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[汽车知识] 汽车发动机全面介绍

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发表于 2010-5-24 13:01:55 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
发动机是汽车的心脏,想了解汽车,有必要先对发动机进行一个大概的认识。  
  首先来看看最常见的一个发动机参数———发动机排量。发动机排量是发动机各汽缸工作容积的总和,一般用升(L)表示。而汽缸工作容积则是指活塞从上止点到下止点所扫过的气体容积,又称为单缸排量,它取决于缸径和活塞行程。发动机排量是非常重要的发动机参数,它比缸径和缸数更能代表发动机的大小,发动机的许多指标都同排气量密切相关。一般来说,排量越大,发动机输出功率越大。
  了解了排量,我们再来看发动机的其他常见参数。很多初级车友都反映经常在汽车资料的发动机一栏中见到“L4”、“V6”、“V8”、“W12”等字样,想弄明白究竟是什么意思。这些都表示发动机汽缸的排列形式和缸数。汽车发动机常用缸数有3缸、4缸、6缸、8缸、10缸、12缸等。
  一般说来,排量1升以下的发动机常用3缸,例如0.8升的奥拓和福莱尔轿车。排量1升至2.5升一般为4缸发动机,常见的经济型轿车以及中档轿车发动机基本都是4缸。3升左右的发动机一般为6缸,比如排量3.0升的君威和新雅阁轿车。
  排量4升左右的发动机一般为8缸,比如排量4.7升的北京吉普的JEEP4700。排量5.5升以上的发动机一般用12缸发动机,例如排量6升的宝马760Li就采用V12发动机。在同等缸径下,通常缸数越多排量越大,功率也就越高;而在发动机排量相同的情况下,缸数越多,缸径越小,发动机转速就可以提高,从而获得较大的提升功率。
  以上是有关发动机缸数的知识,下面我们接着了解“汽缸排列形式”这个重要参数。一般5缸以下发动机的汽缸多采用直列方式排列,常见的多数中低档轿车都是L4发动机,即直列4缸。另外,也有少数6缸发动机采用直列方式排列。
  直列发动机的汽缸体成一字排开,缸体、缸盖和曲轴结构简单,制造成本低,低速扭矩特性好,燃料消耗少,尺寸紧凑,应用比较广泛,缺点则是功率较低。一般1升以下的汽油机多采用直列3缸,1至2.5升的汽油机多采用直列4缸,有的四轮驱动汽车采用直列6缸,因为其宽度小,可以在旁边布置增压器等设施,例如北京吉普的JEEP4000就采用直列6缸发动机。
  另据专业人士介绍,直列6缸发动机的动平衡较好,振动相对较小,所以也为一些中、高级轿车所采用。6到12缸的发动机一般采用V形排列,其中V10发动机主要装在赛车上。V形发动机长度和高度尺寸小,布置起来非常方便。一般认为V形发动机是比较高级的发动机,因而成为轿车级别的标志之一。
  V8发动机结构非常复杂,制造成本很高,所以使用的较少,V12发动机过大过重,只有极个别的高级轿车采用,比如上面提到的宝马760Li。而大众公司近来还新开发出了W型发动机,有W8和W12两种,即汽缸分四列错开角度布置,形体紧凑,大众的顶级轿车辉腾就有一款采用了排量6.0升的W12发动机。
  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
  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。
  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。
 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。
(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
(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。
  (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。
  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。
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。
   
      (1) 直列式
  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。
  (2) V型
  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。
  (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。
 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。
  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。
  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
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
  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。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。
  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。
  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。
汽油机燃烧室常见的三种形式。
  
(1) 半球形燃烧室
  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。
  (2) 楔形燃烧室
  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。
  (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。
 
