課題二 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本原理和結(jié)構(gòu)

一、發(fā)動(dòng)機(jī)的基本原理

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用四沖程，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)活塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣四個(gè)沖程，在做功沖程，燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒膨脹產(chǎn)生動(dòng)能，讓發(fā)動(dòng)機(jī)“很有勁”。四沖程汽油缸外噴射發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理如下：

1．進(jìn)氣沖程的工作情況

如圖2-10所示，在進(jìn)氣沖程，排氣門關(guān)閉，進(jìn)氣門打開，活塞由曲軸帶動(dòng)從上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)。此時(shí)又好比注射器吸液，隨著容積變大，產(chǎn)生真空，吸進(jìn)混合氣。缸外噴射發(fā)動(dòng)機(jī)將空氣和汽油的混合物（即混合氣）吸入氣缸，并在氣缸內(nèi)進(jìn)一步混合形成可燃混合氣。

2．壓縮沖程的工作情況

壓縮沖程好比消化食物的胃，發(fā)動(dòng)機(jī)此時(shí)對混合氣進(jìn)行壓縮，使得混合氣壓力和溫度提高，以便于點(diǎn)燃。如圖2-11所示，壓縮沖程時(shí)，進(jìn)、排氣門都關(guān)閉，活塞由曲軸帶動(dòng)從下止點(diǎn)移動(dòng)到上止點(diǎn)。因?yàn)闅怏w在壓縮后有溫度上升的特性，溫度越高越利于燃燒。隨著活塞向上移動(dòng)，空間變小，壓力與溫度都在升高。

3．做功沖程的工作情況

如圖2-12所示，做功沖程就像鞭炮被點(diǎn)燃后發(fā)生爆炸，會(huì)產(chǎn)生很大的威力。在做功沖程，進(jìn)、排氣門關(guān)閉形成封閉空間，火花塞適時(shí)發(fā)出高壓電火花，將溫度很高的混合氣點(diǎn)燃，火焰迅速傳播，混合氣燃燒后產(chǎn)生巨大的壓力，推動(dòng)活塞移動(dòng)使曲軸旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生能驅(qū)動(dòng)車輪的動(dòng)力。

4．排氣沖程的工作情況

如圖2-13所示，排氣沖程開始，排氣門開啟，進(jìn)氣門關(guān)閉，活塞上行，推動(dòng)廢氣通過排氣門排出。汽車排氣管排出的廢氣是汽車主要污染源，在汽車維修或年檢時(shí)使用廢氣分析儀檢測的氣體就是排氣管排出的廢氣。

二、發(fā)動(dòng)機(jī)的組成

發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車上最復(fù)雜的部分，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)（圖2-14）包括兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng)，兩大機(jī)構(gòu)是曲柄連桿機(jī)構(gòu)和配氣機(jī)構(gòu)，五大系統(tǒng)包括點(diǎn)火系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和起動(dòng)系統(tǒng)組成。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的組成與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的組成基本類似，只是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)沒有點(diǎn)火系統(tǒng)。

如圖2-15所示為發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)和配氣機(jī)構(gòu)。曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)的“軀體”，它是實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)和完成能量轉(zhuǎn)換的主要部分，它主要包括曲軸、活塞、連桿等部件。配氣機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)的“肺”，定時(shí)開啟和關(guān)閉進(jìn)、排氣門，實(shí)現(xiàn)換氣，它主要包括正時(shí)傳動(dòng)帶、凸輪軸、進(jìn)氣門和排氣門等部件。

燃料供給系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)的“消化系統(tǒng)”，它將混合氣供入氣缸，將廢氣排出車外。潤滑系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)的“心血管系統(tǒng)”，它向發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸等運(yùn)動(dòng)零件表面輸送機(jī)油。冷卻系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)的“皮膚”，它將氣缸工作時(shí)高溫零件所吸收的熱量及時(shí)帶走，使發(fā)動(dòng)機(jī)保持在正常的溫度范圍內(nèi)。點(diǎn)火系統(tǒng)是“胃酸”，適時(shí)點(diǎn)燃?xì)飧變?nèi)“食物”——混合氣，從而使混合氣燃燒對外做功。起動(dòng)系統(tǒng)通常歸類于汽車電氣設(shè)備，通過起動(dòng)機(jī)將蓄電池的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。