Question

汽车发动机的工作原理

Answer 1

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Answer 2

　　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，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。下面是我整理的汽车发动机的工作原理，希望对你有所帮助。

　　发动机是汽车的动力装置，性能优劣直接影响到汽车性能，发动机的类型很多，结构各异，以适应不同车型的需要。按发动机使用燃料划分，可分成汽油发动机和柴油发动机等类别。下面就给大家介绍下汽车发动机工作原理。

　　一、基本理论

　　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。

　　有两点需注意：

　　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。

　　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。

　　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。

　　二、燃烧是关键

　　汽车的发动机一般都采用4冲程。(马自达的转子发动机在此不讨论，汽车画报曾做过介绍)

　　4冲程分别是：进气、压缩、燃烧、排气。完成这4个过程，发动机完成一个周期(2圈)。

　　活塞，它由一个活塞杆和曲轴相联，过程如下：

　　1.活塞在顶部开始，进气阀打开，活塞往下运动，吸入油气混合气

　　2.活塞往顶部运动来压缩油气混合气，使得爆炸更有威力。

　　3.当活塞到达顶部时，火花塞放出火花来点燃油气混合气，爆炸使得活塞再次向下运动。

　　4.活塞到达底部，排气阀打开，活塞往上运动，尾气从汽缸由排气管排出。

　　注意：内燃机最终产生的运动是转动的，活塞的直线往复运动最终由曲轴转化为转动，这样才能驱动汽车轮胎。

　　三、汽缸数

　　发动机的核心部件是汽缸，活塞在汽缸内进行往复运动，上面所描述的是单汽缸的运动过程，而实际应用中的发动机都是有多个汽缸的(4缸、6缸、8缸比较常见)。我们通常通过汽缸的排列方式对发动机分类：直列(92to.COm)、V或水平对置(当然现在还有大众集团的W型，实际上是两个V组成)。

　　不同的排列方式使得发动机在顺滑性、制造费用和外型上有着各自的优点和缺点，配备在相应的汽车上。

　　四、排量

　　混合气的压缩和燃烧在燃烧室里进行，活塞往复运动，你可以看到燃烧室容积的变化，最大值和最小值的.差值就是排量，用升(L)或毫升(CC)来度量。汽车的排量一般在1.5L~4.0L之间。每缸排量0.5L，4缸的排量为2.0L，如果V型排列的6汽缸，那就是V6 3.0升。一般来说，排量表示发动机动力的大小。

　　所以增加汽缸数量或增加每个汽缸燃烧室的容积可以获得更多的动力。

　　五、发动机的其他部分

　　凸轮轴 控制进气阀和排气阀的开闭

　　火花塞 火花塞放出火花点燃油气混合气，使得爆炸发生。火花必须在适当的时候放出。

　　阀门 进气、出气阀分别在适当的时候打开来吸入油气混合气和排出尾气。在压缩和

　　燃烧时，这两个阀都是关闭的，来保证燃烧室的密封。

　　活塞环 在气缸壁和活塞中提出密封：

　　1.防止在压缩和燃烧时油气混合气和尾气泄漏进润滑油箱。

　　2.防止润滑油进入汽缸内燃烧。

　　大多“烧机油”的汽车就是因为发动机太旧：活塞环不再密封引起的(尾气管冒青烟)

　　活塞杆 连接活塞环和曲轴，使得活塞和曲轴维持各自的运动。

　　润滑油槽 包围着曲轴，里面有相当数量的油。

　　拓展知识：常见的汽车发动机术语

　　一、上止点

　　上止点是指活塞顶离曲轴箱回转中心最远处，即活塞最高位置。

　　二、下止点

　　下止点是指活塞顶离曲轴箱回转中心最近处，即活塞最低位置。

　　三、活塞行程S

　　活塞行程是指活塞由一个止点移动到另一个止点的运动过程，也叫冲程。行程的距离S也就是上、下止点间的距离。单位一般是mm。

　　四、曲轴半径R

　　曲轴半径是指与连杆大头相连接的曲柄销的中心线到曲轴回转中心线的距离。曲轴每转一周，活塞移动两个行程，所以S=2R。

　　五、气缸工作容积Vh

　　气缸工作容积是指活塞从一个止点运动到另一个止点所接触过的空间容积。

　　Vh=πD^2S/(4*10^6)

　　Vh-气缸工作容积，L;

　　D－气缸直径，单位mm；

　　S－活塞行程，单位mm。

　　六、发动机工作容积Vl

　　发动机工作容积是指发动机所有汽缸工作容积总和，我们一般称作为发动机排量。发动机缸数用i表示。则Vl=Vh*i

　　Vl单位为L。

　　七、燃烧室容积Vc

　　燃烧室容积是指活塞在上止点时，活塞顶上面的空间容积。一般用Vc表示，单位L。

　　八、气缸总容积Va

　　气缸总容积Va是指活塞在下止点时，活塞顶上面的空间容积。等于汽缸工作容积与燃烧室容积总和。

　　Va=Vh+Vc

　　单位为L。

　　九、压缩比ε

　　压缩比是指气缸总容积与燃烧室容积的比值。

　　即ε=Va/Vc=1+Vh/Vc

　　压缩比是用来衡量空气或混合气体被压缩的程度，影响发动机的热效率。一般汽油机在8~11，柴油机在16~22。

　　十、工作循环

　　发动机完成进气、压缩、做功和排气四个过程（行程），称为一个工作循环。