簡(jiǎn)介
發(fā)動(dòng)機(jī)(英文:Engine),又稱為引擎,是一種能夠把一種形式的能轉(zhuǎn)化為另一種更有用的能的機(jī)器,通常是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。(把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)器能的稱謂電動(dòng)機(jī))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(jī)器.比如汽油發(fā)動(dòng)機(jī),航空發(fā)動(dòng)機(jī). [編輯本段]歷史 發(fā)動(dòng)機(jī)最早誕生在英國(guó),所以,發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)械裝置”。隨著科技的進(jìn)步,人們不斷地研制出不同用途多種類型的發(fā)動(dòng)機(jī),但是,不管哪種發(fā)動(dòng)機(jī),它的基本前提都是要以某種燃料燃燒來(lái)產(chǎn)生動(dòng)力。所以,以電為能量來(lái)源的電動(dòng)機(jī),不屬于發(fā)動(dòng)機(jī)的范疇。 回顧發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生和發(fā)展的歷史,它經(jīng)歷了外燃機(jī)和內(nèi)燃機(jī)兩個(gè)發(fā)展階段。 所謂外燃機(jī),就是說(shuō)它的燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)的外部燃燒,發(fā)動(dòng)機(jī)將這種燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能,瓦特改良的蒸汽機(jī)就是一種典型的外燃機(jī),當(dāng)大量的煤燃燒產(chǎn)生熱能把水加熱成大量的水蒸汽時(shí),高壓便產(chǎn)生了,然后這種高壓又推動(dòng)機(jī)械做功,從而完成了熱能向動(dòng)能的轉(zhuǎn)變。 明白了什么是外燃機(jī),也就知道了什么是內(nèi)燃機(jī)。這一類型的發(fā)動(dòng)機(jī)與外燃機(jī)的最大不同在于它的燃料在其內(nèi)部燃燒。內(nèi)燃機(jī)的種類十分繁多,我們常見(jiàn)的汽油機(jī)、柴油機(jī)是典型的內(nèi)燃機(jī)。我們不常見(jiàn)的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)上裝配的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)也屬于內(nèi)燃機(jī)。不過(guò),由于動(dòng)力輸出方式不同,前兩者和后兩者又存在著巨大的差異。一般地,在地面上使用的多是前者,在空中使用的多是后者。當(dāng)然有些汽車制造者出于創(chuàng)造世界汽車車速新紀(jì)錄的目的,也在汽車上裝用過(guò)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī),但這總是很特殊的例子,并不存在批量生產(chǎn)的適用性。 此外還有燃?xì)廨啓C(jī),這種發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特點(diǎn)是燃燒產(chǎn)生高壓燃?xì)?,利用燃?xì)獾母邏和苿?dòng)燃?xì)廨啓C(jī)的葉片旋轉(zhuǎn),從而輸出動(dòng)力。燃?xì)廨啓C(jī)使用范圍很廣,但由于很難精細(xì)地調(diào)節(jié)輸出的功率,所以汽車和摩托車很少使用燃?xì)廨啓C(jī),只有部分賽車裝用過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)。 人類的智慧是無(wú)窮無(wú)盡的,各種新型的發(fā)動(dòng)機(jī)不斷地被研制出來(lái),但是,出于安全操控的需要,到目前為止,我們可愛(ài)的摩托車還只有一種選擇——往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)。
參數(shù)
