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汽車發(fā)動(dòng)機(jī)理論

各位專家們已經(jīng)知道:發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性:發(fā)動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下的發(fā)出的有效功率和該轉(zhuǎn)速下能夠發(fā)出的最大有效功率的比值。由圖可知:1.節(jié)氣門全開時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)都處于全負(fù)荷狀態(tài)。 2.節(jié)氣門不全開時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)是部分有效功率。則，1.發(fā)動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下有不同的功率。2.發(fā)動(dòng)機(jī)在同一功率下有不同的轉(zhuǎn)速。則，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于2000轉(zhuǎn)時(shí)，節(jié)氣門可能全開嗎???即使能開，這個(gè)工作狀態(tài)能持續(xù)多久???這個(gè)負(fù)荷特性的意義體現(xiàn)在哪???發(fā)動(dòng)機(jī)不是在節(jié)氣門全開時(shí)，才能達(dá)到最大功率嗎??而這個(gè)最大功率是在最大轉(zhuǎn)速的情況下。從冷機(jī)到百米加速過(guò)度時(shí)間應(yīng)該就是幾秒。。。。到最大轉(zhuǎn)速。。。。。這個(gè)短短的時(shí)間放在一個(gè)穩(wěn)定的工況下合理性體現(xiàn)在哪里?????發(fā)動(dòng)機(jī)在各個(gè)工況下噴油量由什么控制?及修正噴油量。并解釋為什么??1.啟動(dòng)。2.暖機(jī)。3.怠速。4.普通加速。5.急加速。6.全負(fù)荷。: 問(wèn) 提問(wèn)者：網(wǎng)友 | 2017-10-12

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您是否曾經(jīng)打開過(guò)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)罩并且很奇怪里面都是些什么東西? 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)看上去就像一大堆亂七八糟的金屬、管路和導(dǎo)線的混合體。戴姆勒克萊斯勒供圖2003吉普大切諾基的發(fā)動(dòng)機(jī)出于好奇，您可能想知道大概是怎么回事。或者，您可能想買一輛新車，您聽(tīng)說(shuō)過(guò)“3.0升V-6”、“雙頂置凸輪軸”和“經(jīng)過(guò)調(diào)校的進(jìn)氣燃油噴射”這些東西。它們是什么意思呢?在本文中，我們將討論有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)的基本概念，并詳細(xì)了解發(fā)動(dòng)機(jī)的所有組成部分、可能出問(wèn)題的地方以及如何提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的目的在于將汽油轉(zhuǎn)換為運(yùn)動(dòng)，以便汽車能夠開動(dòng)。目前將汽油變成運(yùn)動(dòng)的最簡(jiǎn)單方法是在發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒汽油。因此，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是一種“內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)”--燃燒發(fā)生在內(nèi)部。需要注意兩件事情:?有多種不同的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是一種，燃?xì)廨啓C(jī)是另外一種。參見(jiàn)有關(guān)HEMI發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)和二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的文章。每種發(fā)動(dòng)機(jī)都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。?還有一種外燃發(fā)動(dòng)機(jī)。老式火車和蒸汽輪船中的蒸汽機(jī)是外燃發(fā)動(dòng)機(jī)。在蒸汽機(jī)中，燃料(煤、木柴、石油等)在發(fā)動(dòng)機(jī)外部燃燒并產(chǎn)生蒸汽，由蒸汽在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部形成運(yùn)動(dòng)。內(nèi)燃機(jī)的效率比外燃機(jī)高出許多(每公里消耗的燃料更少)，而且內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)比同等功率的外燃發(fā)動(dòng)機(jī)要小巧很多。