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2017最新汽車(chē)發(fā)動(dòng)機知識大全
汽車(chē)的動(dòng)力源泉就是發(fā)動(dòng)機，而發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力則來(lái)源于氣缸內部。，下面由小編為大家分享2017最新汽車(chē)發(fā)動(dòng)機知識大全，歡迎大家點(diǎn)擊查看。
一、汽車(chē)動(dòng)力的來(lái)源
汽車(chē)的動(dòng)力源泉就是發(fā)動(dòng)機，而發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力則來(lái)源于氣缸內部。發(fā)動(dòng)機氣缸就是一個(gè)把燃料的內能轉化為動(dòng)能的場(chǎng)所，可以簡(jiǎn)單理解為，燃料在汽缸內燃燒，產(chǎn)生巨大壓力推動(dòng)活塞上下運動(dòng)，通過(guò)連桿把力傳給曲軸，最終轉化為旋轉運動(dòng)，再通過(guò)變速器和傳動(dòng)軸，把動(dòng)力傳遞到驅動(dòng)車(chē)輪上，從而推動(dòng)汽車(chē)前進(jìn)。
二、氣缸數不能過(guò)多
一般的汽車(chē)都是以四缸和六缸發(fā)動(dòng)機居多，既然發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力主要是來(lái)源于氣缸，那是不是氣缸越多就越好呢?其實(shí)不然，隨著(zhù)汽缸數的增加，發(fā)動(dòng)機的零部件也相應的增加，發(fā)動(dòng)機的結構會(huì )更為復雜，這也降低發(fā)動(dòng)機的可靠性，另外也會(huì )提高發(fā)動(dòng)機制造成本和后期的維護費用。所以，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機的汽缸數都是根據發(fā)動(dòng)機的用途和性能要求進(jìn)行綜合權衡后做出的選擇。像V12型發(fā)動(dòng)機、W12型發(fā)動(dòng)機和W16型發(fā)動(dòng)機只運用于少數的高性能汽車(chē)上。
三、V型發(fā)動(dòng)機結構
其實(shí)V型發(fā)動(dòng)機，簡(jiǎn)單理解就是將相鄰氣缸以一定的角度組合在一起，從側面看像V字型，就是V型發(fā)動(dòng)機。V型發(fā)動(dòng)機相對于直列發(fā)動(dòng)機而言，它的高度和長(cháng)度有所減少，這樣可以使得發(fā)動(dòng)機蓋更低一些，滿(mǎn)足空氣動(dòng)力學(xué)的要求。而V型發(fā)動(dòng)機的氣缸是成一個(gè)角度對向布置的，可以抵消一部分的震動(dòng)，但是不好的是必須要使用兩個(gè)氣缸蓋，結構相對復雜。雖然發(fā)動(dòng)機的高度減低了，但是它的寬度也相應增加，這樣對于固定空間的發(fā)動(dòng)機艙，安裝其他裝置就不容易了。
四、W型發(fā)動(dòng)機結構
將V型發(fā)動(dòng)機兩側的氣缸再進(jìn)行小角度的錯開(kāi)，就是W型發(fā)動(dòng)機了。W型發(fā)動(dòng)機相對于V型發(fā)動(dòng)機，優(yōu)點(diǎn)是曲軸可更短一些，重量也可輕化些，但是寬度也相應增大，發(fā)動(dòng)機艙也會(huì )被塞得更滿(mǎn)。缺點(diǎn)是W型發(fā)動(dòng)機結構上被分割成兩個(gè)部分，結構更為復雜，在運作時(shí)會(huì )產(chǎn)生很大的震動(dòng)，所以只有在少數的車(chē)上應用。
五、水平對置發(fā)動(dòng)機結構
水平對置發(fā)動(dòng)機的相鄰氣缸相互對立布置(活塞的底部向外側)，兩氣缸的夾角為180°，不過(guò)它與180°V型發(fā)動(dòng)機還是有本質(zhì)的區別的。水平對置發(fā)動(dòng)機與直列發(fā)動(dòng)機類(lèi)似，是不共用曲柄銷(xiāo)的(也就是說(shuō)一個(gè)活塞只連一個(gè)曲柄銷(xiāo))，而且對向活塞的運動(dòng)方向是相反的，但是180°V型發(fā)動(dòng)機則剛好相反。水平對置發(fā)動(dòng)機的優(yōu)點(diǎn)是可以很好的抵消振動(dòng)，使發(fā)動(dòng)機運轉更為平穩;重心低，車(chē)頭可以設計得更低，滿(mǎn)足空氣動(dòng)力學(xué)的要求;動(dòng)力輸出軸方向與傳動(dòng)軸方向一致，動(dòng)力傳遞效率較高。缺點(diǎn)：結構復雜，維修不方便;生產(chǎn)工藝要求苛刻，生產(chǎn)成本高，在知名品牌的轎車(chē)中只有保時(shí)捷和斯巴魯還在堅持使用水平對置發(fā)動(dòng)機。
六、發(fā)動(dòng)機為什么能源源不斷提供動(dòng)力
