本篇文章给大家谈谈《发动机增压系统的结构图片》对应的知识点,希望对各位有所帮助。
本文目录一览:
- 1、发动机涡轮增压、机械增压、自然吸气工作原理及流程图
- 2、发动机机械增压系统工作原理
- 3、汽车发动机的结构图
- 4、发动机主要组成部分图片名称和作用
- 5、发动机各部位名称图解
- 6、“另类”讲解获新知!白话秒懂汽车涡轮增压原理及优劣
发动机涡轮增压、机械增压、自然吸气工作原理及流程图
涡轮增压器(Tubro)实际上就是一个空气压缩机。它是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内),涡轮又带动同轴的叶轮位于进气道内?,叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气,再送入气缸。当发动机转速加快,废气排出速度与涡轮转速也同步加快,空气压缩程度就得以加大,发动机的进气量就相应地得到增加,就可以增加发动机的输出功率了。 涡轮增压的最大优点是它可在不增加发动机排量的基础上,大幅度提高发动机的功率和扭矩。一台发动机装上涡轮增压器后,其输出的最大功率与未装增压器相比,可增加大约40%甚至更多。 增压发动机主要有4大类: 1.机械增压系统(Supercharger):装置在发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接,从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转,从而将空气增压吹到进气岐道里。 优点:转子的速度与发动机转速是相对应的,所以没有滞后或超前,动力输出更为流畅; 缺点:由于它要消耗部分引擎动力,会导致增压效率不高。 2.废气涡轮增压系统:利用发动机排出的废气达到增压目的。增压器与发动机无任何机械联系,压气机由内燃机废气驱动的涡轮来带动。一般增压压力可达180~200kPa,或300 kPa左右,需要增设空气中间冷却器来给高温压缩空气进行冷却。国内轿车1998年开始在排量1.8的奥迪200上运用,以后又有奥迪A6的1.8T、奥迪A41.8T,直至帕萨特1.8T、宝来1.8T。 优点:增加效率高于机械增压; 缺点:发动机动力输出略滞后于油门的开启,加大油门后一般需要等片刻,稍后发动机会有惊人的动力爆发。 3.复合增压系统:即废气涡轮增压和机械增压并用,大功率柴油机上用的较多。复合增压系统发动机输出功率大、燃油消耗率低、噪声小,但结构过于复杂。 4.气波增压系统:利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。这种系统低速增压性能好、加速性好、工况范围大;但尺寸大、笨重和噪声大.涡轮增压(Turbo) 涡轮增压简称Turbo,如果在轿车尾部看到Turbo或者T,即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机。 涡轮增压器实际上是种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。当发动机转速增快,废气排出速度与祸轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。 涡轮增压器的最大优点是能在不加大发动机排量就能较大幅度地提高发动机的功率及扭力,一般而言,加装增压器后的发动机的功率及扭矩要增大20%—30%。涡轮增压器的缺点是滞后,即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓,使发动机延迟增加或减少输出功率,这对于要突然加速或超车的汽车而言,瞬间会有点提不上劲的感觉 涡轮增压是欧洲申宝汽车发明的,大多用于柴油发动机 ,但现在也有很多用于汽油车, 尤其是大货车基本上都装有涡轮增压系统 发动机工作的两个要素:空气和燃油。无论怎样设计发动机,都要围绕着这两个要素做文章。想要提高发动机的功率和扭力,无非是提高发动机的供油量和进气量。增加供油量很容易,但是增加进气量就难了。因为,空气有特定的物理特性,仅仅靠自然吸气能力是有限的。于是,曾经在柴油发动机上大获成功的废气涡轮增压技术被移植到汽油机上。 发动机工作中排出的废气是高温高压的,通常会通过三元催化,消音器,排气管白白排出车外,废气涡轮增压发动机正是利用了废气,通过一个位于排气管的涡轮,废气的压力可以推动该涡轮高速旋转,而该涡轮通过一个联动装置,可以驱动另一个位于进气位置的涡轮也高速旋转(最高转速可达上万转/分)。进气涡轮通过旋转对新鲜空气进行压缩,使其密度大大增加,高压气体的温度很高,不适合发动机燃烧需要,所以还要通过一个中冷装置冷却一下,然后供发动机使用。通过涡轮增压,发动机的功率和燃烧效率可以大大提高,以1.8T为例,可以等同于2.3的自然吸气发动机。小排量,大功率,代表着当前发动机技术的最高水平。 最重要的是,该发动机的最大扭力可以从1750-4600转之间保持210的最大值,即发动机扭力曲线呈现平台结构,这是汽车发动机设计的最高目标,发动机的最大扭力区间极大,使得驾驶感觉任何时速段,动力源源不绝,用之不竭。这是世上任何一款自然吸气发动机都无法达到的高度。
发动机机械增压系统工作原理