首先來(lái)看看最常見(jiàn)的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)———發(fā)動(dòng)機(jī)排量。發(fā)動(dòng)機(jī)排量是發(fā)動(dòng)機(jī)各汽缸工作容積的總和,一般用升(L)表示。而汽缸工作容積則是指活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過(guò)的氣體容積,又稱為單缸排量,它取決于缸徑和活塞行程。發(fā)動(dòng)機(jī)排量是非常重要的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù),它比缸徑和缸數(shù)更能代表發(fā)動(dòng)機(jī)的大小,發(fā)動(dòng)機(jī)的許多指標(biāo)都同排氣量密切相關(guān)。一般來(lái)說(shuō),排量越大,發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率越大。 了解了排量,我們?cè)賮?lái)看發(fā)動(dòng)機(jī)的其他常見(jiàn)參數(shù)。很多初級(jí)車友都反映經(jīng)常在汽車資料的發(fā)動(dòng)機(jī)一欄中見(jiàn)到“L4”、“V6”、“V8”、“W12”等字樣,想弄明白究竟是什么意思。這些都表示發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的排列形式和缸數(shù)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常用缸數(shù)有3缸、4缸、6缸、8缸、10缸、12缸等。 一般說(shuō)來(lái),排量1升以下的發(fā)動(dòng)機(jī)常用3缸,例如0.8升的奧拓和福萊爾轎車。排量1升至2.5升一般為4缸發(fā)動(dòng)機(jī),常見(jiàn)的經(jīng)濟(jì)型轎車以及中檔轎車發(fā)動(dòng)機(jī)基本都是4缸。3升左右的發(fā)動(dòng)機(jī)一般為6缸,比如排量3.0升的君威和新雅閣轎車。 排量4升左右的發(fā)動(dòng)機(jī)一般為8缸,比如排量4.7升的北京吉普的JEEP4700。排量5.5升以上的發(fā)動(dòng)機(jī)一般用12缸發(fā)動(dòng)機(jī),例如排量6升的寶馬760Li就采用V12發(fā)動(dòng)機(jī)。在同等缸徑下,通常缸數(shù)越多排量越大,功率也就越高;而在發(fā)動(dòng)機(jī)排量相同的情況下,缸數(shù)越多,缸徑越小,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就可以提高,從而獲得較大的提升功率。 以上是有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)的知識(shí),下面我們接著了解“汽缸排列形式”這個(gè)重要參數(shù)。一般5缸以下發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸多采用直列方式排列,常見(jiàn)的多數(shù)中低檔轎車都是L4發(fā)動(dòng)機(jī),即直列4缸。另外,也有少數(shù)6缸發(fā)動(dòng)機(jī)采用直列方式排列。 直列發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸體成一字排開(kāi),缸體、缸蓋和曲軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造成本低,低速扭矩特性好,燃料消耗少,尺寸緊湊,應(yīng)用比較廣泛,缺點(diǎn)則是功率較低。一般1升以下的汽油機(jī)多采用直列3缸,1至2.5升的汽油機(jī)多采用直列4缸,有的四輪驅(qū)動(dòng)汽車采用直列6缸,因?yàn)槠鋵挾刃?,可以在旁邊布置增壓器等設(shè)施,例如北京吉普的JEEP4000就采用直列6缸發(fā)動(dòng)機(jī)。 另?yè)?jù)專業(yè)人士介紹,直列6缸發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)平衡較好,振動(dòng)相對(duì)較小,所以也為一些中、高級(jí)轎車所采用。6到12缸的發(fā)動(dòng)機(jī)一般采用V形排列,其中V10發(fā)動(dòng)機(jī)主要裝在賽車上。V形發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度和高度尺寸小,布置起來(lái)非常方便。一般認(rèn)為V形發(fā)動(dòng)機(jī)是比較高級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī),因而成為轎車級(jí)別的標(biāo)志之一。 V8發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,制造成本很高,所以使用的較少,V12發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)大過(guò)重,只有極個(gè)別的高級(jí)轎車采用,比如上面提到的寶馬760Li。而大眾公司近來(lái)還新開(kāi)發(fā)出了W型發(fā)動(dòng)機(jī),有W8和W12兩種,即汽缸分四列錯(cuò)開(kāi)角度布置,形體緊湊,大眾的頂級(jí)轎車輝騰就有一款采用了排量6.0升的W12發(fā)動(dòng)機(jī)。
結(jié)構(gòu)
