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简单介绍汽车发动机的基本组成及其功能

文章来源:admin 更新时间:2021-08-06

  发动机是一个能量转换机构,它关系着汽车的动力性、经济性、环保性,它是汽车的心脏,汽车之所以能够行走全靠它。发动机将汽油或者天然气的热能,在密封气缸中点燃,通过产生的气体推动活塞做功,进而转变为机械能,这是发动机最基本的工作原理。发动机的所有结构都是为能量转换服务的,至今发动机已经伴随汽车有了100多年的历史。在这期间发动机的设计、制造、性能、控制等方面都有了很大的提高,但是它的基本原理还是一样的。本文简单介绍了

  发动机的设计者们不断将最新科技融入到发动机中,将发动机变成一个复杂的机电一体化产品,现在发动机的性能已经达到近乎完善的程度,世界各地的汽车制造商都将发动机的性能作为一个竞争亮点。现在的汽车发动机除了注重汽车动力的体现外,还更加注重能源消耗、尾气排放等与环保相关的方面,为的是使人们在悠闲享受汽车文化的同时也能保护环境、节约资源。

  由于发动机的工作原理相似,基本结构也就大同小异。汽油发动机通常是两大机构五大系统组成,柴油发动机通常是由两大机构四大系统组成(无点火系)。

  曲柄连杆机构实现热能转换的核心,也是发动机的装配基础。

  燃料系控制每循环投入气缸燃油的数量,以调节发动机的输出功率和转速。

  点火系适时地向汽油发动机提供电火花(柴油发动机无点火系)

  配气机构的作用是根据发动机的工作顺序和各缸工作循环的要求,及时地开启和关闭进、排气门,使可燃混合气(汽油发动机)或新鲜空气(柴油发动机)进入气缸,并将废气排入大气。

  四冲程发动机广泛采用气门凸轮式配气机构,它由气门组和气门传动组两部分组成。按其传动方式不同,可分为正时齿轮传动式和链条传动式两种;按凸轮轴的位置不同,可分为下置不同,可分为下置凸轮轴式、中置凸轮轴式和上置凸轮轴式。

  下置凸轮轴式配气机构,它的工作过程是:发动机工作时,曲轴通过一对互相啮合的正时齿轮带动凸轮轴旋转,当凸轮的凸尖上升到最高位置时气门开度最大。当凸轮的凸尖向下运动时,由于气门弹簧的弹力作用,气门及其传动机件恢复原位,将气道关闭。与下置凸轮轴式配气机构相比,中置和上置凸轮轴式配气机构因曲轴与凸轮轴距离较大,故多为正时链条或正时带传动。中置凸轮轴式省去了推杆;上置凸轮轴式省去了挺杆及推杆,

  气门组一般由气门、气门座、气门导管、气门油封、气门弹簧和气门锁片等组成。

  (1)气门气门分为进气门和排气门两种,其作用是分别用来关闭进、排气道。气门由头部和杆部组成,头部制成锥形,与气门座的锥面配合。头部锥角,一般为45。同一台发动机的进气门头部直径大于排气门头部直径,以提高发动机的充气量。气门杆部为圆柱形,与气门导管内孔配合,杆的端部制有环槽,用来安装气门弹簧座锁片。

  (2)气门座 气门座用来保证气门密封,并将气门头部的热量传给气缸盖。气门座一般用特种合金制成环状,紧密地镶在气缸盖上。

  (3)气门导管 气门导管用来引导气门作往复直线运动,保证气门与气门座闭合位置正确。为防止气缸盖上润滑油从气门与气门导管之间的间隙进入燃烧室,气门导管上端装有气门油封。

  (4)气门弹簧 气门弹簧是圆柱形螺旋弹簧,它可使气门迅速关闭,并使气门头部与气门座相互压紧,保证密封。

  气门传动组的作用是按照发动机的工作顺序,适时地开启和关闭气门,并保证气门有足够的开度。

  (1)凸轮轴凸轮轴用于控制气门开闭,并驱动汽油泵、机油泵和分电器等机件工作。凸轮轴上制有进气凸轮、排气凸轮、轴颈、驱动机油泵及分电器的齿轮、推动汽油泵摇臂的偏心轮等,进气和排气凸轮是凸轮轴的重要组成部分,它们在凸轮轴上的排列顺序由进、排气道的布置来决定。

  (2)正时齿轮及正时链条或正时带轮 曲轴与凸轮轴的传动通常是由正时齿轮、正时链条或正时传动带来完成的,如CA6102、BJ492Q型发动机为正时齿轮传动;北京切诺基汽车发动机为正时链条传动;上海桑塔纳汽车发动机为正时带传动。

  四冲程发动机曲轴旋转两周,凸轮轴应旋转应一周,使进、排气门各开、闭一次,并且气门开闭时机须与各缸工作循环的需要相适应。因此,无论是齿轮传动还是链条传动,都必须按照规定的记号装配,其记号一般为轮齿部位的凹坑。

  (3)气门挺杆 挺杆的作用是将凸轮的推力传给推杆或气门。挺杆的类型有菌型、筒形非液压式、筒形液压式等,筒形液压式等,筒形液压式挺杆无气门间隙,可以减少发动机的噪声,但精度要求严、成本高,多应用于高级轿车发动机。