机械增压系统电控汽油喷射发动机机械增压系统示意图。在图中,增压器6是罗茨压缩机,其由曲轴皮带轮12通过传动带和电磁离合器皮带轮11驱动。空气由增压器增压,由中冷器7冷却,然后进入气缸。当发动机在小负载下运行时不需要增压时,电子控制单元(ECU)17根据节气门位置传感器3的信号断开电磁离合器,增压器停止工作。同时,电子控制单元激励进气旁通阀5将其打开,空气通过旁通阀和旁通管进入气缸。爆燃传感器9安装在发动机机体上,将发动机爆燃的信号传递给电控单元,电控单元发出相应的指令,减小点火提前角,消除爆燃。机械增压器在机械增压器中,罗茨压缩机最为人所知。它由转子、转子轴、传动齿轮、外壳、后盖和齿轮室盖组成。压缩机的前端安装有电磁离合器和电磁离合器皮带轮。罗茨压缩机有两个转子。发动机的曲轴皮带轮通过传动带、电磁离合器皮带轮和电磁离合器驱动一个转子,另一个转子由传动齿轮驱动与第一个转子同步旋转。转子的前后两端由滚柱轴承支撑,滚柱轴承和传动齿轮用合成高速齿轮油润滑。油封安装在转子轴的前端和后端,以防止润滑油泄漏到压缩机外壳中。罗茨压缩机转子有两个叶片和三个叶片。通常双叶旋翼是直线型的,而三叶旋翼是螺旋型的。三叶螺旋转子具有更低的噪音和更好的增压器特性。相互啮合的转子之间以及转子和外壳之间有小间隙,并且转子的表面涂有树脂,以保持转子之间以及转子和外壳之间更好的气密性。转子由铝合金制成。罗茨压缩机工作原理转子旋转时,空气从压缩机进口吸入,经转子叶片加速,再从压缩机出口压出。出口与入口的压力比可以达到1.8。罗茨压缩机具有结构简单、运行可靠、使用寿命长等优点,其供气量与转速成正比。电磁离合器电磁离合器安装在驱动皮带轮上。根据发动机工况的要求,电子控制单元发出接通或断开电磁离合器电源的指令,控制增压器的工作。接通电源,电磁线圈通电,主动盘吸引从动摩擦片,使离合器接合,增压器工作。断电时,电磁线圈断电,主动盘与从动摩擦片分离,增压器停止转动。
汽车发动机的结构图
汽车发动机的结构图如下:
发动机由曲柄连杆机构和配气机构两大机构,以及冷却、润滑、点火、燃料供给、启动系统等五大系统组成。
主要部件有气缸体、气缸盖、活塞、活塞销、连杆、曲轴、飞轮等。往复活塞式内燃机的工作腔称作汽缸,汽缸内表面为圆柱形。在汽缸内作往复运动的活塞通过活塞销与连杆的一端铰接,连杆的另一端则与曲轴相连,曲轴由气缸体上的轴承支承,可在轴承内转动,构成曲柄连杆机构。活塞在汽缸内作往复运动时,连杆推动曲轴旋转。
反之,曲轴转动时,连杆轴颈在曲轴箱内作圆周运动,并通过连杆带动活塞在气缸内上下移动。曲轴每转一周,活塞上、下各运行一次,汽缸的容积在不断的由小变大,再由大变小,如此循环不已。汽缸的顶端用汽缸盖封闭。
扩展资料
发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点,并作为评价各类发动机性能优劣的依据。发动机的性能指标主要有:动力性指标、经济性指标、环境指标、可靠性指标和耐久性指标:
1、动力性指标:一般用发动机的有效扭转矩、有效功率、发动机转速等作为评价指标。
2、经济性指标:发动机经济性指标一般用有效燃油消耗率表示。发动机每输出1kW·h的有效功所消耗的燃油量(以g为单位)称为有效燃油消耗率。
3、环境指标:汽车排放标准和汽车噪声水平,轿车的噪声不得大于79dB(A)。
4、可靠性指标和耐久性指标:表示发动机在规定的使用条件下,在规定的时间内,正常持续工作能力的指标。可靠性有多种评价方法,如首次故障行驶里程、平均故障间隔里程等。耐久性指标是指发动机主要零件磨损到不能继续正常工作的极限时间。
发动机主要组成部分图片名称和作用
发动机(Engine)是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器,包括如内燃机(汽油发动机等)、外燃机(斯特林发动机、蒸汽机等)、电动机等。如内燃机通常是把化学能转化为机械能。发动机既适用于动力发生装置,也可指包括动力装置的整个机器(如:汽油发动机、航空发动机)。发动机最早诞生在英国,所以,发动机的概念也源于英语,它的本义是指那种“产生动力的机械装置”。
机体是构成发动机的骨架,是发动机各机构和各系统的安装基础,其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件,承受各种载荷。因此,机体必须要有足够的强度和刚度。机体组主要由气缸体、汽缸套、气缸盖和气缸垫等零件组成。
气缸体
水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体,
称为气缸体——曲轴箱,也可称为气缸体。气缸体一般用灰铸铁铸成,气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸,下半部为支承曲轴的曲轴箱,其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋,冷却水套和润滑油道等。
气缸体应具有足够的强度和刚度,根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同,通常把气缸体分为以下三种形式。
1、一般式气缸体:其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。这种气缸体的优点是机体高度小,重量轻,结构紧凑,便于加工,曲轴拆装方便;但其缺点是刚度和强度较差
2、龙门式气缸体:其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。
它的优点是强度和刚度都好,能承受较大的机械负荷;但其缺点是工艺性较差,结构笨重,加工较困难。
3、隧道式气缸体:这种形式的气缸体曲轴的主轴承孔为整体式,采用滚动轴承,主轴承孔较大,曲轴从气缸体后部装入。其优点是结构紧凑、刚度和强度好,但其缺点是加工精度要求高,工艺性较差,曲轴拆装不方便。
