汽車發(fā)動機是為汽車提供動力的裝置,是汽車的心臟,決定著汽車的動力性、經濟性、穩(wěn)定性和環(huán)保性。根據動力來源不同,汽車發(fā)動機可分為柴油發(fā)動機、汽油發(fā)動機、電動汽車電動機以及混合動力等。 [1]
常見的汽油機和柴油機都屬于往復活塞式內燃機,是將燃料的化學能轉化為活塞運動的機械能并對外輸出動力。汽油機轉速高,質量小,噪音小,起動容易,制造成本低;柴油機壓縮比大,熱效率高,經濟性能和排放性能都比汽油機好。
活塞在曲軸的帶動下由上止點移至下止點。此時進氣門開啟,排氣門關閉,曲軸轉動180°。在活塞移動過程中,汽缸容積逐漸增大,汽缸內氣體壓力從pr逐漸降低到pa,氣缸內形成一定的真空度,空氣和汽油的混合氣通過進氣門被吸入汽缸,并在汽缸內進一步混合形成可燃混合氣。由于進氣系統(tǒng)存在阻力,進氣終點時,汽缸內氣體壓力小于大氣壓力p0 ,即pa= (0.80~0.90)p0。進入汽缸內的可燃混合氣的溫度,由于進氣管、汽缸壁、活塞頂、氣門和燃燒室壁等高溫零件的加熱以及與殘余廢氣的混合而升高到340~400K。
配氣機構
配氣機構的作用是根據發(fā)動機的工作順序和各缸工作循環(huán)的要求,及時地開啟和關閉進、排氣門,使可燃混合氣(汽油發(fā)動機)或新鮮空氣(柴油發(fā)動機)進入氣缸,并將廢氣排入大氣。 [3]
四沖程發(fā)動機廣泛采用氣門凸輪式配氣機構,它由氣門組和氣門傳動組兩部分組成。按其傳動方式不同,可分為正時齒輪傳動式和鏈條傳動式兩種;按凸輪軸的位置不同,可分為下置凸輪軸式、中置凸輪軸式和上置凸輪軸式。下置凸輪軸式配氣機構工作時,曲軸通過一對互相嚙合的正時齒輪帶動凸輪軸旋轉,當凸輪的凸尖上升到位置時氣門開度。當凸輪的凸尖向下運動時,由于氣門彈簧的彈力作用,氣門及其傳動機件恢復原位,將氣道關閉。與下置凸輪軸式配氣機構相比,中置和上置凸輪軸式配氣機構因曲軸與凸輪軸距離較大,故多為正時鏈條或正時帶傳動。中置凸輪軸式省去了推桿;上置凸輪軸式省去了挺桿及推桿。
點火系統(tǒng)
在汽油機中,氣缸內的可燃混合氣是靠電火花點燃的,為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞,火花塞頭部伸入燃燒室內。能夠按時在火花塞電極間產生電火花的全部設備稱為點火系。傳統(tǒng)點火系統(tǒng)由蓄電池、發(fā)電機、點火線圈,分電器、火花塞等組成。普通式和傳統(tǒng)式點火系統(tǒng)類似,只是用電子元件取代了分電器。電子點火式全部是全電子點火系統(tǒng),完全取消了機械裝置,由電子系統(tǒng)控制點火時刻,包括蓄電池、發(fā)電機、點火線圈、火花塞和電子控制系統(tǒng)等。