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发动机
本章内容提要
1-2-1
发动机工作原理
1-2-2
缸数、汽缸排列形式
1-2-3
气门数、压缩比
1-2-4
排气量
1-2-5
最大功率、最大扭矩
1-2-6
增压发动机
发动机基本工作原理
基本理论
汽油发动机将汽油的能量转化为动能来驱动汽车， 最简单的办法是通过在发动机内部燃 烧汽油来获得动能。因此，汽车发动机是内燃机 ---- 燃烧在发动机内部发生。
燃烧是关键
汽车的发动机一般都采用 4 冲程。（马自达的转子发动机在此不讨论）
4 冲程分别是：进气、压缩、燃烧、排气。完成这 4 个过程，发动机完成一个周期 (2 圈 ) 。
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理解 4 冲程
活塞，它由一个活塞杆和曲轴相联，过程如下：
1 ．活塞在顶部开始，进气阀打开，活塞往下运动，吸入油气混合气
2 ．活塞往顶部运动来压缩油气混合气，使得爆炸更有威力。
3 ．当活塞到达顶部时，火花塞放出火花来点燃油气混合气，爆炸使得活塞再次向下运动。
4 ．活塞到达底部，排气阀打开，活塞往上运动，尾气从汽缸由排气管排出。
注意：内燃机最终产生的运动是转动的，活塞的直线往复运动最终由曲轴转化为转动，这 样才能驱动汽车轮胎。
发动机有关参数有缸数、汽缸排列形式、排量、压缩比、最大功率、最大扭矩、点火 方式、使用燃油标号、外特性图 ( 功率扭矩曲线图 ) 、排放控制 , 等等 .
缸数
就是发动机汽缸的数量。汽车发动机常用缸数有 3 、 4 、 5 、 6 、 8 、 10 、 12 缸。排量 1 升以下的发动机常用三缸。排量 1~2.5 升一般为四缸发动机 ,3 升左右的发动机一般为 6 缸 ,4 升左右为 8 缸 ,5.5 升以上用 12 缸发动机。一般来说 , 在同等缸径下 , 缸数越多 , 排量 越大 , 功率越高 ; 在同等排量下 , 缸数越多 , 转速可以提高 , 从而获得较大的提升功率。
汽缸排列形式
是发动机汽缸的空间几何位置 , 有直列 ,V 形和水平对置式。
直列发动机的汽缸体成一字排开 , 缸体、缸盖和曲轴结构简单 , 制造成本低 , 低速扭矩特 性好 , 燃料消耗少 , 尺寸紧凑 , 应用比较广泛。
V 形发动机长度和高度尺寸小 , 布置起来非常方便 , 而且 V 型排列的发动机相邻两缸的距 离较大 , 可以通过扩大缸径的方法获得更大的排量和功率。 V8 发动机结构非常复杂 , 制造成 本很高 , 所以使用的较少 ,V12 发动机过大过重 , 只有极个别的高级轿车采用。大众公司近来 开发出 W 型型发动机 , 有 W8 和 W12 两种 , 即汽缸分四列错开角度布置 , 形体紧凑。
发动机本身的结构并无横、 竖之分 , 只是在汽车整车布置时 , 根据不同的位置和驱动型式 , 有纵向布置和横向布置之分。 所谓的纵向布置主要是指发动机的曲轴沿着车身纵向的方向来 布置发动机 ; 所谓横向布置是指发动机的曲轴沿着车身横向 ( 与车身纵向在水平面内成 90 度 ), 即车轴的方向来布置发动机。后轮驱动的汽车大都采用发动机的纵向布置方式 , 前轮驱 动的汽车大都采用发动机的横向布置方式。
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气门数
是置发动机汽缸上的进、排气门的数目 , 汽车说明书上有时指的是单缸的气门数 , 如 5 气 门 ; 有时指的是所有汽缸的气门数 , 如 16 气门。 以前国产发动机大多采用每缸 2 气门 , 即一个 进气门 , 一个排气门 ; 国外轿车发动机普遍采用每缸 4 气门结构 , 即 2 个进气门 ,2 个排气门 , 提高了进、排气的效率 , 同时气门的重量也减小 , 有利于提高发动机转速和功率 ; 国外有的公 司开始采用每缸 5 气门结构 , 即 3 个进气门 ,2 个排气门 , 主要作用是加大进气量 , 使燃烧更加 彻底。气门数量并不是越多越好 ,5 气门确实可以提高进气效率 , 但是结构极其复杂 , 加工困 难 , 采用极少 , 国内生产的新捷达王就是采用五气门发动机。
压缩比
是压缩前汽缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比。汽油机在运转时 , 吸进的是 汽油与空气混合气 , 压缩比越大 , 压缩终了的混合气的压力和温度就越高 , 混合气中的汽油分 子就能气化得更安全 , 燃烧也更迅速更充分 , 因而发动机发出的功率越大 , 经济性越好 , 排气 量也能相应得到改善。 对汽油机来说 , 通常的低压缩比指的是压缩比在 10 以下 , 数值在 10 以 上的就算是高压缩比发动机。压缩比的高低对发动机使用汽油等级的要求有很大影响 , 一般 来说 , 压缩比越大 , 要求使用的汽油标号越高。如果使用了低于建议标号的汽油 , 可能会产生 爆燃“敲缸” , 发动机振动加剧 , 不匀速行驶等问题 , 还会损害发动机性能 , 缩短使用寿命。通 常 , 压缩比低于 7.5 可使用 90 号汽油 , 压缩比在 7.5~8.0 应选用 90 或 93 号汽油 ; 压缩比在 8.0~10.0 应选用 93 或 95 号汽油 ; 压缩比在 10.0 以上的应选用 97 号汽油。
排气量
是每个汽缸工作容积之和。 汽缸工作容积是指活塞上止点到下止点扫过的气体容积 , 又 称为单缸排量 , 它取决于缸径和活塞行程。发动机排量是最重要的结构参数之一 , 它比缸径 和缸数更能代表发动机能力的大小 , 发动机的许多指标都同排气量密切相关 , 反映了汽车的 动力性。 一般而言 , 轿车级别越高 , 排量越大。 在我国关于轿车级别划分中 , 将排量小于或等 于 1 升的轿车列为微型轿车 , 大于 1 升且小于或等于 1.6 升的轿车列为普通轿车 , 大于 1.6 升且小于 2.5 升的轿车列为中级轿车 , 大于 2.5 升且小于或等于 4 升的轿车列为中高级轿车 , 排量大于 4 升的轿车列为高级轿车。
最大功率 ( 最高输出功率 ) 一般用马力 (PS) 或千瓦 (KW) 来表示。发动机的输出功率同转速关系很大 , 随着转速的增 加，发动机的功率也相应提高 , 但是到了一定的转速以后 , 功率反而呈下降趋势 . 。一般在汽 车使用说明书中最高输出功率同时用每分钟转速来表示 (r/min 或 rpm), 如 100ps/5000rpm, 即在每分钟 5000 转时最高输出功率 100 马力。
最大扭矩
即发动机从曲轴端输出的最大力矩 , 同样由于发动机的力矩大小随着负荷 ( 油门 ) 大 小 ,( 曲轴 ) 转速高低等因素的不同而变化 , 所以即使油门位置相同 ( 比如说都是最大油门位 |
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来自： 岩石中的雪莲 > 《交通工具系列-汽车》
