发动机作为汽车的动力源泉,就像人的心脏一样。不过不同人的心脏大小和构造差别不大,但是不同汽车的发动机的内部结构就有着千差万别,那不同的发动机的构造都有哪些不同?下面我们一起了解一下。
汽车的动力源泉就是发动机,而发动机的动力则来源于气缸内部。发动机气缸就是一个把燃料的内能转化为动能的场所,可以简单理解为,燃料在汽缸内燃烧,产生巨大压力推动活塞上下运动,通过连杆把力传给曲轴,最终转化为旋转运动,再通过变速器和传动轴,把动力传递到驱动车轮上,从而推动汽车前进。
一般的汽车都是以四缸和六缸发动机居多,既然发动机的动力主要是来源于气缸,那是不是气缸越多就越好呢?其实不然,随着汽缸数的增加,发动机的零部件也相应的增加,发动机的结构会更为复杂,这也降低发动机的可靠性,另外也会提高发动机制造成本和后期的维护费用。所以,汽车发动机的汽缸数都是根据发动机的用途和性能要求进行综合权衡后做出的选择。
● 发动机为什么能源源不断提供动力
发动机之所以能源源不断的提供动力,得益于气缸内的进气、压缩、做功、排气这四个行程的有条不紊地循环运作。
进气行程,活塞从气缸内上止点移动至下止点时,进气门打开,排气门关闭,新鲜的空气和汽油混合气被吸入气缸内。
压缩行程,进排气门关闭,活塞从下止点移动至上止点,将混合气体压缩至气缸顶部,以提高混合气的温度,为做功行程做准备。
做功行程,火花塞将压缩的气体点燃,混合气体在气缸内发生“爆炸”产生巨大压力,将活塞从上止点推至下止点,通过连杆推动曲轴旋转。
排气行程,活塞从下止点移至上止点,此时进气门关闭,排气门打开,将燃烧后的废气通过排气歧管排出气缸外。
内燃机名称和型号根据国家标准(GB/T725-1991)编制,内燃机型号由下列四部份组成:
1.首部:为产品系列符号和(或)换代标志符号,由制造厂根据需要自选相应字母表示,但需要经行业标准化归口单位核准、备案。
2.中部:由缸数符号、冲程符号,气缸排列形式符号和缸径符号组成。
3.后部:结构特征和用途特征符号,以字母表示。
4.尾部:区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时,由制造厂选用适当符号表示。
汽车铭牌上数字和字母的含义 例如"北京212",第一个"2"表示越野汽车,"1"表示载重1吨,第二个"2"表示第二代产品。再如"标致505、504",其中第一位数字"5"代表第五代产品,"0"是一个习惯数字,没有意义,第三位数字"5"或"4"代表底盘型号。
还有一些数字代表发动机气缸容积。如"奔驰280"代表装配2。8升发动机;丰田汽车、日产车尾常见"2。8、2。0、3。0"字样,分别代表发动机气缸容积为2。8升、2。0升、3。0升。还有的数字是用乘号连接起来的如"2×4"、"4×4",乘号前连的数字代表驱动形式即两轮或四轮驱动。
乘号后边的数字代表发动机气缸即四气缸发动机。 字母标在车身上表示特殊含义。"SGL",代表超豪华级,"EFI"代表电子燃油喷射;"T"表示柴油发动机;"TURL"表示涡轮增压发动机。
还有一种数字和字母组合的方式,不同形式的组合代表的意义截然不同。如日产公司公爵的\"V6\"表示6个气缸V型排列,而有些车上则表示的是24个气门或16个气门。另外,"4WD"表示四轮驱动。
汽车上的数字、字母不仅代表了汽车的性能和级别,也是汽车制造技术发展的标志。
原理
由于汽油和柴油的不同特性,汽油机和柴油机在工作原理和结构上有差异。
汽油发动机(汽油机)的工作原理
四冲程汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混
合气,在吸气冲程被吸入汽缸,混合气经压缩点火燃烧而产生热能,高温高压的气体作用于活塞顶部,推动活塞作往复直线运动,通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机在进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程内完成一个工作循环。 [3]
⑴进气冲程(intake stroke)
活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时进气门开启,排气门关闭,曲轴转动180°。在活塞移动过程中,汽缸容积逐渐增大,汽缸内气体压力从pr逐渐降低到pa,气缸内形成一定的真空度,空气和汽油的混合气通过进气门被吸入汽缸,并在汽缸内进一步混合形成可燃混合气。由于进气系统存在阻力,进气终点时,汽缸内气体压力小于大气压力p0,即pa= (0.80~0.90)p0。进入汽缸内的可燃混合气的温度,由于进气管、汽缸壁、活塞顶、气门和燃烧室壁等高温零件的加热以及与残余废气的混合而升高到340~400K。
⑵ 压缩冲程(compression stroke)
压缩冲程时,进、排气门同时关闭。活塞从下止点向上止点运动,曲轴转动180°。活塞上移时,工作容积逐渐缩小,缸内混合气受压缩后压力和温度不断升高,到达压缩终点时,其压力pc可达800~2 000kPa,温度达600~750K。
⑶ 做功冲程(power stroke)
当活塞接近上止点时,由火花塞点燃可燃混合气,混合气燃烧释放出大量的热能,使汽缸内气体的压力和温度迅速提高。燃烧最高压力pZ达3 000~6 000kPa,温度TZ达2 200~2 800K。高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动,并通过曲柄连杆机构对外输出机械能。随着活塞下移,汽缸容积增加,气体压力和温度逐渐下降,到达 b 点时,其压力降至300~500kPa,温度降至1 200~1 500K。在做功冲程,进气门、排气门均关闭,曲轴转动180°。
⑷ 排气冲程(exhaust stroke)
排气冲程时,排气门开启,进气门仍然关闭,活塞从下止点向上止点运动,曲轴转动180°。排气门开启时,燃烧后的废气一方面在汽缸内外压差作用下向缸外排出,另一方面通过活塞的排挤作用向缸外排气。由于排气系统的阻力作用,排气终点r 点的压力稍高于大气压力,即pr=(1.05~1.20)p0。排气终点温度Tr=900~1100K。活塞运动到上止点时,燃烧室中仍留有一定容积的废气无法排出,这部分废气叫残余废气。[4]