为了能够使气缸内表面在高温下正常工作,必须对气缸和气缸盖进行适当地冷却。冷却方法有两种,一种是水冷,另一种是风冷。水冷发动机的气缸周围和气缸盖中都加工有冷却水套,并且气缸体和气缸盖冷却水套相通,冷却水在水套内不断循环,带走部分热量,对气缸和气缸盖起冷却作用。
曲轴箱
气缸体下部用来安装曲轴的部位称为曲轴箱,曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。上曲轴箱与气缸体铸成一体,下曲轴箱用来贮存润滑油,并封闭上曲轴箱,故又称为油底壳图。油底壳受力很小,一般采用薄钢板冲压而成,其形状取决于发动机的总体布置和机油的容量。油底壳内装有稳油挡板,以防止汽车颠动时油面波动过大。油底壳底部还装有放油螺塞,通常放油螺塞上装有永久磁铁,以吸附润滑油中的金属屑,减少发动机的磨损。在上下曲轴箱接合面之间装有衬垫,防止润滑油泄漏。
气缸盖
气缸盖安装在气缸体的上面,从上部密封气缸并构成燃烧室。
按照进气系统分类
它经常与高温高压燃气相接触,因此承受很大的热负荷和机械负荷。水冷发动机的气缸盖内部制有冷却水套,缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通。利用循环水来冷却燃烧室等高温部分。
缸盖上还装有进、排气门座,气门导管孔,用于安装进、排气门,还有进气通道和排气通道等。汽油机的气缸盖上加工有安装火花塞的孔,而柴油机的气缸盖上加工有安装喷油器的孔。顶置凸轮轴式发动机的气缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔,用以安装凸轮轴。
气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成,铝合金的导热性好,有利于提高压缩比,所以近年来铝合金气缸盖被采用得越来越多。
气缸盖是燃烧室的组成部分,燃烧室的形状对发动机的工作影响很大,由于汽油机和柴油机的燃烧方式不同,其气缸盖上组成燃烧室的部分差别较大。汽油机的燃烧室主要在气缸盖上,而柴油机的燃烧室主要在活塞顶部的凹坑。这里只介绍汽油机的燃烧室,而柴油机的燃烧室放在柴油供给系里介绍。
汽油机燃烧室常见的三种形式。
1)半球形燃烧室
半球形燃烧室结构紧凑,火花塞布置在燃烧室中央,火焰行程短,
按照气缸数目分类
故燃烧速率高,散热少,热效率高。这种燃烧室结构上也允许气门双行排列,进气口直径较大,故充气效率较高,虽然使配气机构变得较复杂,但有利于排气净化,在轿车发动机上被广泛地应用。
2)楔形燃烧室
楔形燃烧室结构简单、紧凑,散热面积小,热损失也小,能保证混合气在压缩行程中形成良好的涡流运动,有利于提高混合气的混合质量,进气阻力小,提高了充气效率。气门排成一列,使配气机构简单,但火花塞置于楔形燃烧室高处,火焰传播距离长些,切诺基轿车发动机采用这种形式的燃烧室。
3)盆形燃烧室
盆形燃烧室,气缸盖工艺性好,制造成本低,但因气门直径易受限制,进、排气效果要比半球形燃烧室差。捷达轿车发动机、奥迪轿车发动机采用盆形燃烧室。
气缸垫
气缸垫装在气缸盖和气缸体之间,其功用是保证气缸盖与气缸体接触面的密封,防止漏气,漏水和漏油。
气缸垫的材料要有一定的弹性,能补偿结合面的不平度,以确保密封,同时要有好的耐热性和耐压性,在高温高压下不烧损、不变形。目前应用较多的是铜皮——棉结构的气缸垫,由于铜皮——棉气缸垫翻边处有三层铜皮,压紧时较之石棉不易变形。有的发动机还采用在石棉中心用编织的纲丝网或有孔钢板为骨架,两面用石棉及橡胶粘结剂压成的气缸垫。
安装气缸垫时,首先要检查气缸垫的质量和完好程度,所有气缸垫上的孔要和气缸体上的孔对齐。其次要严格按照说明书上的要求上好气缸盖螺栓。拧紧气缸盖螺栓时,必须由中央对称地向四周扩展的顺序分2~3次进行,最后一次拧紧到规定的力矩。
OHV
发动机的凸轮轴布局形式分为OHC(顶置凸轮轴)和OHV(底置凸轮轴)这两种。目前日本及欧洲的汽车厂家较为青睐顶置凸轮轴这种设计;而底置凸轮轴,通常只有在美国车上才能看见。
OHC(顶置凸轮轴),历经发展现在被分成SOHC(单顶置凸轮轴)和DOHC(双顶置凸轮轴)。单顶置凸轮轴就是依靠一根凸轮轴来控制进、排气门的开合。通常来说单顶是配合两气门发动机的设计,由于两气门发动机在进、排气效率比多气门要低,气门间角布置局限性大。而双顶置凸轮轴就能把这些问题优化,因为一根凸轮轴只控制一组气门(进气门或排气门),因此省略了气门的摇臂,简化了凸轮轴到气门之间的传动机构。总的说来,双顶置凸轮轴由于传动部件少,进、排气效率高,更适合发动机高速时的动力表现。对于追求高功率的日本、欧洲厂商,凸轮轴顶置设计当然是最合适不过了。
底置凸轮轴这种设计的发动机一般都是大排量、低转速、追求大扭矩输出,因为底置凸轮轴,是依靠曲轴带动,然后凸轮与气门摇臂采用一根金属杆来连接,是凸轮顶起连杆,连杆推动摇臂来实现发动机气门的开合,所以过高的转速会使顶杆承压过大以致折断。但是这种用顶杆的设计,也有它的优点,结构简单,可靠性高、发动机重心底、成本低等。因为发动机转速低,强调的是扭矩表现,所以底置凸轮轴设计是足够满足这种需求的。
既然这两种设计偏向不同,前者是最求大功率,后者是追求大扭矩。我们知道汽车提速快、牵引力强靠的是扭矩,而实现最高速度是依靠功率。这里还有一个简单的公式:功率=转速X扭矩。自然吸气时发动机提升功率最简单的办法,就是提高转速,转速越高升功率自然就越高。
爆震传感器
发动机工作时因点火时间提前过度(点火提前角)、发动机的负荷、温度及燃料的质量等影响,会引起发动机爆震。发生爆震时,由于气体燃烧在活塞运动到上止点之前,轻者产生噪音及降低发动机的功率,重者会损坏发动机的机械部件。为了防止爆震的产生,爆震传感器是不可缺少的重要部件,以便通过电子控制系统去调整点火提前时间。
