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汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的基本工作原理
日常生活中，我們或多或少都會(huì)接觸過汽車，下面是小編收集整理的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的基本工作原理，歡迎閱讀。
我們以單缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為例，講解一下汽油機(jī)的工作原理。
氣缸內(nèi)裝有活塞，活塞通過活塞銷、連桿與曲軸相連接。活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過連桿推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。為了吸入新鮮氣體和排出廢氣，設(shè)有進(jìn)氣門和排氣門。
活塞頂離曲軸中心最遠(yuǎn)處，即活塞最高位置，稱為上止點(diǎn)。活塞頂部離曲軸中心最近處，即活塞最低位置，稱為下止點(diǎn)。上、下止點(diǎn)間的距離稱為活塞行程，曲軸與連桿下端的連接中心至曲軸中心的距離稱為曲軸半徑。活塞每走一個(gè)行程相應(yīng)于曲軸轉(zhuǎn)角180°。對(duì)于氣缸中心線通過曲軸中心線的發(fā)動(dòng)機(jī)，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)所掃過的容積稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的工作容積或發(fā)動(dòng)機(jī)排量，用符號(hào)VL表示。
沖程發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)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)氣門打開，排氣門關(guān)閉。隨著活塞從上止點(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(nèi)的壓力降低到大氣壓力以下，即在氣缸內(nèi)造成真空吸力。這樣，可燃混合氣便經(jīng)進(jìn)氣管道和進(jìn)氣門被吸入氣缸。
壓縮行程
為使吸入氣缸內(nèi)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(jī)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，即需要有壓縮過程。在這個(gè)過程中，進(jìn)、排氣門全部關(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)行程稱為壓縮行程。
壓縮終了時(shí)，活塞到達(dá)上止點(diǎn)，活塞上方形成很小空間，稱為燃燒室。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(jī)發(fā)出的功率愈大，經(jīng)濟(jì)性愈好。但壓縮比過大時(shí)，不僅不能進(jìn)一步改善燃燒情況，反而會(huì)出現(xiàn)爆燃和表面點(diǎn)火等不正常燃燒現(xiàn)象。爆燃是由于氣體壓力和溫度過高，在燃燒室內(nèi)離點(diǎn)燃中心較遠(yuǎn)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(jī)過熱，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(nèi)熾熱表面與熾熱處（如排氣門頭，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（也稱為熾熱點(diǎn)火或早燃）。表面點(diǎn)火發(fā)生時(shí)，也伴有強(qiáng)烈的敲擊聲（較沉悶），產(chǎn)生的高壓會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)件負(fù)荷增加，壽命降低。
作功行程
在這個(gè)行程中，進(jìn)、排氣門仍舊關(guān)閉。當(dāng)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。可燃混合氣被燃燒后，放出大量的熱能，因此，燃?xì)獾膲毫蜏囟妊杆僭黾樱苓_(dá)到的最高壓力約為3—5Mpa，相應(yīng)的溫度則為2200—2800K。高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)并輸出機(jī)械能，除了用于維持發(fā)動(dòng)機(jī)本身繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)而外，其余即用于對(duì)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(dāng)膨脹接近終了時(shí)，排氣門開啟，靠廢氣的壓力進(jìn)行自由排氣，活塞到達(dá)下止點(diǎn)后再向上止點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，繼續(xù)將廢氣強(qiáng)制排到大氣中。活塞到上止點(diǎn)附近時(shí)，排氣行程結(jié)束。在排氣行程中氣缸內(nèi)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為殘余廢氣。
綜上所述，四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過進(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(fù)移動(dòng)了四個(gè)行程，相應(yīng)地曲軸旋轉(zhuǎn)了兩周。
拓展閱讀：
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng)的誤區(qū)
發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng)十大誤區(qū)一、不按期保養(yǎng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)
通常人們總是喜歡在改裝上投入很多錢，但卻容易忽視按期給發(fā)動(dòng)機(jī)做保養(yǎng)。據(jù)有經(jīng)驗(yàn)的汽修師傅說，在他們所經(jīng)手維修的汽車中，車輛因發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng)不良造成的故障占總故障的50%。可見發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng)對(duì)延長(zhǎng)車輛使用壽命能起到至關(guān)重要的作用。當(dāng)然也會(huì)給你減少不必要的損失，要不怎么會(huì)有“以養(yǎng)代修”這個(gè)說法。