機(jī)體是構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)的骨架,是發(fā)動(dòng)機(jī)各機(jī)構(gòu)和各系統(tǒng)的安裝基礎(chǔ),其內(nèi)、外安裝著發(fā)動(dòng)機(jī)的所有主要零件和附件,承受各種載荷。因此,機(jī)體必須要有足夠的強(qiáng)度和剛度。機(jī)體組主要由氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋和氣缸墊等零件組成。 一. 氣缸體 水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體,稱為氣缸體——曲軸箱,也可稱為氣缸體。氣缸體一般用灰鑄鐵鑄成,氣缸體上部的圓柱形空腔稱為氣缸,下半部為支承曲軸的曲軸箱,其內(nèi)腔為曲軸運(yùn)動(dòng)的空間。在氣缸體內(nèi)部鑄有許多加強(qiáng)筋,冷卻水套和潤(rùn)滑油道等。 氣缸體應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度,根據(jù)氣缸體與油底殼安裝平面的位置不同,通常把氣缸體分為以下三種形式。 (1) 一般式氣缸體其特點(diǎn)是油底殼安裝平面和曲軸旋轉(zhuǎn)中心在同一高度。這種氣缸體的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體高度小,重量輕,結(jié)構(gòu)緊湊,便于加工,曲軸拆裝方便;但其缺點(diǎn)是剛度和強(qiáng)度較差 (2) 龍門式氣缸體其特點(diǎn)是油底殼安裝平面低于曲軸的旋轉(zhuǎn)中心。它的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度和剛度都好,能承受較大的機(jī)械負(fù)荷;但其缺點(diǎn)是工藝性較差,結(jié)構(gòu)笨重,加工較困難。 (3) 隧道式氣缸體這種形式的氣缸體曲軸的主軸承孔為整體式,采用滾動(dòng)軸承,主軸承孔較大,曲軸從氣缸體后部裝入。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強(qiáng)度好,但其缺點(diǎn)是加工精度要求高,工藝性較差,曲軸拆裝不方便。 為了能夠使氣缸內(nèi)表面在高溫下正常工作,必須對(duì)氣缸和氣缸蓋進(jìn)行適當(dāng)?shù)乩鋮s。冷卻方法有兩種,一種是水冷,另一種是風(fēng)冷。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸周圍和氣缸蓋中都加工有冷卻水套,并且氣缸體和氣缸蓋冷卻水套相通,冷卻水在水套內(nèi)不斷循環(huán),帶走部分熱量,對(duì)氣缸和氣缸蓋起冷卻作用。 現(xiàn)代汽車上基本都采用水冷多缸發(fā)動(dòng)機(jī),對(duì)于多缸發(fā)動(dòng)機(jī),氣缸的排列形式?jīng)Q定了發(fā)動(dòng)機(jī)外型尺寸和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的剛度和強(qiáng)度也有影響,并關(guān)系到汽車的總體布置。按照氣缸的排列方式不同,氣缸體還可以分成單列式,V型和對(duì)置式三種。 (1) 直列式 發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)氣缸排成一列,一般是垂直布置的。單列式氣缸體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工容易,但發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度和高度較大。一般六缸以下發(fā)動(dòng)機(jī)多采用單列式。例如捷達(dá)轎車、富康轎車、紅旗轎車所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)均采用這種直列式氣缸體。有的汽車為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)的高度,把發(fā)動(dòng)機(jī)傾斜一個(gè)角度。 (2) V型 氣缸排成兩列,左右兩列氣缸中心線的夾角γ<180°,稱為V型發(fā)動(dòng)機(jī),V型發(fā)動(dòng)機(jī)與直列發(fā)動(dòng)機(jī)相比,縮短了機(jī)體長(zhǎng)度和高度,增加了氣缸體的剛度,減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量,但加大了發(fā)動(dòng)機(jī)的寬度,且形狀較復(fù)雜,加工困難,一般用于8缸以上的發(fā)動(dòng)機(jī),6缸發(fā)動(dòng)機(jī)也有采用這種形式的氣缸體。 (3) 對(duì)置式 氣缸排成兩列,左右兩列氣缸在同一水平面上,即左右兩列氣缸中心線的夾角 γ=180°,稱為對(duì)置式。它的特點(diǎn)是高度小,總體布置方便,有利于風(fēng)冷。