目錄:
1.發(fā)動(dòng)機兩大機構、五大系統組成
2.發(fā)動(dòng)機的基本工作原理
3.發(fā)動(dòng)機七大分類(lèi)
發(fā)動(dòng)機(Engine),又稱(chēng)為引擎,是一種能夠把一種形式的能轉化為另一種更有用的能的機器,通常是把化學(xué)能轉化為機械能。(把電能轉化為機器能的稱(chēng)謂電動(dòng)機)有時(shí)它既適用于動(dòng)力發(fā)生裝置,也可指包括動(dòng)力裝置的整個(gè)機器,比如汽油發(fā)動(dòng)機,航空發(fā)動(dòng)機。發(fā)動(dòng)機最早誕生在英國,所以,發(fā)動(dòng)機的概念也源于英語(yǔ),它的本義是指那種“產(chǎn)生動(dòng)力的機械裝置”。
總的來(lái)說(shuō),目前發(fā)動(dòng)機由兩大機構、五大系統組成
一、曲柄連桿機構
曲柄連桿機構是發(fā)動(dòng)機實(shí)現工作循環(huán),完成能量轉換的主要運動(dòng)零件。它由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。
二、配氣機構
配氣機構的功用是根據發(fā)動(dòng)機的工作順序和工作過(guò)程,定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén),使可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸,并使廢氣從氣缸內排出,實(shí)現換氣過(guò)程。進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)閉由凸輪軸控制。凸輪軸由曲軸通過(guò)齒形帶或齒輪或鏈條驅動(dòng)。進(jìn)、排氣門(mén)和凸輪軸以及其他一些零件共同組成配氣機構
三、燃料供給系
汽油機燃料供給系的功用是根據發(fā)動(dòng)機的要求,配制出一定數量和濃度的混合氣,供入氣缸,并將燃燒后的廢氣從氣缸內排出到大氣中去;
四、潤滑系
潤滑系的功用是向作相對運動(dòng)的零件表面輸送定量的清潔潤滑油,以實(shí)現液體摩擦,減小摩擦阻力,減輕機件的磨損。并對零件表面進(jìn)行清洗和冷卻。潤滑系通常由潤滑油道、機油泵、機油濾清器和一些閥門(mén)等組成。
五、冷卻系
冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時(shí)散發(fā)出去,保證發(fā)動(dòng)機在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水冷發(fā)動(dòng)機的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水箱、節溫器等組成。
六、點(diǎn)火系
在汽油機中,氣缸內的可燃混合氣是靠電火花點(diǎn)燃的,為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞,火花塞頭部伸入燃燒室內。能夠按時(shí)在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設備稱(chēng)為點(diǎn)火系,點(diǎn)火系通常由蓄電池、發(fā)電機、分電器、點(diǎn)火線(xiàn)圈和火花塞等組成。
火花塞有一個(gè)中心電極和一個(gè)側電極,兩電極之間是絕緣的。當在火花塞兩電極間加上直流電壓并且電壓升高到一定值時(shí),火花塞兩電極之間的間隙就會(huì )被擊穿而產(chǎn)生電火花,能夠在火花塞兩電極間產(chǎn)生電火花所需要的最低電壓稱(chēng)為擊穿電壓;能夠在火花塞兩電極間產(chǎn)生電火花的全部設備稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火系。
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七、起動(dòng)系
理解這個(gè)并不難,要使發(fā)動(dòng)機由靜止狀態(tài)過(guò)渡到工作狀態(tài),必須先用外力轉動(dòng)發(fā)動(dòng)機的曲軸,使活塞作往復運動(dòng),氣缸內的可燃混合氣燃燒膨脹作功,推動(dòng)活塞向下運動(dòng)使曲軸旋轉,發(fā)動(dòng)機才能自行運轉,工作循環(huán)才能自動(dòng)進(jìn)行。因此,曲軸在外力作用下開(kāi)始轉動(dòng)到發(fā)動(dòng)機開(kāi)始自動(dòng)地怠速運轉的全過(guò)程,稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機的起動(dòng)。完成起動(dòng)過(guò)程所需的裝置,稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機的起動(dòng)系統。
發(fā)動(dòng)機的基本工作原理
我們以單缸汽油發(fā)動(dòng)機為例,講解一下汽油機的工作原理。
氣缸內裝有活塞,活塞通過(guò)活塞銷(xiāo)、連桿與曲軸相連接?;钊跉飧變茸鐾鶑瓦\動(dòng),通過(guò)連桿推動(dòng)曲軸轉動(dòng)。為了吸入新鮮氣體和排出廢氣,設有進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)。