四. 气缸垫
  气缸垫装在气缸盖和气缸体之间,其功用是保证气缸盖与气缸体接触面的密封,防止漏气,漏水和漏油。
  气缸垫的材料要有一定的弹性,能补偿结合面的不平度,以确保密封,同时要有好的耐热性和耐压性,在高温高压下不烧损、不变形。目前应用较多的是铜皮——棉结构的气缸垫,由于铜皮——棉气缸垫翻边处有三层铜皮,压紧时较之石棉不易变形。有的发动机还采用在石棉中心用编织的纲丝网或有孔钢板为骨架,两面用石棉及橡胶粘结剂压成的气缸垫。
  安装气缸垫时,首先要检查气缸垫的质量和完好程度,所有气缸垫上的孔要和气缸体上的孔对齐。其次要严格按照说明书上的要求上好气缸盖螺栓。拧紧气缸盖螺栓时,必须由中央对称地向四周扩展的顺序分2~3次进行,最后一次拧紧到规定的力矩。
发动机的基本结构

发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机,还是柴油机;无论是四行程发动机,还是二行程发动机;无论是单缸发动机,还是多缸发动机。要完成能量转换,实现工作循环,保证长时间连续正常工作,都必须具备以下一些机构和系统。汽油机由两大机构和五大系统组成,即由曲柄连杆机构,配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成;柴油机由以上两大机构和四大系统组成,即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成,柴油机是压燃的,不需要点火系。

曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中,活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动,通过连杆转换成曲轴的旋转运动,并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中,飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。


起动系统
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。

点火系统
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,点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。

冷却系统
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。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。

配气机构
配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程,定时开启和关闭进气门和排气门,使可燃混合气或空气进入气缸,并使废气从气缸内排出,实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构,一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。

燃料供给系统
汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求,配制出一定数量和浓度的混合气,供入气缸,并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去;柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸,在燃烧室内形成混合气并燃烧,最后将燃烧后的废气排出。


