发动机的工作原理3.pdf

! !# 年第 #! 期（总第 $% 期） 国外科技动态 发动机的工作原理 科 普 园 地 随着老百姓收入水平的不断提高，有车族作为 一个群体在日益壮大，会开车的人可谓比比皆是。可 是谈到汽车究竟如何能够纵横驰骋、一日千里，恐怕 是知者甚少。显然，光会开车远远不够 ! 至少要懂得 一些有关汽车的基本知识才行。有车的朋友们可能 会碰到过这样的情形：本来高高兴兴地开车出去，可 是半路上车子抛锚了，放眼四望，连个人影儿都找不 着，怎么办？打开车子后罩，里面管子、金属、电线⋯ ⋯乱七八糟一大堆，可就是不知道哪儿出了毛病，于 是抓耳挠腮，急得团团转！这也正应了我们中国人常 说的一句话：书到用时方恨少，事非亲临不知难。既 然明白这一点，为什么平时不多了解一些这方面的 知识呢？这里我们将告诉大家一些发动机的工作原 理和相关知识，相信读了这篇文章，您就可以不再为 修车的事儿犯愁了！ 初识发动机 发动机是汽车的动力源，它能将某一种形式的 能量转变为机械能。将热能转变为机械能的发动机 称为热力发动机。其中的热能是由燃料在发动机内 部燃烧所产生的 ! 因此也称之为内燃机。它是如何工 作的呢？为了更好地理解这一过程，我们可以想一想 在电影或是生活中所看到的一些实例：在早期的战 争题材的影片中，加农炮可谓是颇具威慑力的武 器。战士们给大炮装上弹药和弹球，瞄准目标，然后 点火，紧接着就是激动人心的壮观场面：几十米以外 的目标应声而落，顷刻间灰飞烟灭。或许这个例子会 让你觉得有点儿不可思议——— 很难想象它跟内燃机 有什么联系，可事实上这就是内部燃烧的一个实 例！ 小汽车用发动机多为四冲程发动机，四冲程也 被称作奥托循环，主要是为了纪念它的发明者 #$% ’()* +,,% 。在详细叙说发动机的工作过程之前，让我 们先大体了解一下发动机的组成部分和一些常用的 名词。 -. 气缸。它是发动机的核心部分，活塞的上下移 动就是在气缸里完成的。常见的割草机通常只有一 个气缸，而对小汽车而言，四缸、六缸、八缸的都有。 在多缸发动机内，气缸通常以三种方式排列：直列 式、 / 型和对置式。不同的排列方式适用于不同的车 型，而且它们在发动机运行的平稳性、制造成本和外 形特征及诸多方面都存在差异。 直列式发动机，气缸在一侧呈直线排列 / 型发动机，气缸在两侧呈一定角度排列 对置式发动机，气缸在两侧并行排列 !# 年第 #! 期（总第 $% 期） ! 国外科技动态 ! 火花塞。它能产生火花，点燃气体和燃料的混合 物，使燃烧得以进行 （发动机要想高效运转，火花的 生成时间必须恰到好处）。 # 气门。包括进气门和排气门。它们会在适宜的 时间打开，让气体和燃料混合物进入或者是让废气 排出。在压缩行程，两个阀门都是关闭的，燃烧室处 于封闭状态。 $ 活塞。能在气缸里上下移动的圆柱形金属。 % 活塞环。位于气缸内侧和活塞外侧之间，起密 封作用，以避免：燃烧室中空气和燃料的混合物在压 缩和燃烧行程中泄漏到油槽里；油槽中的油漏进燃 烧区域，被消耗而造成浪费。 燃烧室。压缩行程和燃烧行程都是在燃烧室 里发生的。随着活塞的上下移动，燃烧室的容积也在 发生着增减变化，因此它存在着最大和最小容量。燃 烧室的最大容量和最小容量之间的位移被称作气缸 的工作容积，通常以升或立方厘米表示。如果发动机 有四个气缸，每个气缸工作容积为半升，则发动机的 工作容积为 ! ’ 升，我们称该发动机为 “ ! ’ 升发动 机”；如果发动机有 个气缸，成 ( 型排列，每个气缸 工作容积为 ’ % 升，则该发动机为 “ # ’ 升 ( ”发动 机。 ) 连接杆。连接活塞和曲轴。它的两端都能够旋 转，并且会随活塞的移动和曲轴的旋转而改变旋转 角度。 * 曲轴。它能将活塞的上下运动转换成圆周运 动。 + 润滑油槽。它绕在曲轴周围，用来盛放润滑过 程中淌下的润滑油。 发动机的工作过程 当曲轴转动的时候，发动机会顺次通过下面四 个行程： 进气行程。活塞从顶部 （上止点）开始向下运 科 普 园 地 发动机结构与工作原理图 ２００１年第 １２期（总第 ３８９期） 国外科技动态 动，进气门开启，排气门关闭，发动机 将空气和汽油的混合物吸入气缸。 ＊压缩行程。活塞由下止点向上 止点运动 ! 进、排气门全部关闭，空气 和燃料的混合物被压缩，这样会使得 气体爆炸的威力更大。 ＊做功行程。当活塞再次到达顶 部 （上止点）的时候，火花塞射出火花， 点燃汽油，汽油在气缸内爆炸，产生冲 力驱使活塞下移。 ＊排气行程。活塞由下止点向上 止点运动 ! 进气门关闭 ! 排气门开启， 废气通过排气管排出气缸。 至此，发动机完成了一个循环，并开始新的循 环：吸气、压缩、做功、排气，正是这种循环往复的运 动，使得汽车处于持续运动状态之中。 发动机的子系统