汽車(chē)用的發(fā)動(dòng)機是靠燃料在汽缸里燃燒推動(dòng)活塞做功,進(jìn)而轉化為機械能驅動(dòng)車(chē)子前進(jìn)的,如今車(chē)用發(fā)動(dòng)機不外乎是二種類(lèi)型:汽油機和柴油機。
最早的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機是19世紀末開(kāi)發(fā)出來(lái)的,是很簡(jiǎn)單的單氣缸的汽油發(fā)動(dòng)機,輸出只有功率只有幾馬力,相當于現在普通摩托車(chē)的功率,例如德國一個(gè)叫戴姆勒的人就是制造汽車(chē)發(fā)動(dòng)機的先驅?zhuān)髞?lái)戴姆勒與制造世界上第一輛汽車(chē)的人——本茨合作,兩家公司合并,于是就有了現在赫赫有名的“戴姆勒—奔馳”公司,簡(jiǎn)稱(chēng)奔馳公司。20世紀早期汽車(chē)比賽的興起,大大地推動(dòng)了發(fā)動(dòng)機技術(shù)的進(jìn)步,法拉利、美洲虎、馬莎拉蒂等車(chē)廠(chǎng)都曾經(jīng)在賽場(chǎng)上有過(guò)輝煌。
那時(shí)候,大排量,多氣缸的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機已經(jīng)應用在賽車(chē)和豪華車(chē)上,只不過(guò)當時(shí)由于技術(shù)限制,汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機都是直列氣缸的,而且不能做太復雜,否則體積就會(huì )太大,可*性就會(huì )降低,這樣就大大限制了高性能發(fā)動(dòng)機在普通汽車(chē)上的應用。二戰以后,V型排列的發(fā)動(dòng)機開(kāi)始廣泛應用的高檔車(chē)上,普通汽車(chē)還是應用結構簡(jiǎn)單、經(jīng)濟性好的直列汽缸發(fā)動(dòng)機,而且隨著(zhù)技術(shù)的不進(jìn)步,汽車(chē)油耗也在不斷降低,而為了達到更好的舒適性和耐用性以及更好的性能,普通經(jīng)濟型汽車(chē)發(fā)動(dòng)機的排氣量也有不斷增大的趨勢。
衡量發(fā)動(dòng)機性能指標的二個(gè)最基本參數是:氣缸數量和氣缸工作容積,后者也就是通常所用的排氣量。一般來(lái)說(shuō),發(fā)動(dòng)機氣缸數量越多,排量越大,它的性能就會(huì )越好,而氣缸數也是與排量緊密聯(lián)系在一起的,大排量的發(fā)動(dòng)機通常氣缸數量也會(huì )越多。
現時(shí)世界上絕大多數的轎車(chē)發(fā)動(dòng)機氣缸數都在4—12之間,而排量在1—6升之間。現時(shí)大多數轎車(chē)裝備的都是汽油發(fā)動(dòng)機。
發(fā)動(dòng)機是汽車(chē)的“心臟”,下面將以活塞往復式發(fā)動(dòng)機為例進(jìn)行詳細說(shuō)明:發(fā)動(dòng)機的結構圖解,組成發(fā)動(dòng)機的零部件。
發(fā)動(dòng)機由各式各樣的零部件組成,如下圖所示:往復式發(fā)動(dòng)機的工作原理是,向氣缸中噴入燃油和空氣的混合氣體并點(diǎn)火,混合氣體燃燒時(shí)體積膨脹,產(chǎn)生的能量推動(dòng)活塞移動(dòng),再通過(guò)曲軸將活塞的上下移動(dòng)轉變?yōu)樾D運動(dòng),使發(fā)動(dòng)機運轉。幾乎所有汽車(chē)都采用該類(lèi)發(fā)動(dòng)機。
發(fā)動(dòng)機性能上的飛速發(fā)展比其機械零部件的進(jìn)化更為顯著(zhù)。近年來(lái),發(fā)動(dòng)機大多采用電子控制單元(ECU,Electronic Control Unit)來(lái)控制燃油和空氣的混合方法、混合氣體噴入氣缸的時(shí)間及噴入量,因此發(fā)動(dòng)機的性能比之前有了很大的提高。