润滑系统
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。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。
F1赛车引擎全接触
在一级方程式三大原理中,引擎至关重要,常听人说,重火力的车队在高速跑道表现好。像麦拉伦、法拉利本田便是例子。那么一级方程式的引擎到底是怎样的哪?目前的一级方程式赛车都使用V型10气缸的布局。作为引擎的平衡来说,12气缸的引擎比10气缸的要好。但是因为12气缸的引擎过长,而且份量过重,所以各车队都回到了10缸引擎。我们知道一级方程式赛车要求引擎排气量在为3000cc以内,所以每缸的排气量约300cc。计算一下,一级方程式赛车引擎的每缸排气量比一般汽车中2000cc六缸引擎的每缸排气量要小,而重量和一般汽车中1600cc四缸引擎差不多都在120kg左右。看来一级方程式赛车的引擎也没什么了不起。注意:在一般汽车中最高级的跑车的引擎转速为8000转而一级方程式赛车引擎的转速在16000转。吃惊了吧!为什么,一级方程式赛车的引擎转速能达到如此高的转速呢?最大的理由在于采用了被称为“气动阀门”的阀门系统技术。该系统用在压缩机内被加压的空气代替金属的阀门弹簧,由此而实现高转速下不会发生阀门松动。一下就说一下引擎的具体问题:
1.引擎损坏:一级方程式赛车引擎的损坏大体上可以分为2种情况。第一,某一部分的材料受力超过了它所能够承受的界限。第二,某一部分的材料在长时间的磨损下,寿命到期。一般的汽车引擎和一级方程式引擎的基本构造原理相同。但是,它们的开发方向不同。一般汽车引擎设计时当然也会考虑到引擎的动力性能,但是前提是不易损坏。所以设计时请可能的将某一部分的材料受力减小,同时确保它们的使用寿命。一般的设计前提是10万公里、最高40公里的设计行驶距离。而一级方程式引擎设计的目的是获得比赛的胜利,在比赛的300公里内发挥出它的最高性能。所以,为了发挥它的最高性能,在设计时就很容易时它部分部分的材料超过它的受力极限。
同时,为了减轻它的重量,在很多地方使用的材料就要尽可能的薄,所以也很使用寿命也很短。如果,要比引擎的耐久性的话,一级方程式赛车引擎肯定比不上一般引擎。在性能、耐久性和安全性的极限追求引擎的动力的时候,还会产生一种情况。这就是引擎零部件的不平衡。所谓的不平衡就是指零部件在设计和生产时的误差在一般引擎设计的时候,会通过严格的检查。而即使进行了严格的检查也会有误差的存在。这种误差对于一级方程式引擎来说就是一个致命的缺陷,导致零部件的受力不平衡而使引擎损坏。还有一点,就是引擎的使用
方法不同。一级方程式引擎使用状态和一般引擎不同,几乎一直处于全开的状态,而一般汽车引擎处于这种状态的时间很短,这也是一级方程式引擎易损的原因。一级方程式大赛的竞争是极其激烈的。对于技术人员来说考虑的只有是高性能。一般汽车引擎的设计时,先考虑我要用多少马力的引擎再根据这个马力数考虑引擎的耐久性。而一级方程式引擎的设计时就不会考虑我要用多少马力的引擎,因为越高越好。如果,一个车队在比赛中获得胜利,那么失败的一方就会考虑失败的原因。原因只有两个,一是设计时过分考虑的耐力,使得动力性能下降,二是过分考虑了动力性能,使得引擎在比赛中损坏。获得胜利的引擎是在动力性能和耐久力之间找到了最佳平衡的引擎。最好的引擎就是在比赛结束的那一刹那,引擎也到了它的使用寿命。但是,谁也做不到这一点。技术人员最喜欢考虑的是减少某一部分的材料,来提高动力性能,所以一级方程式引擎容易损坏。
2.引擎缩缸:引擎会动的地方都有损坏的可能性。活塞、连杆、曲轴。因为最近开始使用自动阀门,所以电气系统的故障也频频发生。在传动的地方,金属与金属的摩擦部位、轴承、液压系统都会损坏。比赛时赛车后面冒白烟,一般是引擎的阀门和活塞的损坏。对这种引擎进行事后检查时,发现在专用管路里的油和水流进了引擎的燃烧室燃烧和蒸发,使得赛车冒白烟。如果发生了这种情况,引擎就已经寿终正寝了。如果在冒白烟之前,听到异常声响的话,还可能通过交换气缸盖来拯救。对于技术人员来说,他们喜欢能够在引擎损坏之后立即停下赛车的车手,因为在这个时候,还可以对引擎进行检查。不是觉得浪费引擎。而如果引擎完全损坏的话他们就很难对引擎进行正确的故障分析。
3.引擎的工作:第一项工作,是在一个赛季中不断开发新标准的引擎。一般,引擎供应商在生产赛车引擎的时候,都会大概计划好一年的改良计划。赛季中,根据比赛的实际情况,设想对某一部分做一点修改,比较极端的情况,就是在赛季中改变了整个引擎的设计思想。现在,一般在赛季中都会有三个版本的引擎投入使用。有人会问为什么不在一开始的时候,就设计好引擎呢?比赛用的引擎需要不断的改良,这也是引擎的命运之一比如说,引擎商要对引擎的曲轴进行修改,在设计和制作样品的阶段有可能要花费2个月的时间,在花费一个月的时间对新的零部件进行测试,检查它的使用性能和耐久性。之后,正式制造又要花费1个月的时间。因为,他们不可能只生产一个,需要生产几十个这样的东西。但是,如果对引擎的活塞进行改良的话,就不需要这么多的时间。所以,一级方程式引擎在物理条件下,是需要一定的改良周期进行改良和推出新版本引擎的。第二项工作在赛季中不停的生产引擎。一个大车队,他们在一个赛集中使用引擎的数量多达100台。现在,有实力的车队在比赛中对会装载全新的引擎。在一级方程式的世界里,为了追究最好的赛车引擎动力性能,就必须使用全新的零部件组装新引擎。如果,重复使用一些零部件的话,谁也不能保证引擎的耐久性。第三项工作,是在比赛时对引擎的性能进行检查。一般是通过对引擎进行数据统计和分析来实现性能检查的。技术检查一般是先对引擎的压缩冲程进行检查。然后是气缸盖和活塞,通过纤维镜检查引擎的气缸盖是否有损伤。最后是燃料的检查燃料成分分析是美孚石油和雷诺发明的手段。通过对比赛后的引擎内燃料进行成分分析来实现引擎材料有损部位的检查。级方程式赛车的引擎在780马力左右,而据说今年梅赛勒斯引拉利引擎的马力高达820。平均一升的排气量超过270马力。汽车要在道路上行驶必须先有动力,而动力的来源就是引擎。引擎性能的良否是决定汽车行驶性能的最大因素。目前汽车使用的引擎均属于内燃机。引擎的功能就是将燃料从化学能转成热能再转成机械能。而机械能也就是一般所谓的动力。引擎在将燃料转成动力的过程中会经过一定的工作程序,而且此一程序是周而复始连续不断的循环。
  