福特和通用這些公司之所以不使用蒸汽機(jī)，原因也在于此。典型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造當(dāng)前幾乎所有汽車都使用往復(fù)式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)檫@種發(fā)動(dòng)機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn):?相對(duì)高效(與外燃發(fā)動(dòng)機(jī)相比)?相對(duì)廉價(jià)(與燃?xì)廨啓C(jī)相比)?相對(duì)來(lái)說(shuō)易于加注燃料(與電動(dòng)汽車相比)這些優(yōu)點(diǎn)使得其成為驅(qū)動(dòng)汽車的首選技術(shù)。為了了解往復(fù)式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理，對(duì)“內(nèi)部燃燒”的工作方式有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)十分有幫助。加農(nóng)炮是一個(gè)很好的例子。您可能在電影里看到過(guò)它們，士兵們向炮中填入火藥和炮彈，然后點(diǎn)著它。這就是我們說(shuō)的內(nèi)部燃燒，但是很難想象發(fā)動(dòng)機(jī)是如何完成這些過(guò)程的。下面是一個(gè)更為形象的例子: 假如有一大段塑料的下水道管子，它的直徑為8厘米，長(zhǎng)度為90厘米，然后在它的一端安上一個(gè)蓋子。接著，在管子中噴灑了一點(diǎn)WD-40，或者放了幾滴汽油。然后，在管子里塞進(jìn)一個(gè)土豆。就像這樣:不建議您這樣做!但是假如您這樣做了，我們現(xiàn)在擁有的這個(gè)裝置通常稱作土豆加農(nóng)炮。如果您在其中打出一個(gè)火花，那么就可以點(diǎn)著燃料。有意思的是--而且我們討論這樣一個(gè)裝置的目的就在于--土豆加農(nóng)炮可以將土豆發(fā)射出大約150米遠(yuǎn)! 幾滴汽油就可以產(chǎn)生如此巨大的能量。內(nèi)部燃燒土豆加農(nóng)炮的基本原理與所有往復(fù)式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)完全一致: 如果將一點(diǎn)兒高能燃料(例如汽油)放在一個(gè)小的密閉空間中并點(diǎn)燃它，它將以氣體膨脹的形式釋放出巨大能量。可以使用這些能量將土豆拋出150米遠(yuǎn)。在這個(gè)例子中，能量被轉(zhuǎn)換為土豆的運(yùn)動(dòng)。也可以使用這些能量完成更有意思的工作。例如，如果可以建立一個(gè)循環(huán)，使得在每分鐘內(nèi)可以進(jìn)行數(shù)百次爆炸，然后將能量用于有意義的事情，現(xiàn)在您已經(jīng)接觸到了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的核心秘密!目前幾乎所有汽車都使用四沖程燃燒循環(huán)來(lái)將汽油轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)。四沖程方式又稱作“奧托循環(huán)”，以此紀(jì)念1867年發(fā)明它的尼克勞斯?奧托 (Nikolaus Otto)。這四個(gè)沖程如圖1所示。它們分別是:?進(jìn)氣沖程?壓縮沖程?燃燒沖程?排氣沖程循環(huán)過(guò)程在圖中，可以看到稱作“活塞”的裝置，它取代了土豆加農(nóng)炮中的土豆。活塞通過(guò)連桿連接到曲軸。當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，它的作用相當(dāng)于“讓加農(nóng)炮復(fù)位”。在發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)過(guò)程中會(huì)發(fā)生如下事情:典型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造1. 活塞開始時(shí)位于頂部，排氣門打開，然后活塞向下運(yùn)動(dòng)，在發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸中充滿空氣和汽油的混合物。這便是吸氣沖程。此時(shí)，只需要在空氣中混合最少量的汽油即可。 (圖中部分1)2. 然后，活塞向上返回以壓縮燃油/空氣混合物。壓縮過(guò)程使得爆炸更具威力。 (圖中部分2)3. 當(dāng)活塞到達(dá)其沖程的頂部時(shí)，火花塞發(fā)出一個(gè)火花，點(diǎn)燃汽油。氣缸中的汽油爆炸，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)。 (圖中部分3)4. 在活塞到達(dá)其沖程的底部后，排氣門開啟，廢氣被排出氣缸并進(jìn)入排氣尾管。 (圖中部分4)現(xiàn)在，發(fā)動(dòng)機(jī)準(zhǔn)備進(jìn)行下一次循環(huán)，再次吸入空氣和汽油。注意，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的運(yùn)動(dòng)是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而土豆加農(nóng)炮產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)是線性運(yùn)動(dòng)(直線)。