提醒：不僅僅是在常規(guī)的保養(yǎng)期限內(nèi)要進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的養(yǎng)護(hù)，在駕駛經(jīng)過一些特別潮濕或者粉塵特別大的地區(qū)時(shí)，都要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)部件做一些檢查保養(yǎng)。
發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng)十大誤區(qū)二、盲目拆掉發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)溫器
如果因發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高而盲目拆除節(jié)溫器，冷卻液只能進(jìn)行大循環(huán)，不能調(diào)節(jié)冷卻強(qiáng)度，難以保證發(fā)動(dòng)機(jī)在較適宜的溫度下工作，反而使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于低溫狀態(tài)下工作，造成發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，磨損加快，油耗增加。如果發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)溫器發(fā)生故障檢修或更換之后，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度還高，就應(yīng)檢修冷卻系統(tǒng)的其他部位，不能拆除節(jié)溫器。
發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng)十大誤區(qū)三、發(fā)動(dòng)機(jī)用怠速升溫
用怠速升溫時(shí)，由于轉(zhuǎn)速較低，機(jī)油泵不能較快地將潤(rùn)滑油壓入各潤(rùn)滑表面，油壓也低，使發(fā)動(dòng)機(jī)各運(yùn)動(dòng)機(jī)件在干摩擦或半干摩擦狀態(tài)下工作;燃油因低溫霧化不良，使未燃燒的燃油竄入曲軸箱，沖刷掉缸壁上的油膜，也會(huì)加速機(jī)件的磨損。所以，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)數(shù)秒后，應(yīng)用快怠速升溫，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑條件。
發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng)十大誤區(qū)四、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度怕高不怕低
有些人認(rèn)為行車時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度怕高不怕低。其實(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低時(shí)危害性也很大。應(yīng)根據(jù)汽車使用說明書規(guī)定的正常溫度行車，才能保證發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。
發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng)十大誤區(qū)五、用噴燈烘烤油底
冬季用噴燈烘烤油底，不但會(huì)使機(jī)油中的添加劑發(fā)生化學(xué)變化，失去原有的性能，而且還會(huì)使機(jī)油膠結(jié)、油底變形，容易引起火災(zāi)。最好的做法是根據(jù)當(dāng)?shù)囟镜淖畹蜌鉁剡x用相適應(yīng)的機(jī)油。在有條件的地方，最好把車輛停放在有保溫設(shè)施的車庫(kù)內(nèi)。較先進(jìn)的清除方法是超聲波清除法和噴核清除法，但用得最多、最簡(jiǎn)單的方法是物理清除法和化學(xué)清除法。這兩種方法也可兼用。
發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng)十大誤區(qū)六、水泵風(fēng)扇皮帶越緊越好
皮帶越緊并非越好。皮帶過緊不僅會(huì)使其拉長(zhǎng)或斷裂，縮短皮帶的使用壽命，而且還會(huì)因拉力過大，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)軸、水泵軸變形彎曲和軸承的早期損壞。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇皮帶的松緊度應(yīng)符合技術(shù)要求，一般正常皮帶裝配時(shí)撓曲度為10-15mm為宜。
發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng)十大誤區(qū)七、汽車機(jī)油變質(zhì)及機(jī)油濾芯不暢
不同等級(jí)的潤(rùn)滑油在使用過程中油質(zhì)都會(huì)發(fā)生變化。車輛行駛一定里程(參配、圖片、詢價(jià))之后，性能就會(huì)惡化，可能會(huì)給發(fā)動(dòng)機(jī)帶來種種問題。為了避免這些故障的發(fā)生，應(yīng)該結(jié)合使用條件定期給汽車換油，并使油量適中，一般以機(jī)油標(biāo)尺上下限之間為好。
機(jī)油從機(jī)油濾芯的細(xì)孔通過時(shí)，把油中的固體顆粒和黏稠物積存在濾清器中。如濾清器堵塞，機(jī)油則不能順暢通過濾芯，會(huì)脹破濾芯或打開安全閥，從旁通閥通過，仍把臟物帶回潤(rùn)滑部位，促使發(fā)動(dòng)機(jī)磨損加快，內(nèi)部的污染加劇。因此機(jī)油濾芯的定期更換同樣重要。
提醒：機(jī)油不要加少了，但也不要加多了，不是越貴的名牌合成機(jī)油就越好，適合你的愛車的機(jī)油才是最好的。
發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng)十大誤區(qū)八、空氣濾芯堵塞
