發(fā)動(dòng)機(jī)的兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng),發(fā)動(dòng)機(jī)總成包括什么
汽油機(jī)總成由兩大機(jī)構(gòu)、五大系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體部件和一些附件組成,其中兩大機(jī)構(gòu)的五大系統(tǒng)分別指曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、起動(dòng)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、供油系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)缸體是指氣門室蓋、氣缸體和油底殼。配件指空可調(diào)壓縮機(jī)、皮帶、機(jī)腳等。
1.曲柄連桿機(jī)構(gòu)
曲柄連桿機(jī)構(gòu)主要由活塞、活塞連桿、曲軸和飛輪組成。這種機(jī)構(gòu)的主要作用是改變機(jī)械零件的運(yùn)動(dòng)形式。
可燃混合物燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣體并迅速膨脹,從而推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng),曲軸可以將活塞的垂直運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。就像我們踩自行車的時(shí)候,我們的腿上下運(yùn)動(dòng)來蹬踏板,踏板把我們腿的上下運(yùn)動(dòng)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),然后通過鏈條齒輪傳遞給車輪。
2.氣閥
配氣機(jī)構(gòu)主要由凸輪軸、氣門、氣門彈簧、氣門油封等組成。它的主要作用是讓空氣體或混合氣在合適的時(shí)間進(jìn)入或排出氣缸。另外,通過改變氣門開度,可以控制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣體量。
氣門的開啟和關(guān)閉由凸輪軸控制,凸輪軸由曲軸通過正時(shí)鏈條驅(qū)動(dòng)。合適的傳動(dòng)比,進(jìn)氣活塞下移的同時(shí)進(jìn)氣門開啟,將空氣體吸入氣缸;當(dāng)壓縮沖程活塞向上移動(dòng)時(shí),進(jìn)氣門關(guān)閉,從而壓縮混合氣;做功時(shí),進(jìn)排氣門關(guān)閉,膨脹的氣體只能向下推動(dòng)活塞;在排氣沖程中,活塞向上運(yùn)動(dòng),燃燒后的廢氣被擠出氣缸。
3.啟動(dòng)系統(tǒng)。
起動(dòng)系統(tǒng)由起動(dòng)機(jī)、小齒輪和電磁控制機(jī)構(gòu)組成,主要作用是在發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)帶動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)。就像手扶拖拉機(jī)用手啟動(dòng),但是發(fā)動(dòng)機(jī)用的是電機(jī)而不是手。
起動(dòng)系統(tǒng)的小齒輪可以在起動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸上水平滑動(dòng)。通常,這個(gè)小齒輪是縮回的。當(dāng)我們轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙或按下點(diǎn)火開關(guān)時(shí),電磁機(jī)構(gòu)會(huì)將小齒輪推出,使其與飛輪嚙合;同時(shí),起動(dòng)電機(jī)也會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)我們松開鑰匙或點(diǎn)火開關(guān)時(shí),電磁機(jī)構(gòu)和起動(dòng)電機(jī)的電源就會(huì)被切斷,小齒輪就會(huì)在彈簧力的作用下縮回。
帶曲軸的起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速約為500轉(zhuǎn)/分。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后,如果不松開鑰匙或點(diǎn)火開關(guān),發(fā)動(dòng)機(jī)以每分鐘800-1000轉(zhuǎn)的速度運(yùn)轉(zhuǎn),會(huì)使起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),燒壞起動(dòng)機(jī)。
4.冷卻系統(tǒng)
冷卻系統(tǒng)主要由水泵、水箱、膨脹壺、冷卻風(fēng)扇、節(jié)溫器、缸體水道和冷卻水組成。它有兩個(gè)作用,一是使發(fā)動(dòng)機(jī)在冷啟動(dòng)時(shí)快速達(dá)到工作溫度,二是防止發(fā)動(dòng)機(jī)在正常工作時(shí)過熱。此外,空冷卻系統(tǒng)還負(fù)責(zé)空調(diào)和渦輪增壓器的冷卻。
水泵的作用是驅(qū)動(dòng)冷卻水在冷卻系統(tǒng)中循環(huán)。有些發(fā)動(dòng)機(jī)可能由曲軸驅(qū)動(dòng),有些可能由單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),有些甚至兩者都用。