  常会见的车用引擎依种类、大小及用途…等等的不同而有许多的分类方式。
  
  一、依工作循环方式:
  
  1. 奥图循环(Otto cycle):使用在汽油引擎。
  2. 狄塞尔循环(Diesel cycle):使用在柴油引擎的。
  
  二、依使用燃料的种类:
  
  1. 汽油引擎:主要使用在汽车、航空器。
  2. 柴油引擎:主要使用在汽车、船、发电机。
  3. 重油引擎:主要使用在船、发电机。
  4. 瓦斯引擎:主要使用在汽车。
  
  三、依冷却方式分:
  
  1. 气冷式引擎
  2. 水冷式引擎
  
  四、依运作循环行程分:
  
  1. 二行程引擎:二个行程完成一个工作循环。
  2. 四行程引擎:四个行程完成一个工作循环。
  
  五、依活塞运动的不同分:
  
  1. 往复式活塞引擎(reciprocating engine)
  2. 回转式活塞引擎(rotary engine)
  
  六、依点火方式分:
  
  1. 压缩点火式引擎
  2. 火花点火式引擎
  
  七、依汽缸数量分:
  
  1. 单汽缸引擎
  2. 多汽缸引擎
  
  八、依汽缸排列方式分:
  
  1. 直列式引擎
  2. V型引擎
  3. 对卧式引擎
  
  现行汽车产品上所使用的引擎,主要为采用奥图循环、以汽油为燃料的往复式活塞四行程多汽缸自然进气引擎,依不同的排气量与工程需求,有直列四缸、V型六汽缸等形式。各种型式的引擎所采用的零件,以及在引擎外部的次系统零组件,都非常的相似。
解剖 汽车引擎(转)
一谈到汽车性能,最受注目的就是被比喻为心脏部份的引擎;除此之外,汽车大小以及排气量等等,也都与引擎息息相关,这是理所当然的,因为引擎是动力的主要来源。引擎的机械原理其实与一百年前没什麼两样,但其间累积了许多细节部份的技术演变,才得以达到今天的性能;尤其明显的是,引擎本身的轻量化更是解决了许多问题,性能的提高自是不在话下,在效率方面也是进步卓越。不过,技术的进步是永无止境的,相信今後人类将继续为提高性能而投下心血。
点火能量【Energy Output 】
除了跳火电压、火花时期外,一般用来评量点火能力的尚有「点火能量」[Energy Output],这是指火花时期能量的总和。通常来说要点燃静止且具理想混合比的油气所需的能量约为0.3mJ[mJ=千分之一焦耳],在过浓或过稀时可能超过3mJ,这个能量是点燃油气的最低需求,在真实情况中,特别是在高转速所需的能量将数倍於这个值,而一般车辆的点火系统约可提供40-50mJ的点火能量。
火花时期【Spark Duration 】
当火星塞产生跳火电压之後,由於电流负荷的产生,电压值会骤降,但仍在某一时间内维持持续的火花,提供混合气点燃的机会,此一时期称为「火花时期」[Spark Duration]。
跳火电压【Firing Voltage 】
由高压线圈产生的高压电送达火星塞之後,在火花产生之前由於有火星塞间隙存在,所以是一个非导体,但当电压到达某一个值时,火星塞的间隙会突然变成导体,而产生火花越过间隙,此一电压值就称为「跳火电压」[Firing Voltage]。
【DDC 】
所谓的DDC系统,DDC系统是结合了电子节气门,主动式方向盘(Active Steering)及变速箱电脑三大部分而成。当DDC启动时,除了电子节气门应答速度加快外,并增加油气浓度,此时主动式方向盘亦随著减少方向盘辅助力道,并调整方向盘可变齿轮比,以提升路感及方向盘回馈程度,配合变速箱换档时机大延幅度,进而提升车辆性能。目前BMW所有车系中仅有新5系列及645Ci配置此系统。
汽缸头【cylinder head 】