這種氣缸應(yīng)用較少。 氣缸直接鏜在氣缸體上叫做整體式氣缸,整體式氣缸強(qiáng)度和剛度都好,能承受較大的載荷,這種氣缸對(duì)材料要求高,成本高。如果將氣缸制造成多帶帶的圓筒形零件(即氣缸套),然后再裝到氣缸體內(nèi)。這樣,氣缸套采用耐磨的優(yōu)質(zhì)材料制成,氣缸體可用價(jià)格較低的一般材料制造,從而降低了制造成本。同時(shí),氣缸套可以從氣缸體中取出,因而便于修理和更換,并可大大延長(zhǎng)氣缸體的使用壽命。氣缸套有干式氣缸套和濕式氣缸套兩種。 干式氣缸套的特點(diǎn)是氣缸套裝入氣缸體后,其外壁不直接與冷卻水接觸,而和氣缸體的壁面直接接觸,壁厚較薄,一般為1~3mm。它具有整體式氣缸體的優(yōu)點(diǎn),強(qiáng)度和剛度都較好,但加工比較復(fù)雜,內(nèi)、外表面都需要進(jìn)行精加工,拆裝不方便,散熱不良。 濕式氣缸套的特點(diǎn)是氣缸套裝入氣缸體后,其外壁直接與冷卻水接觸,氣缸套僅在上、下各有一圓環(huán)地帶和氣缸體接觸,壁厚一般為5~9mm。它散熱良好,冷卻均勻,加工容易,通常只需要精加工內(nèi)表面,而與水接觸的外表面不需要加工,拆裝方便,但缺點(diǎn)是強(qiáng)度、剛度都不如干式氣缸套好,而且容易產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。應(yīng)該采取一些防漏措施。 二.曲軸箱 氣缸體下部用來(lái)安裝曲軸的部位稱為曲軸箱,曲軸箱分上曲軸箱和下曲軸箱。上曲軸箱與氣缸體鑄成一體,下曲軸箱用來(lái)貯存潤(rùn)滑油,并封閉上曲軸箱,故又稱為油底殼圖(圖2-6)。油底殼受力很小,一般采用薄鋼板沖壓而成,其形狀取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的總體布置和機(jī)油的容量。油底殼內(nèi)裝有穩(wěn)油擋板,以防止汽車顛動(dòng)時(shí)油面波動(dòng)過(guò)大。油底殼底部還裝有放油螺塞,通常放油螺塞上裝有永久磁鐵,以吸附潤(rùn)滑油中的金屬屑,減少發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損。在上下曲軸箱接合面之間裝有襯墊,防止?jié)櫥托孤? 三. 氣缸蓋 氣缸蓋安裝在氣缸體的上面,從上部密封氣缸并構(gòu)成燃燒室。它經(jīng)常與高溫高壓燃?xì)庀嘟佑|,因此承受很大的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋內(nèi)部制有冷卻水套,缸蓋下端面的冷卻水孔與缸體的冷卻水孔相通。利用循環(huán)水來(lái)冷卻燃燒室等高溫部分。 缸蓋上還裝有進(jìn)、排氣門座,氣門導(dǎo)管孔,用于安裝進(jìn)、排氣門,還有進(jìn)氣通道和排氣通道等。汽油機(jī)的氣缸蓋上加工有安裝火花塞的孔,而柴油機(jī)的氣缸蓋上加工有安裝噴油器的孔。頂置凸輪軸式發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋上還加工有凸輪軸軸承孔,用以安裝凸輪軸。 氣缸蓋一般采用灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄成,鋁合金的導(dǎo)熱性好,有利于提高壓縮比,所以近年來(lái)鋁合金氣缸蓋被采用得越來(lái)越多。 氣缸蓋是燃燒室的組成部分,燃燒室的形狀對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作影響很大,由于汽油機(jī)和柴油機(jī)的燃燒方式不同,其氣缸蓋上組成燃燒室的部分差別較大。汽油機(jī)的燃燒室主要在氣缸蓋上,而柴油機(jī)的燃燒室主要在活塞頂部的凹坑。這里只介紹汽油機(jī)的燃燒室,而柴油機(jī)的燃燒室放在柴油供給系里介紹。 汽油機(jī)燃燒室常見(jiàn)的三種形式。 (1) 半球形燃燒室 半球形燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊,火花塞布置在燃燒室中央,火焰行程短,故燃燒速率高,散熱少,熱效率高。這種燃燒室結(jié)構(gòu)上也允許氣門雙行排列,進(jìn)氣口直徑較大,故充氣效率較高,雖然使配氣機(jī)構(gòu)變得較復(fù)雜,但有利于排氣凈化,在轎車發(fā)動(dòng)機(jī)上被廣泛地應(yīng)用。 (2) 楔形燃燒室 楔形燃燒室結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,散熱面積小,熱損失也小,能保證混合氣在壓縮行程中形成良好的渦流運(yùn)動(dòng),有利于提高混合氣的混合質(zhì)量,進(jìn)氣阻力小,提高了充氣效率。氣門排成一列,使配氣機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,但火花塞置于楔形燃燒室高處,火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x長(zhǎng)些,切諾基轎車發(fā)動(dòng)機(jī)采用這種形式的燃燒室。 (3) 盆形燃燒室 盆形燃燒室,氣缸蓋工藝性好,制造成本低,但因氣門直徑易受限制,進(jìn)、排氣效果要比半球形燃燒室差。捷達(dá)轎車發(fā)動(dòng)機(jī)、奧迪轎車發(fā)動(dòng)機(jī)采用盆形燃燒室。 四. 氣缸墊 氣缸墊裝在氣缸蓋和氣缸體之間,其功用是保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封,防止漏氣,漏水和漏油。 氣缸墊的材料要有一定的彈性,能補(bǔ)償結(jié)合面的不平度,以確保密封,同時(shí)要有好的耐熱性和耐壓性,在高溫高壓下不燒損、不變形。目前應(yīng)用較多的是銅皮——棉結(jié)構(gòu)的氣缸墊,由于銅皮——棉氣缸墊翻邊處有三層銅皮,壓緊時(shí)較之石棉不易變形。有的發(fā)動(dòng)機(jī)還采用在石棉中心用編織的綱絲網(wǎng)或有孔鋼板為骨架,兩面用石棉及橡膠粘結(jié)劑壓成的氣缸墊。 安裝氣缸墊時(shí),首先要檢查氣缸墊的質(zhì)量和完好程度,所有氣缸墊上的孔要和氣缸體上的孔對(duì)齊。其次要嚴(yán)格按照說(shuō)明書上的要求上好氣缸蓋螺栓。擰緊氣缸蓋螺栓時(shí),必須由中央對(duì)稱地向四周擴(kuò)展的順序分2~3次進(jìn)行,最后一次擰緊到規(guī)定的力矩。
二行程發(fā)動(dòng)機(jī)
二行程發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)工作循環(huán),是在曲軸旋轉(zhuǎn)一周即360度,活塞上下兩個(gè)行程內(nèi)完成的?!? 二行程柴油機(jī)的工作過(guò)程和二行程汽油機(jī)相似,不同的是:進(jìn)入柴油機(jī)氣缸的是純空氣。由于二行程柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性差且排污嚴(yán)重,近幾年在汽車上已趨淘汰。在此僅介紹二行程汽油機(jī)的工作原理。 圖見(jiàn)http://auto.21tx.com/2004/12/23/13369.html 是一種用曲軸箱換氣的二行程化油器式汽油機(jī)的工作原理示意圖。發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體上有三個(gè)孔,即進(jìn)氣孔、排氣孔和換氣孔,這三個(gè)孔分別在一定時(shí)刻由活塞關(guān)閉。進(jìn)氣孔與化油器相通,可燃混合氣經(jīng)過(guò)進(jìn)氣孔流人曲軸箱,繼而從換氣孔進(jìn)入氣缸;而廢氣則從排氣孔排出。其工作循環(huán)包含兩個(gè)行程: 1.第一行程 活塞自下止點(diǎn)向上移動(dòng),三個(gè)氣孔被關(guān)閉后,在活塞上方,已進(jìn)入氣缸的混合氣被壓縮;而活塞下方的曲軸箱內(nèi)因容積增大,形成一定的真空度,在進(jìn)氣孔露出時(shí),可燃混合氣自化油器經(jīng)進(jìn)氣孔流人曲軸箱內(nèi)。 2.第二行程 活塞壓縮到上止點(diǎn)附近時(shí),火花塞跳火點(diǎn)燃可燃混合氣,高溫高壓的燃?xì)馀蛎?,推?dòng)活塞下移作功?;钊乱谱鞴r(shí)進(jìn)氣孔關(guān)閉,密閉在曲軸箱內(nèi)的可燃,混合氣被壓縮;當(dāng)活塞接近下止點(diǎn)時(shí)卜排氣孔開(kāi)啟,廢氣沖出;隨后換氣孔開(kāi)啟,受預(yù)壓的可燃混合氣沖人氣缸,驅(qū)除廢氣,進(jìn)行換氣過(guò)程。此過(guò)程一直進(jìn)行到下一行程活塞上移,三個(gè)氣孔完全關(guān)閉為止。 總之,活塞上行時(shí)進(jìn)行換氣、壓縮\曲軸箱進(jìn)氣;活塞下行時(shí)進(jìn)行作功飛壓縮曲軸箱混合氣、換氣。 從以上四行程和二行程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)可以,看出,二行程發(fā)動(dòng)機(jī)具有以下特點(diǎn): (1)曲軸每轉(zhuǎn)一周(360度)就有一個(gè)作功沖程,因此,在理論上相同排量的二行程發(fā)動(dòng)機(jī)的功率,.應(yīng)等于四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的兩倍。 (2)和四行程發(fā)動(dòng)機(jī)相比,由于作功頻率較快,因而運(yùn)轉(zhuǎn)比較均勻平穩(wěn)。 (3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用維護(hù)方便。 但是,由于二行程發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過(guò)稞中新鮮氣體損失較多,廢氣排賒也不徹底,且氣孔占據(jù)了一部分活塞行程,作功時(shí)能量損失較大,經(jīng)濟(jì)性較差。