汽车发动机的基本知识「发动机相关知识」

1、汽车发动机的类型

（1）按活塞式内燃机可以分为往复活塞式和旋转活塞式两种。目前市场上大多数的汽车发动机都是往复活塞式，马自达热衷于研究的转子发动机就属于旋转活塞式。

（2）按所用燃料分为汽油机，柴油机和气体燃料机。随着环境生态的恶化和镇府节能减排的号召，以后的相关研究将向着气体燃料机和新能源方向发展。

（3）按冷却方式分为水冷式和风冷式。水冷式冷切效果较好，价格也相对较高。

（4）按活塞运动的行程数分为四冲程内燃机和二冲程内燃机。

（5）按进气状态分为自然吸气式内燃机和增压式内燃机。增压能提高内燃机功率，但多了增压器后后期的维修成本也会增高，也并不是增压式内燃机就比自然吸气式内燃机好。

（6）按内燃机缸数分为单缸机和多缸机，当然，缸数越多动力越好，目前缸数最多的汽车是布加迪威龙。而摩托车如果配备4个气缸就能算豪华摩托车了，当然赛车就可以配备更多的气缸。

（7）按着火方式分为点燃式和压燃式，其实也就是汽油机点燃，柴油机压燃。

2、发动机的基本结构

发动机活塞运动的空间称为气缸，气缸内表面为圆柱形。活塞通过活塞销与连杆的一端铰接，连杆的另一端与曲轴连接，构成曲柄连杆机构。气缸的顶端用气缸盖封闭。在汽缸盖上装有进气门和排气门，进，排气门是头朝下尾朝上倒挂在气缸盖上的。构成气缸的零件称为气缸体，支承曲轴的零件称为曲轴箱，气缸体与曲轴箱统称机体。

汽车发动机是一部复杂的机器，发动机包括许多机构和系统，不同类型发动机，具体结构也各不相同，但其基本构造相似。汽油机由曲柄连杆机构，配气机构和燃油系统，冷却系统，润滑系统，启动系统，点火系统组成，即人们常说的两大机构，五大系统。柴油机因为是压燃，所以没有点火系统。

曲柄连杆机构的功用是支撑发动机的所有零部件，将活塞顶的燃气压力转变为曲轴的转矩对外输出，其由气缸体，气缸，气缸盖，气缸垫，缸套，油底壳，活塞、活塞环，活塞销连杆，曲轴，飞轮等组成。

配气机构的功用是按照发动机的要求定时开闭进、排气门，吸入干净空气，排出废气，其由气门组件，气门传动轴等组成。

燃料供给系统的功用是按照发动机的工作要求定时定量的供给所需要的燃料。汽油机的燃油供给系统，由汽油箱，汽油泵，滤清器，喷油器，排气消声器，空气滤清器，进、排气管，压力调节器，各种传感器，电控喷油器，电控单元等组成。柴油机的燃料供给系统由柴油箱，输油泵，滤清器，喷油泵，调速器，喷油器等组成。

点火系统的功用是按规定的时刻准时点燃汽油机汽缸内的可燃混合气。其由蓄电池，点火开关，点火线圈组件，传感器，电控单元，火花塞等组成。

润滑系统的功用是润滑，密封，清洁，冷却。其由油底壳，机油泵，机油滤清器，机油压力表，机油道等组成。

冷却系统的功用是保持发动机在适宜的温度下工作，其由冷却水泵，风扇，节温器，散热器，冷却水套等组成。

启动系统的功用是启动发动机。其由蓄电池，启动开关，启动机等组成。

3、发动机工作原理

四冲程汽油机在四个活塞行程内完成进气，压缩，做功和排气四个过程，即在一个活塞行程内只进行一个过程。

（1）进气行程

活塞在曲轴的带动下，从上止点向下止点运动，此时排气门关闭，进气门开启，气缸容积逐渐增大，气缸内形成一定的真空度，空气和汽油的混合物，通过进气门被吸入气缸，并在汽缸内进一步混合，形成可燃混合气，活塞运动到下止点，进气门关闭。