發(fā)動(dòng)機之所以能源源不斷的提供動(dòng)力，得益于氣缸內的進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣這四個(gè)行程的有條不紊地循環(huán)運作。進(jìn)氣行程，活塞從氣缸內上止點(diǎn)移動(dòng)至下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，排氣門(mén)關(guān)閉，新鮮的空氣和汽油混合氣被吸入氣缸內。壓縮行程，進(jìn)排氣門(mén)關(guān)閉，活塞從下止點(diǎn)移動(dòng)至上止點(diǎn)，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(diǎn)燃，混合氣體在氣缸內發(fā)生“爆炸”產(chǎn)生巨大壓力，將活塞從上止點(diǎn)推至下止點(diǎn)，通過(guò)連桿推動(dòng)曲軸旋轉。排氣行程，活塞從下止點(diǎn)移至上止點(diǎn)，此時(shí)進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣門(mén)打開(kāi)，將燃燒后的廢氣通過(guò)排氣歧管排出氣缸外。
七、發(fā)動(dòng)機動(dòng)力源于爆炸
發(fā)動(dòng)機能產(chǎn)生動(dòng)力其實(shí)是源于氣缸內的“爆炸力”。在密封氣缸燃燒室內，火花塞將一定比例汽油和空氣的混合氣體在合適的時(shí)刻里瞬間點(diǎn)燃，就會(huì )產(chǎn)生一個(gè)巨大的爆炸力，而燃燒室是頂部是固定的，巨大的壓力迫使活塞向下運動(dòng)，通過(guò)連桿推動(dòng)曲軸，在通過(guò)一系列機構把動(dòng)力傳到驅動(dòng)輪上，最終推動(dòng)汽車(chē)。
八、火花塞是“引爆”高手
要想氣缸內的“爆炸”威力更大，適時(shí)的點(diǎn)火就非常重要了，而氣缸內的火花塞就是扮演“引爆”的角色。其實(shí)火花塞點(diǎn)火的原理有點(diǎn)類(lèi)似雷電，火花塞頭部有中心電極和側電極(相于兩朵帶相反極性離子的云)，兩個(gè)電極之間有個(gè)很小的間隙(稱(chēng)為點(diǎn)火間隙)，當通電時(shí)能產(chǎn)生高達1萬(wàn)多伏的電火花，可以瞬間“引爆”氣缸內的混合氣體。
九、進(jìn)氣門(mén)要比排氣門(mén)大
要想氣缸內不斷的發(fā)生“爆炸”，必須不斷的輸入新的燃料和及時(shí)排出廢氣，進(jìn)、排氣門(mén)在這過(guò)程中就扮演了重要角色。進(jìn)、排氣門(mén)是由凸輪控制的，適時(shí)的執行“開(kāi)門(mén)”和“關(guān)門(mén)”這兩個(gè)動(dòng)作。為什么看到的進(jìn)氣門(mén)都會(huì )比排氣門(mén)大一些呢?因為一般進(jìn)氣是靠真空吸進(jìn)去的，排氣是擠壓將廢氣推出，所以排氣相對比進(jìn)氣容易。為了獲得更多的新鮮空氣參與燃燒，因而進(jìn)氣門(mén)需要弄大點(diǎn)以獲得更多的進(jìn)氣。
十、氣門(mén)數不宜過(guò)多
如果發(fā)動(dòng)機有多個(gè)氣門(mén)的話(huà)，高轉速時(shí)進(jìn)氣量大、排氣干凈，發(fā)動(dòng)機的性能也比較好(類(lèi)似一個(gè)電影院，門(mén)口多的話(huà)，進(jìn)進(jìn)出出就方便多了)。但是多氣門(mén)設計較復雜，尤其是氣門(mén)的驅動(dòng)方式、燃燒室構造和火花塞位置都需要進(jìn)行精密的布置，這樣生產(chǎn)工藝要求高，制造成本自然也高，后期的維修也困難。所以氣門(mén)數不宜過(guò)多，常見(jiàn)的發(fā)動(dòng)機每個(gè)氣缸有4個(gè)氣門(mén)(2進(jìn)2出)。前面已經(jīng)了解過(guò)發(fā)動(dòng)機的基本構造和動(dòng)力來(lái)源。其實(shí)發(fā)動(dòng)機的實(shí)際運轉速度并不是一成不變的，而是像人跑步一樣，時(shí)而急促，時(shí)而平緩，那么調節好自己的呼吸節奏尤其重要，下面我們就來(lái)了解一下發(fā)動(dòng)機是怎樣“呼吸”的。
十一、凸輪軸的作用
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，凸輪軸是一根有多個(gè)圓盤(pán)形凸輪的金屬桿。這根金屬桿在發(fā)動(dòng)機工作中起到什么作用?它主要負責進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉。凸輪軸在曲軸的帶動(dòng)下不斷旋轉，凸輪便不斷地下壓氣門(mén)(搖臂或頂桿)，從而實(shí)現控制進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉的功能。
十二、OHV、OHC、SOHC、DOHC代表什么意思?