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)主要由空氣濾芯和進(jìn)氣管道兩部分組成。根據(jù)不同的使用情況，要定期清潔空氣濾芯，可使用的方法有高壓空氣由里向外吹，把濾芯中的灰塵吹出。由于空氣濾芯為紙質(zhì)，所以吹的時(shí)候要注意空氣的壓力不能過大，以免損壞濾芯。空氣濾芯一般在清洗3次后就應(yīng)更換新的，清洗周期可以由日常駕駛區(qū)域的空氣質(zhì)量而定。
提醒：購(gòu)買質(zhì)量好的廠家原裝提供的正廠件空氣濾芯也很重要。
發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng)十大誤區(qū)九、進(jìn)氣管道過臟
如果車輛經(jīng)常行駛于灰塵較多、空氣質(zhì)量較差的路況區(qū)域，就應(yīng)該注意清洗進(jìn)氣管道，保證進(jìn)氣的暢通。進(jìn)氣管道對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作非常重要，如果進(jìn)氣管道過臟，會(huì)導(dǎo)致效率下降，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)不能在正常的輸出功率范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，加劇發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損和老化。
提醒：盡量少走灰塵多的區(qū)域，同時(shí)，空調(diào)格也要注意更換。
發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng)十大誤區(qū)十、曲軸箱油泥過多
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，燃燒室內(nèi)的高壓未燃燒氣體、酸、水分、硫和氮的氧化物經(jīng)過活塞環(huán)與缸壁之間的間隙進(jìn)入了曲軸箱中，使其與零件磨損產(chǎn)生的金屬粉末混在一起，形成油泥。少量的油泥可在油中懸浮，當(dāng)量大時(shí)從油中析出，堵塞濾清器和油孔，造成發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑困難，從而加劇發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損。此外，機(jī)油在高溫時(shí)氧化會(huì)生成漆膜和積炭粘結(jié)在活塞上，使發(fā)動(dòng)機(jī)油耗增大、功率下降，嚴(yán)重時(shí)使活塞環(huán)卡死而拉缸。
提醒：要減少油泥產(chǎn)生，使用高質(zhì)量的燃油是十分有必要的，所以建議車主加油時(shí)盡可能到正牌的加油站。此外，使用質(zhì)量過關(guān)的潤(rùn)滑油以及按照廠商規(guī)定的保養(yǎng)周期對(duì)潤(rùn)滑油以及機(jī)油濾清器進(jìn)行更換也是很關(guān)鍵的。另外，請(qǐng)經(jīng)常檢查自己愛車的機(jī)油油位，不足時(shí)應(yīng)盡快補(bǔ)充。
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng)步驟
(1)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，傾聽發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速、中速和高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有無雜音異響。
(2)檢查風(fēng)扇皮帶的松緊緊度，并進(jìn)行調(diào)整。
(3)檢查、清洗化油器、汽油泵、汽油濾清器、空氣濾清器(視需要更換機(jī)油)。
(4)檢查氣缸蓋，進(jìn)、排氣歧管及消聲器的連接緊固情況，檢查并緊固發(fā)動(dòng)機(jī)固定螺栓、螺母及飛輪殼螺栓。
(5)清潔機(jī)油粗、細(xì)濾清器及濾芯，放出濾清器中的沉淀物，檢查機(jī)油的多少和質(zhì)量，檢查潤(rùn)滑系(接頭)有無漏油現(xiàn)象，緊固油底殼螺栓。
(6)檢查空氣壓縮機(jī)的固定情況及管道有無漏油、漏氣，排除貯氣筒內(nèi)的油水及污物。
(7)檢查散熱器、水泵固定情況及水管有無滲漏、百葉窗的效能及水泵軸加潤(rùn)滑脂的情況
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)有哪些工作原理
一、燃燒是關(guān)鍵
汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)一般都采用4沖程，分別是：進(jìn)氣、壓縮、燃燒、排氣。完成這4個(gè)過程，發(fā)動(dòng)機(jī)完成一個(gè)周期。
活塞，它由一個(gè)活塞桿和曲軸相聯(lián)，過程如下：
1.活塞在頂部開始，進(jìn)氣閥打開，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，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。
二、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)。我們通常通過汽缸的排列方式對(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。
三、排量
混合氣的壓縮和燃燒在燃燒室里進(jìn)行，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，你可以看到燃燒室容積的變化，最大值和最小值的差值就是排量，用升(L)或毫升(CC)來度量。汽車的排量一般在1.5L~4.0L之間。每缸排量0.5L，4缸的排量為2.0L，如果V型排列的6汽缸，那就是V6 3.0升。一般來說，排量表示發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的大小。
所以增加汽缸數(shù)量或增加每個(gè)汽缸燃燒室的容積可以獲得更多的動(dòng)力。
四、發(fā)動(dòng)機(jī)的其他部分
凸輪軸
控制進(jìn)氣閥和排氣閥的開閉
火花塞
火花塞放出火花點(diǎn)燃油氣混合氣，使得爆炸發(fā)生。火花必須在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候放出。
閥門
進(jìn)氣、出氣閥分別在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候打開來吸入油氣混合氣和排出尾氣。在壓縮和
燃燒時(shí)，這兩個(gè)閥都是關(guān)閉的，來保證燃燒室的密封。
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