因此,實(shí)際上二行程發(fā)動(dòng)機(jī)的功率并不等于四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的兩倍,而是1.5-1.6倍左右。由于這個(gè)缺點(diǎn),二行程汽油機(jī)在一般汽車上很少采用,僅在摩托車、少數(shù)微型汽車及其他工程,機(jī)械上應(yīng)用。 [編輯本段]一、基本理論 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)將汽油的能量轉(zhuǎn)化為動(dòng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車,最簡(jiǎn)單的辦法是通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒汽油來(lái)獲得動(dòng)能。因此,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是內(nèi)燃機(jī)----燃燒在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)生。 有兩點(diǎn)需注意: 1. 內(nèi)燃機(jī)也有其他種類,比如柴油機(jī),燃?xì)廨啓C(jī),各有各的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。 2. 同樣也有外燃機(jī)。在早期的火車和輪船上用的蒸汽機(jī)就是典型的外燃機(jī)。燃料(煤、木頭、油)在發(fā)動(dòng)機(jī)外部燃燒產(chǎn)生蒸氣,然后蒸氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部來(lái)產(chǎn)生動(dòng)力。內(nèi)燃機(jī)的效率比外燃機(jī)高不少,也比相同動(dòng)力的外燃機(jī)小很多。所以,現(xiàn)代汽車不用蒸汽機(jī)。 相比之下,內(nèi)燃機(jī)比外燃機(jī)的效率高,比燃?xì)廨啓C(jī)的價(jià)格便宜,比電動(dòng)汽車容易添加燃料。這些優(yōu)點(diǎn)使得大部分現(xiàn)代汽車都使用往復(fù)式的內(nèi)燃機(jī)。
二、燃燒
汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)一般都采用4沖程。(馬自達(dá)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)在此不討論,汽車畫報(bào)曾做過(guò)介紹) 4沖程分別是:進(jìn)氣、壓縮、燃燒、排氣。完成這4個(gè)過(guò)程,發(fā)動(dòng)機(jī)完成一個(gè)周期(2圈)。 理解4沖程 活塞,它由一個(gè)活塞桿和曲軸相聯(lián),過(guò)程如下: 1.活塞在頂部開(kāi)始,進(jìn)氣閥打開(kāi),活塞往下運(yùn)動(dòng),吸入油氣混合氣 2.活塞往頂部運(yùn)動(dòng)來(lái)壓縮油氣混合氣,使得爆炸更有威力。 3.當(dāng)活塞到達(dá)頂部時(shí),火花塞放出火花來(lái)點(diǎn)燃油氣混合氣,爆炸使得活塞再次向下運(yùn)動(dòng)。 4.活塞到達(dá)底部,排氣閥打開(kāi),活塞往上運(yùn)動(dòng),尾氣從汽缸由排氣管排出。 注意:內(nèi)燃機(jī)最終產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)是轉(zhuǎn)動(dòng)的,活塞的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)最終由曲軸轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng),這樣才能驅(qū)動(dòng)汽車輪胎。
三、汽缸數(shù)
發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件是汽缸,活塞在汽缸內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng),上面所描述的是單汽缸的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,而實(shí)際應(yīng)用中的發(fā)動(dòng)機(jī)都是有多個(gè)汽缸的(4缸、6缸、8缸比較常見(jiàn))。我們通常通過(guò)汽缸的排列方式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)分類:直列、V或水平對(duì)置(當(dāng)然現(xiàn)在還有大眾集團(tuán)的W型,實(shí)際上是兩個(gè)V組成)。 不同的排列方式使得發(fā)動(dòng)機(jī)在順滑性、制造費(fèi)用和外型上有著各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),配備在相應(yīng)的汽車上。