汽缸头是指汽缸上方像盖子的部份,包括了进排气系统、气阀系统、燃烧室、火星塞等。左右引擎性能的主要零件多集中於此。
汽缸体【cylinder block 】
属於引擎的主体部份。cylinder本身就是筒的意思,所有的引擎零件都组装在这上头,然後再装置於车身上,通常采用铸铁或铝合金制作。现在科技日新月异,轻量化也愈来愈进步,尤其最近的汽缸更是讲究精小化。
多气阀引擎
在一个汽缸上各有2个以上的进排气阀的引擎。因为引擎头的开口面积大,所以进排气效率高,气阀本身很轻动作良好,所以反应佳、马力高的引擎多采这种多气阀式,而且多半是2个进气阀加2个排气阀的比较多。4气阀以上的引擎则是每个汽缸有3个进气阀、2个排气阀的5气阀引擎。已进入量产化,超过这个以上的则有6气阀V6,更高级的还有本田的摩托车用,具有椭圆型活塞的8气阀。虽然气阀数愈多,进排气愈高,不过燃烧室形状复杂有时反而使燃烧效率变差,零件数量多加工困难,提高的性能不见得与高出的成本成比例。
气阀【valve 】
又称气门,通称控制液体或气体的出入口,而在汽车上最具代表性的就是控制进排气的气阀,这种气阀呈香菇状,底部为圆型,因为燃烧室间隙很小,所以无法大幅开闭;进气排气的效率就是取决於此。当然气阀直径愈大效果愈佳,不过必需受限於有限的空间,为此必须增加气阀数、以小直径加以排列,同时减小气阀重量、提高运动性能,扩大通路以提高进排气的效率。
DOHC/双凸轮轴引擎【double overhead camshaft 】
凸轴分为进气阀用与排气阀用的两根OHC,凸轮直接压著气阀,因此适用於高回转,虽然可以获得相当大的马力,不过驱动凸轮轴的机械构造非常复杂,几乎所有的高性能车都是采用这种方式。
OHC/顶上凸轮轴式引擎【overhead camshaft 】
也是将气阀置於顶上的一种,不过凸轮轴在汽缸头侧面,直接以摇杆压气阀,因此适於高回转。此外单凸轮轴的又称为SOHC(single OHC),以便与下项的DOHC(double OHC)区别。
OHV/顶上气阀式引擎【overhead valve 】
气阀置於顶上因而得名。在汽缸内凸轮轴处以推杆推上,再以摇杆压下。因为可动部份多,高回转时不容易保持正确,不过经过大幅改良以後,也有很多优良的引擎采OHV型。
增压进气引擎
并非自然的大气压力,而是加装帮浦吸入加压空气的方法。因为进气效率大幅提高,所以输出马力也不一样。Supper charger、Turbo charger等就是这种增压装置,可以提供比大气更高压的空气。
自然进气引擎【naturally aspirated engine 】
引擎在活塞下降时,形成负压使空气进入。起动时,当自动马达一回转就会开始这项作用,回转中也持续不断将空气吸入,至高回转时,因为进排气抗力增高,效率大概会减到70%左右,遇到高地或高温时,空气密度低也会影响性能;这类引擎简称NA引擎。
气冷式引擎
亦即空气冷却式,多用在铝合金制引擎,气冷式引擎表面积必须比较大。汽车因为有车身,所以必需强制以风扇送入空气,虽然大气本身温度低,可以冷却,不过空冷式除了空气之外,还必须利用润滑油的循环帮助冷却,目前只有保时捷等少部份的车使用这种冷却方式。
水冷式引擎
引擎在燃烧时放出高热,为了持续行驶,必需同时不断加以冷却,愈是高性能车款愈重视冷却工作。将水管通入引擎汽缸与汽缸头的内部,冷却水变热後又循环至水箱,使之保持在摄式100度以下。水冷式引擎除了效率比空冷式高以外,也可减少引擎的整体体积,因此一般汽车多采水冷式。
横置引擎
横向放置引擎多用在後置引擎後轮驱动车(RR)上,引擎横置时,可以减小车头长度,相对的加大室内空间,对於有限的空间而言,是比较理想的配置方法。
纵置引擎