在發(fā)動(dòng)機外殼上經(jīng)常會(huì )看到SOHC、DOHC這些字母，這些字母到底表示的是什么意思?OHV是指頂置氣門(mén)底置凸輪軸，就是凸輪軸布置在氣缸底部，氣門(mén)布置氣缸頂部。OHC是指頂置凸輪軸，也就是凸輪軸布置在氣缸的頂部。如果氣缸頂部只有一根凸輪軸同時(shí)負責進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)、關(guān)，稱(chēng)為單頂置凸輪軸(SOHC)。氣缸頂部如果有兩根凸輪軸分別負責進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)關(guān)，則稱(chēng)為雙頂置凸輪軸(DOHC)。
底置凸輪軸的凸輪與氣門(mén)搖臂間需要采用一根金屬連桿連接，凸輪頂起連桿從而推動(dòng)搖臂來(lái)實(shí)現氣門(mén)的開(kāi)合。但過(guò)高的轉速容易導致頂桿折斷，因此這種設計多應用于大排量、低轉速、追求大扭矩輸出的發(fā)動(dòng)機。而凸輪軸頂置可省略頂桿簡(jiǎn)化了凸輪軸到氣門(mén)的傳動(dòng)機構，更適合發(fā)動(dòng)機高速時(shí)的動(dòng)力表現，頂置凸輪軸應用比較廣泛。
十三、配氣機構的作用
配氣機構主要包括正時(shí)齒輪系、凸輪軸、氣門(mén)傳動(dòng)組件(氣門(mén)、推桿、搖臂等)，主要的作用是根據發(fā)動(dòng)機的工作情況，適時(shí)的開(kāi)啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門(mén)，以使得新鮮混合氣體及時(shí)充滿(mǎn)氣缸，廢氣得以及時(shí)排出氣缸外。
十四、什么是氣門(mén)正時(shí)?為什么需要正時(shí)?
所謂氣門(mén)正時(shí)，可以簡(jiǎn)單理解為氣門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉的時(shí)刻。理論上在進(jìn)氣行程中，活塞由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)、排氣門(mén)關(guān)閉;在排氣行程中，活塞由下止點(diǎn)移至上止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉、排氣門(mén)打開(kāi)。那為什么要正時(shí)呢?其實(shí)在實(shí)際的發(fā)動(dòng)機工作中，為了增大氣缸內的進(jìn)氣量，進(jìn)氣門(mén)需要提前開(kāi)啟、延遲關(guān)閉;同樣地，為了使氣缸內的廢氣排的更干凈，排氣門(mén)也需要提前開(kāi)啟、延遲關(guān)閉，這樣才能保證發(fā)動(dòng)機有效的運作。
十五、可變氣門(mén)正時(shí)、可變氣門(mén)升程又是什么?
發(fā)動(dòng)機在高轉速時(shí)，每個(gè)氣缸在一個(gè)工作循環(huán)內，吸氣和排氣的時(shí)間是非常短的，要想達到高的充氣效率，就必須延長(cháng)氣缸的吸氣和排氣時(shí)間，也就是要求增大氣門(mén)的重疊角;而發(fā)動(dòng)機在低轉速時(shí)，過(guò)大的氣門(mén)重疊角則容易使得廢氣倒灌，吸氣量反而會(huì )下降，從而導致發(fā)動(dòng)機怠速不穩，低速扭矩偏低。固定的氣門(mén)正時(shí)很難同時(shí)滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機高轉速和低轉速兩種工況的需求，所以可變氣門(mén)正時(shí)應運而生�？勺儦忾T(mén)正時(shí)可以根據發(fā)動(dòng)機轉速和工況的不同而進(jìn)行調節，使得發(fā)動(dòng)機在高低速下都能獲得理想的進(jìn)、排氣效率。
影響發(fā)動(dòng)機動(dòng)力的實(shí)質(zhì)其實(shí)與單位時(shí)間內進(jìn)入到氣缸內的氧氣量有關(guān)，而可變氣門(mén)正時(shí)系統只能改變氣門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉的時(shí)間，卻不能改變單位時(shí)間內的進(jìn)氣量，變氣門(mén)升程就能滿(mǎn)足這個(gè)需求。如果把發(fā)動(dòng)機的氣門(mén)看作是房子的一扇“門(mén)”的話(huà)，氣門(mén)正時(shí)可以理解為“門(mén)”打開(kāi)的時(shí)間，氣門(mén)升程則相當于“門(mén)”打開(kāi)的大小。
十六、豐田VVT-i可變氣門(mén)正時(shí)系統
豐田的可變氣門(mén)正時(shí)系統已廣泛應用，主要的原理是在凸輪軸上加裝一套液力機構，通過(guò)ECU的控制，在一定角度范圍內對氣門(mén)的開(kāi)啟、關(guān)閉的時(shí)間進(jìn)行調節，或提前、或延遲、或保持不變。凸輪軸的正時(shí)齒輪的外轉子與正時(shí)鏈條(皮帶)相連，內轉子與凸輪軸相連。外轉子可以通過(guò)液壓油間接帶動(dòng)內轉子，從而實(shí)現一定范圍內的角度提前或延遲。
