圖解｜汽車發動機的基本構造

2022年2月22日 10:32
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發動機概述

眾所周知，發動機是汽車的動力源泉，而發動機的動力則來源于氣缸內部，發動機氣缸就是一個把燃料的內能轉化為動能的場所。

圖解｜汽車發動機的基本構造的圖1
發動機
可以簡單理解為，燃料在氣缸內燃燒，產生巨大壓力推動活塞上下運動，通過連桿把力傳給曲軸，最終轉化為旋轉運動，再通過變速器和傳動軸，把動力傳遞到驅動車輪上，從而推動汽車前進。
圖解｜汽車發動機的基本構造的圖2
發動機剖視圖
圖解｜汽車發動機的基本構造的圖3
發動機分解圖

發動機類型

汽油發動機
汽油發動機是以汽油作為燃料的發動機。由于汽油黏性小，蒸發快，可以用汽油噴射系統將汽油噴入氣缸，經過壓縮達到一定的溫度和壓力后，用火花塞點燃，使氣體膨脹做功。

圖解｜汽車發動機的基本構造的圖4
汽油發動機剖視圖
柴油發動機
柴油發動機是通過燃燒柴油來獲取能量釋放的發動機，與汽油發動機不同，采油機是直接將柴油噴入已充滿壓縮空汽的氣缸，壓縮自燃點火，而依靠火花塞的電流點火。

圖解｜汽車發動機的基本構造的圖5
柴油發動機構造
轉子發動機
轉子發動機又稱為米勒循環發動機，其活塞是一個扁平三角形，氣缸是一個扁盒子，活塞偏心地安裝在空腔內。
圖解｜汽車發動機的基本構造的圖6
轉子發動機構造
汽油燃燒產生的膨脹力作用在轉子的側面上，從而將三角形轉子的三個面之一推向偏心軸的中心，在向心力和切向力的作用下，活塞在氣缸內做行星旋轉運動。

圖解｜汽車發動機的基本構造的圖7

《頭文字D》中的轉子發動機

發動機總體構造

汽油機由兩大機構和五大系統組成，即由曲柄連桿機構、配氣機構以及燃料供給系統、潤滑系統、冷卻系統、點火系統和啟動系統組成；柴油機由兩大機構和四大系統組成，即由曲柄連桿機構、配氣機構以及燃料供給系統、潤滑系統、冷卻系統和啟動系統組成，柴油機是壓燃的，不需要點火系統。
曲柄連桿機構

圖解｜汽車發動機的基本構造的圖8
曲柄連桿機構
曲柄連桿機構是發動機實現工作循環、完成能量轉換的主要運動零件，它由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。
配氣機構
配氣機構的功用是根據發動機的工作順序和工作過程，定時開啟和關閉進氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進入氣缸，并使廢氣從氣缸內排出，實現換氣過程。
圖解｜汽車發動機的基本構造的圖9
配氣機構
冷卻系統
圖解｜汽車發動機的基本構造的圖10
冷卻系統分解圖
冷卻系統的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發出去，保證發動機在最適宜的溫度狀態下工作。

圖解｜汽車發動機的基本構造的圖11

冷卻系統工作原理（動圖）
燃料供給系統
汽油機燃料供給系統的功用是根據發動機的要求，配制出一定數量和濃度的混合氣，進入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內排出到大氣中去；柴油機燃料供給系統的功用是把柴油和空氣分別進入氣缸，在燃燒室內形成混合氣并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排出。
圖解｜汽車發動機的基本構造的圖12
燃料供給系統

圖解｜汽車發動機的基本構造的圖13

燃油系統工作原理（動圖）

潤滑系統
潤滑系統的功用是向做相對運動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，減小摩擦阻力，減輕機件的磨損，并對零件表面進行清洗和冷卻。
圖解｜汽車發動機的基本構造的圖14
潤滑系統
點火系統
在汽油機中，氣缸內的可燃混合氣是靠電火花點燃的，為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內。能夠按時在火花塞電極間產生電火花的全部設備稱為點火系統，點火系統通常由蓄電池、發電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成。

圖解｜汽車發動機的基本構造的圖15
點火系統
啟動系統和充電系統
啟動系統由蓄電池、點火開關、啟動繼電器、起動機等組成。啟動系統的功用是通過起動機將蓄電池的電能轉換成機械能，啟動發動機運轉（圖2-3-7）。
圖解｜汽車發動機的基本構造的圖16
啟動系統和充電系統
充電系統由發電機、調節器、蓄電池以及充電指示燈等組成，是汽車用電設備的電源。