发动机发生爆震时,爆震传感器把发动机的机械振动转变为信号电压送至ECU。ECU根据其内部事先储存的点火及其他数据,及时计算修正点火提前角,去调整点火时间,防止爆震的发生。
铂金火花塞
火花塞分很多种,就材料而言主要有:镍合金、铂金等,这些材料本身都有良好的导电性。火化塞散热形式有冷型火花塞和热型火花塞,火花塞的电极结构主要有单极、双极、四极等。其中出于想提升车辆点火性能方面的考虑,很多人都会想着把自己的单极火花塞改为多极的,或者将自己的镍合金火花塞改为铂金的。
火花塞是由绝缘体和金属壳体两部分组成,金属壳体带有螺纹,拧在发动机气缸上,在金属壳体中有一个中心电极,它通过绝缘材料与金属壳体绝缘,在中心电极上端有接线螺母,连接从分电器的过来的高压线,在金属壳体下面还焊有接地电极,在中心电极与接地电极之间有很小的间隙,脉冲高压电击穿两个电极之间的空气,产生电火花点燃可然混合气做功,由于火花塞工作在高温高压的恶劣环境,对它的材料和制造工艺都要求十分高,但在大多经济型车常采用镍合金火花塞,只有中高档车才会使用铂金火花塞或白金火花塞。
顶置凸轮轴
凸轮轴英文全称为Overhead camshaft,简称OHC。一般发动机的凸轮轴安装位置有下置、中置、顶置三种形式。顶置凸轮轴是将凸轮轴被放置在汽缸盖内,燃烧室之上,直接驱动摇臂、气门,不必通过较长的推杆。与气门数相同的推杆式发动机(即顶置气门结构)相比,顶置凸轮轴结构中需要往复运动的部件要少得多,因此大大简化了配气结构,显著减轻了发动机重量,同时也提高了传动效率、降低了工作噪音。尽管顶置凸轮轴使发动机的结构更加复杂,但是它带来的更出色的引擎综合表现(特别是平顺性的显著提高)以及更紧凑的发动机结构,使发动机制造商很快在产品中广泛应用这一设计。顶置凸轮轴与顶置气门结构的驱动方式并不一定不同。动力可以通过正时皮带、链条甚至齿轮组传递到顶置的凸轮轴上。
分电器
汽油发动机点火系统中按气缸点火次序定时的将高压电流传至各气缸火花塞的部件。在蓄电池点火系统中,通常将分电器和点火器安装在同一轴上,并由凸轮轴驱动,同时它还带有点火提前角调整装置和电容器等。
点火器的断电臂用弹簧片使触点闭合,凸轮轴带动断电凸轮使触点开启,开启间隙约为0.30~0.45毫米。断电凸轮的凸起数与气缸数相同。当触点开启时,分电器的分电臂正好对准相应的侧电极,感应产生的高压电由次级线圈经过分电臂、侧电极、高压导线传至相应气缸的火花塞。
缸线
缸线是传统点火系中必不可少的一部分,是点火线圈把能量传给火花塞的介质。缸线大体上分为四部分。第一是导电材料,第二是绝缘胶皮,第三是点火线圈接头,第四是火花塞接头(还有一些缸线外面再包裹一层隔热材料,防止缸线被烧坏)。
缸线数目与发动机缸数相同。随着科技发展,现在很多车已经没有了缸线,缸线和点火线圈做到了一起,每缸一个点火线圈,体积大大减小,为每缸独立点火提供了更加便利的条件。
活塞
发动机好比是汽车的“心脏”,而活塞则可以理解为是发动机的“中枢”,除了身处恶劣的工作环境外,它还是发动机中最忙碌的一个,不断的进行着从下止点到上止点、从上止点到下止点的往复运动,吸气、压缩、做工、排气等,活塞的内部为掏空设计,更像是一个帽子,两端的圆孔连接活塞销,活塞销连接连杆小头,连杆大头则与曲轴相连,将活塞的往复运动转化为曲轴的圆周运动。
每个活塞的裙体处都有三条皱纹,是为了安装两道气环和一道油环,且气环在上。在装配时,两道气环的开口需要错开,起到密封的作用。油环的作用主要是刮除飞溅到缸壁上的多余润滑油,并将润滑油刮布均匀。目前广泛应用的活塞环材料主要有优质灰铸铁、球墨铸铁、合金铸铁等。
火花塞
通过电极之间的放电现象产生火花,汽油发动机是通过燃料和混合气体的适时燃烧使之产生动力,但是作为燃料的汽油即使处于高温环境下也很难自燃,要想使其适时燃烧有必要用“火”来点燃。这里说的火花点火便是“火花塞”的作用。发动机整体性能的好坏完全是取决于火花塞闪出火花的良否来决定的。我们往往把发动机比作为“汽车的心脏”,但是更能把火花塞比作为“发动机的心脏”。
机滤
机滤全称机油滤清器,它的作用是去除机油中的灰尘、金属颗粒、碳沉淀物和煤烟颗粒等杂质,保护发动机。
在发动机工作过程中,金属磨屑、尘土、高温下被氧化的积碳和胶状沉淀物、水等不断混入润滑油。机油滤清器的作用就是滤掉这些机械杂质和胶质,保待润滑油的清洁,延长其使用期限。机油滤清器应具有滤清能力强,流通阻力小,使用寿命长等性能。
机油冷却器
机油冷却器的作用是冷却润滑油,保持油温在正常工作范围之内。在大功率的强化发动机上,由于热负荷大,必须装用机油冷却器。发动机运转时,由于机油粘度随温度升高而变稀,降低了润滑能力。因此,有些发动机装用了机油冷却器,其作用是降低机油温度,保持润滑油一定的粘度。机油冷却器布置在润滑系循环油路。
节气门
节气门是控制空气进入发动机的一道可控阀门,气体进入进气管后会和汽油混合成可燃混合气,从而燃烧做工。它上接空气滤清器,下接发动机缸体,被称为是汽车发动机的咽喉。节气门有传统拉线式和电子节气门两种,传统发动机节气门操纵机构是通过拉索(软钢丝)或者拉杆,一端连接油门踏板,另一端连接节气门连动板而工作。电子节气门主要通过节气门位置传感器,来根据发动机所需能量,控制节气门的开启角度,从而调节进气量的大小。
节温器
节温器是根据冷却水温度的高低自动调节进入散热器的水量,改变水的循环范围,以调节冷却系的散热能力,保证发动机在合适的温度范围内工作。节温器必须保持良好的技术状态,否则会严重影响发动机的正常工作。如节温器主阀门开启过迟,就会引起发动机过热;主阀门开启过早,则使发动机预热时间延长,使发动机温度过低。
冷却系统