十七、本田i-VTEC可變氣門(mén)升程系統
本田的i-VTEC可變氣門(mén)升程系統的結構和工作原理并不復雜，可以看做在原來(lái)的基礎上加了第三根搖臂和第三個(gè)凸輪軸。它是怎樣實(shí)現改變氣門(mén)升程的呢?可以簡(jiǎn)單的理解為，通過(guò)三根搖臂的分離與結合一體，來(lái)實(shí)現高低角度凸輪軸的切換，從而改變氣門(mén)的升程。當發(fā)動(dòng)機處于低負荷時(shí)，三根搖臂處于分離狀態(tài)，低角度凸輪兩邊的搖臂來(lái)控制氣門(mén)的開(kāi)閉，氣門(mén)升程量小;當發(fā)動(dòng)機處于高負荷時(shí)，三根搖臂結合為一體，由高角度凸輪驅動(dòng)中間搖臂，氣門(mén)升程量大。
十八、寶馬Valvetronic可變氣門(mén)升程系統
寶馬的Valvetronic可變氣門(mén)升程系統，主要是通過(guò)在其配氣機構上增加偏心軸、伺服電機和中間推桿等部件來(lái)改變氣門(mén)升程。當電動(dòng)機工作時(shí)，蝸輪蝸桿機構會(huì )驅動(dòng)偏心軸發(fā)生旋轉，再通過(guò)中間推桿和搖臂推動(dòng)氣門(mén)。偏心輪旋轉的角度不同，凸輪軸通過(guò)中間推桿和搖臂推動(dòng)氣門(mén)產(chǎn)生的升程也不同，從而實(shí)現對氣門(mén)升程的控制。
十九、奧迪AVS可變氣門(mén)升程系統
奧迪的AVS可變氣門(mén)升程系統，主要通過(guò)切換凸輪軸上兩組高度不同的凸輪來(lái)實(shí)現改變氣門(mén)的升程，其原理與本田的i-VTEC非常相似，只是AVS系統是通過(guò)安裝在凸輪軸上的螺旋溝槽套筒，來(lái)實(shí)現凸輪軸的左右移動(dòng)，進(jìn)而切換凸輪軸上的高低凸輪。發(fā)動(dòng)機處于高負荷時(shí)，電磁驅動(dòng)器使凸輪軸向右移動(dòng)，切換到高角度凸輪，從而增大氣門(mén)的升程;當發(fā)動(dòng)機處于低負荷時(shí)，電磁驅動(dòng)器使凸輪軸向左移動(dòng)，切換到低角度凸輪，以減少氣門(mén)的升程。
二十、活塞、曲軸是最“累”的?
發(fā)動(dòng)一運轉，活塞的“頭上”就要頂著(zhù)高溫高壓，不停地做高速上下運動(dòng)，工作環(huán)境非常嚴苛�？梢哉f(shuō)活塞是發(fā)動(dòng)機“心臟”，因此活塞的材質(zhì)制作精度都有著(zhù)很高的要求。而被活塞踩在“腳下”的曲軸也不好受，要不停地做高速旋轉運動(dòng)。曲軸每分鐘要旋轉數千次，肩負著(zhù)帶動(dòng)機油泵、發(fā)電機、空調壓縮機、凸輪軸等機構的艱巨任務(wù)，是發(fā)動(dòng)機動(dòng)力的中轉軸，因此它也比較“壯”。
二十一、直線(xiàn)運動(dòng)如何變旋轉運動(dòng)?
我們都知道，氣缸內活塞做的是上下的直線(xiàn)運動(dòng)，但要輸出驅動(dòng)車(chē)輪前進(jìn)的旋轉力，是怎樣把直線(xiàn)運動(dòng)轉化為旋轉運動(dòng)的呢?其實(shí)這個(gè)與曲軸的結構有很大關(guān)系。曲軸的連桿軸與主軸是不在同一直線(xiàn)上的，而是對立布置的。這個(gè)運動(dòng)原理其實(shí)跟我們踩自行車(chē)非常相似，我們兩個(gè)腳相當于相鄰的兩個(gè)活塞，腳踏板相當于連桿軸，而中間的大飛輪就是曲軸的主軸。我們左腳向下用力蹬時(shí)(活塞做功或吸氣向下做運動(dòng))，右腳會(huì )被提上來(lái)(另一活塞壓縮或排氣做向上運動(dòng))。這樣周而復始，就有直線(xiàn)運動(dòng)轉化為旋轉運動(dòng)了。
二十二、發(fā)動(dòng)機飛輪為什么這么大?
都知道活塞的四個(gè)行程中，只有一次是做功的，進(jìn)氣、壓縮、排氣三個(gè)行程都需要一定的力量支持才能順利進(jìn)行，而飛輪在這個(gè)過(guò)程中就幫了很大的忙。飛輪之所以做得比較大，主要是為了存儲發(fā)動(dòng)機的運動(dòng)能量，這樣才能保證曲軸平穩的運轉。其實(shí)這個(gè)原理跟我們小時(shí)候的陀螺玩具差不多，我們用力旋轉后，它能保持相當長(cháng)時(shí)間的轉動(dòng)。
二十三、發(fā)動(dòng)機的排量、壓縮比
活塞從上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)所通過(guò)的空間容積稱(chēng)為氣缸排量;發(fā)動(dòng)機所有氣缸排量之和稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機排量，通常用升(L)來(lái)表示。如我們平時(shí)看到的汽車(chē)排量，1.6L、2.0L、2.4L等等。其實(shí)氣缸的容積是個(gè)圓柱體，不太可能正好是整升數的，如1998mL、2397mL等數字，可以近似標示為2.0L、2.4L。壓縮比，即發(fā)動(dòng)機混合氣體被壓縮的程度，氣缸總容積與壓縮后的氣缸容積(即燃燒室容積)之比來(lái)表示。為什么要對氣缸的混合氣體壓縮呢?這樣可以讓混合氣體更容易、更快速的完全燃燒，從而提高發(fā)動(dòng)機的性能和效率。
二十四、什么是可變排量?如何改變排量的?