在發(fā)動(dòng)機(jī)中，活塞的線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)非常好，因?yàn)槲覀冋么蛩阃ㄟ^(guò)它讓車輪轉(zhuǎn)起來(lái)。下面，讓我們看看相互配合工作以實(shí)現(xiàn)這一切的所有部件。發(fā)動(dòng)機(jī)的核心是氣缸和在氣缸內(nèi)部上下運(yùn)動(dòng)的活塞。上面介紹的發(fā)動(dòng)機(jī)只有一個(gè)氣缸。大多數(shù)割草機(jī)屬于這種情況，但是大多數(shù)汽車都有多個(gè)氣缸(通常有四個(gè)、六個(gè)或八個(gè)氣缸)。在多缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，氣缸的排列方式通常有三種: 直列式、V型或臥式(也叫水平對(duì)置式)，如下圖所示圖2. 直列式--氣缸按直線排成一排。圖3. V型--氣缸按一定角度排成兩排。圖4. 臥式--氣缸在發(fā)動(dòng)機(jī)的相對(duì)兩側(cè)排成兩排。各種配置方式在平滑性、制造成本和外形特征方面均各有利弊。這些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)使它們分別適合某些特定車輛的要求。排量燃燒室是發(fā)生壓縮和燃燒過(guò)程的區(qū)域。隨著活塞上下運(yùn)動(dòng)，可以看到燃燒室的容積也隨之發(fā)生改變。存在最大容積和最小容積。最大容積和最小容積之間的差值稱為排量，其單位為升或CC(立方厘米，1000立方厘米=1升)。以下是一些例子:?鏈鋸發(fā)動(dòng)機(jī)的排量可能為0.04升。?摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的排量可能為0.5或0.75升。?跑車發(fā)動(dòng)機(jī)的排量可能為5升。大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的排量在1.5-4.0升之間。如果是四氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)并且每個(gè)氣缸的排量為0.5升，則整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)為“2.0升發(fā)動(dòng)機(jī)”。如果每個(gè)氣缸的排量為0.5升，6個(gè)氣缸以V型配置，則為“3.0升V-6”發(fā)動(dòng)機(jī)。通常，可通過(guò)排量大致了解發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。排量為0.5升的氣缸可以容納兩倍于排量為0.25升的氣缸的燃油、空氣混合物，因此前者的功率是后者的兩倍(如果其他條件相同)。所以，2.0升發(fā)動(dòng)機(jī)的功率大致等于4.0升發(fā)動(dòng)機(jī)的一半。可以通過(guò)增加氣缸數(shù)量或者增大所有氣缸的燃燒室(或者同時(shí)增加二者)來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的排量。其他發(fā)動(dòng)機(jī)部件內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)火花塞火花塞可提供火花來(lái)點(diǎn)燃空氣/燃油混合物以使其燃燒。必須在正確的時(shí)刻打出火花才能正常工作。氣門進(jìn)氣門和排氣門在正確的時(shí)間開啟，輸入空氣和燃油并排出廢氣。請(qǐng)注意，兩種氣門在壓縮和燃燒期間都處于閉合狀態(tài)以密閉燃燒室?；钊钊且粋€(gè)金屬圓柱形部件，可以在氣缸內(nèi)部上下運(yùn)動(dòng)。活塞環(huán)活塞環(huán)在活塞外緣和氣缸內(nèi)徑之間起到滑動(dòng)密封作用。活塞環(huán)有兩個(gè)目的:?在壓縮和燃燒期間，防止燃燒室中的燃油/空氣混合物和廢氣泄露到油槽中。?防止油槽中的油液泄露到燃燒區(qū)域并在該處燃燒和流失。大多數(shù)“燒油”汽車必須每隔1600公里便添加1升左右的油，其中的原因就是發(fā)動(dòng)機(jī)老化，而且活塞環(huán)不再能夠起到正確的密封作用。連桿連桿將活塞連接到曲軸。它的兩端都可以旋轉(zhuǎn)，以便在活塞運(yùn)動(dòng)和曲軸旋轉(zhuǎn)的同時(shí)改變角度。曲軸曲軸將活塞的上下運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閳A周運(yùn)動(dòng)，就如同一打開盒子就跳出一個(gè)小人的玩具盒上的曲柄一樣。油槽油槽圍繞在曲軸周圍。它包含一定量的機(jī)油，這些機(jī)油集中在底部(油盤)。下面我們來(lái)看看發(fā)動(dòng)機(jī)可能會(huì)出現(xiàn)的一些問(wèn)題。發(fā)動(dòng)機(jī)常見(jiàn)問(wèn)題某天早晨您想外出，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)了幾下但是沒(méi)有啟動(dòng)，是什么地方出問(wèn)題了? 