汽車發動機構成系統 發動機工作原理詳解

作爲一名合格的車主，不論是在開車還是做汽車保養，都離不開對於汽車發動機檢查、維修和保養。那麼在爲汽車發動機維修檢查之前，大家肯定要先了解一下關於汽車發動機構成系統，還有最重要是發動機工作原理詳解。一起去科普一下吧!

　　總的來說，目前發動機由兩大機構、五大系統組成

發動機總體構成

　　一、曲柄連桿機構

曲柄連桿機構是發動機實現工作循環，完成能量轉換的主要運動零件。它由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。

　　二、配氣機構

配氣機構的功用是根據發動機的工作順序和工作過程，定時開啓和關閉進氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進入氣缸，並使廢氣從氣缸內排出，實現換氣過程。進、排氣門的開閉由凸輪軸控制。凸輪軸由曲軸通過齒形帶或齒輪或鏈條驅動。進、排氣門和凸輪軸以及其他一些零件共同組成配氣機構

　　三、燃料供給系

汽油機燃料供給系的功用是根據發動機的要求，配製出一定數量和濃度的混合氣，供入氣缸，並將燃燒後的廢氣從氣缸內排出到大氣中去;

　　四、潤滑系

潤滑系的功用是向作相對運動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實現液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機件的磨損。並對零件表面進行清洗和冷卻。潤滑系通常由潤滑油道、機油泵、機油濾清器和一些閥門等組成。

　　五、冷卻系

冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發出去，保證發動機在最適宜的溫度狀態下工作。水冷發動機的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風扇、水箱、節溫器等組成。

發動機分類

　　發動機分類

　　一、按燃料分

可分爲柴油機、汽油機和天然氣機等

　　二、.按實現循環的行程數分

a)四衝程發動機:活塞移動四個行程或曲軸轉兩圈氣缸內完成一個工作循環

b)二衝程發動機:活塞移動兩個行程或曲軸轉一圈氣缸內完成一個工作循環

　　三、按冷卻方式分

a)水冷式發動機:以水爲冷卻介質

b)風冷式發動機:以空氣作爲冷卻介質(適合缺水地區使用，如沙漠國家)

　　四、按點火方式分

a)壓燃式發動機:利用氣缸內空氣被壓縮後產生的高溫，使燃油自燃。如柴油機。

b)點燃式發動機:利用火花塞發出的電火花強制點燃燃料，使燃料強行着火燃燒。如汽油機、煤氣機。

　　五、按可燃混合氣形成的方法分

a)外部形成混合氣的發動機:燃料和空氣在外先混合然後進入氣缸。如使用化油器的汽油機。

b)內部形成混合氣的內燃機:燃料在臨近壓縮終了時才噴入氣缸，在氣缸內與空氣混合。如柴油機。

　　六、按進氣方式分

a)自然吸氣式發動機:空氣靠活塞的抽吸作用進入氣缸內。

b)增壓式發動機:爲增大功率，在發動機上裝有增壓器，使進入氣缸的氣體預先經過壓氣機壓縮後再進入氣缸。

　　七、按氣缸數目分

a)單缸發動機

b)多缸發動機:按氣缸的排列型式又可分爲

i.直列立式發動機:所有氣缸中心線在同一垂直平面內。

ii.直列臥式發動機:所有氣缸中心線在同一水平平面內。

iii. V型發動機:氣缸中心線分別在兩個平面內，且兩平面相交呈V型。

iv.對置式發動機:V型夾角爲180°時又稱爲對置式。

v.其它:還有H型，X型、星型等，但在車輛上應用很少。

發動機的基本工作原理

　　發動機的基本工作原理

我們以單缸汽油發動機爲例，講解一下汽油機的工作原理。

氣缸內裝有活塞，活塞通過活塞銷、連桿與曲軸相連接。活塞在氣缸內做往復運動，通過連桿推動曲軸轉動。爲了吸入新鮮氣體和排出廢氣，設有進氣門和排氣門。

活塞頂離曲軸中心最遠處，即活塞最高位置，稱爲上止點。活塞頂部離曲軸中心最近處，即活塞最低位置，稱爲下止點。上、下止點間的距離稱爲活塞行程，曲軸與連桿下端的連接中心至曲軸中心的距離稱爲曲軸半徑。活塞每走一個行程相應於曲軸轉角180°。對於氣缸中心線通過曲軸中心線的發動機，活塞行程等於曲柄半徑的兩倍。