水箱的作用是降低從發(fā)動(dòng)機(jī)流出的高溫冷卻水的溫度。一般由散熱能力好的鋁合金制成,散熱葉片密集。水箱安裝在車頭的中網(wǎng)里,這樣汽車啟動(dòng)后吹進(jìn)來的風(fēng)可以帶走熱量,散熱風(fēng)扇也會(huì)一起降溫。
膨脹鍋的作用是應(yīng)對(duì)冷卻液的膨脹和收縮。當(dāng)冷卻液變熱時(shí),其體積會(huì)增大,使冷卻系統(tǒng)的管道無法容納。此時(shí)多余的冷卻液可以流向膨脹鍋儲(chǔ)存。冷卻液變冷,體積又會(huì)變小,冷卻系統(tǒng)的冷卻液可能不夠用。此時(shí)膨脹鍋可以補(bǔ)充冷卻液。
恒溫器的作用是控制冷卻水的循環(huán)。所謂小循環(huán)是指冷卻液只在氣缸內(nèi)流動(dòng)而不在水箱內(nèi)流動(dòng),而大循環(huán)是指冷卻水從氣缸流到水箱,冷卻后再流回氣缸。小循環(huán)可以減少熱量損失,幫助發(fā)動(dòng)機(jī)在冷啟動(dòng)時(shí)快速達(dá)到工作溫度;大循環(huán)可以帶走熱量,發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)可以產(chǎn)生大量熱量。如果這些熱量不能及時(shí)散發(fā),就會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸。
(小循環(huán))
(大周期)
5.點(diǎn)火系統(tǒng)
現(xiàn)在的點(diǎn)火系統(tǒng)基本都是電控點(diǎn)火,所以結(jié)構(gòu)會(huì)比較簡單,只由火花塞、高壓點(diǎn)火線圈和ECU組成。點(diǎn)火系統(tǒng)的功能是在合適的時(shí)間產(chǎn)生足夠強(qiáng)大的電火花來點(diǎn)燃混合氣。
雖然電子點(diǎn)火的結(jié)構(gòu)變得簡單了,但其工作原理卻比以前的分電器復(fù)雜。每次點(diǎn)火前,ECU必須讀取水溫傳感器、氧傳感器、車速傳感器、凸輪軸位置傳感器、曲軸位置傳感器等的數(shù)據(jù)。計(jì)算后,將其代入ECU中編寫的模型,最終確定點(diǎn)火時(shí)間。但這么復(fù)雜的原理,卻能讓發(fā)動(dòng)機(jī)更加精準(zhǔn)可控,對(duì)提高動(dòng)力和燃油經(jīng)濟(jì)性有很大幫助。
計(jì)算點(diǎn)火時(shí)間后,需要產(chǎn)生足夠強(qiáng)的電火花來點(diǎn)燃混合物。火花塞兩極之間有一定的空間隙,需要將電壓提升到8 kV左右才能擊穿,達(dá)到12000伏左右即可點(diǎn)燃混合氣。
6.燃料供應(yīng)系統(tǒng)
燃油供給系統(tǒng)主要由油箱、機(jī)油泵、汽油濾清器、燃油軌、噴油器、壓力調(diào)節(jié)器等組成。它的作用是將燃油從油箱輸送到發(fā)動(dòng)機(jī),并注入氣缸。
燃油需要適當(dāng)進(jìn)入氣缸,不多不少,并與空氣體充分混合??刂茋娪驼龝r(shí)和噴油量并不困難。用ECU控制噴油器的開關(guān)就行了。當(dāng)然,ECU還需要收集大量的數(shù)據(jù),進(jìn)行計(jì)算,才能得到最佳的噴油時(shí)機(jī)。
但是,很難將燃料與空氣體充分混合。當(dāng)一個(gè)氣缸空轉(zhuǎn)時(shí),每分鐘需要噴射400次,相當(dāng)于每0.15秒噴射一次。要在這么短的時(shí)間內(nèi)讓兩者充分混合,就需要提高噴射壓力,讓燃油更好地霧化。同時(shí),活塞頂部和燃燒室形狀的設(shè)計(jì)使得吸入氣缸的空氣體能夠產(chǎn)生渦流并與燃油混合。
7.潤滑系統(tǒng)
潤滑系統(tǒng)主要由機(jī)油、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器、機(jī)油冷卻器、油底殼、油路等組成。其主要作用是潤滑凸輪軸、活塞、曲軸等零件,還能起到冷卻、防銹、清洗、密封、減震、抗磨的作用。
機(jī)油泵通常由曲軸驅(qū)動(dòng),這樣潤滑系統(tǒng)可以與發(fā)動(dòng)機(jī)同步工作。機(jī)油泵會(huì)把機(jī)油通過油路輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)所有需要潤滑的地方,相當(dāng)于說機(jī)油在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部循環(huán),這樣可以帶走發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的一部分熱量,同時(shí)也可以帶走零件磨損產(chǎn)生的碎屑,從而保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)。
8.車身部件
主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體、缸蓋、油底殼等附件,是發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械部件。部件可以配合發(fā)動(dòng)機(jī)的工作,在一些特殊情況下可以打開。
以上是一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和組成,有些附件的功能和作用比較簡單,這里就不贅述了。
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