現(xiàn)在您已經(jīng)知道發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理了，應(yīng)該能夠了解是哪些原因?qū)е掳l(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。可能有以下三種原因: 燃油混合得不好、缺乏壓縮或者不能打火。除此之外，還有許多可能導(dǎo)致問(wèn)題的其他原因，但是上面的三個(gè)原因是主要因素。以我們正在討論的簡(jiǎn)單發(fā)動(dòng)機(jī)為例，下面簡(jiǎn)要討論了這些問(wèn)題對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響:燃油混合得不好:可能會(huì)由于以下原因而導(dǎo)致燃油混合得不好:?缺少燃油，因此發(fā)動(dòng)機(jī)只得到空氣但是得不到燃油。?進(jìn)氣不暢，因此只有燃油但是沒(méi)有足夠的空氣。?燃油系統(tǒng)供應(yīng)的燃油可能太多或太少，因此導(dǎo)致無(wú)法正確燃燒。?燃油中可能有雜質(zhì)(例如油箱中有水)，導(dǎo)致燃油無(wú)法燃燒。缺少壓縮:如果進(jìn)入的空氣和燃油不能被正確壓縮，則燃燒過(guò)程將不盡如人意。可能會(huì)因以下原因?qū)е氯狈嚎s: ?活塞環(huán)磨損(使得空氣/燃油混合物在壓縮過(guò)程中漏出活塞)。?進(jìn)氣門或排氣門沒(méi)有正確密封，使得在壓縮過(guò)程中發(fā)生泄露。?氣缸上出現(xiàn)了孔洞。氣缸上最常見(jiàn)的“孔洞”出現(xiàn)在氣缸頂部(用于安裝氣門和火花塞，又稱作“氣缸蓋”)與氣缸本身相連的部位。通常，氣缸和氣缸蓋螺栓之間有一個(gè)薄墊，以確保密封效果。如果該墊片破損，便會(huì)在氣缸和氣缸蓋之間出現(xiàn)許多小孔洞并導(dǎo)致泄露。不能打火:不能產(chǎn)生火花或火花很弱，原因主要包括:?如果火花塞或者導(dǎo)線發(fā)生磨損，則火花會(huì)很微弱。?如果導(dǎo)線斷開或缺失，或者用于打火的系統(tǒng)不能正常工作，則不會(huì)產(chǎn)生火花。?如果火花在循環(huán)中出現(xiàn)的太早或太晚(例如，如果點(diǎn)火正時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài))，那么燃油將不會(huì)在正確的時(shí)間點(diǎn)燃，并會(huì)由此導(dǎo)致各種問(wèn)題。還可能是其他方面出了問(wèn)題。例如: ?如果蓄電池沒(méi)有電，則無(wú)法啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。?如果允許曲軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承已磨壞，那么曲軸將無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。?如果氣門不能在正確的時(shí)間打開或關(guān)閉(或者根本無(wú)法打開和關(guān)閉)，那么空氣將無(wú)法進(jìn)入，廢氣也無(wú)法排出，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。?如果有人在您的排氣尾管中塞了一個(gè)土豆，那么廢氣將無(wú)法排出氣缸，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。?如果機(jī)油已經(jīng)用完，活塞將不能在氣缸中自由上下運(yùn)動(dòng)，從而卡住發(fā)動(dòng)機(jī)。在正常運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)中，所有上述因素都在允許的范圍內(nèi)。正如您所看到的，發(fā)動(dòng)機(jī)需要大量系統(tǒng)的幫助才能完成將燃油轉(zhuǎn)換為運(yùn)動(dòng)的工作。大多數(shù)子系統(tǒng)都可通過(guò)不同的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，使用的技術(shù)越先進(jìn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能也就越出色。在下面的部分中，我們將介紹現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的各種子系統(tǒng)。多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)可以通過(guò)不同的技術(shù)加以改進(jìn)，更好的技術(shù)能提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。下面我們將從氣門機(jī)構(gòu)開始看一看現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的各種子系統(tǒng)。氣門機(jī)構(gòu)由氣門以及開合氣門的機(jī)構(gòu)組成。開合系統(tǒng)稱作凸輪軸。凸輪軸上有凸輪，可以向上和向下移動(dòng)氣門。圖5. 凸輪軸大多數(shù)現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)都有稱為頂置凸輪軸的機(jī)構(gòu)。