冷却系的主要功用是把受热零件吸收的部分热量及时散发出去,保证发动机在最适宜的温度状态下工作。冷却系按照冷却介质不同可以分为风冷和水冷,如果把发动机中高温零件的热量直接散入大气而进行冷却的装置称为风冷系。
而把这些热量先传给冷却水,然后再散入大气而进行冷却的装置称为水冷系。由于水冷系冷却均匀,效果好,而且发动机运转噪音小,目前汽车发动机上广泛采用的是水冷系。
喷油嘴
喷油嘴其实就是个简单的电磁阀,当电磁线圈通电时,产生吸力,针阀被吸起,打开喷孔,燃油经针阀头部的轴针与喷孔之间的环形间隙高速喷出,形成雾状,利于燃烧充分。
喷油嘴本身是一个常闭阀,当ECU下达喷油指令时,其电压讯号会使电流流经喷油嘴内的线圈,产生磁场来把阀针吸起,让阀门开启好使油料能自喷油孔喷出。 喷射供油的最大优点就是燃油供给之控制十分精确,让引擎在任何状态下都能有正确的空燃比,不仅让引擎保持运转顺畅,其废气也能合乎环保法规的规范。
平衡轴
平衡轴让发动机工作起来更加平稳、顺畅。平衡轴技术是一项结构简单并且非常实用发动机技术,它可以有效减缓整车振动,提高驾驶的舒适性。
当发动机处在工作状态时,活塞的运动速度非常快,而且速度很不均匀。当活塞位于上下止点位置时,其速度为零,但在上下止点中间位置的速度则达到最高。由于活塞在气缸内做反复的高速直线运动,因此必然会在活塞、活塞销和连杆上产生较大的惯性力。虽然连杆上的配重可以有效地平衡这些惯性力,但却只有一部分运动质量参与直线运动,另一部分参与了旋转。因而除了上下止点位置外,其它惯性力并不能完全达到平衡状态,此时的发动机便产生了振动。
起动系统
为了使静止的发动机进入工作状态,必须先用外力转动发动机曲轴,使活塞开始上下运动,气缸内吸入可燃混合气,然后依次进入后续的工作循环。而依靠的这个外力系统就是启动系统。
目前几乎所有的汽车发动机都采用电力起动机启动。当电动机轴上的驱动齿轮与发动机飞轮周缘上的环齿啮合时,电动机旋转时产生的电磁转矩通过飞轮传递给发动机的曲轴,使发动机起动。电力起动机简称起动机。它以蓄电池为电源,结构简单、操作方便、起动迅速可靠。
气门
气门(Value)的作用是专门负责向发动机内输入燃料并排出废气,传统发动机每个汽缸只有一个进气门和一个排气门,这种设计结构相对简单,成本较低,维修方便,低速性能较好,缺点是功率很难提高,尤其是高转速时充气效率低、性能较弱。为了提高进排气效率,现在多采用多气门技术,常见的是每个汽缸布置有4个气门(也有单缸3或5个气门的设计,原理一样,如奥迪A6的发动机),4汽缸一共就是16个气门,在汽车资料上经常看到的“16V”就表示发动机共16个气门。这种多气门结构容易形成紧凑型燃烧室,喷油器布置在中央,这样可以令油气混合气燃烧更迅速、更均匀,各气门的重量和开度适当地减小,使气门开启或闭合的速度更快。
曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动零件。曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组,机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。
发动机共有进气、压缩、做功、排气四个行程,在做功行程中,曲柄连杆机构将活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动,对外输出动力,而在其他三个行程中,由于惯性作用又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。总的来说曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。
曲轴
曲轴是发动机的主要旋转机构,
二行程发动机的工作原
它担负着将活塞的上下往复运动转变为自身的圆周运动,且通常我们所说的发动机转速就是曲轴的转速。
曲轴会因机油不清洁以及轴颈的受力不均匀造成连杆大头与轴颈接触面的磨损,若机油中有颗粒较大的坚硬杂质,也存在划伤轴颈表面的危险。如果磨损严重,很可能会影响活塞上下运动的冲程长短,降低燃烧效率,自然也会较小动力输出。此外曲轴还可能因为润滑不足或机油过稀,造成轴颈表面的烧伤,严重情况下会影响活塞的往复运动。因此一定要用合适黏度的润滑油,且要保证机油的清洁度。
润滑系统
发动机工作时,各运动零件均以一定的力作用在另一个零件上,
发动机
并且发生高速的相对运动,有了相对运动,零件表面必然要产生摩擦,加速磨损。因此,为了减轻磨损,减小摩擦阻力,延长使用寿命,发动机上都必须有润滑系统。
润滑系统的功用就是在发动机工作时连续不断地把数量足够、温度适当的洁净机油输送到全部传动件的摩擦表面,并在摩擦表面之间形成油膜,实现液体摩擦,从而减小摩擦阻力、降低功率消耗、减轻机件磨损,以达到提高发动机工作可靠性和耐久性的目的。润滑方式有压力润滑、飞溅润滑、润滑脂润滑三种方式。
中冷器
中冷器一般只有在安装了涡轮增压的车才能看到。因为中冷器实际上是涡轮增压的配套件,其作用在于提高发动机的换气效率。 对于增压发动机来说,中冷器是增压系统的重要组成部件。无论是机械增压发动机还是涡轮增压发动机,都需要在增压器与发动机进气歧管之间安装中冷器,由于这个散热器位于发动机和增压器之间,所以又称作中间冷却器,简称中冷器。
发动机各部位名称图解
机体组主要由气缸体、汽缸套、气缸盖和气缸垫等零件组成。
1、气缸体
气缸体用灰铸铁铸成,气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸,下半部为支承曲轴的曲轴箱,其内腔为曲轴运动的空间。
2、曲轴箱
