汽车发动机的工作原理介绍

2023-02-09 04:21:28    来源:互联网

发动机是汽车的心脏,为汽车的行走提供动力,知其然还要知其所以然,用了那么多年汽车,你知道汽车发动机的工作原理吗?下面是小编分享的汽车发动机的工作原理,一起来看看吧。

汽车发动机的工作原理

四冲程汽油机的汽车发动机工作原理:

(1) 进气行程。曲轴带动活塞从上止点向下止点运动,此时,进气门开启,排气门关闭。活塞移动过程中,气缸内容积逐渐增大,形成真空度,于是可燃混合气通过进气门被吸入气缸,直至活塞到达下止点,进气门关闭时结束。


(相关资料图)

由于进气系统存在进气阻力,进气终了时气缸内气体的压力低于大气压力,约为0.075MPa~0.09MPa。由于气缸壁、活塞等高温件及上一循环留下的高温残余废气的加热,气体温度升高到370K~440K。

(2) 压缩行程。进气行程结束时,活塞在曲轴的带动下,从下止点向上止点运动,气缸内容积逐渐减小。此时进、排气门均关闭,可燃混合气被压缩,至活塞到达上止点 时压缩结束。压缩过程中,气体压力和温度同时升高,并使混合气进一步均匀混合,压缩终了时,气缸内的压力约为0.6MPa~1.2MPa,温度约为 600K~800K。

(3) 作功行程。在压缩行程末,火花塞产生电火花点燃混合气,并迅速燃烧,使气体的温度、压力迅速升高,从而推动活塞从上止点向下止点运动,通过连杆使曲轴旋转作功,至活塞到达下止点时作功结束。

作功开始时气缸内气体压力、温度急剧上升,瞬间压力可达3MPa~5MPa,瞬时温度可达2200K~2800K。

(4) 排气行程。在作功行程接近终了时,排气门打开,进气门关闭,曲轴通过连杆推动活塞从下止点向上止点运动。废气在自身剩余压力和在活塞推动下,被排出气缸, 至活塞到达上止点时,排气门关闭,排气结束。因排气系统存在排气阻力,排气冲程终了时,气缸内压力略高于大气压力,约为 0.105MPa~0.115MPa,温度约为900K~1200K。

四冲程柴油机的汽车发动机工作原理:

由于使用燃料的性质不同,四冲程柴油机的可燃混合气的形成和着火方式与汽油机有很大区别。下面主要叙述柴油机与汽油机工作循环的不同之处。

(1)进气行程。进气行程中进入气缸的不是可燃混合气,而是纯空气。

(2)压缩行程。压缩行程中将进入气缸的纯空气压缩,由于柴油的压缩比大,约为15~22,压缩终了的温度和压力都比汽油机高,压力可达3MPa~5MPa,温度可达800K~1000K。

(3)作功行程。在压缩行程终了时,喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷入气缸内的高温高压空气中,被迅速汽化并与空气形成混合气。由于气缸内的温度高于 柴油的自燃温度(约500K左右),柴油混合气便立即自行着火燃烧,且此后一段时间内边喷油边燃烧,气缸内压力和温度急剧升高,推动活塞下行作功。

作功行程中,瞬时压力可达5MPa~10MPa,瞬时温度可达1800K~2200K。

(4)排气行程。此行程与汽油机基本相同。

由上述四行程汽油机和柴油机的工作循环可知,两种发动机工作循环的基本内容相似。四个行程中只有作功行程产生动力,其他三个行程是为作功行程做准备工作 的辅助行程,都要消耗一部分能量。发动机起动时的第一个循环,必须有外力将曲轴转动,以完成进气和压缩行程。当作功行程开始后,作功能量便通过曲轴储存在 飞轮内,以维持以后的循环得以继续进行。

冲程汽油发动机的工作原理

曲轴旋转一圈,活塞上下各一次,完成一个工作循环的发动机,称二冲程发动机。二冲程发动机的气缸上,设有进气孔、排气孔和换气(扫气)孔,这些孔通过活塞在气缸中上下运动时实现开与闭。

1、 辅助行程(吸气、压缩过程)

曲轴旋转,活塞从下止点向上止点运动,当活塞上行,把扫气孔和排气孔关闭时,使已从扫气孔进入气缸的新鲜可燃混合气被压缩;由于活塞的上行,使活塞的下 方的曲轴箱容积增大,产生真空吸力,把进气口的舌簧阀吸开,燃油与空气经化油器混合的可燃混合气被吸入曲轴箱,当活塞到上止点时,这一行程结束。

2、 作功行程(爆燃、排气、扫气)

当活塞上行,将要接近上止点时,火花塞产生电火花,把已被压缩的可燃混合气点燃,燃烧的气体 迅速膨胀,使气缸内的压力和温度急剧升高,在高压气体的推动下,迫使活塞从上止点向下止点运动,活塞通过连杆,将高压气体的推力传给曲轴使之旋转作功,使 热能转变成机械能;由于活塞的下行,使曲轴箱的容积减小,压力增高,进气口的舌簧阀被关闭,进入曲轴箱的可燃混合气被预压缩;活塞继续下行时,排气孔打 开,燃烧后的废气从排气孔排出;随着排气孔打开,扫气孔被打开,曲轴箱中被预压缩的可燃混合气经扫气孔进入气缸,并将废气进一步驱逐出气缸,这一过程称换 气过程。

作功行程结束时,一个工作循环便完成了。从上述过程中可知,在辅助行程中,活塞上方在压缩,活塞下方在进气;在作功行程中,活 塞上方在作功、排气和扫气,而活塞下方对进入曲轴箱的可燃混合气进行预压缩。只要曲轴连续旋转,工作循环便能连续不断地进行。汽车发动机工作原理常用以上 几种,但还有一种叫转子发动机,汽车发动机工作原理有点很大的不同。