也就是說(shuō)，凸輪軸位于氣門上方(如圖5 所示)。凸輪軸上的凸輪直接控制氣門，或者通過(guò)一個(gè)很短的連桿控制氣門。老式的發(fā)動(dòng)機(jī)使用的凸輪軸位于曲軸附近的油槽中。使用橫桿將下方的凸輪連接到位于氣門上方的氣門挺桿。這種方法使用的運(yùn)動(dòng)零件較多，并且會(huì)導(dǎo)致凸輪激活氣門的動(dòng)作大大滯后于氣門的后續(xù)運(yùn)動(dòng)。使用正時(shí)皮帶或正時(shí)鏈條將曲軸與凸輪軸聯(lián)系在一起，以便氣門與活塞保持同步。凸輪軸的連接方式使得它的轉(zhuǎn)動(dòng)速度是曲軸的一半。許多高性能發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)氣缸有四個(gè)氣門(兩個(gè)進(jìn)氣門，兩個(gè)排氣門)，這種布置方式需要為每組氣缸提供兩個(gè)凸輪軸，因此稱作“雙頂置凸輪軸”。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)凸輪軸工作原理。點(diǎn)火和冷卻系統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)(圖6)可產(chǎn)生高壓電荷并通過(guò)點(diǎn)火線將其輸送到火花塞。電荷首先流向分配器，可以很容易地在大多數(shù)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋下找到該分配器。分配器的中央有一根輸入電流的導(dǎo)線，有四、六或八根輸出電流的導(dǎo)線(取決于氣缸數(shù)量)。這些點(diǎn)火線可將電荷輸送到每個(gè)火花塞。發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)設(shè)置，可使一個(gè)時(shí)間只有一個(gè)氣缸會(huì)從分配器獲得點(diǎn)火火花。這樣可以獲得最大的平滑性。圖6. 點(diǎn)火系統(tǒng)有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)汽車點(diǎn)火系統(tǒng)工作原理。在下面一部分，我們將看一下您的汽車是如何啟動(dòng)、冷卻和流通空氣的。發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻、進(jìn)氣和啟動(dòng)系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)大多數(shù)汽車中的冷卻系統(tǒng)由散熱器和水泵組成。水在氣缸周圍的通道中循環(huán)，然后流過(guò)散熱器以使之得到冷卻。在少數(shù)車輛(最著名的是大眾的甲殼蟲車型)以及大多數(shù)摩托車和割草機(jī)中，發(fā)動(dòng)機(jī)使用的是空氣冷卻(可以通過(guò)安裝在每個(gè)氣缸外部用于散發(fā)熱量的散熱片來(lái)識(shí)別出氣冷發(fā)動(dòng)機(jī))。氣冷方式讓發(fā)動(dòng)機(jī)更輕但是更熱，通常會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命和整體性能。冷卻系統(tǒng)示意圖顯示了所有管路的連接方式。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)工作原理。進(jìn)氣和起動(dòng)系統(tǒng)大多數(shù)汽車都使用自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是說(shuō)氣流通過(guò)空氣濾清器直接進(jìn)入氣缸。高性能發(fā)動(dòng)機(jī)可以渦輪增壓，也可以機(jī)械增壓，也就是說(shuō)空氣在進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)前首先經(jīng)過(guò)壓縮(以便能夠向每個(gè)氣缸壓入更多空氣/燃油混合物)以提高性能。加壓量被稱作“助力”。渦輪增壓器使用連接到排氣管的一個(gè)小渦輪來(lái)推動(dòng)進(jìn)氣流中的壓縮渦輪發(fā)生旋轉(zhuǎn)。機(jī)械增壓器直接連接到發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)使壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)。Garrett供圖有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)渦輪增壓器工作原理?？梢蕴岣吣陌l(fā)動(dòng)機(jī)的性能當(dāng)然很好，但當(dāng)您旋動(dòng)鑰匙啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)究竟發(fā)生了什么呢?啟動(dòng)系統(tǒng)由電子起動(dòng)機(jī)電機(jī)和起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)線圈組成。在轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)火鑰匙時(shí)，起動(dòng)機(jī)電機(jī)讓發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)幾次，以便能夠開始燃燒過(guò)程。