气缸体下部用来安装曲轴的部位称为曲轴箱,曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。
3、气缸盖
气缸盖安装在气缸体的上面,从上部密封气缸并构成燃烧室。它经常与高温高压燃气相接触,因此承受很大的热负荷和机械负荷。
4、气缸垫
气缸垫装在气缸盖和气缸体之间,其功用是保证气缸盖与气缸体接触面的密封,防止漏气,漏水和漏油。
5、OHV
发动机的凸轮轴布局形式分为OHC(顶置凸轮轴)和OHV(底置凸轮轴)这两种。
6、爆震传感器
发动机发生爆震时,爆震传感器把发动机的机械振动转变为信号电压送至ECU。ECU根据其内部事先储存的点火及其他数据,及时计算修正点火提前角,去调整点火时间,防止爆震的发生。
7、铂金火花塞
火花塞分很多种,就材料而言主要有:镍合金、铂金等,这些材料本身都有良好的导电性。火化塞散热形式有冷型火花塞和热型火花塞,火花塞的电极结构主要有单极、双极、四极等。
8、顶置凸轮轴
凸轮轴英文全称为Overhead camshaft,简称OHC。发动机的凸轮轴安装位置有下置、中置、顶置三种形式。
9、分电器
汽油发动机点火系统中按气缸点火次序定时的将高压电流传至各气缸火花塞的部件。在蓄电池点火系统中,通常将分电器和点火器安装在同一轴上,并由凸轮轴驱动,同时它还带有点火提前角调整装置和电容器等。
10、缸线
缸线为传统点火系中必不可少的一部分,是点火线圈把能量传给火花塞的介质。缸线大体上分为四部分。第一是导电材料,第二是绝缘胶皮,第三是点火线圈接头,第四是火花塞接头。
11、活塞
每个活塞的裙体处都有三条皱纹,是为了安装两道气环和一道油环,且气环在上。在装配时,两道气环的开口需要错开,起到密封的作用。
12、火花塞
通过电极之间的放电现象产生火花,汽油发动机是通过燃料和混合气体的适时燃烧使之产生动力,但是作为燃料的汽油即使处于高温环境下也很难自燃,要想使其适时燃烧有必要用“火”来点燃。
13、机滤
机滤全称机油滤清器,它的作用是去除机油中的灰尘、金属颗粒、碳沉淀物和煤烟颗粒等杂质,保护发动机。
14、机油冷却器
机油冷却器的作用为冷却润滑油,保持油温在正常工作范围之内。在大功率的强化发动机上,由于热负荷大,必须装用机油冷却器。
15、节气门
节气门为控制空气进入发动机的一道可控阀门,气体进入进气管后会和汽油混合成可燃混合气,从而燃烧做工。它上接空气滤清器,下接发动机缸体,被称为是汽车发动机的咽喉。
16、节温器
节温器为根据冷却水温度的高低自动调节进入散热器的水量,改变水的循环范围,以调节冷却系的散热能力,保证发动机在合适的温度范围内工作。
17、冷却系统
冷却系的主要功用为把受热零件吸收的部分热量及时散发出去,保证发动机在最适宜的温度状态下工作。
18、喷油嘴
喷油嘴本身是一个常闭阀,当ECU下达喷油指令时,其电压讯号会使电流流经喷油嘴内的线圈,产生磁场来把阀针吸起,让阀门开启好使油料能自喷油孔喷出。
19、衡轴
平衡轴让发动机工作起来更加平稳、顺畅。平衡轴技术为一项结构简单并且非常实用发动机技术,它可以有效减缓整车振动,提高驾驶的舒适性。
20、起动系统
为了使静止的发动机进入工作状态,必须先用外力转动发动机曲轴,使活塞开始上下运动,气缸内吸入可燃混合气,然后依次进入后续的工作循环。而依靠的这个外力系统就是启动系统。
21、气门
气门(Value)的作用为专门负责向发动机内输入燃料并排出废气。
22、曲柄连杆机构
发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动零件。曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组,机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。
23、曲轴
曲轴为发动机的主要旋转机构,它担负着将活塞的上下往复运动转变为自身的圆周运动,且通常我们所说的发动机转速就是曲轴的转速。
24、润滑系统
润滑系统的功用就是在发动机工作时连续不断地把数量足够、温度适当的洁净机油输送到全部传动件的摩擦表面,并在摩擦表面之间形成油膜,实现液体摩擦,从而减小摩擦阻力、降低功率消耗、减轻机件磨损,以达到提高发动机工作可靠性和耐久性的目的。
25、中冷器
中冷器实际上为涡轮增压的配套件,其作用在于提高发动机的换气效率。 对于增压发动机来说,中冷器是增压系统的重要组成部件。
扩展资料
1、发动机气门驱动机构采用液压支承滚珠摇臂式结构,与汽油机上采用的液压挺杆式气门驱动机构相比,这种新颖的气门驱动机构具有摩擦扭矩相对较小的优点,因此所需的驱动力亦小,从而可有效减小发动机功耗,降低油耗。
2、为有效地减轻整车重量,1.4升汽油机采用铝合金缸体,取得了十分明显的轻量化效果。
3、采用专用材料和经特殊工艺加工的塑料进气管代替传统金属进气管,不仅收到轻量化效果,而且可以有效地减小进气管壁阻力,提高进气效率,增大发动机功率。
4、采用先进工艺加工的涨断式连杆,利用专用涨断设备将加工完毕的连杆大头孔涨断,而不是原先采用的锯开,磨削工艺。这样可利用涨断连杆锯齿状“哈夫”面,确保绝对准确的紧固定位,从而减小摩擦力和延长连杆使用寿命。
5、采用热套式凸轮轴,与原凸轮轴相比,不仅可以使凸轮轴重量减轻,还可以达到更高的凸轮型线精度和更精确的配气正时。
参考资料来源:百度百科-引擎
参考资料来源:百度百科-发动机
“另类”讲解获新知!白话秒懂汽车涡轮增压原理及优劣
阅读提示
本文应个别读者要求而作,面向不甚了解汽车基本知识的车主,主要为大家讲解汽车涡轮增压技术之原理及优缺点。
有朋友会问,此类技术文章于网络唾手可得,为何还要制作本期图文?