通常為了獲得大的動(dòng)力，需要把發(fā)動(dòng)機的排量增大，如8缸、12缸發(fā)動(dòng)機動(dòng)力就非常強勁。但付出的代價(jià)就是油耗增加。尤其是在怠速等工況不需要大動(dòng)力輸出時(shí)，燃油就白白浪費掉了，而可變排量就可以很好地解決矛盾�？勺兣帕�，顧名思義就是發(fā)動(dòng)機的排量并不是固定的(也就是說(shuō)參加工作的氣缸數量是發(fā)生變化的)，而是可以根據工況需要而發(fā)生改變。那發(fā)動(dòng)機怎么來(lái)實(shí)現排量的改變的?簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是通過(guò)控制進(jìn)氣門(mén)和油路來(lái)開(kāi)啟或關(guān)閉某個(gè)氣缸的工作。比如一臺6缸可變排量發(fā)動(dòng)機，可以根據實(shí)際工況需要，實(shí)現3缸、4缸、6缸三種工作模式，以降低油耗，提高燃油的經(jīng)濟性。如大眾TSI EA211發(fā)動(dòng)機采用了可變排量(氣缸關(guān)閉)技術(shù)，主要是通過(guò)電磁控制器和安裝在凸輪軸上的螺旋溝槽套筒來(lái)實(shí)現氣門(mén)的關(guān)閉與開(kāi)啟。
二十五、什么是缸內直噴?有什么優(yōu)勢?
我們知道，傳統的發(fā)動(dòng)機是在進(jìn)氣歧管中噴油再與空氣形成混合氣體，最后才進(jìn)入到氣缸內的。在此過(guò)程中，因為噴油嘴里燃燒室還有一定距離，微小的油粒會(huì )吸附在管道壁上，而且汽油與空氣的混合受進(jìn)氣氣流和氣門(mén)關(guān)閉影響較大。而缸內直噴是直接將燃油噴射在缸內，在氣缸內直接與空氣混合。ECU可以根據吸入的空氣量精確地控制燃油和噴射量和噴射時(shí)間，高壓的燃油噴射系統可以是使油氣的霧化和混合效率更加優(yōu)異，使符合理論空燃比的混合氣體燃燒更加充分，從而降低油耗，提高發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力性能。這套由柴油發(fā)動(dòng)機衍生而來(lái)的科技目前已經(jīng)大量使用在包含大眾(含奧迪)、寶馬、梅賽德斯-奔馳、通用等車(chē)系上。
二十六、什么是均質(zhì)燃燒?分層燃燒?
所謂“均質(zhì)燃燒”可以理解為普通的燃燒方式，即燃料和空氣混合形成一定濃度的可燃混合氣，整個(gè)燃燒室內混合氣的空燃比是相同的，經(jīng)火花塞點(diǎn)燃燃燒。由于混合氣形成時(shí)間較長(cháng)，燃料和空氣可以得到充分的混合，燃燒更均勻，從而獲得較大的輸出功率。而分層燃燒，整個(gè)燃燒室內的混合氣的空燃比是不同的，火花塞附近的混合氣濃度要比其他地方的要高，這樣在火花塞周?chē)幕旌蠚馑梢匝杆偃紵�，從而帶�?dòng)較遠處較稀的混合氣體的燃燒，這種燃燒方式稱(chēng)為“分層燃燒”。均質(zhì)燃燒的目的是在高速行駛、加速時(shí)獲得大功率;分層燃燒是為了在低轉速、低負荷時(shí)節省燃油。
二十七、如何是實(shí)現分層燃燒?