它使用一個(gè)強(qiáng)勁的電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)冷的發(fā)動(dòng)機(jī)。起動(dòng)機(jī)電機(jī)必須克服:?由活塞環(huán)導(dǎo)致的所有內(nèi)部摩擦?任何氣缸在壓縮沖程中產(chǎn)生的壓縮壓力?使用凸輪軸開合氣門所需的能量?所有直接連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的其他東西，例如水泵、機(jī)油泵、交流發(fā)電機(jī)等。由于需要如此之多的能量并且汽車使用的是12V電氣系統(tǒng)，因此必須向起動(dòng)機(jī)電機(jī)輸送數(shù)百安的電流。起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)線圈實(shí)際上是一個(gè)可以處理大電流的大電氣開關(guān)。在轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)火鑰匙時(shí)，它會(huì)激活電磁開關(guān)線圈，為電機(jī)供電。下面，我們來(lái)看一下發(fā)動(dòng)機(jī)中控制進(jìn)(油和燃料)和出(廢氣和其他排出物)的子系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑、燃料、排氣和電氣系統(tǒng)潤(rùn)滑和燃油系統(tǒng)油液起著很重要的作用。潤(rùn)滑系統(tǒng)可確保發(fā)動(dòng)機(jī)中的所有運(yùn)動(dòng)零件都能得到機(jī)油，以便輕快地運(yùn)轉(zhuǎn)。需要機(jī)油的兩個(gè)主要零件是活塞(這樣就可在氣缸中輕松滑動(dòng))和所有軸承(讓曲軸和凸輪軸這樣的部件可以自如轉(zhuǎn)動(dòng))。在大多數(shù)汽車中，通過(guò)油泵從油槽中汲取機(jī)油，機(jī)油流過(guò)機(jī)油濾清器以去除雜質(zhì)，然后在高壓下噴到軸承和氣缸壁上。隨后，機(jī)油滴落到油槽中，在油槽中被收集在一起并重新循環(huán)使用。燃油系統(tǒng)當(dāng)涉及汽車的日常維護(hù)時(shí)，您首先關(guān)心的可能是車內(nèi)還剩多少油。您加入油箱中的油是如何啟動(dòng)汽缸的呢?燃油系統(tǒng)將汽油從油箱泵出，然后將其與空氣混合，以便適當(dāng)?shù)目諝?燃油混合物能夠進(jìn)入氣缸。通常使用如下三種方式輸送燃油: 霧化、進(jìn)氣燃油噴射和直接燃油噴射。?在霧化方式中，當(dāng)空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，使用稱作化油器的裝置將汽油與空氣進(jìn)行混合。?在燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)中，將合適數(shù)量的燃油分別噴射到每個(gè)氣缸中，要么噴射到進(jìn)氣門上方(進(jìn)氣燃油噴射)，要么直接噴射到氣缸中(直接燃油噴射)。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)燃油噴射裝置工作原理。排氣、排放控制和電氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)包括排氣管和消聲器。如果沒(méi)有消聲器，您會(huì)聽(tīng)到排氣尾管中發(fā)出成千上萬(wàn)次小爆炸的聲音。消聲器可以減弱這種聲音。排氣系統(tǒng)還包括一個(gè)催化轉(zhuǎn)化器。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)催化轉(zhuǎn)化器工作原理。排放控制現(xiàn)代汽車中的排放控制系統(tǒng)由催化轉(zhuǎn)化器、一套傳感器和執(zhí)行器以及一個(gè)執(zhí)行監(jiān)視和調(diào)節(jié)工作的計(jì)算機(jī)組成。例如，催化轉(zhuǎn)化器使用催化劑和氧來(lái)燒掉廢氣中未使用的燃油和其他某些化學(xué)物質(zhì)。排氣系統(tǒng)中的氧傳感器可確保為催化劑提供足夠的氧，并可在需要時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)催化轉(zhuǎn)化器工作原理。除了汽油之外，還有什么能為您的汽車提供動(dòng)力呢?答案就是電氣系統(tǒng)。電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)由蓄電池和交流發(fā)電機(jī)組成。交流發(fā)電機(jī)通過(guò)皮帶連接到發(fā)動(dòng)機(jī)，并能夠發(fā)電以便對(duì)蓄電池充電。蓄電池可通過(guò)電路為汽車中的所有用電設(shè)備(點(diǎn)火系統(tǒng)、收音機(jī)、前照燈、雨刷器、電動(dòng)車窗和座椅、車載電腦等)提供12伏電流。從上文中，我們可以了解到如何使用多種不同的方法來(lái)讓發(fā)動(dòng)機(jī)的性能更好。汽車生產(chǎn)商不斷嘗試通過(guò)以下方法來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力和降低油耗。提高排量:排量越大，則功率也越大，這是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)每循環(huán)一次燃燒的汽油也越多。可以通過(guò)增大氣缸或者添加更多氣缸來(lái)提高排量。在實(shí)際應(yīng)用中，12個(gè)氣缸似乎是一個(gè)極限。提高壓縮比:在一定范圍內(nèi)，壓縮比越高，產(chǎn)生的功率越大。但是，對(duì)空氣/燃油混合物壓縮得越厲害，越有可能在火花塞點(diǎn)火之前發(fā)生自燃。高辛烷值汽油可防止此類過(guò)早燃燒的現(xiàn)象。這也是高性能車輛通常需要使用高辛烷值汽油的原因--為了獲得更大功率，這些車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)具有較高的壓縮比。增大氣缸的進(jìn)氣量:如果可以在給定大小的氣缸中壓入更多的空氣(相應(yīng)裝入更多燃油)，便可以從氣缸獲得更大的功率(與增加氣缸體積的效果相同)。渦輪增壓器和機(jī)械增壓器給進(jìn)入汽缸的空氣加壓，從而有效地將更多空氣壓入氣缸。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)渦輪增壓器工作原理。對(duì)進(jìn)入的空氣進(jìn)行冷卻:對(duì)空氣進(jìn)行壓縮會(huì)使其升溫。但是，您希望氣缸中的空氣盡可能冷，因?yàn)榭諝庠綗?，它在燃燒時(shí)的膨脹程度就越低。因此，許多渦輪增壓和機(jī)械增壓汽車都配備了中冷器。中冷器是一個(gè)特殊的散熱器，它使壓縮空氣在進(jìn)入氣缸之前先進(jìn)行冷卻。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)工作原理。讓進(jìn)氣更順暢:在進(jìn)氣沖程中，當(dāng)活塞向下移動(dòng)時(shí)，空氣阻力會(huì)消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的能量。通過(guò)在每個(gè)氣缸上設(shè)置兩個(gè)進(jìn)氣門，可以極大降低地空氣阻力。某些較新型的汽車還使用經(jīng)過(guò)拋光的進(jìn)氣歧管來(lái)消除該部位的空氣阻力。更大的空氣濾清器也可以改善氣流。讓排氣更順暢:如果由于空氣阻力而使得廢氣難以排出氣缸，則會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。可以通過(guò)為每個(gè)氣缸增加第二個(gè)排氣門來(lái)降低空氣阻力(在配備兩個(gè)進(jìn)氣門和兩個(gè)排氣門的汽車中，每個(gè)氣缸有四個(gè)氣門，這會(huì)提高汽車的性能--如果您看到廣告上說(shuō)某汽車有四個(gè)氣缸和十六個(gè)氣門，那么該廣告實(shí)際上是說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)氣缸有四個(gè)氣門)。如果排氣管太小或者消聲器中空氣阻力太大，便會(huì)產(chǎn)生背壓，這也會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。高性能的排氣系統(tǒng)使用排氣歧管、大的尾管和氣流順暢的消聲器來(lái)消除排氣系統(tǒng)中的背壓。如果您聽(tīng)說(shuō)某汽車具有“雙排氣”，那么它的目的在于通過(guò)兩根而不是一根排氣管來(lái)提高廢氣流動(dòng)的順暢性。減輕零件的重量:輕的零件有助于提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。活塞每次更改方向時(shí)，它都要消耗能量來(lái)停止一個(gè)方向上的行程和開始另一方向的行程。活塞越輕，消耗的能量就越少。噴射燃油:燃油噴射可以非常精確地計(jì)量進(jìn)入每個(gè)氣缸的燃油量。這可以提高性能和降低燃油消耗。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)燃油噴射裝置工作原理。在下面的部分，我們將回答讀者提出的一些問(wèn)題。發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)問(wèn)題以下是讀者提出的一些問(wèn)題:?汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)有何不同?在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中沒(méi)有火花塞。相反，柴油被噴射到氣缸中，壓縮沖程產(chǎn)生的熱量和壓力會(huì)將其點(diǎn)燃。柴油比汽油的能量密度高，因此柴油的行駛里程更長(zhǎng)。有關(guān)更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)柴油機(jī)工作原理。?二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)和四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)有何不同?大多數(shù)鏈鋸和輪船馬達(dá)使用二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)的氣門，而且火花塞在活塞到達(dá)其每個(gè)循環(huán)的頂部時(shí)進(jìn)行點(diǎn)火。