活塞從上止點到下止點所掃過的容積稱爲發動機的工作容積或發動機排量，用符號VL表示。

四衝程發動機的工作循環包括四個活塞行程，既進氣行程、壓縮行程、膨脹行程(作功行程)和排氣行程。

　　一、進氣行程

化油器式汽油機將空氣與燃料先在氣缸外部的化油器中進行混合，然後再吸入氣缸。進氣行程中，進氣門打開，排氣門關閉。隨着活塞從上止點向下止點移動，活塞上方的氣缸容積增大，從而氣缸內的壓力降低到大氣壓力以下，即在氣缸內造成真空吸力。這樣，可燃混合氣便經進氣管道和進氣門被吸入氣缸。

　　二、壓縮行程

爲使吸入氣缸內可燃混合氣能迅速燃燒，以產生較大的壓力，從而使發動機發出較大功率，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。在這個過程中，進、排氣門全部關閉，曲軸推動活塞由下止點向上止點移動一個行程稱爲壓縮行程。

壓縮終了時，活塞到達上止點，活塞上方形成很小空間，稱爲燃燒室。壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮後的最小容積之比稱爲壓縮比，以ε表示：

壓縮比愈大，在壓縮終了時混合氣的壓力和溫度便愈高，，燃燒速度也愈快，因而發動機發出的功率愈大，經濟性愈好。但壓縮比過大時，不僅不能進一步改善燃燒情況，反而會出現爆燃和表面點火等不正常燃燒現象。爆燃是由於氣體壓力和溫度過高，在燃燒室內離點燃中心較遠處的末端可燃混合氣自燃造成的一種不正常燃燒。爆燃時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，還會引起發動機過熱，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良後果。表面點火是由於燃燒室內熾熱表面與熾熱處(如排氣門頭，火花塞電極，積炭處)點燃混合氣產生的另一種不正常燃燒(也稱爲熾熱點火或早燃)。表面點火發生時，也伴有強烈的敲擊聲(較沉悶)，產生的高壓會使發動機件負荷增加，壽命降低。

　　三、作功行程

在這個行程中，進、排氣門仍舊關閉。當活塞接近上止點時，裝在氣缸蓋上的火花塞即發出電火花，點燃被壓縮的可燃混合氣。可燃混合氣被燃燒後，放出大量的熱能，因此，燃氣的壓力和溫度迅速增加，所能達到的最高壓力約爲3-5Mpa，相應的溫度則爲2200-2800K。高溫高壓的燃氣推動活塞從上止點向下止點運動，通過連桿使曲軸旋轉並輸出機械能，除了用於維持發動機本身繼續運轉而外，其餘即用於對外作功。

　　四、排氣行程

可燃混合氣燃燒後生成的廢氣，必須從氣缸中排除，以便進行下一個進氣行程。

當膨脹接近終了時，排氣門開啓，靠廢氣的壓力進行自由排氣，活塞到達下止點後再向上止點移動時，繼續將廢氣強制排到大氣中。活塞到上止點附近時，排氣行程結束。在排氣行程中氣缸內壓力稍高於大氣壓力，約爲0.105-0.115Mpa。排氣終了時，廢氣溫度約爲900-1200K。

由於燃燒室佔有一定容積，因此在排氣終了時，不可能將廢氣排盡，留下的這一部分廢氣稱爲殘餘廢氣。

綜上所述，四衝程汽油發動機經過進氣、壓縮、燃燒作功、排氣四個行程，完成一個工作循環。這期間活塞在上、下止點間往復移動了四個行程，相應地曲軸旋轉了兩週。

汽車發動機構成系統圖解還有發動機工作原理詳解，可以幫助每個車主更好的瞭解自己的汽車，更好的爲汽車發動機進行保養。