  (4)气门推杆 其作用是将挺杆的推力传给摇臂,驱动气门开启。推杆的上、下端头经热处理并抛磨,以提高耐磨性;杆身有实心和空心两种。

  (5)摇臂及摇臂轴总成 其作用是改变推杆(下置凸轮轴式)、挺杆(中置凸轮轴式)或凸轮(上置凸轮轴式)的推力方向,使气门开启。摇臂轴总成固定在气缸盖上部,主要由摇臂、摇臂

  轴支座等组成,摇臂制成两臂不等长,这样使挺杆、推杆以较小的升程就能获得气门较大的开度。摇臂长臂一端与气门杆相对应,短臂一端装有调整螺钉及螺母,用来调整气门脚间隙。摇臂轴为空心轴,与摇臂轴支座、摇臂有贯通的润滑油道,以润滑配气机构部分的摩擦表面。

  曲柄两杆机构在做功行程时,将燃料燃烧以后产生的气体压力,经过活塞、连杆转变为曲轴旋转的转矩;然后,利用飞轮的惯性完成进气、压缩、排气3个辅助行程。曲柄连杆机构气缸曲轴箱组、活塞连杆组和曲轴飞轮组3部分组成。

  气缸体和曲轴箱通常铸成一体,统称为气缸体,它是发动机的外壳及装配基础,一般采用优质合金铸铁或铝合金制成,其结构形式有直列型、V型、对置型3种。直列六缸发动机的气缸体。该发动机为直列六缸水冷式汽油发动机。气缸体内呈圆柱形的空间称为气缸,气缸表面称为气缸壁。

  气缸是气体交换、燃烧的场所,也是活塞运动的轨道。为保证活塞与气缸的密封及减少磨损,气缸壁应具有有效较高的加工精度和较低的表面粗糙度。为了使气缸在工作时的热量得到散发,在气缸体、气缸套机体之间制有能够容纳冷却液的夹层空腔,称为水套。

  在气缸体的下部有7道主轴承座,用于安装曲轴飞轮组。气缸体的侧面设有挺杆室,用于安装气门传动机件。气缸体的上平面安装气缸盖,下平面安装机油盘,前端面安装正时齿轮盖,均加有衬垫并用螺栓紧固密封。气缸体的后端面安装飞轮壳。

  为了增强缸体的耐磨性,延长气缸体的使用寿命,气缸体内大都镶有气缸套。气缸套分为干式和湿示两种。干式气缸套不与冷却液接触,为防止缸套向下窜动,可在上(下)止口限位。湿式缸套外表面直接与冷却液接触,为防止漏冷却液,缸套下止口处装有1~3个橡胶密封圈。

  机油盘的作用是储存润滑油,故俗称油底壳。它一般采用薄壁钢板冲压而成,内部设有稳油挡板以防止润滑油过分激荡,底部设有放油塞以便更换润滑油。

  气缸垫俗称气缸床,安装在气缸盖与气缸体之间,其作用是密封气缸体与气缸盖的结合平面,以防止漏气、漏冷却液及漏油。气缸垫多采用石棉板材料制成,有些用石棉板两面包铜皮或铁皮制成,有些用中间钢片两面贴适合应性好的乳胶石棉板制成。燃烧室孔采用双层或单层金属包边,以防燃烧气体冲坏石棉层。

  气缸盖的主要作用是封闭气缸上部,并与活塞顶构成燃烧室。气缸盖上有燃烧室、水套、火花塞座孔(柴油发动机有喷油器安装孔)、进排气道、气门座、气门导管座孔等。上部装有摇臂轴总成,用气缸盖罩封闭,结合面间装有密封点垫。

  汽油发动机气缸盖一般是整体的,但也有例外,如EQ61001型发动机就是两个气缸盖。气缸直径较大的柴油发动机采用一缸一盖或二缸一盖,最多不超过三缸一盖,以防止气缸盖变形。

  组成:传统式由蓄电池、发电机、点火线圈、断电器、火花塞等组成。普通式和传统式点火系统类似,只是用电子元件取代了断电器。电子点火式全部是全电子点火系统,完全取消了机械装置,由电子系统控制点火时刻,包括蓄电池、发电机、点火线圈、火花塞和电子控制系统等。

  功能:在汽油机中,气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的,为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞,火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系。

  汽油发动机燃料系的作用是根据发动机不同工作情况的需要,将纯净的空气和汽油配制成适当比例的可燃混合气,送入各个气缸进行燃烧后所产生的废气排入大气中。

  化油器式燃料系的基本组成,它可分为汽油供给装置(包括汽油箱、汽油滤清器、汽油泵)、空气供给装置(包括空气滤清器、进气消声器、冷暖风转换机构等)、混合气形成装置(化油器)、进气和排气装置(包括进气支管、排气支管和消声器)。

  组成:水冷式由水套、水泵、散热器、风扇、节温器等组成。风冷式由风扇和散热片等组成。

  功能:冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去,保证发动机在最适宜的温度状态下工作。

  功能:润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油,以实现液体摩擦,减小摩擦阻力,减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。

  功能:要使发动机由静止状态过渡到工作状态,必须先用外力转动发动机的曲轴,使活塞作往复运动,气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功,推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转,工作循环才能自动进行。因此,曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程,称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置,称为发动机的起动系。

  汽车发动机的基本组成有哪些呢?以上就是小编对此的相关介绍,相信各位读者朋友对汽车发动机都有了更深的了解吧。汽车发动机还需要定期保养,比如使用适当质量等级的润滑油、定期更换机油及滤芯 、保持曲轴箱通风良好、定期清洗曲轴箱等等,这样才能增加发动机的使用寿命。

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