发动机是汽车的心脏,它将燃料的化学能转化为机械能,为汽车提供动力。以下是发动机工作原理的详细解析,通过图解的方式,帮助您更好地理解这一复杂的系统。
发动机的基本组成
发动机主要由以下几部分组成:
- 曲柄连杆机构:负责将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动。
- 配气机构:控制气门的开闭,实现进气和排气。
- 燃油供给系统:负责将燃油喷入气缸。
- 冷却系统:保持发动机温度在适宜范围内。
- 润滑系统:为发动机各部件提供润滑。
- 启动系统和点火系统:启动发动机并点燃混合气。
曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是发动机的核心部分,它包括:
- 机体组:包括气缸体、气缸盖、气缸垫、油底壳等。
- 曲轴飞轮组:包括曲轴、飞轮、曲轴带轮等。
- 活塞杆组:包括活塞、活塞环等。
气缸体
气缸体是发动机的主体,将各个气缸和曲轴箱连为一体,是安装曲轴、活塞以及其他零部件和附件的骨架。
气缸盖
气缸盖的作用是密封气缸,与活塞共同形成燃烧室,承受高温高压燃气压力,也是配气机构的载体。
气缸垫
气缸垫位于气缸盖与气缸体之间,其作用是保证良好的密封性,防止气缸漏气和水套漏水等。
油底壳
油底壳是曲轴箱的下半部,其作用是密闭曲轴箱作为储油的外壳,防止杂质的进入。
曲轴飞轮组
曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、曲轴带轮与正时齿轮等组成,安装在气缸体上面。
曲轴
曲轴承受来自连杆的力,将活塞的上下运动转变为曲轴的旋转运动并输出。
飞轮
飞轮安装在发动机后方,拥有一定的重量,有储能的作用。也是离合器的安装部件,其上的齿圈为带动发动机运转的齿圈。
曲轴带轮
曲轴带轮带动其他发动机附件的动力来源,依靠传动带将动力传递到其他部件。
配气机构
配气机构包括:
- 进气门:控制进气过程。
- 排气门:控制排气过程。
- 凸轮轴:驱动气门开关。
- 气门弹簧:保持气门关闭。
燃油供给系统
燃油供给系统包括:
- 燃油泵:将燃油从油箱泵送到高压油泵。
- 高压油泵:将燃油加压后送入喷油器。
- 喷油器:将燃油喷入气缸。
冷却系统
冷却系统包括:
- 水箱:冷却液循环的通道。
- 水泵:循环冷却液。
- 散热器:将热量散发到外界。
润滑系统
润滑系统包括:
- 机油泵:将机油泵送到发动机各部件。
- 机油滤清器:过滤机油中的杂质。
- 机油道:机油循环的通道。
启动系统和点火系统
启动系统包括:
- 起动机:启动发动机。
- 电池:为起动机提供电能。
点火系统包括:
- 点火线圈:产生高压电。
- 火花塞:点燃混合气。
发动机工作原理
发动机的工作原理可以概括为以下四个冲程:
- 进气冲程:进气门打开,排气门关闭,活塞下行,吸入混合气。
- 压缩冲程:进气门和排气门关闭,活塞上行,压缩混合气。
- 作功冲程:点火线圈产生高压电,点燃混合气,产生爆炸力,推动活塞下行。
- 排气冲程:排气门打开,进气门关闭,活塞上行,排出废气。
通过以上四个冲程,发动机将燃料的化学能转化为机械能,为汽车提供动力。