Chapter Two
第二章
發動機的基礎知識

課題一 發動機的作用和類型

一、發動機的作用

發動機是汽車的“心臟”，它是車輛的動力源，如圖2-1所示。燃料在氣缸中燃燒產生熱能，通過活塞、連桿及曲軸等元件將熱能轉變為機械能，產生旋轉作用力，位于發動機后面的飛輪將力傳遞給變速器等機構，最終驅動車輛。

如圖2-2所示，發動機前端傳動帶輪用傳動帶將動力傳遞給以下裝置：發電機，用于給蓄電池充電和用電器供電；空調壓縮機，用于空調制冷；轉向助力泵，用于駕駛人轉向助力；有些發動機前端傳動帶輪還帶動冷卻液泵、散熱風扇和真空泵等裝置。

發動機產生熱量，為汽車暖風提供熱源，通過水管將熱量帶入車廂；發動機產生真空，用于制動踏板助力，緩解駕駛人的疲勞程度。

二、發動機的類型

目前汽車上常用的是四沖程往復活塞式、水冷、直列或V型發動機。發動機按使用燃料、燃油噴射位置、氣缸排列方式等分為不同的形式。

1．根據發動機使用燃料不同分類

根據發動機使用燃料不同，可以分為汽油發動機、柴油發動機、液化石油氣發動機、壓縮天然氣發動機等。汽油發動機是目前小型車的主流，汽油發動機的特點是體積小、質量小、轉速高。

柴油發動機（圖2-3）主要應用在大眾寶來、奧迪等轎車上，但其廣泛應用于大中型客車和貨車。柴油發動機有一個專用的高壓油泵，能夠將柴油建立起很高的壓力，然后通過高壓油管及噴油器將柴油壓入氣缸中，柴油與空氣混合后被壓燃。

2．根據燃油噴射位置不同分類

根據燃油進入氣缸的位置，目前汽油發動機可以分為進氣歧管噴油式和缸內直接噴油式。進氣歧管噴油式是將汽油噴在氣缸外的進氣歧管內。目前普遍使用的進氣歧管噴油式是為每個氣缸設置一個噴油器，如圖2-4所示，噴油器分別向各氣缸進氣道（進氣管前方）噴油。

缸內直接噴油式比進氣歧管噴油式先進，如圖2-5所示，這種發動機噴油器直接將汽油噴入氣缸，其噴射方式有利于汽油的霧化，燃燒效率更高，提升了發動機動力，降低了油耗。部分汽車尾部標示“FSi”“TSi”等都表示采用了缸內直接噴油式發動機。

3．根據氣缸排列方式分類

發動機型號不同，氣缸數目和排列方式也不同，按氣缸排列方式可以分為直列（L型）發動機、V型發動機、W型發動機和水平對置發動機等，前兩種發動機在乘用車上得到普遍應用，后兩種發動機使用較少。

如圖2-6所示，直列發動機所有氣缸排列成一排，一般為四缸或六缸，直列四缸發動機只有一個氣缸蓋。這種發動機性能穩定，成本低，結構簡單，運轉平衡性好，而且體積小。但當排氣量和氣缸數增加時，發動機長度將大大增加。

如圖2-7所示，V型發動機將所有氣缸排成兩排，從側面看像V字形，兩列氣缸夾角一般為90°。V型發動機高度和長度尺寸都較小，這樣可以使得發動機艙蓋更低，滿足空氣動力學的要求。V型發動機的氣缸成一個角度對向布置，這樣可以抵消一部分的振動，但必須要使用兩個氣缸蓋，結構相對復雜。

三、發動機的基本術語

如圖2-8所示，活塞頂到達遠離曲軸回轉中心最遠處，即上止點。通常直到發動機上止點就是活塞運行的最高處。下止點是指活塞頂離曲軸回轉中心最近處。通常直到發動機下止點就是活塞運行的最低處。沖程是活塞移動的過程，活塞行程是上、下止點間的距離，曲軸回轉一周，活塞移動兩個行程。

如圖2-9所示，氣缸內可以分成“一室一廳”，上止點上部的活塞頂面和氣缸蓋底面以下所形成的空間稱為燃燒室。在上、下止點間的氣缸容積所形成的“廳”，就是氣缸工作容積。所有氣缸工作容積的總和稱為排量。“一室一廳”的總面積就是氣缸總容積。氣缸工作容積與燃燒室容積之和為氣缸總容積，氣缸總容積與燃燒室容積之比稱為壓縮比。通常壓縮比越大的發動機，其動力性和經濟性越好，當然其所需求的汽油標號也越高。