圖解｜汽車發動機的基本構造的圖17

點火&啟動系統工作原理（動圖）

發動機工作原理

四沖程汽油發動機工作原理
發動機之所以能源源不斷地提供動力，得益于氣缸內的進氣、壓縮、做功、排氣這四個行程有條不紊地循環運作。
圖解｜汽車發動機的基本構造的圖18
四沖程汽油發動機工作原理
進氣行程：活塞從氣缸內上止點移動至下止點時，進氣門打開，排氣門關閉，新鮮的空氣和汽油混合氣被吸入氣缸內。
壓縮行程：進、排氣門關閉，活塞從下止點移動至上止點，將混合氣體壓縮至氣缸頂部，以提高混合氣的溫度，為做功行程做準備。
做功行程：火花塞將壓縮的氣體點燃，混合氣體在氣缸內發生“爆炸”產生巨大壓力，將活塞從上止點推至下止點，通過連桿推動曲軸旋轉。
排氣行程：活塞從下止點移至上止點，此時進氣門關閉，排氣門打開，將燃燒后的廢氣通過排氣歧管排出氣缸外。

圖解｜汽車發動機的基本構造的圖19

四沖程汽油發動機工作原理（動圖）
四沖程柴油發動機工作原理
四沖程柴油機和汽油機一樣，每個工作循環也是由進氣行程、壓縮行程、做功行程和排氣行程組成。由于柴油機以柴油作燃料，與汽油相比，柴油自燃溫度低、黏度大、不易蒸發，因而柴油機采用壓縮終點自燃著火。

圖解｜汽車發動機的基本構造的圖20
四沖程柴油發動機工作原理
二沖程汽油發動機工作原理
發動機氣缸體上有三個孔，即進氣孔、排氣孔和換氣孔，這三個孔分別在一定時刻由活塞關閉。
圖解｜汽車發動機的基本構造的圖21
二沖程汽油發動機工作原理
第一沖程：活塞自下止點向上移動，三個氣孔同時被關閉后，進入氣缸的混合氣被壓縮；在進氣孔露出時，可燃混合氣流入曲軸箱。
第二沖程：活塞壓縮到上止點附近時，火花塞點燃可燃混合氣，燃氣膨脹推動活塞下移做功。這時進氣孔關閉，密閉在曲軸箱內的可燃混合氣被壓縮；當活塞接近下止點時排氣孔開啟，廢氣沖出；隨后換氣孔開啟，受預壓的可燃混合氣沖入氣缸，驅除廢氣，進行換氣行程。

圖解｜汽車發動機的基本構造的圖22

二沖程發動機工作原理（動圖）
  • 轉子發動機工作原理

圖解｜汽車發動機的基本構造的圖23

轉子發動機工作原理（動圖）
殼體的內部空間（或旋輪線室）總是被分成三個工作室。在轉子的運動過程中，三個工作室的容積不停地變動，在擺線形缸體內相繼完成進氣、壓縮、燃燒和排氣四個行程。每個行程都是在擺線形缸體中的不同位置進行。
圖解｜汽車發動機的基本構造的圖24
轉子發動機工作原理

發動機術語

上止點與下止點
圖解｜汽車發動機的基本構造的圖25
上止點與下止點
上止點是活塞行程的最高點，或者說是氣缸容積為最小時活塞的位置。而下止點正好相反，是活塞行程的最低點，或者說是氣缸容積為最大時活塞的位置
燃燒室容積

圖解｜汽車發動機的基本構造的圖26
燃燒室容積
燃燒室容積是指活塞位于上止點時，其頂部與氣缸蓋之間的容積稱為燃燒室容積。一般用Vc表示?；钊敳可戏秸麄€空間（活塞頂、氣缸蓋底面和氣缸套表面之間所包圍的空間，凹頂活塞包括凹坑的容積）的容積。
  • 壓縮比
圖解｜汽車發動機的基本構造的圖27
壓縮比
當活塞升至上止點時，與活塞降至下止點時相比，氣缸內混合氣體的體積比例被我們稱為“壓縮比”，以沃爾沃S60L T3為例，壓縮比為10.4，也就是活塞在上下止點間，氣缸內混合氣體的體積比為1：10.4。
空燃比
圖解｜汽車發動機的基本構造的圖28
空燃比
以汽油機為例，空氣和汽油的理想比例（空燃比）是14.7：1。以此為界，汽油越多，越容易產生余燼造成浪費。相反，汽油越少，越難引燃，吸入的空氣量大，但無法充分生成下壓活塞的力。要檢測發動機吸入的混合七天是否達到理想的空燃比，就需要用到發動機的氧傳感器。
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