顺著车子的前进方向,引擎呈纵向置放;此时也意味著曲轴同样是呈纵向。长久以来引擎都是以这种方式搭载,如此引擎室两侧尚有充裕的空间,整备性良好。
水平对卧汽缸
以曲轴为中心,汽缸分列於左右呈水平对向排列的配置。汽缸数为2、4、6、8、12等偶数。因为汽缸是平放的,所以四汽缸水平对向又称平四(flat four)、六汽缸则称为平六(flat six)。保时捷与速霸陆的引擎就是采用这种方式。
V型排列汽缸
假使汽缸数量多,使用V型排列可以让长度缩减。V2、V4较不常见,汽车上多使用V6、V8、V12,其配置比直列式汽缸复杂得多,在日本多用在高级车引擎上。
直列式汽缸
基於汽车搭戴空间的考量,汽缸的排列方式非常重要。直列式是指将多汽缸排成一列,日本车多采用这种型式。到四汽缸为止直列式没什麼问题,不过超过六汽缸以上,引擎就变得很长,很难收容於引擎盖下。跟V型排列比起来,直列式汽缸结构上比较简单,小型车还是以直列式为主流。
多汽缸
引擎汽缸数在两个以上,通常汽车都超过四汽缸。基本上,汽车已将2、3、4、5、6、8、12汽缸加以实用化;在车赛中也出现10汽缸的例子,亦称为复式气缸。
单汽缸
所谓汽缸是活塞上下运动时的筒状部份,单汽缸的就是只有一个汽缸的引擎,多用在50cc~250cc的机车引擎上,大排气量的汽车很少用单汽缸型引擎。
四行程引擎【four-cycle engine 】
引擎曲轴回转两次(往返活动四次),就完成一次的循环动作。每回转两次就燃烧一次,在结构上完成度最高,是目前汽车引擎的主流。
二行程引擎【two-cycle engine 】
引擎曲轴回转一次,活塞就往返活动两次,其间完成了进气、压缩、膨胀、排气的循环动作。每回转一次就爆发传达动力,对小型引擎来说比较有利,这类引擎多用在机车上。
行程数【cycle 】
行程即指周期,在引擎上是指『进气』、『压缩』、『膨胀』、『排气』循环回转的现象,而将这项活塞的上下运动以行程表示。本来二行程引擎全名为二冲程循环引擎,而四行程引擎则是四冲程循环引擎,现在多简称为二行程、四行程。
柴油引擎【diesel engine】
柴油引擎的燃料是使用比汽油更低级的轻油。它的基本原理是先『吸入』空气,然後再以比轻油更高的压力『喷射』出,使之自然『起火』爆发,进而燃烧。可分成直接喷射燃烧室,以及间接喷射燃烧室两种。因为压缩比高,所以震动比较大,燃烧噪音也比较高。因此,柴油引擎虽然用在卡车上没什麼关系,不过如果用在轿车的话,就必需想办法在这方面谋求改善。虽然柴油的油钱比较省,不过现在汽油引擎越来越便宜,所以柴油车轿车也就减少了许多。
转子引擎【rotary engine】
转子引擎是汽油引擎的一种,不过它不使用反覆动作的活塞,而是利用转子以偏心形在特殊的眉形燃烧室内回转的一种引擎,它同样是以『吸入』、『压缩』、『点火』的方法燃烧。转动式活塞引擎的概念是1927年一位当时年仅二十六岁的德国机械天才 Wankel 先生所发明的,而日本马自达汽车厂的前身『Toyo Kogyo』也在1970年左右加入了转子引擎的研发,目前全世界只有马自达将转子引擎量产成为汽车专用引擎。
汽油引擎【gasoline engine】

以石油制品当中,挥发性最高的汽油作为燃料的引擎,只能以汽油或很接近的液化瓦斯带动。其基本原理是:『吸入』空气及汽油的雾气,再将之『压缩』8至10倍,以电气火花点燃引爆後,燃烧形成能量,属於典型的内燃结构。汽车用的引擎基本上比较轻、马力比较大,而震动与噪音也比较小。
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沙发
发表于 2010-5-24 16:17:04 | 只看该作者
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