氣缸:氣缸指的是氣缸體內的圓筒形部件,燃油和空氣的混合氣體是在氣缸中進(jìn)行燃燒的。因為混合氣體在氣缸內燃燒會(huì )導致壓力和溫度迅速上升,所以氣缸需要有足夠的強度來(lái)承受高壓和高溫。
活塞要在氣缸內上下移動(dòng),因此氣缸是圓筒形的。混合氣體燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量和活塞移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量都會(huì )轉移到氣缸體內。
氣缸蓋:氣缸蓋安裝在氣缸體上方,其上裝有進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)、控制氣門(mén)開(kāi)閉的凸輪以及凸輪軸。發(fā)動(dòng)機的工作原理:混合氣體燃燒所爆發(fā)出的能量使活塞上下移動(dòng),從而帶動(dòng)曲軸等部件進(jìn)行旋轉運動(dòng)。
上下移動(dòng)轉換為旋轉運動(dòng):空氣由進(jìn)氣歧管供給,燃油從噴油器中噴出,將空氣和燃油充分混合后通過(guò)進(jìn)氣門(mén)輸送至氣缸。混合氣體在氣缸內經(jīng)火花塞點(diǎn)燃后燃燒,氣體的體積急劇膨脹,壓力和溫度迅速升高。
在氣體壓力的作用下,活塞迅速向下移動(dòng),隨后因廢氣的排出又向上移動(dòng)。與活塞相連接的連桿同時(shí)也固定在曲軸上,通過(guò)連桿可以將活塞的上下移動(dòng)轉換為曲軸的旋轉運動(dòng)。
活塞的上下移動(dòng)分為進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程,擁有這四個(gè)沖程的發(fā)動(dòng)機就稱(chēng)為四沖程發(fā)動(dòng)機。活塞:活塞要承受氣缸內混合氣體燃燒所產(chǎn)生的高壓和高溫,因此對活塞的強度有特別的要求。
活塞需要上下移動(dòng),為了提高其移動(dòng)的效率,活塞應選用較輕的材料,且與氣缸壁之間的移動(dòng)阻力要盡量小。另外,為了保證氣缸的套筒與活塞間存在一定的阻力,還需要在活塞上安裝活塞環(huán)。
連桿:連桿是連接活塞和曲軸的棒狀零部件。連桿的小端連接活塞,大端連接偏移曲軸的旋轉部位,因此將活塞的上下移動(dòng)傳遞到了曲軸上。
同活塞一樣,為了提高效率,要求連桿的材料也擁有輕量、高強度、低移動(dòng)阻力的性能。曲軸:曲軸通過(guò)連桿接受活塞傳遞來(lái)的上下移動(dòng),并將其轉變?yōu)樾D運動(dòng)。
連桿將上下移動(dòng)傳遞到曲軸上距離旋轉中心偏移的部位,因此需要曲軸具有較大的剛性。曲軸將旋轉運動(dòng)傳遞到飛輪上,成為發(fā)動(dòng)機的驅動(dòng)力。
曲軸運轉的同時(shí),氣門(mén)也將隨著(zhù)正時(shí)皮帶(正時(shí)鏈條)的聯(lián)動(dòng)而開(kāi)啟和關(guān)閉。飛輪:氣缸內混合氣體燃燒后產(chǎn)生高壓,施加在活塞上帶動(dòng)曲軸旋轉,但曲軸旋轉存在不均勻的現象,所以就需要飛輪作為維持慣性的工具,保證曲軸平順的運轉。
飛輪越重,就越能使帶慣性的發(fā)動(dòng)機更加平滑地運轉,但這樣卻不利于急劇的轉速改變,因此選擇飛輪時(shí)一定要考慮平滑旋轉的扭矩和轉速改變等性能上的平衡。氣缸的排列:往復式發(fā)動(dòng)機的活塞和氣缸相互配合,其數量和排列形式根據用途分為多個(gè)種類(lèi)。
小排量發(fā)動(dòng)機多為2~3氣缸,1~2L的發(fā)動(dòng)機為4氣缸,較大排量的發(fā)動(dòng)機是6氣缸。要想使活塞平滑移動(dòng),則需要更大的旋轉扭矩,但由于直列型氣缸的重量大且價(jià)格高,因此6缸發(fā)動(dòng)機大多采用V型。
