汽车发动机.doc
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1、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。按发动机汽缸排列方式划分,可分成直列、V型、水平对置发动机等。发动机排量等于各汽缸工作容积之和,增加缸数可以增加发动机排量,提高发动机输出功率,还可使发动机运转平稳,减少振动与噪声。一、 直列四缸发动机工作原理动画D:汽车知识直列四缸发动机工作原理动画.gif6缸以下的发动机汽缸多为单排直列方式,少数6缸发动机也有直列方式的。直列式发动机结构简单,价格便宜,缺点是发动机高度较高,长度较长。二、 V型六缸发动机工作原理动画V型六缸发动机工
2、作原理动画.gifV型发动机将所有汽缸分成两组,两组相邻汽缸成一定的夹角布置在一起,可以抵消一部分振动,从侧面看汽缸呈V字形,故称V型发动机。V型发动机运转比较平稳,振动与噪声较小,高度较低,长度较短,能为驾乘舱留出更大的空间,缺点是必须使用两个汽缸盖,结构相对复杂,价格也较贵。中高级轿车上普遍采用V6发动机。V型发动机的汽缸数一般为6、8、10、12、16。据说,有的汽车公司还有V5、V7、V11等非对称式V型发动机。三、 水平对置发动机工作原理动画水平对置发动机工作原理动画.gif水平对置发动机一般安装在整车的中心线上,活塞平均分布在曲轴两侧,在水平方向上左右运动,两侧活塞产生的力矩相互抵
3、消,大大降低车辆运行中的振动,减少噪音,发动机转速得到很大提升,油耗较低,并使发动机的整体高度降低、长度缩短、整车的重心降低,车辆行驶更加平稳,适合运动型轿车或跑车。缺点是润滑系统不太理想,技术要求很高,冷却系统也要求很严格,制造成本比V型发动机更高。发动机功率是指物体在单位时间内所做的功。功率越大转速越高,从理论上来说汽车的最高车速也越高。但具体到车型还要看发动机与变速箱是否匹配,出色的传动系统才能将发动机的功率发挥出来。厂家经常用最大功率描述汽车的动力性能,常用马力或千瓦来表示。如新上市的东风标致2061.6升发动机的最大功率为78kw/5750rpm,就是说发动机在5750转时,能输出最
4、大功率78千瓦,约合106马力。车辆的扭矩是发动机对外输出的力矩,即车辆克服阻力的能力,它反映了汽车在一定范围内的负载能力。在实际驾驶中,扭矩参数表现为车辆的加速能力与爬坡能力。在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系,转速越快扭矩越小,反之越大。比如,途安1.8T发动机的最大扭矩为210Nm/1700rpm,即发动机在1700转时能输出210牛顿米的最大扭矩。通俗地说,最大功率代表了汽车的最高时速,最大扭矩则体现了汽车的加速性能。对车主而言,日常驾驶中通常遇到的情况是高速公路、城市内道路几乎都有明确的限速。这种情况下,车辆的瞬间加速性能似乎更为重要。而且,一般的车主也习惯在发动机转速200
5、03500转之间行车。因此,实现低转速时的大扭矩,才能让车主感受到实实在在的“动力”,这也正是汽车厂家追求的目标。就经济性来说,中等车速,即时速为80km/h左右的时候发动机最为经济省油。 发动机功率是指物体在单位时间内所做的功。功率越大转速越高,从理论上来说汽车的最高车速也越高。但具体到车型还要看发动机与变速箱是否匹配,出色的传动系统才能将发动机的功率发挥出来。厂家经常用最大功率描述汽车的动力性能,常用马力或千瓦来表示。如新上市的东风标致2061.6升发动机的最大功率为78kw/5750rpm,就是说发动机在5750转时,能输出最大功率78千瓦,约合106马力。车辆的扭矩是发动机对外输出的力