发动机是汽车最为关键的部分,是决定车子性能的最重要的因素,犹如 人的心脏。大部分人都知道我们日常用的是活塞往复式发动机,又分为两冲程发动机和四冲程发动机(以下以四冲程发动机为例),但是还有一种不为大部分人所熟 知的发动机,那就是转子发动机,又叫汪克尔发动机。我们日常经常看到的为活塞往复运动形式的发动机,即活塞在汽缸内作往复的直线运动,通过曲轴把活塞的直 线运动转化为曲轴的旋转,而转子发动机没有这个转化过程,它是通过活塞在汽缸内的旋转来带动发动机主轴(即普通发动机的曲轴,因为不是弯曲的故不再叫曲 轴)旋转的,故两者汽车发动机工作原理有着很大的区别。

汽车发动机的保养方法

1.使用适当质量等级的润滑油

对汽油发动机应根据进排气系统的附加装置和使用条件选用SD—SF级汽油机油;柴油发动机则要根据机械负荷选用CB—CD级柴油机油,选用标准以不低于生产厂家规定要求为准。

2.定期更换机油及滤芯

任何质量等级的润滑油在使用过程中油质都会发生变化。到一定里程之后,性能恶化,会 给发动机带来种种问题。为了避免故障的发生,应结合使用条件定期换油,并使油量适中(一般以机油标尺上限为好)。机油从滤清器的细孔通过时把油中的固体颗 粒和粘稠物积存在滤清器中。如滤清器堵塞,机油不能通过滤芯时,会胀破滤芯或打开安全阀,从旁通阀通过,仍把脏物带回润滑部位,促使发动机磨损,内部的污 染加剧。

3.保持曲轴箱通风良好

现在大部分汽油机都装有PCV阀(曲轴箱强制通风装置)促使发动机换气,但窜气中的 污染物“会沉积在PCV阀的周围,可能使阀堵塞。如果PCV阀堵塞则污染气体逆向流人空气滤清器,污染滤芯,使过滤能力降低,吸入的混合气过脏,更加造成 曲轴箱的污染,导致燃料消耗增大,发动机磨损加大,甚至损坏发动机。因此,须定期保养PCV,清除PCV阀周围的污染物。

4.定期清洗曲轴箱

发动机在运转过程中,燃烧室内的高压未燃烧气体、酸、水份、硫和氮的氧化物经过活塞 环与缸壁之间的间隙进入曲轴箱中,与零件磨损产生的金属粉末混在一起,形成油泥。量少时在油中悬浮,量大时从油中析出,堵塞滤清器和油孔,造成发动机润滑 困难,引起磨损。此外,机油在高温时氧化会生成漆膜和积碳粘结在活塞上,使发动机油耗增大、功率下降,严重时使活塞环卡死而拉缸。因此,定期使用 BGl05(润滑系统高效快速清洗剂)清洗曲轴箱,保持发动机内部的清洁。

5.定期清洗燃油系统

燃油在通过油路供往燃烧室燃烧的过程中,不可避免地会形成胶质和积碳,在油道、化油 器、喷油嘴和燃烧室中沉积下来,干扰燃油流动,破坏正常空燃比,使燃油雾化不良,造成发动机喘抖、爆振、怠速不稳、加速不良等性能问题。使用 BG208(燃油系统强力高效清洗剂)清洗燃油系统,并定期使用BG202控制积碳的生成,能够始终使发动机保持最佳状态。

6.定期保养水箱

发动机水箱生锈、结垢是最常见的问题。锈迹和水垢会限制冷却液在冷却系统中的流动, 降低散热作用,导致发动机过热,甚至造成发动机损坏。冷却液氧化还会形成酸性物质,腐蚀水箱的金属部件,造成水箱破损、渗漏。定期使用BG540(水箱强 力高效清洗剂)清洗水箱,除去其中的锈迹和水垢,不但能保证发动机正常工作,而且延长水箱和发动机的整体寿命。

汽车发动机出现怠速的解决方法

怠速过高

1、检查发动机真空管是否漏气,如果确定是漏气就要更换真空管。

2、检查仪表版的发动机故障灯有否闪亮,如发现发动机故障就要立即到4S店进行电脑检测,看看哪个部件出现问题导致怠速不稳,包括传感器故障、发动机燃烧故障、气门位置传感器故障等。

3、检查节气门是否很脏。节气门里和怠速马达里是否有积碳。节气门脏污,会导致节气门关闭不严或怠速步进电动机卡滞,均能造成发动机怠速过高。

怠速不稳

首先应调整怠速,如怠速调整后故障仍不能消除,则应检查怠速量孔与怠速空气量孔是否堵塞,如量孔堵塞,可用汽油或丙酮清洗并用压缩空气吹通。

如量孔未堵塞,应将发动机转速稳定在一定的转速下,察听进气歧管或化油器中、下部衬垫处是否漏气,如出现漏气现象,可用紧固螺钉或加、减垫片的方法来排除。

怠速熄火

怠速熄火时,要先根据实际情况对怠速进行调整。调整后,如故障消失,即为怠速螺钉调整不当。调整后故障不能消失,可将节气门开大些,维持发动机运转,用棉纱或纸条等检查化油器、进气管衬垫处是否漏气;如不漏气,可拆下怠速量孔进行检查,并同时吹通怠速油道,然后装复试验。

如故障消失,说明怠速量孔及怠速油道堵塞。对于装有怠速截止阀的化油器,还应检查截止电磁线圈电路是否正常。如果是因线圈电路不正常造成怠速节油量孔堵死时,应对截止电磁阀进行修理。

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