如TSI發(fā)動(dòng)機是怎樣實(shí)現分層燃燒的?首先，發(fā)動(dòng)機在進(jìn)氣行程活塞移至下止點(diǎn)時(shí)，ECU控制噴油嘴進(jìn)行一次小量的噴油，使氣缸內形成稀薄混合氣。在活塞壓縮行程末端時(shí)再進(jìn)行第二次噴油，這樣在火花塞附近形成混合氣相對濃度較高的區域(利用活塞頂的特殊結構)，然后利用這部分較濃的混合氣引燃汽缸內的稀薄混合氣，從而實(shí)現氣缸內的稀薄燃燒，這樣可以用更少的燃油達到同樣的燃燒效果，進(jìn)一步降低發(fā)動(dòng)機的油耗。在平時(shí)開(kāi)車(chē)的時(shí)候相信大家都有體會(huì )，感覺(jué)帶“T”的發(fā)動(dòng)機很給力，動(dòng)力很強勁。渦輪增壓發(fā)動(dòng)機為什么動(dòng)力強勁?是怎樣增壓的?下面我們就來(lái)了解一下發(fā)動(dòng)機增壓器的工作原理。
二十八、節氣門(mén)的作用
在發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣系統中主要有兩大部件，一是空氣濾清器，主要負責過(guò)濾空氣中的雜質(zhì);二是進(jìn)氣管道，主要將空氣引入到氣缸中。而在進(jìn)氣管中有個(gè)很重要的部件，就是節氣門(mén)。節氣門(mén)主要的作用就是控制進(jìn)入氣缸的混合氣量大小。那它是怎么控制進(jìn)氣量的呢?我們開(kāi)車(chē)時(shí)踩油門(mén)踏板的深淺，其實(shí)就是控制節氣門(mén)開(kāi)度的大小。油門(mén)踏板踩得越深，節氣門(mén)開(kāi)度就越大，混合氣進(jìn)入量就越大，發(fā)動(dòng)機的轉速就會(huì )上升。
傳統拉線(xiàn)油門(mén)是通過(guò)鋼絲一端與油門(mén)踏板相連另一端與節氣門(mén)相連，它的傳輸比例是1：1，這種方式控制精度不理想。而現在的電子節氣門(mén)(電子油門(mén))，是通過(guò)位置傳感器，將踩踏油門(mén)踏板動(dòng)作的力量、幅度等數據傳輸到控制單元進(jìn)行分析，然后總結出駕駛者踩油門(mén)的意圖，再由ECU計算實(shí)際節汽門(mén)開(kāi)合度并發(fā)出指令控制節汽門(mén)電機工作，從而實(shí)現對節氣門(mén)的精準控制。
二十九、進(jìn)氣歧管長(cháng)度可變?
我們平時(shí)看到發(fā)動(dòng)機的進(jìn)氣歧管的長(cháng)度好像都是固定的，它的長(cháng)度還可以改變?其實(shí)在進(jìn)氣歧管內安裝控制閥，通過(guò)它的打開(kāi)和關(guān)閉，可以將進(jìn)氣歧管分為兩段，從而改變它的有效長(cháng)度。那改變進(jìn)氣歧管的長(cháng)度有什么作用呢?主要是為了提高發(fā)動(dòng)機在不同轉速時(shí)的進(jìn)氣效率，從而提升發(fā)動(dòng)機在各個(gè)轉速下的動(dòng)力性能。
當發(fā)動(dòng)機低速運轉時(shí)，黑色控制閥關(guān)閉，氣流被迫從長(cháng)歧管流入氣缸，可以增加進(jìn)氣的氣流速度和壓強，使汽油和空氣更好的混合，燃燒更充分(這個(gè)有點(diǎn)像把水流不急的水管捏扁后，水流速度會(huì )變急的原理一樣)。當發(fā)動(dòng)機轉速升高時(shí)，控制閥門(mén)打開(kāi)，氣流繞開(kāi)下端管道直接進(jìn)入氣缸，這時(shí)能更快吸入更多的空氣，增大發(fā)動(dòng)機高轉速的進(jìn)氣量。
三十、排氣歧管為什么“長(cháng)”得奇形怪狀的?
汽車(chē)的排氣系統主要包括排氣歧管、三元催化轉化器、消聲器和排氣管道等。主要的作用就是將氣缸內燃燒的廢氣排出到大氣中。為什么我們看到的排氣管大多都形狀怪異的?這種設計主要是為了最大限度地避免各缸排出的廢氣發(fā)生相互干涉或廢氣回流的現象，而影響發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力性能。雖然排氣管設計的奇形怪狀，但為了防止出現紊流，還是遵循一定的原則的，如各缸排氣歧管盡可能獨立、長(cháng)度盡可能相等;排氣歧管盡可能長(cháng)等。
三十一、渦輪增壓是怎樣增壓的?
渦輪增壓大家并不陌生，平時(shí)在車(chē)的尾部都可以看到諸如1.4T、2.0T等字樣，這說(shuō)明了這輛車(chē)的發(fā)動(dòng)機是帶渦輪增壓的。渦輪增壓(Turbocharger)簡(jiǎn)稱(chēng)Turbo或T。渦輪增壓是利用發(fā)動(dòng)機的廢氣帶動(dòng)渦輪來(lái)壓縮進(jìn)氣，從而提高發(fā)動(dòng)機的功率和扭矩，使車(chē)更有勁。渦輪增壓器主要由渦輪機和壓縮機兩部分組成，之間通過(guò)一根傳動(dòng)軸連接。渦輪的進(jìn)氣口與發(fā)動(dòng)機排氣歧管相連，排氣口與排氣管相連;壓縮機的進(jìn)氣口與進(jìn)氣管相連，排氣口則接在進(jìn)氣歧管上。到底是怎樣實(shí)現增壓的呢?主要是通過(guò)發(fā)動(dòng)機排出的廢氣沖擊渦輪高速運轉，從而帶動(dòng)同軸的壓縮機高速轉動(dòng)，強制地將增壓后的空氣壓送到氣缸中。渦輪增壓主要是利用發(fā)動(dòng)機廢氣的能量帶動(dòng)壓縮機來(lái)實(shí)現對進(jìn)氣的增壓，整個(gè)過(guò)程中基本不會(huì )消耗發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力，擁有良好的加速持續性，但是在低速時(shí)渦輪不能及時(shí)介入，帶有一定的滯后性。
三十二、機械增壓又是怎樣的?