6、矩,即车辆克服阻力的能力,它反映了汽车在一定范围内的负载能力。在实际驾驶中,扭矩参数表现为车辆的加速能力与爬坡能力。在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系,转速越快扭矩越小,反之越大。比如,途安1.8T发动机的最大扭矩为210Nm/1700rpm,即发动机在1700转时能输出210牛顿米的最大扭矩。通俗地说,最大功率代表了汽车的最高时速,最大扭矩则体现了汽车的加速性能。对车主而言,日常驾驶中通常遇到的情况是高速公路、城市内道路几乎都有明确的限速。这种情况下,车辆的瞬间加速性能似乎更为重要。而且,一般的车主也习惯在发动机转速20003500转之间行车。因此,实现低转速时的大扭矩,才能让车主感
7、受到实实在在的“动力”,这也正是汽车厂家追求的目标。就经济性来说,中等车速,即时速为80km/h左右的时候发动机最为经济省油。正因为这样,有的车尽管功率和扭矩都很大,但是只有当发动机达到很高转速时,换挡才能爆发出理想的功率和扭矩。尤其是那些配备高转速发动机的车,慢速驾驶时车主换挡反而会觉得发动机很“肉”。所以消费者在买车时要特别注意,不但要看最大扭矩数值,还要注意转速的高低,不然扭矩再大也是中看不中用。变速箱尽管很多人对于进口迈腾的种种市场策略并不买帐,但都不得不承认其最大的亮点DSG双离合器变速箱,在GOLF GTI上也同样配备了。大众对此项技术相当重视,简直成了其“独门杀手锏”,不管是哪一
8、家公司对这项技术有兴趣,大众都声称将不会出售。它没有变矩器,也没有离合器踏板,但它的反应非常灵敏,给驾驶者带来更好的驾驶乐趣,双离合器的应用,可以使变速箱同时有两个档位啮合,使换档操作过程更加快捷。车辆在加速过程中不会有动力中断的感觉,使车辆的加速更加强劲、平顺,装备有DSG变速箱的车辆,零到百公里加速时间比装备有传统手动变速箱车辆的还要短。 DSG变速箱的多片湿式双离合器是由位于变速箱顶部的电子液压控制系统来操控的。DSG变速箱也有手动和自动两种控制模式,除了排档杆可以控制外,车辆的方向盘上还配有手动控制的换档拨片,在行驶中,两种控制模式之间可以随时切换。选用手动模式时,如果不做升档操作,即
9、使将油门踩到底,DSG变速箱也不会自动升档。而且在手动控制模式下,也可以实现跳跃降档。 DSG工作原理图在一般的车辆上只有手动和自动两种变速箱,手动变速箱换档常常出现动力传动暂时中断的现象,而自动变速箱换档却又存在响应迟缓的缺点。DSG变速箱综合了传统手动变速箱和自动变速箱的各自优点,就像是两个变速箱合而为一,一个离合器控制单数档位齿轮,另外一个离合器控制双数档位齿轮。也就是说,当变速箱挂入一档时,二档齿轮就已经啮合,等到换档时机一到,第二离合器就与发动机输出轴接合而换入二档。在此同时,由第一离合器所控制的三档齿轮组也完成啮合等待换档指令。 DSG变速箱在换档过程中微小的液压功耗损失和极短的换
10、档时间使整个换档过程达到了高效率,从而降低了能量的损耗,自然就提高了加速性和车辆燃油经济性。从布局上看,这套变速器有一根输入轴,两根输出轴,下面那根输出轴输出5、6和倒档的动力,上面那根输出轴,输出1、3、4、2的动力,再通过后面那个齿轮汇总到差速器上。因此这台变速器虽然有6前速,但长度很短(相当于传统6速变速器的一半长度),所以可以用于前置前驱的车型上。从性能上看,这套变速器变速反应极快,加速敏锐,没有传动自动变速器急加速时的滞后感。配气机构:配气机构的功用是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求,定时开启和关闭各气缸的进、排气门,使新鲜充量得以及时进入气缸,废气得以及时从气缸
11、排出;在压缩与膨胀行程中,保证燃烧室的密封。新鲜充量对于汽油机而言是汽油和空气的棍合气,对于柴油机而言是纯空气。新鲜充量充满气缸的程度用充气效率表示。充气效率越高,表明进入气缸内的新鲜充量的质量越大,可燃混合气燃烧时可能放出的热量愈大,发动机发出的功率也愈大。配气机构可从不同角度来分类。按气门的布置分为气门顶置和气门侧置式;按凸轮轴的布置位置分为下置式、中置式和上置式;按曲轴和凸轮轴的传动方式分为齿轮传动式、链条传动式和齿带传动式;按每气缸气门数目分,有二气门式和四气门式等。配气机构的总布置配气机构的组成与工作情况各式配气机构中,按其功用都可分为气门组和气门传动组两大部分。气门组包括气门及与之