水平對置型發(fā)動(dòng)機的優(yōu)點(diǎn)是振動(dòng)少,中心高度低;缺點(diǎn)是加工工藝復雜。發(fā)動(dòng)機的分類(lèi)和基本(結構)構造原理發(fā)動(dòng)機根據所用燃料分類(lèi):活塞式內燃機主要分為:汽油機、柴油機和氣體燃料發(fā)動(dòng)機三類(lèi)。
以汽油和柴油為燃料的活塞式內燃機分別稱(chēng)作汽油機和柴油機。使用天然氣、液化石油氣和其他氣體燃料的活塞式內燃機稱(chēng)作氣體燃料發(fā)動(dòng)機。
發(fā)動(dòng)機按冷卻方式的不同分類(lèi):活塞式內燃機分為水冷式和風(fēng)冷式兩種。以水或冷卻液為冷卻介質(zhì)的稱(chēng)作水冷式內燃機,而以空氣為向回應會(huì )式內燃機。
往復活塞式內燃機還按其在一個(gè)工作循環(huán)期間活塞往復運動(dòng)的行程數進(jìn)行分類(lèi)。活塞式內燃機每完成一個(gè)工作循環(huán),便對外作功一次,不斷地完成工作循環(huán),才使熱能連續地轉變?yōu)闄C械能。
在一個(gè)工作循環(huán)中活塞往復四個(gè)行程的內燃機稱(chēng)作四沖程往復活塞式內燃機,而活塞往復兩個(gè)行程便完成一個(gè)工作循環(huán)的則稱(chēng)作二沖程往復活塞式內燃機。發(fā)動(dòng)機按照氣缸數目分類(lèi)可以分為:?jiǎn)胃装l(fā)動(dòng)機和多缸發(fā)動(dòng)機。
僅有一個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機稱(chēng)為單缸發(fā)動(dòng)機;有兩個(gè)以上氣缸的發(fā)動(dòng)機稱(chēng)為多缸發(fā)動(dòng)機。如雙缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸發(fā)動(dòng)機。
現代車(chē)用發(fā)動(dòng)機多采用四缸、六缸、八缸發(fā)動(dòng)機。內燃機按照氣缸排列方式不同可以分為單列式和雙列式:?jiǎn)瘟惺桨l(fā)動(dòng)機的各個(gè)氣缸排成一列,一般是垂直布置的,但為了降低高度,有時(shí)也把氣缸布置成傾斜的甚至水平的;雙列式發(fā)動(dòng)機把氣缸排成兩列,兩列之間的夾角180(一般為90)稱(chēng)為V型發(fā)動(dòng)機,若兩列之間的夾角=180°稱(chēng)為對置式發(fā)動(dòng)機。
發(fā)動(dòng)機按進(jìn)氣狀態(tài)不同分類(lèi)活塞式內燃機還可分為增。
正確答案是:
16在發(fā)動(dòng)機熱車(chē)狀態(tài)下,噴油器滴漏可能會(huì )導致發(fā)動(dòng)機運轉不穩。
17裝配組合式油環(huán)時(shí),襯環(huán)與油環(huán)開(kāi)口應錯開(kāi)180°。
20點(diǎn)火系統故障,發(fā)動(dòng)機將不能達到最高轉速。
23分電器上的電容損壞,在發(fā)動(dòng)機急加速時(shí)可能會(huì )導致發(fā)動(dòng)機斷火。
24柴油的著(zhù)火性差,易導致柴油機工作粗暴。柴油的著(zhù)火性用辛烷值表示。
26油壓調節器的回油通道堵塞,不一定會(huì )引起發(fā)動(dòng)機熱車(chē)運轉不穩。
27點(diǎn)火系統故障,將會(huì )導致發(fā)動(dòng)機行駛中熄火。
28水泵泵水能力不足會(huì )引起發(fā)動(dòng)機過(guò)熱。
29儀表顯示ABS故障燈點(diǎn)亮,在診斷與排除故障時(shí)我們首先應該用診斷儀調故障碼。
30排氣管冒黑煙是由于混合氣過(guò)濃。
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