（2）压缩行程

进气行程结束后，曲轴继续带动活塞，由下止点移至上止点，这时，进排气门均关闭，随着活塞运动汽缸容积不断减小，气缸内的混合气被压缩，压力和温度同时升高。压缩行程有利于混合气的迅速燃烧，并可提高发动机的有效热效率。

（3）做功行程

压缩行程结束时，安装在汽缸盖上的火花塞产生电火花，将气缸内的可燃混合气点燃，火焰迅速传遍整个燃烧室，同时放出大量的热能。燃烧气体的体积急剧膨胀，压力和温度迅速升高。在气体压力的作用下，活塞由上止点移至下止点，并通过连杆推动曲轴旋转做功。这时进，排气门仍旧关闭。

（4）排气行程

排气行程开始，排气门开启，进气门仍然关闭，曲轴通过连杆带动活塞，由下止点移至上止点，燃烧产生的废气在其自身剩余压力和活塞的推动动下，经排气门，排气管排出气缸，当活塞到达上止点时，排气行程结束，排气门关闭。

至此，四冲程汽油机经过进气，压缩，做功和排气四个冲程，完成一个工作循环。这期间，活塞在上，下止点往复运动四个行程，曲轴旋转两周，即每一个行程有180度曲轴转角。但在实际进气过程中，进气门早于上止点开启，迟于下止点关闭，在排气过程中，排气门早于下止点开启，迟于上止点关闭，进排气过程所占的曲轴转角均超过180度。

四冲程柴油机的工作循环同样包括进气，压缩，做功和排气四个过程，在各个活塞行程中，进、排气门的开闭和曲柄连杆机构的运动与汽油机完全相同，只是由于柴油机黏度比汽油大，不易蒸发，自然温度比汽油低，因此，柴油机混合气形成方法及点火方式上不同于汽油机。

（1）在柴油机进气行程中，被吸入气缸的只是纯净的空气，由于柴油机进气系统阻力较小，残余废气的温度较低，因此进气行程结束时汽缸内气体的压力较高，温度较低。

（2）因为柴油机的压缩比大，所以压缩行程终了时的气体可达3至5MPa，温度可达750至1000K，大大超过了柴油的自燃温度（约500K）。

（3）在压缩行程结束时，喷油泵将柴油泵入喷油器，并通过喷油器喷入燃烧室，因为喷油压力很高，喷孔直径很小，所以喷出的柴油呈细雾状。细微的油滴在炽热的空气中迅速蒸发汽化，并借助于空气的运动迅速与空气混合，形成可燃混合气。由于气缸内的温度远高于柴油的自燃点，因此柴油随即自行着火燃烧。燃烧气体的压力，温度迅速升高，体积急剧膨胀，在气体压力的作用下，推动活塞下行做功，并通过连杆带动曲轴旋转对外输出。

柴油机与汽油机相比各有特点，柴油机因压缩比高，燃油消耗率平均比汽油机低百分之三十左右，故燃油经济性好，且柴油机没有点火系统的故障。一般载质量在七吨以上的货车多用柴油机。但柴油机转速较汽油机低(一般最高转速为二千五百至三千转每分钟)，质量大，制造维修费用高(因为喷油泵和喷油器加工精度要求较高)。目前柴油机的这些弱点正在逐渐得到克服，它的应用范围正在向中，轻型货车扩展。汽油机具有转速高（轿车用汽油机最高转速达7000转每分钟，货车可达4000转每分钟左右），质量小，工作噪声小，启动容易，工作稳定，操作省力，适应性好，制造和维修费用低等特点，故在轿车和小型货车上及军用越野车上得到广泛应用，但汽油机燃油消耗率较高，因而其燃料经济性差。

发动机作为汽车的心脏，根据构造复杂程度的不同，一台发动机不可拆解的零件总数在300～600个之间，据称一台法拉利跑车的发动机约有800个独立的零部件，而布加迪威航的w16发动机约有3500个零件。