当前位置:首页 >> 机械/仪表 >>

汽车发动机的工作原理和各部件作用


汽车发动机的工作原理和各部件作用 汽车, 原理, 发动机
发动机, 又称为引擎, 是一种能够把一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器, 通常是把化学能转化为机械能。(把电能转化为机器能的称谓电动机)有时它既适 用于动力发生装置,也可指包括动力装置的整个机器.比如汽油发动机,航空发动机.

基本理论

5 W [0 _8 p

y) I) z

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。
w' W, { [. y 8 ]'

有两点需注意:

8 H' H1 E1 R! n* _

1. 内燃机也有其他种类,比如柴油机,燃气轮机,各有各的优点和缺点。

" t1 Q0 D# R 5 F- @ 1 {' I ( H+ U

2. 同样也有外燃机。在早期的火车和轮船上用的蒸汽机就是典型的外燃机。燃料 (煤、木头、油)在发动机外部燃烧产生蒸气,然后蒸气进入发动机内部来产生动 力。内燃机的效率比外燃机高不少,也比相同动力的外燃机小很多。所以,现代汽 车不用蒸汽机。
+ {6 ]7 m- h4 V* b

相比之下,内燃机比外燃机的效率高,比燃气轮机的价格便宜,比电动汽车容易添 加燃料。这些优点使得大部分现代汽车都使用往复式的内燃机。

! i; o. ^7 m; v4 P0 U5 I% k

结构

4 ?/ |* n2 [2 j$ q

机体是构成发动机的骨架,是发动机各机构和各系统的安装基础,其内、外安装着 发动机的所有主要零件和附件,承受各种载荷。因此,机体必须要有足够的强度和 刚度。机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。

一. 气缸体

- F4 Z3 T5 @+ G& I/ E7 F

水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体,称为气缸体——曲轴箱,也可称为气 缸体。气缸体一般用灰铸铁铸成,气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸,下半部为支 承曲轴的曲轴箱,其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋,冷却 水套和润滑油道等。
6 W' J L4 \2 G [% [4 _) h7 y ; u# n) s+ I 1 }' a 5 a( A 0 ?

气缸体应具有足够的强度和刚度,根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同,通常 把气缸体分为以下三种形式。
' q* s' D. V0 L+ w) z$ E

(1) 一般式气缸体其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。这种气缸 体的优点是机体高度小,重量轻,结构紧凑,便于加工,曲轴拆装方便;但其缺点 是刚度和强度较差
3 B% s8 [# {; Q+ A* j

(2) 龙门式气缸体其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。它的优点是强度 和刚度都好,能承受较大的机械负荷;但其缺点是工艺性较差,结构笨重,加工较 困难。
8 s e1 L; K 9 n4 T , y

(3) 隧道式气缸体这种形式的气缸体曲轴的主轴承孔为整体式,采用滚动轴承,主 轴承孔较大,曲轴从气缸体后部装入。其优点是结构紧凑、刚度和强度好,但其缺 点是加工精度要求高,工艺性较差,曲轴拆装不方便。
# c2 A* i( T6 H( P

为了能够使气缸内表面在高温下正常工作,必须对气缸和气缸盖进行适当地冷却。 冷却方法有两种,一种是水冷,另一种是风冷。水冷发动机的气缸周围和气缸盖中 都加工有冷却水套, 并且气缸体和气缸盖冷却水套相通, 冷却水在水套内不断循环, 带走部分热量,对气缸和气缸盖起冷却作用。
o' ]- c2 V: c m & w* k y8 O 3 H

现代汽车上基本都采用水冷多缸发动机,对于多缸发动机,气缸的排列形式决定了 发动机外型尺寸和结构特点,对发动机机体的刚度和强度也有影响,并关系到汽车 的总体布置。按照气缸的排列方式不同,气缸体还可以分成单列式,V 型和对置式 三种。
7 [, W/ f, y' {

(1) 直列式
( p0 W- b* z# t

5 m3 _5 v- e1 q( b

发动机的各个气缸排成一列,一般是垂直布置的。单列式气缸体结构简单,加工容 易,但发动机长度和高度较大。一般六缸以下发动机多采用单列式。例如捷达轿车、 富康轿车、红旗轿车所使用的发动机均采用这种直列式气缸体。有的汽车为了降低 发动机的高度,把发动机倾斜一个角度。
7 o) o2 M+ D. h5 ]$ z! w* N 1 A7 F; z4 b$ x* |& l5 Y: Z