原因正是那几位读者所遭遇的:“关于汽车涡轮增压技术原理的技术文章,一般包含大量专业术语,感觉在理解上存在困难,它们看上起更像汽修学校的教材。。。。。。”
本图文以另一种通俗的讲解方式,使这类读者轻松理解相关内容,掌握基本理论,并非仅限纸上谈兵,对于车主朋友们日常的有车生活,是不无裨益的。
前言
不知道各位读者朋友注意没有?
目前汽车市场上,各品牌的自然吸气引擎车型已经凤毛麟角,随着各国政府对汽车燃油经济性和排放环保的要求不断提高,小排量涡轮增压引擎几乎完全占有市场垄断地位,自然吸气引擎车型正与我们渐行渐远。
小排量涡轮增压引擎,不但拥有相当优良的燃油经济性,而且能在排量有限的情况下,为车辆提供更大的动力输出,这也是其逐渐取代传统自吸引擎的主要原因。
“神秘”的涡轮增压技术
涡轮增压器工作原理
枯燥的文字讲解与分析总是使人厌烦的,本节内容,通过笔者精心制作的图片与动图,结合文字,使用另一种思路来进行解析,直观地帮助大家了解其工作原理。
涡轮增压技术通过涡轮增压器来实现,其内部精细结构较为复杂,但不同于通常繁复的技术文章,在本章节中,您只需了解三个专业术语即可:
1.涡轮
2.泵轮(也称:叶轮)
3.涡轮泵轮共用轴
笔者将其归纳为:“两轮一轴”,请理解并记住这四个字,在此,您已经学完一半的技术知识了。
◥简化的涡轮增压器结构图示
◥涡轮增压器实物剖面图
简单地说,涡轮增压是一种强制进气的方式,专用压气机的泵轮由引擎废气推动的涡轮驱动,将气体在进入引擎气缸前,预先进行压缩,由此提高进入气缸气体的密度,减小气体的体积,单位体积的气体质量随之增加。
此举可以在有限的气缸容积内,填充更多空气(有效助燃成分—氧气),因而汽车喷油系统可以喷入更多的燃油参与燃烧,从而达到发动机动力输出性能大幅提高的目的。
简而言之,涡轮增压器通过将更多空气注入汽车引擎来大幅提高其发动机动力输出能力。
可能有部分读者朋友开始有些“抑郁”了,没关系,让我们来看看下面这张动图。
◥涡轮增压器动态工作图
如果仍有读者不解其中工作原理,笔者这里呈现一个形象的类比:
您坐在旧式炉灶前,由炉口向炉膛内扇风,从某种意义上来说,这就是一种为加强燃烧而进行的强制进气操作。
当然,更形象的是,我们广大农村常用的推拉风箱,这种装置的实际工作原理,更接近于本文提到的涡轮增压器,因为其送风管道相对密封,其增压送风助燃效果要明显好于前者。
在这里,为风箱提供动力的是人力,而涡轮增压器中的涡轮,其驱动力来源于引擎排出的废气罢了。
笔者在此将其归纳为风车原理:涡轮就像一台风车,只不过吹动它的不是风,而是引擎燃烧产生的废气而已。涡轮受废气推动,同步带动“隔壁”同轴的叶轮(泵轮)压缩新鲜空气进入引擎。请记住这个比喻,您已经掌握余下另一半知识点了(还记得另一半知识点吗?“两轮一轴”)。由此,掌握其它内容已不成问题。
当驾驶者为了从引擎获取较大动力而深踩油门时,引擎转数将急剧上升,随之而来的是大量高流速的发动机废气从排气管道内涌出,而配置在废气管道之上的涡轮会(被吹得)高速旋转。
与之对应,位于同一个轴上的压气机叶轮(泵轮)会同步高速旋转,从而将更多的新鲜空气压缩进入引擎,由于引擎内能接受更多的富氧空气,因而行车电脑(ECU)可指令供油系统喷出更多燃油,为引擎高效燃烧产生更强动力创造条件。
如此周而复始的循环,能使涡轮增压引擎稳定产生远高于自然吸气引擎(同排量)的输出功率与扭矩!
