发动机的基本原理是什么?

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发动机的基本原理是什么?

一、基本理论

汽油发动机将汽油的能量转化为动能来驱动汽车,最简单的办法是通过在发动机内部燃烧汽油来获得动能。因此,汽车发动机是内燃机----燃烧在发动机内部发生。

有两点需注意:

1. 内燃机也有其他种类,比如柴油机,燃气轮机,各有各的优点和缺点。

2. 同样也有外燃机。在早期的火车和轮船上用的蒸汽机就是典型的外燃机。燃料(煤、木头、油)在发动机外部燃烧产生蒸气,然后蒸气进入发动机内部来产生动力。内燃机的效率比外燃机高不少,也比相同动力的外燃机小很多。所以,现代汽车不用蒸汽机。

相比之下,内燃机比外燃机的效率高,比燃气轮机的价格便宜,比电动汽车容易添加燃料。这些优点使得大部分现代汽车都使用往复式的内燃机。

二、燃烧是关键

汽车的发动机一般都采用4冲程。(马自达的转子发动机在此不讨论,汽车画报曾做过介绍)

4冲程分别是:进气、压缩、燃烧、排气。完成这4个过程,发动机完成一个周期(2圈)。

理解4冲程

活塞,它由一个活塞杆和曲轴相联,过程如下:

1.活塞在顶部开始,进气阀打开,活塞往下运动,吸入油气混合气

2.活塞往顶部运动来压缩油气混合气,使得爆炸更有威力。

3.当活塞到达顶部时,火花塞放出火花来点燃油气混合气,爆炸使得活塞再次向下运动。

4.活塞到达底部,排气阀打开,活塞往上运动,尾气从汽缸由排气管排出。

注意:内燃机最终产生的运动是转动的,活塞的直线往复运动最终由曲轴转化为转动,这样才能驱动汽车轮胎。

三、汽缸数

发动机的核心部件是汽缸,活塞在汽缸内进行往复运动,上面所描述的是单汽缸的运动过程,而实际应用中的发动机都是有多个汽缸的(4缸、6缸、8缸比较常见)。我们通常通过汽缸的排列方式对发动机分类:直列、V或水平对置(当然现在还有大众集团的W型,实际上是两个V组成)。

不同的排列方式使得发动机在顺滑性、制造费用和外型上有着各自的优点和缺点,配备在相应的汽车上。

四、排量

混合气的压缩和燃烧在燃烧室里进行,活塞往复运动,你可以看到燃烧室容积的变化,最大值和最小值的差值就是排量,用升(L)或毫升(CC)来度量。汽车的排量一般在1.5L~4.0L之间。每缸排量0.5L,4缸的排量为2.0L,如果V型排列的6汽缸,那就是V6 3.0升。一般来说,排量表示发动机动力的大小。

所以增加汽缸数量或增加每个汽缸燃烧室的容积可以获得更多的动力。

五、发动机的其他部分

凸轮轴 控制进气阀和排气阀的开闭

火花塞 火花塞放出火花点燃油气混合气,使得爆炸发生。火花必须在适当的时候放出。

阀门 进气、出气阀分别在适当的时候打开来吸入油气混合气和排出尾气。在压缩和

燃烧时,这两个阀都是关闭的,来保证燃烧室的密封。

活塞环 在气缸壁和活塞中提出密封:

1.防止在压缩和燃烧时油气混合气和尾气泄漏进润滑油箱。

2.防止润滑油进入汽缸内燃烧。

大多“烧机油”的汽车就是因为发动机太旧:活塞环不再密封引起的(尾气管冒青烟)

活塞杆 连接活塞环和曲轴,使得活塞和曲轴维持各自的运动。

润滑油槽 包围着曲轴,里面有相当数量的油

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一、电磁开关无反应故障现象。

接通点火开关至起动挡,电磁开关没有任何反应。故障原因吸引线圈断路保持线圈断路触盘烧蚀触点厚度不足。

故障检查与排除。正常情况下,将点火开关置于起动挡,应能听到电磁开关发出“咔嗒”声,这时驱动齿轮即与飞轮齿圈啮合。如无此现象,即为电磁开关故障。拆下电磁开关分解检查,如是吸引线圈的接头或保持线圈的接头断路,应用电烙铁将接头焊牢。在没有电烙铁的情况下,可先将保持线圈接铁端的线头清除干净,然后将其压装在电磁开关的端盖上,拧紧端盖螺钉即可。若以上情况良好,应检查触盘是否严重烧蚀如严重烧蚀应用号砂纸磨光,或者翻面使用如触点厚度不足不能小于毫米或严重烧蚀则应更换。

二、起动机不转动故障现象。

接通点火开关至起动挡,能听到电磁开关“咔嗒”声,但起动机不转动。、故障原因电枢绕组搭铁、短路或断路磁场绕组搭铁、短路或断路起动机电枢轴弯曲或轴承过紧、松旷,以及电枢扫膛。

故障检查与排除。若电枢绕组出现短路和搭铁,需用万用表才能找出故障所在部位,遇此故障一般应换件。断路故障是很少出现的,因为电枢绕组导线较粗,内部不容易发生断路,往往是线头脱落或导线甩出后造成的。磁场绕组搭铁和断路最为常见,因为起动时起动机通过的电流相当大,一旦搭铁或使用不当,就易烧坏线头。若脱焊或一般断裂,将其焊好后可继续使用而烧焦造成断裂就必须更换短路故障很少出现,遇此故障必须换件。电枢轴弯曲、轴承过紧或电枢扫膛,应查清原因后换用新件。

三、起动机转动无力故障现象。

起动机转动缓慢、无力,发动机不易起动。故障原因前、后铜套间隙过大或电枢轴弯曲换向器与电刷架端盖搭铁电刷磨损过甚或弹簧张力过小。

故障检查与排除。在起动机的起动过程中,若前、后铜套间隙过大无论前或后,即会因电枢径向摇摆而与磁场接触,造成短路或扫膛,从而影响起动机的正常运转,增加起动机旋转的阻力,致使起动困难。因此,更换铜套时应使用新的石墨青铜套,并按标准铰削配合。电枢轴与铜套的配合间隙应为一毫米。换向器和电刷架搭铁,主要是后端盖垫片磨损过大或前端盖调整螺母松旷,致使电枢前、后窜动引起的。此外,还须检查电刷是否磨损不均,电刷弹簧张力是否过小。

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