(2) V 型
) c# c/ y- k2 Q1 [/ p' T5 l, B

气缸排成两列,左右两列气缸中心线的夹角 γ<180°,称为 V 型发动机,V 型发动 机与直列发动机相比,缩短了机体长度和高度,增加了气缸体的刚度,减轻了发动 机的重量,但加大了发动机的宽度,且形状较复杂,加工困难,一般用于 8 缸以上 的发动机,6 缸发动机也有采用这种形式的气缸体。
* _4 W& |; i8 w9 O 9 T- g: J. @ V( G 2 l

(3) 对置式

气缸排成两列, 左右两列气缸在同一水平面上, 即左右两列气缸中心线的夹角 γ= 180°,称为对置式。它的特点是高度小,总体布置方便,有利于风冷。这种气缸应 用较少。
7 @: G& \9 _- x. \' p

气缸直接镗在气缸体上叫做整体式气缸,整体式气缸强度和刚度都好,能承受较大 的载荷,这种气缸对材料要求高,成本高。如果将气缸制造成单独的圆筒形零件(即 气缸套),然后再装到气缸体内。这样,气缸套采用耐磨的优质材料制成,气缸体可 用价格较低的一般材料制造,从而降低了制造成本。同时,气缸套可以从气缸体中 取出,因而便于修理和更换,并可大大延长气缸体的使用寿命。气缸套有干式气缸 套和湿式气缸套两种。
9 @4 g5 @7 U' V; @7 R' t

干式气缸套的特点是气缸套装入气缸体后,其外壁不直接与冷却水接触,而和气缸 体的壁面直接接触,壁厚较薄,一般为 1~3mm。它具有整体式气缸体的优点,强度 和刚度都较好,但加工比较复杂,内、外表面都需要进行精加工,拆装不方便,散 热不良。
3 u; n, q; i9 n4 z- l

湿式气缸套的特点是气缸套装入气缸体后,其外壁直接与冷却水接触,气缸套仅在 上、下各有一圆环地带和气缸体接触,壁厚一般为 5~9mm。它散热良好,冷却均匀, 加工容易,通常只需要精加工内表面,而与水接触的外表面不需要加工,拆装方便, 但缺点是强度、刚度都不如干式气缸套好,而且容易产生漏水现象。应该采取一些 防漏措施。

二.曲轴箱

: d% }0 i0 j$ Z* o4 T2 }' v3 p& H

气缸体下部用来安装曲轴的部位称为曲轴箱,曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。上曲 轴箱与气缸体铸成一体,下曲轴箱用来贮存润滑油,并封闭上曲轴箱,故又称为油 底壳图(图 2-6)。油底壳受力很小,一般采用薄钢板冲压而成,其形状取决于发 动机的总体布置和机油的容量。油底壳内装有稳油挡板,以防止汽车颠动时油面波 动过大。油底壳底部还装有放油螺塞,通常放油螺塞上装有永久磁铁,以吸附润滑 油中的金属屑,减少发动机的磨损。在上下曲轴箱接合面之间装有衬垫,防止润滑 油泄漏。

三. 气缸盖
4 [1 \! k. f4 H( p2 A) @* z) [

6 C0 k0 R! ~- @4 x

气缸盖安装在气缸体的上面,从上部密封气缸并构成燃烧室。它经常与高温高压燃 气相接触,因此承受很大的热负荷和机械负荷。水冷发动机的气缸盖内部制有冷却 水套,缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通。利用循环水来冷却燃烧室等 高温部分。
* |/ f" L" v- H7 i+ _ 5 \ b+ Y) D$ g( U9 R

缸盖上还装有进、排气门座,气门导管孔,用于安装进、排气门,还有进气通道和 排气通道等。汽油机的气缸盖上加工有安装火花塞的孔,而柴油机的气缸盖上加工 有安装喷油器的孔。顶置凸轮轴式发动机的气缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔,用以 安装凸轮轴。
9 E. G9 j1 L9 p8 c1 }; O - F% w; q) b8 U

气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成,铝合金的导热性好,有利于提高压缩比, 所以近年来铝合金气缸盖被采用得越来越多。
! I( z/ v8 s 1 m# V