活塞頂離曲軸中心最遠處,即活塞最高位置,稱(chēng)為上止點(diǎn)?;钊敳侩x曲軸中心最近處,即活塞最低位置,稱(chēng)為下止點(diǎn)。上、下止點(diǎn)間的距離稱(chēng)為活塞行程,曲軸與連桿下端的連接中心至曲軸中心的距離稱(chēng)為曲軸半徑?;钊孔咭粋€(gè)行程相應于曲軸轉角180°。對于氣缸中心線(xiàn)通過(guò)曲軸中心線(xiàn)的發(fā)動(dòng)機,活塞行程等于曲柄半徑的兩倍。
活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過(guò)的容積稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機的工作容積或發(fā)動(dòng)機排量,用符號VL表示。
四沖程發(fā)動(dòng)機的工作循環(huán)包括四個(gè)活塞行程,既進(jìn)氣行程、壓縮行程、膨脹行程(作功行程)和排氣行程。
進(jìn)氣行程
化油器式汽油機將空氣與燃料先在氣缸外部的化油器中進(jìn)行混合,然后再吸入氣缸。進(jìn)氣行程中,進(jìn)氣門(mén)打開(kāi),排氣門(mén)關(guān)閉。隨著(zhù)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng),活塞上方的氣缸容積增大,從而氣缸內的壓力降低到大氣壓力以下,即在氣缸內造成真空吸力。這樣,可燃混合氣便經(jīng)進(jìn)氣管道和進(jìn)氣門(mén)被吸入氣缸。
壓縮行程
為使吸入氣缸內可燃混合氣能迅速燃燒,以產(chǎn)生較大的壓力,從而使發(fā)動(dòng)機發(fā)出較大功率,必須在燃燒前將可燃混合氣壓縮,使其容積縮小、密度加大、溫度升高,即需要有壓縮過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中,進(jìn)、排氣門(mén)全部關(guān)閉,曲軸推動(dòng)活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)一個(gè)行程稱(chēng)為壓縮行程。
壓縮終了時(shí),活塞到達上止點(diǎn),活塞上方形成很小空間,稱(chēng)為燃燒室。壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比稱(chēng)為壓縮比,以ε表示:
壓縮比愈大,在壓縮終了時(shí)混合氣的壓力和溫度便愈高,,燃燒速度也愈快,因而發(fā)動(dòng)機發(fā)出的功率愈大,經(jīng)濟性愈好。但壓縮比過(guò)大時(shí),不僅不能進(jìn)一步改善燃燒情況,反而會(huì )出現爆燃和表面點(diǎn)火等不正常燃燒現象。爆燃是由于氣體壓力和溫度過(guò)高,在燃燒室內離點(diǎn)燃中心較遠處的末端可燃混合氣自燃造成的一種不正常燃燒。爆燃時(shí)火焰以極高的速率向外傳播,甚至在氣體來(lái)不及膨脹的情況下,溫度和壓力急劇升高。同時(shí),還會(huì )引起發(fā)動(dòng)機過(guò)熱,功率下降,燃油消耗量增加等一系列不良后果。表面點(diǎn)火是由于燃燒室內熾熱表面與熾熱處(如排氣門(mén)頭,火花塞電極,積炭處)點(diǎn)燃混合氣產(chǎn)生的另一種不正常燃燒(也稱(chēng)為熾熱點(diǎn)火或早燃)。表面點(diǎn)火發(fā)生時(shí),也伴有強烈的敲擊聲(較沉悶),產(chǎn)生的高壓會(huì )使發(fā)動(dòng)機件負荷增加,壽命降低。
作功行程
在這個(gè)行程中,進(jìn)、排氣門(mén)仍舊關(guān)閉。當活塞接近上止點(diǎn)時(shí),裝在氣缸蓋上的火花塞即發(fā)出電火花,點(diǎn)燃被壓縮的可燃混合氣??扇蓟旌蠚獗蝗紵?,放出大量的熱能,因此,燃氣的壓力和溫度迅速增加,所能達到的最高壓力約為3-5Mpa,相應的溫度則為2200-2800K。高溫高壓的燃氣推動(dòng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運動(dòng),通過(guò)連桿使曲軸旋轉并輸出機械能,除了用于維持發(fā)動(dòng)機本身繼續運轉而外,其余即用于對外作功。
排氣行程
可燃混合氣燃燒后生成的廢氣,必須從氣缸中排除,以便進(jìn)行下一個(gè)進(jìn)氣行程。
當膨脹接近終了時(shí),排氣門(mén)開(kāi)啟,靠廢氣的壓力進(jìn)行自由排氣,活塞到達下止點(diǎn)后再向上止點(diǎn)移動(dòng)時(shí),繼續將廢氣強制排到大氣中?;钊缴现裹c(diǎn)附近時(shí),排氣行程結束。在排氣行程中氣缸內壓力稍高于大氣壓力,約為0.105-0.115Mpa。排氣終了時(shí),廢氣溫度約為900-1200K。
由于燃燒室占有一定容積,因此在排氣終了時(shí),不可能將廢氣排盡,留下的這一部分廢氣稱(chēng)為殘余廢氣。
綜上所述,四沖程汽油發(fā)動(dòng)機經(jīng)過(guò)進(jìn)氣、壓縮、燃燒作功、排氣四個(gè)行程,完成一個(gè)工作循環(huán)。這期間活塞在上、下止點(diǎn)間往復移動(dòng)了四個(gè)行程,相應地曲軸旋轉了兩周。
發(fā)動(dòng)機的分類(lèi)
根據技術(shù)的地運用,發(fā)動(dòng)機的排列也有很多方式,有直列的、水平對置的、V型排列的,W型排列的,還有轉子發(fā)動(dòng)機。一般的特點(diǎn)是,直列發(fā)動(dòng)機的扭矩特點(diǎn)比較突出;V型排列的運轉穩定、安靜,功率好。
源自:
騰訊汽車(chē) 發(fā)動(dòng)機基本構造:缸徑?jīng)_程排氣量與壓縮比 發(fā)動(dòng)機工作原理 http://jpkc.zjvtit.edu.cn/eln/indexjp_out.jsp