12、相关联的零件,其组成与配气机构的型式基本无关。气门传动组、是从正时齿轮开始至推动气门动作的所有零件,其组成视配气机构的形式而有所不同,它的功用是定时驱动气门使其开闭。1.气门顶置式配气机构 进气门和排气门都倒挂在气缸盖上,其组成如图31所示。气门组包括气门、气门导管、气门座、弹簧座、气门弹簧、锁片等零件;气门传动组一般由摇臂、摇臂轴、推杆、挺柱、凸轮轴和正时齿轮组成。气门顶置式配气机构的工作情况是:当气缸的工作循环需要将气门打开进行换气时,由曲轴通过传动机构驱动凸轮轴旋转,使凸轮轴上的凸轮凸起部分通过挺柱、推杆、调整螺钉推动摇臂摆转,摇臂的另一端便向下推开气门,同时使弹簧进一步压缩。当凸轮的凸
13、起部分的顶点转过挺柱以后,便逐渐减小了对挺柱的推力,气门在弹簧张力的作用下开度逐渐减小,直至最后关闭。压缩和做功行程中,气门在弹簧张力的作用下严密关闭。气门顶置式配气机构根据凸轮轴的位置有以下三种型式:(1)凸轮轴下置式配气机构(图32所示);凸轮轴装在曲轴箱内,直接由凸轮轴正时齿轮与曲轴正时齿轮相啮合,由曲轴带动。气门传动组包括上述全部零件,其应用最为广泛。(2)凸轮轴中置式配气机构(图33所示):凸轮轴位于气缸体的上部。为了减小气门传动机构的往复运动的质量,对于高转速的发动机,可将凸轮轴的位置移到气缸体的上部,由凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂而省去推杆。该形式的配气机构因曲轴与凸轮轴的中心线距
14、离较远,一般要在中间加入一个中间齿轮(惰轮)。(3)凸轮轴上置式配气机构(图34所示):凸轮轴布置在气缸盖上。凸轮轴直接通过摇臂来驱动气门,没有挺柱和推杆,使往复运动的质量大为减小,对凸轮轴和气门弹簧的要求也最低,因此它适用于高速强化发动机。桑塔纳轿车发动机上采用;的气门顶置凸轮轴上置式配气机构,与同类上置凸轮轴式配气机构相比有较大不同。它取消了凸轮支座和摇臂等零件,凸轮轴,直接装在由缸盖上平面和五个轴承孔合成的轴承孔内,参见图35。气门顶置式配气机构由于进、排气通道拐弯少、气流阻力较小,气体进出较通畅,使得进气较充分,同时气门的布置与燃烧室配含绪树紧凑,有利于混合气的形成和燃烧,所以动力性和
15、经济性较好。 目前国产汽车发动机都;采用气门顶置式配气机构,如CAl091型、东风EQl090E型、上海桑塔纳轿车等。四行程发动机每完成一个工作循环,曲轴旋转两圈,各缸的进、排气门各开启一次,即凸轮轴只转一圈,所以曲轴与凸轮轴的传动比为2:1。2.气门侧置式配气机构 进气门和排气、门都装置在气缸体的一侧。 汽车基础知识1、什么是ABS ABS是Anti-LockBrakeSystem的英文缩写,翻译过来可以叫做“刹车防抱死系统”。在没有ABS时,如果紧急刹车一般会使轮胎 抱死,由于抱死之后轮胎与地面是滑动摩擦,所以刹车的距离会变长。如果前轮锁死,车子失去侧向转向力,容易跑偏;如果后轮锁死,后轮
16、将失去侧向抓地力,就易发生甩尾。特别是在积雪路面,当紧急制动时,就更容易发生上述的情况。 ABS是通过控制刹车油压的收放,来达到对车轮抱死的控制。其工作过程实际上是抱死松开抱死松开的循环工作过程,使车辆始终处于临界抱死的间隙滚动状态。 但是在一些电影特技场景中,有的车子是不装ABS的,所以我们才能看到它们侧滑、甩尾等多种高难度的刺激场面。对于一些想追求驾驶刺激的高级赛车手,他们同样不喜欢给汽车装上ABS。终究一点,ABS不是给特级演员和高级赛车手设计的,而是针对一般驾驶者,以保证他们驾车的安全。 什么是 EBD ? 近几年,汽车的流行里又多了EBD。许多车型,如广本奥德赛、派力奥、西耶那等,都
17、在制动中说明是“ABS+EBD”。那么EBD是ABS功能的扩充,还是EBD比ABS更先进? EBD的英文全称是ElectricBrakeforceDis-tribution,中文直译就是“电子制动力分配”。汽车制动时,如果四只轮胎附着地面的条件不同,比如,左侧轮附着在湿滑路面,而右侧轮附着于干燥路面,四个轮子与地面的摩擦力不同,在制动时(四个轮子的制动力相同)就容易产生打滑、倾斜和侧翻等现象。 EBD的功能就是在汽车制动的瞬间,高速计算出四个轮胎由于附着不同而导致的摩擦力数值,然后调整制动装置,使其按照设定的程序在运动中高速调整,达到制动力与摩擦力(牵引力)的匹配,以保证车辆的平稳和安全。 当
18、紧急刹车车轮抱死的情况下,EBD在ABS动作之前就已经平衡了每一个轮的有效地面抓地力,可以防止出现甩尾和侧移,并缩短汽车制动距离。 EBD实际上是ABS的辅助功能,它可以改善提高ABS的功效。所以在安全指标上,汽车的性能又多了“ABS+EBD”。 什么是 ESP ESP是英文ElectronicStabilityProgram的缩写,中文译成“电子稳定程序”。这一组系统通常是支援ABS及ASR(驱动防滑系统,又称牵引力控制系统)的功能。它通过对从各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析,然后向ABS、ASR发出纠偏指令,来帮助车辆维持动态平衡。ESP可以使车辆在各种状况下保持最佳的稳定性,在转向
19、过度或转向不足的情形下效果更加明显。 ESP一般需要安装转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器等。ESP可以监控汽车行驶状态,并自动向一个或多个车轮施加制动力,以保持车子在正常的车道上运行,甚至在某些情况下可以进行每秒150次的制动。目前ESP有3种类型:能向4个车轮独立施加制动力的四通道或四轮系统;能对两个前轮独立施加制动力的双通道系统;能对两个前轮独立施加制动力和对后轮同时施加制动力的三通道系统。 ESP最重要的特点就是它的主动性,如果说ABS是被动地作出反应,那么ESP却可以做到防患于未然。 总之,不管是ABS、EBD还是ESP都是为了提高人们驾车的安全性。但这也并不意味着
20、,所有的车都有必要安装这些设备。如果你想追求赛车手那样的驾驶快感和刺激,那么可以肯定:你的需求不在这些安全装备的考虑范围之内。 2、要想学会修车,应该了解一些关于汽车的基本常识。让我们先从总体上把握汽车的构成吧。通常汽车由发动机、底盘、车身、电气设备四个部分组成。发动机:作用是使供入其中的燃料燃烧而发出动力。大多数汽车都采用往复活塞式内燃机,它一般是由缸体、曲柄连杆机构、配气机构、供给系、冷却系、润滑系、点火系(汽油发动机采用)、起动系等部分组成。 底盘:接受发动机的动力,使汽车产生运动,并保证汽车按照驾驶员的操纵正常行驶。 车身:驾驶员工作的场所,也是装载乘客和货物的场所。车身应为驾驶员提供
21、方便的操作条件,以及为乘客提供舒适安全的环境或保证货物完好无损。 电气设备:由电源组、发动机起动系和点火系、汽车照明和信号装置等组成。此外,在现代汽车上愈来愈多地装用各种电子设备:微处理机、中央计算机系统及各种人工智能装置等。3、现在很多人都知道了,涡轮增压简称TURBO,如果在轿车尾部看到TURBO或者T,即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机。其实涡轮增压主要是为了提高发动机进气量,从而提高发动机的功率和扭矩,让车子更有劲。一台发动机装上涡轮增压器后,其输出的最大功率与未装增压器的相比,可增加大约40,甚至更多。这意味着一台尺寸和重量相同的发动机经增压后可以产生较多的功率,或者说,一台小排
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