气缸盖是燃烧室的组成部分,燃烧室的形状对发动机的工作影响很大,由于汽油机 和柴油机的燃烧方式不同,其气缸盖上组成燃烧室的部分差别较大。汽油机的燃烧 室主要在气缸盖上,而柴油机的燃烧室主要在活塞顶部的凹坑。这里只介绍汽油机 的燃烧室,而柴油机的燃烧室放在柴油供给系里介绍。
5 ]8 z& A! Y; {* N' r+ i9 g

汽油机燃烧室常见的三种形式。
! W; d7 N I2 |( _+ F

9 L5 L1 [; }( G$ n2 K0 I, P

(1) 半球形燃烧室
c* c# }! {% m( N2 F$ Q

半球形燃烧室结构紧凑,火花塞布置在燃烧室中央,火焰行程短,故燃烧速率高, 散热少,热效率高。这种燃烧室结构上也允许气门双行排列,进气口直径较大,故 充气效率较高,虽然使配气机构变得较复杂,但有利于排气净化,在轿车发动机上 被广泛地应用。
& ^. y- Z6 `. i- N : ]3 R5 s' _/ J" F3 \( m

(2) 楔形燃烧室

' H. Q( [& u6 a% A5 e: X3 \

楔形燃烧室结构简单、紧凑,散热面积小,热损失也小,能保证混合气在压缩行程 中形成良好的涡流运动,有利于提高混合气的混合质量,进气阻力小,提高了充气 效率。气门排成一列,使配气机构简单,但火花塞置于楔形燃烧室高处,火焰传播 距离长些,切诺基轿车发动机采用这种形式的燃烧室。
4 i9 F- F! m# |6 | 1 x+ e6 n* @/ p* J' F- L5 ]. r

(3) 盆形燃烧室

盆形燃烧室,气缸盖工艺性好,制造成本低,但因气门直径易受限制,进、排气效 果要比半球形燃烧室差。捷达轿车发动机、奥迪轿车发动机采用盆形燃烧室。


相关文章:
汽车各部件工作原理(图解)
汽车各部位工作原理(图示) 汽车各部位工作原理(图示) 差速器具有三种功能: 差速器具有三种功能: 使发动机动力指向车轮 相当于车辆上的最终传动减速器, 在变速器撞击...
汽车各部位工作原理
什么是制动踏板 阅读更多>> 离合器 汽车离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳...工作原理 离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用, 或是用液体作为传...
汽车各部分部件的作用
汽车各主要部份的作用汽车一般由发动机、底盘、车身和电气设备等四个基本部分组成...汽车发动机的工作原理和... 5页 2下载券 汽车内部零件及其作用 暂无评价 20...
汽车发动机基本工作原理
马力电喷车都有什么传感器要详细都起什么作用 绝对...汽车发动机基本工作原理一、基本理论 汽油发动机将汽油...与同 功率的往复式发动机相比,转子发动机的零部件数...
汽车各个部件详解_图文
汽车各个部件详解_交通运输_工程科技_专业资料。返回...这种故障虽不会影响发动机的正常工作,但也应及时 ...在不平衡量的作用下,惯性与前倾角均产生驱动转向盘...
汽车发动机原理课后习题答案
汽车发动机原理课后习题答案_工学_高等教育_教育专区...作用是将燃料的化学能转化为热能,使工质的压力和...导致这部分 燃油雾化不良,燃烧不完全,碳烟增多,并...
汽车发动机原理课后答案
混合气浓度有什么关系? 答:发动机工作过程中,...而谷值压力由于出油阀减压容积中的作用接近零甚至...导致这部分燃油 雾化不良,燃烧不完全,碳烟增多,并易...
汽车各部位工作原理图解
汽车各部位工作原理:动画示范士子 差速器具有三种功能: 使发动机动力指向车轮 ...离合器中摩擦力的工作方式与制动器的原理摩 擦部分描述的缸体的工作方式一样,...
汽车各部位工作原理
差速器具有三种功能: ? 使发动机动力指向车轮 ? 相当于车辆上的最终传动减速器,...离合器中摩擦力的工作方式与制动器的原理摩擦部分描述的缸 体的工作方式一样,...
汽车发动机构造原理图解
汽车发动机构造原理图解 发动机是一种由许多机构和...是发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动零件。...因此,曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地...
更多相关标签: