。
一般排量越大的轿车,功率越大,加速性能越好,车的内装饰也越高级,其档次划分也就越高。如英国的劳斯莱斯轿车,排量就达到6.8L,德国奔驰S 级轿车,排量超过3L。
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什么是燃烧室容积和气缸总容积?
如下图所示,燃烧室容积(Vc)是指活塞在上止点时,活塞上方的空间。活塞在下止点时,活塞上方的容积称为气缸总容积(Va),它等于气缸工作容积与燃烧室容积之和,即
Va= Vh Vc
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什么是升功率?
升功率指的是发动机每1L 排量能达到的功率,其单位是kW/L(千瓦/ 升)。如2.0L 排量发动机的最大功率是140kW/(6000r/min),就是说这台发动机转速在6000r/min 时最大功率有140kW,那么它的升功率应该是70kW/L。
升功率表示了单位气缸工作容积的利用率,升功率越大表示单位气缸工作容积所发出的功率越大。那么,当发动机功率一定时,升功率越大发动机的重量利用率就越高,相对而言发动机就越小,材料也就越省。升功率的高低反映出发动机设计与制造的质量。
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什么叫压缩比?
压缩比(ε)是指气缸总容积与燃烧室容积的比值,即
它表示活塞由下止点运动到上止点时,气缸内气体被压缩的程度。压缩比越大,压缩终了时气缸内的气体压力和温度就越高。一般车用汽油机的压缩比为6~10,柴油机的压缩比为15~22。
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什么是上止点、下止点和活塞行程?
① 上止点是指活塞离曲轴回转中心最远处,通常指活塞上行到最高位置。
② 下止点是指活塞离曲轴回转中心最近处,通常指活塞下行到最低位置。
③ 活塞行程是指上、下两止点间的距离,单位是mm。
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发动机的工作循环是怎样的?
发动机工作时,各气缸内每进行一次能量转换,均要经过进气、压缩、做功和排气四个过程,称为发动机的一个工作循环。发动机之所以能连续运转,就因为各气缸内不断进行着这种周而复始的工作循环。
四冲程汽油机是由进气、压缩、做功和排气完成一个工作循环的。
① 进气行程
活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动。此时,进气门开启,排气门关闭。由于活塞下移,活塞上腔容积增大,形成一定真空度,可燃混合气经进气门被吸入气缸。
② 压缩行程
进气行程结束时,活塞在曲轴的带动下,从下止点向上止点运动,此时,进、排气门均关闭,随着活塞上移,混合气被压缩,至活塞到达上止点时,压缩行程结束。
③ 做功行程
压缩行程末,火花塞产生电火花,点燃气缸内的可燃混合气,并迅速着火燃烧,气体产生高温、高压,在气体压力的作用下,活塞由上止点向下止点运动,再通过连杆驱动曲轴旋转向外输出做功。
④ 排气行程
在做功行程终了时,排气门被打开,活塞在曲轴的带动下由下止点向上止点运动。废气在自身的剩余压力和活塞的驱赶作用下,自排气门排出气缸。
排气行程结束后,进气门再次开启,又开始了下一个工作循环,如此周而复始,发动机就自行运转。
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