通过上面的叙述,相信您已经了解涡轮增压器的基本工作原理了,接下来,我们通过学到的原理来解释一些日常驾驶过程中常见的现象了。
我们日常驾驶涡轮增压引擎车型时,往往有这样的感觉:当驾车者深踩油门提速时,感觉引擎的反应并不同步,仿佛需要在短暂的犹豫等待之后,引擎才会对您的操作有所响应,而往往越是急加速,越会感觉引擎使不上劲。。。。。。
这其实就是涡轮增压引擎的固有现象—涡轮迟滞
其原因是当引擎转数瞬间提升,其排出的废气虽然也急剧增加,但对应的废气涡轮因为惯性原因(记住上面提到的“风车”理论),并不能在第一时间内达到有效转数,从而及时有效地驱动同轴上位于进气管路中的压气泵轮,迅速补充大量空气,因此,引擎无法在第一时间输出该转数下应该有的最大功率(扭矩)。
而当引擎处于低转速区间时(例如:车辆起步),引擎本来排出的废气总量也较小,此种现象会更加明显。
无论使用何种方法,涡轮滞后现象永远无法完全消除,但汽车工程师可以通过各种技术手段,尽量减轻其影响。(笔者将在以后的图文中,介绍更复杂的增压实现技术给有基础的读者)
您瞧,通晓了原理,能轻松地解释日常驾驶中引擎的诸多表现。
涡轮增压系统的“冰箱”
重要的中冷器
“中冷器”是读者朋友们常常听说的“生涩”专业术语,其别名反而易于理解。
中冷器又名中间冷却器或涡轮增压空气冷却器,该装置位于涡轮增压器与引擎“中间”,其功能是对压气机引入的高温、高压空气进行冷却。
为什么要冷却吸入的空气呢?
我们知道,当发动机排出高温(800摄氏度或更高)的废气,注入涡轮推动辅助进气的泵轮(叶轮)时,整个装置的工作温度会非常之高。
因此由压气机吸入的新鲜空气,不可避免的会被加热,而任何物体受热后均会发生膨胀,这将导致空气密度急剧下降。
而增加空气密度,加大进气量,本是涡轮增压装置所要实现的功能。再者,高温压缩空气直接进入引擎内,对其正常燃烧做功也会带来一系列负面影响。
因此,中冷器的冷却功能是必不可少的!
◥涡轮增压系统基本工作原理(动图)
上方动图为涡轮增压引擎完整的基本工作原理,想必经过前面的介绍,读者朋友们对涡轮增压原理已经完全了然在胸了。
在此图中,我们增加新的装置。没错,那就是中冷器。
动图形象地演示了压气机抽入的高温压缩空气,如何经过中冷器进行冷却,随后进入引擎燃烧室的全过程。
因此,中冷器通常被安装于车头或引擎上方,容易接触外部空气的位置,在行驶中通过高速“撞风”迅速完成热量交换。
另外,部分涡轮增压车型为提高散热效率,使用液体(高效冷却液或冷却油)作为散热介质,获得更好的散热效果,但其原理基本一致。
◥气冷型中冷器
于是我们得出这样的结论:中冷器分为两种类型:气冷与液冷。
气冷型中冷器直接通过空气流动完成热量交换,降低增压气体温度。
液冷型中冷器通过液体(冷却液或专用油)流动传导完成同样功能。
很显然,前者结构简单,成本较低;(维修保养成本低)
而后者造价虽高,结构相对复杂,但冷却效果较好。(维修保养成本高)
亲爱的读者朋友们,写到这里,关于涡轮增压器工作原理的讲解,其实已经结束了,短短的两个章节,已经基本勾勒出涡轮增压器配合引擎工作的基本工作轮廓。
接下来,让我们轻松阅读与了解涡轮增压引擎的优缺点。。。。。。
涡轮增压引擎的优点与缺点
涡轮增压引擎与传统自然吸气引擎相比,采用涡轮增压技术的车型,在动力表现,燃油经济性等各方面具有相当的优势,但这并不意味着它没有缺点,涡轮增压引擎的优缺点总结如下:
★优点:
1.相比于同排量的自然吸气引擎,使用涡轮增压技术,能极大地提高引擎的输出功率与扭矩;
2.拥有更好的燃油经济性:在输出相同动力的前提条件下,使用排量更小的涡轮增压引擎,能显著降低平均油耗,提高燃油经济性;
3.相比与其它增压方式,涡轮增压装置利用引擎排出的废气作为增压的驱动力,这实际上也是一种对能量的回收,提高了引擎的整体效率;
4.能从较小排量引擎的低转数状态,产生更多的功率与扭矩。
☆缺点:
1.长时间高转数满负荷运行,燃油经济性提升效果不明显;
2.对燃油与润滑油品质要求较高;
3.相比与自然吸气引擎,涡轮增压引擎使发动机系统机构复杂性增加,可能的故障点增多,会导致引擎可靠性稍有下降,涡轮增压系统对保养不当更为敏感,其维修保养成本较高;
4.相比与自然吸气引擎,部分引擎始终存在明显的动力响应延迟(涡轮延迟)的问题。相比与自然吸气引擎,存在动力提升非线性(我们经常感知的“动力突发增大”)的问题,在某些极端的情况下(例如越野或竞速),这种现象可能会影响轮胎的牵引力表现,影响车辆稳定性。
总结
读完本期笔者精心制作的图文,相信读者朋友们均能了解涡轮增压引擎工作的基本模式,对于车主来说,这不仅仅是一种愉快的理论学习,而且具有相当的实用价值!
当看到上图此类大排量豪华车或改装车的引擎仓时,您一定不会再无所适从。
因为,无论引擎上有多少个涡轮增压装置,它们工作的原理永远是一样的。
再或者,当爱车出现“涡轮增压压力低”的故障提示时,您至少应该明白问题大致出在引擎的哪个部位,或许,仅仅只是增压气管接头松动引起漏气所致。
您只需紧固一下接头,就能重新上路。。。。。。
现代涡轮增压技术越来越成熟,伴随着高科技制造业的飞速发展,涡轮增压引擎性能越来越高,其可靠性也在日益提升。
正因为如此,小排量涡轮增压车型几乎成为目前汽车市场的绝对主流。
从目前汽车引擎演变的趋势来看,自然吸气引擎即将告别辉煌,逐渐完全退出历史舞台!
敬祝各位读者朋友用车愉快!
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
关于《发动机增压系统的结构图片》的介绍到此就结束了。