相對于渦輪增壓，機械增壓(Supercharger)的原理則有所不同。機械增壓主要是通過(guò)曲軸的動(dòng)力帶動(dòng)一個(gè)機械式的空氣壓縮機旋轉來(lái)壓縮空氣的。與渦輪增壓不同的是，機械增壓工作過(guò)程中會(huì )對發(fā)動(dòng)機輸出的動(dòng)力造成一定程度的損耗。由于機械增壓器是直接由曲軸帶動(dòng)的，發(fā)動(dòng)機運轉時(shí)，增壓器也就開(kāi)始工作了。所以在低轉速時(shí)，發(fā)動(dòng)機的扭矩輸出表現也十分出色，而且空氣壓縮量是按照發(fā)動(dòng)機轉速線(xiàn)性上升的，沒(méi)有渦輪增壓發(fā)動(dòng)機介入那一刻的唐突，也沒(méi)有渦輪增壓發(fā)動(dòng)機的低速遲滯。但是在發(fā)動(dòng)機高速運轉時(shí)，機械增壓器對發(fā)動(dòng)機動(dòng)力的損耗也是很大的，動(dòng)力提升不太明顯。
三十三、雙增壓發(fā)動(dòng)機是怎樣工作的?
雙增壓發(fā)動(dòng)機，顧名思義就是指一臺發(fā)動(dòng)機上裝有兩個(gè)增壓器。如一臺發(fā)動(dòng)機上采用兩個(gè)渦輪增壓器，則稱(chēng)為雙渦輪增壓發(fā)動(dòng)機。如寶馬3.0L直列六缸發(fā)動(dòng)機，采用的就是兩個(gè)渦輪增壓器。針對廢氣渦輪增壓的渦輪遲滯現象，排氣管上并聯(lián)兩只同樣的渦輪(每三個(gè)缸一組連接一個(gè)渦輪增壓器)，在發(fā)動(dòng)機低轉速的時(shí)候，較少的排氣即可驅動(dòng)渦輪高速旋轉以產(chǎn)生足夠的進(jìn)氣壓力，減小渦輪遲滯效應。
前面了解到，渦輪增壓器在低轉速時(shí)有遲滯現象，但高速時(shí)增壓值大，發(fā)動(dòng)機動(dòng)力提升明顯，而且基本不消耗發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力;而機械增壓器，是發(fā)動(dòng)機運轉直接驅動(dòng)渦輪，沒(méi)有渦輪增壓的遲滯，但是是損耗部分動(dòng)力、增壓值較低。那把它們結合一起就豈不是可以?xún)?yōu)勢互補了?
如大眾高爾夫GT上裝備的1.4升TSI發(fā)動(dòng)機，設計師就把渦輪增壓器和機械增壓器結合到了一起。將機械增壓器安裝到發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣系統上，渦輪增壓器安裝在排氣系統上，從而保證發(fā)動(dòng)機在低速、中速和高速時(shí)都能有較好的增壓效果。在我們日常養車(chē)中，定期更換機油機濾、檢查水箱水是必不可少的項目，這對發(fā)動(dòng)機的工作性能有著(zhù)重要的影響。機油、水箱水分別是發(fā)動(dòng)機潤滑系和冷卻系的重要載體，那它們是怎樣對發(fā)動(dòng)機進(jìn)行潤滑和冷卻的呢?下面我們一起來(lái)了解一下吧。
三十四、發(fā)動(dòng)機如何潤滑?
發(fā)動(dòng)機內部有許多相互摩擦運動(dòng)的零件，如曲軸主軸頸與主軸承、凸輪軸頸與凸輪軸承、活塞、活塞環(huán)與氣缸壁面等等，這些部件運動(dòng)速度快，工作環(huán)境惡劣，它們之間需要有適當的潤滑，才能降低磨損，延長(cháng)發(fā)動(dòng)機的壽命。機油作為發(fā)動(dòng)機的“血液”，對發(fā)動(dòng)機油具有潤滑、冷卻、清洗、密封和防銹等作用，定期地更換機油對發(fā)動(dòng)機有著(zhù)重要的作用。
機油主要存儲在油底殼中，當發(fā)動(dòng)機運轉后帶動(dòng)機油泵，利用泵的壓力將機油壓送至發(fā)動(dòng)機各個(gè)部位。潤滑后的機油會(huì )沿著(zhù)缸壁等途徑回到油底殼中，重復循環(huán)使用。反復重復潤滑的機油中，會(huì )帶有磨損的金屬末或灰塵等雜質(zhì)，如不清理反而加速零件間的磨損。所以在機油油道上必須安裝機油濾清器進(jìn)行過(guò)濾。但時(shí)間過(guò)長(cháng)，機油一樣會(huì )變臟，因此在車(chē)輛行駛一定里程后必須更換機油機濾。
三十五、發(fā)動(dòng)機是如何冷卻的?