氣缸壁的下部有一個(gè)孔，空氣和燃油通過(guò)這個(gè)孔進(jìn)入氣缸。在活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)混合物被壓縮，火花塞點(diǎn)燃混合物，廢氣通過(guò)氣缸的另一個(gè)孔排出。在二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中機(jī)油會(huì)混入汽油中，因?yàn)闅飧妆谏系目资蛊錈o(wú)法使用密封圈來(lái)密封燃燒室。通常，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)可產(chǎn)生與其體積相應(yīng)的功率，因?yàn)槊垦h(huán)一次會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)燃燒循環(huán)。但是，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)要消耗更多的汽油和機(jī)油，因此產(chǎn)生的污染非常大。?您在本文中提到過(guò)蒸汽機(jī)，蒸汽機(jī)以及其他外燃式發(fā)動(dòng)機(jī)有哪些優(yōu)點(diǎn)?蒸汽機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)在于，可以使用任何可燃物作為燃料。例如，蒸汽機(jī)可使用煤、報(bào)紙或木柴作為燃料，而內(nèi)燃機(jī)需要純凈、高品質(zhì)的液體或氣體燃料。有關(guān)更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)蒸汽機(jī)工作原理。?汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中除了奧托(Otto)循環(huán)外是否還有其他循環(huán)形式?二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)是不同的，上面介紹的柴油循環(huán)也不同。馬自達(dá)Millennia中的發(fā)動(dòng)機(jī)使用的是米勒(Miller)循環(huán)，這是經(jīng)過(guò)改進(jìn)的奧托循環(huán)。燃?xì)廨啓C(jī)使用布雷頓(Brayton)循環(huán)。汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)使用奧托循環(huán)，但是它的工作方式與四沖程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)有很大不同。?為何有的發(fā)動(dòng)機(jī)有八個(gè)氣缸? 為何不改為使用排量等于八個(gè)氣缸排量總和的一個(gè)大氣缸? 為什么一個(gè)大的4.0升發(fā)動(dòng)機(jī)包含八0.5升氣缸而不是一個(gè)大的4.0升氣缸，原因有很多。主要的原因在于平滑性。V-8發(fā)動(dòng)機(jī)之所以更加平穩(wěn)，是因?yàn)樗邪舜伍g隔均勻的爆炸而不是一次大爆炸。另一個(gè)原因在于起動(dòng)扭矩。在啟動(dòng)V-8發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，只需驅(qū)動(dòng)兩個(gè)氣缸(1升)完成它們的壓縮沖程，但是對(duì)于一個(gè)大氣缸，必須改為壓縮 4升的氣量。以下是另外一些問(wèn)題，單擊問(wèn)題查閱答案:?為什么大型柴油機(jī)和賽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率相差很多??化油器工作原理?磁電機(jī)的工作原理是什么??直列式發(fā)動(dòng)機(jī)和V形發(fā)動(dòng)機(jī)有什么不同??為什么有些發(fā)動(dòng)機(jī)采用干油底殼式滑油系統(tǒng)?? 為什么哈雷摩托車的聲音與眾不同??一氧化二氮怎么會(huì)有助于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行??汽車中的氧傳感器是如何工作的??本田發(fā)動(dòng)機(jī)中的VTEC系統(tǒng)有什么作用??賽車和普通汽車使用的燃料一樣嗎??米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理是什么??排氣集管是如何提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能的??發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油罐上的稠度是什么意思??通過(guò)壓縮空氣能驅(qū)動(dòng)汽車嗎??渦輪增壓器和機(jī)械增壓器有什么區(qū)別??車載計(jì)算機(jī)有什么作用??汽油、煤油、柴油的區(qū)別是什么??什么是辛烷值??為什么冬天起動(dòng)汽車比較困難??什么是催化轉(zhuǎn)化器，催化轉(zhuǎn)化器的工作原理是什么?: 回答者：網(wǎng)友

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