發(fā)動(dòng)機除了要有潤滑系統減少零件間的摩擦外，還必須要有個(gè)冷卻系統，適時(shí)將受熱零件的部分熱量及時(shí)散發(fā)出去，以保證發(fā)動(dòng)機在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。發(fā)動(dòng)機冷卻有水冷和風(fēng)冷兩種方式，現在一般車(chē)用發(fā)動(dòng)機都采用水冷式。發(fā)動(dòng)機水冷式冷卻系統主要由水泵、散熱器、冷卻風(fēng)扇、補償水箱、節溫器、發(fā)動(dòng)機機體、氣缸蓋水套等部分組成。
那是怎么進(jìn)行冷卻的呢?主要通過(guò)水泵使環(huán)繞在氣缸水套中的冷卻液加快流動(dòng)，通過(guò)行駛中的自然風(fēng)和電動(dòng)風(fēng)扇，使冷卻液在散熱器中進(jìn)行冷卻，冷卻后的冷卻液再次引入到水套中，周而復始，實(shí)現對發(fā)動(dòng)機的冷卻。其實(shí)冷卻系除了對發(fā)動(dòng)機有冷卻作用外，還有“保溫”的作用，因為“過(guò)冷”或“過(guò)熱”，都會(huì )影響發(fā)動(dòng)機的正常工作。這個(gè)過(guò)程主要是通過(guò)節溫器實(shí)現發(fā)動(dòng)機冷卻系“大小循環(huán)”的切換。什么是冷卻系統的大小循環(huán)?可以簡(jiǎn)單理解為，小循環(huán)的冷卻液是不通過(guò)散熱器的，而大循環(huán)的冷卻液是通過(guò)散熱器的。
三十六、柴油機和汽油機的區別
柴油機和汽油機是汽車(chē)上最常見(jiàn)的兩種動(dòng)力裝置，因為燃料的不同，柴油機和汽油機工作方式也是有所不同的。主要表現在以下幾個(gè)方面，首先噴射方式不一樣，一般的汽油機(直噴發(fā)動(dòng)機除外)是將汽油與燃料混合后進(jìn)入氣缸，而柴油機是直接將柴油噴入已充滿(mǎn)壓縮空氣的氣缸。其次，點(diǎn)火方式不同。汽油機需要火花塞將混合氣點(diǎn)燃，而柴油機是壓縮自燃點(diǎn)火。最后，壓縮比不同，柴油機的壓縮比一般都比汽油機的要大，因此它的膨脹比和熱效率比較高，油耗比汽油機要低。
三十七、轉子發(fā)動(dòng)機是怎樣工作的?
轉子發(fā)動(dòng)機也稱(chēng)三角活塞旋轉式發(fā)動(dòng)機，與我們常見(jiàn)的往復式發(fā)動(dòng)機不同的是，它是一種通過(guò)三角活塞在氣缸內做旋轉運動(dòng)的內燃機。轉子發(fā)動(dòng)機的活塞是一個(gè)扁平三角形，氣缸是一個(gè)扁盒子，活塞偏心地安裝在空腔內。汽油燃燒產(chǎn)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(gè)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(dòng)。在這過(guò)程中，工作室的容積隨著(zhù)活塞轉動(dòng)發(fā)生周期性的變化，從而完成進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣這四個(gè)行程�；钊啃D一次就做功一次，與一般的四沖程發(fā)動(dòng)機每轉兩圈才做一次功，具有高馬力容積等優(yōu)點(diǎn)。
三十八、混合動(dòng)力汽車(chē)是怎樣的?
現在的混合動(dòng)力汽車(chē)一般為油電混合，就是利用燃油發(fā)動(dòng)機和電動(dòng)機共同為汽車(chē)提供動(dòng)力�；旌蟿�(dòng)力車(chē)上的裝置可以在車(chē)輛減速、制動(dòng)、下坡時(shí)回收能量，并通過(guò)電動(dòng)機為汽車(chē)提供動(dòng)力，因此它的油耗比較低，但汽車(chē)價(jià)格相對較高。根據電動(dòng)機所起作用的大小，可以分為強混合動(dòng)力和輕混合動(dòng)力兩種。強混合動(dòng)力車(chē)主要采用大功率電動(dòng)機，盡量縮小發(fā)動(dòng)機的排量。在起步或低速時(shí)，可以單純依靠電力行駛，如在車(chē)輛重載、加速等情況下，發(fā)動(dòng)機才會(huì )介入工作。
輕混合動(dòng)力車(chē)的主要驅動(dòng)力是燃油發(fā)動(dòng)機，而電動(dòng)機只是作為輔助作用，不能單獨驅動(dòng)汽車(chē)。但能在車(chē)輛減速、制動(dòng)時(shí)進(jìn)行能量回收，實(shí)現混合動(dòng)力的最大效率。前面了解到發(fā)動(dòng)機的工作原理，都知道發(fā)動(dòng)機的轉速是非常高的，如將動(dòng)力直接作用于車(chē)輪來(lái)驅動(dòng)汽車(chē)的話(huà)是很不現實(shí)的。為了滿(mǎn)足汽車(chē)起步、爬坡、高速行駛等駕駛的需要，變速器應運而生。
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