汽车发动机工作原理视频演示很赞很直观

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汽车发动机工作原理视频演示!很赞很直观!

有不少朋友在车图腾后台留言,想了解汽车发动机是怎么工作的。之前,暮四给朋友们陆续分享过一些图文资料。今天,暮四找到了视频版的,更加直观一些,希望对亲有所帮助。因为是视频,建议在wifi状态下阅读。下面这个是柴油发动机工作原理:还有喷气发动机的工作原理:当然除了视频,暮四还把之前的一些资料一起放出来了:汽车发动机图解!很详细,也不难懂

●汽车动力的来源

汽车的动力源泉就是发动机,而发动机的动力则来源于气缸内部。发动机气缸就是一个把燃料的内能转化为动能的场所,可以简单理解为,燃料在汽缸内燃烧,产生巨大压力推动活塞上下运动,通过连杆把力传给曲轴,最终转化为旋转运动,再通过变速器和传动轴,把动力传递到驱动车轮上,从而推动汽车前进。●气缸数不能过多

一般的汽车都是以四缸和六缸发动机居多,既然发动机的动力主要是来源于气缸,那是不是气缸越多就越好呢?其实不然,随着汽缸数的增加,发动机的零部件也相应的增加,发动机的结构会更为复杂,这也降低发动机的可靠性,另外也会提高发动机制造成本和后期的维护费用。所以,汽车发动机的汽缸数都是根据发动机的用途和性能要求进行综合

权衡后做出的选择。像V12型发动机、W12型发动机和W16型发动机只运用于少数的高性能汽车上。●V型发动机结构

其实V型发动机,简单理解就是将相邻气缸以一定的角度组合在一起,从侧面看像V字型,就是V型发动机。V型发动机相对于直列发动机而言,它的高度和长度有所减少,这样可以使得发动机盖更低一些,满足空气动力学的要求。而V型发动机的气缸是成一个角度对向布置的,可以抵消一部分的震动,但是不好的是必须要使用两个气缸盖,结构相对复杂。虽然发动机的高度减低了,但是它的宽度也相应增加,这样对于固定空间的发动机舱,安装其他装置就不容易了。

●W型发动机结构

将V型发动机两侧的气缸再进行小角度的错开,就是W 型发动机了。W型发动机相对于V型发动机,优点是曲轴可更短一些,重量也可轻化些,但是宽度也相应增大,发动机舱也会被塞得更满。缺点是W型发动机结构上被分割成两个部分,结构更为复杂,在运作时会产生很大的震动,所以只有在少数的车上应用。

●水平对置发动机结构

水平对置发动机的相邻气缸相互对立布置(活塞的底部向外侧),两气缸的夹角为180°,不过它与180°V型发动

机还是有本质的区别的。水平对置发动机与直列发动机类似,是不共用曲柄销的(也就是说一个活塞只连一个曲柄销),而且对向活塞的运动方向是相反的,但是180°V型发动机则刚好相反。水平对置发动机的优点是可以很好的抵消振动,使发动机运转更为平稳;重心低,车头可以设计得更低,满足空气动力学的要求;动力输出轴方向与传动轴方向一致,动力传递效率较高。缺点:结构复杂,维修不方便;生产工艺要求苛刻,生产成本高,在知名品牌的轿车中只有保时捷和斯巴鲁还在坚持使用水平对置发动机。●发动机为什么能源源不断提供动力发动机之所以能源源不断的提供动力,得益于气缸内的进气、压缩、做功、排气这四个行程的有条不紊地循环运作。

进气行程,活塞从气缸内上止点移动至下止点时,进气门打开,排气门关闭,新鲜的空气和汽油混合气被吸入气缸内。压缩行程,进排气门关闭,活塞从下止点移动至上止点,将混合气体压缩至气缸顶部,以提高混合气的温度,为做功行程做准备。

做功行程,火花塞将压缩的气体点燃,混合气体在气缸内发生“爆炸”产生巨大压力,将活塞从上止点推至下止点,通过连杆推动曲轴旋转。

排气行程,活塞从下止点移至上止点,此时进气门关闭,排气门打开,将燃烧后的废气通过排气歧管排出气缸外。●发

动机动力源于爆炸

发动机能产生动力其实是源于气缸内的“爆炸力”。在密封气缸燃烧室内,火花塞将一定比例汽油和空气的混合气体在合适的时刻里瞬间点燃,就会产生一个巨大的爆炸力,而燃烧室是顶部是固定的,巨大的压力迫使活塞向下运动,通过连杆推动曲轴,在通过一系列机构把动力传到驱动轮上,最终推动汽车。

●火花塞是“引爆”高手

要想气缸内的“爆炸”威力更大,适时的点火就非常重要了,而气缸内的火花塞就是扮演“引爆”的角色。其实火花塞点火的原理有点类似雷电,火花塞头部有中心电极和侧电极(相于两朵带相反极性离子的云),两个电极之间有个很小的间隙(称为点火间隙),当通电时能产生高达1万多伏的电火花,可以瞬间“引爆”气缸内的混合气体。

●进气门要比排气门大

要想气缸内不断的发生“爆炸”,必须不断的输入新的燃料和及时排出废气,进、排气门在这过程中就扮演了重要角色。进、排气门是由凸轮控制的,适时的执行“开门”和“关门”这两个动作。为什么看到的进气门都会比排气门大一些呢?因为一般进气是靠真空吸进去的,排气是挤压将废气推出,所以排气相对比进气容易。为了获得更多的新鲜空气参与燃烧,因而进气门需要弄大点以获得更多的进气。

●气门数不宜过多

如果发动机有多个气门的话,高转速时进气量大、排气干净,发动机的性能也比较好(类似一个电影院,门口多的话,进进出出就方便多了)。但是多气门设计较复杂,尤其是气门的驱动方式、燃烧室构造和火花塞位置都需要进行精密的布置,这样生产工艺要求高,制造成本自然也高,后期的维修也困难。所以气门数不宜过多,常见的发动机每个气缸有4个气门(2进2出)。

前面已经了解过发动机的基本构造和动力来源。其实发动机的实际运转速度并不是一成不变的,而是像人跑步一样,时而急促,时而平缓,那么调节好自己的呼吸节奏尤其重要,下面我们就来了解一下发动机是怎样“呼吸”的。

●凸轮轴的作用

简单来说,凸轮轴是一根有多个圆盘形凸轮的金属杆。这根金属杆在发动机工作中起到什么作用?它主要负责进、排气门的开启和关闭。凸轮轴在曲轴的带动下不断旋转,凸轮便不断地下压气门(摇臂或顶杆),从而实现控制进气门和排气门开启和关闭的功能。

●OHV、OHC、SOHC、DOHC代表什么意思?

在发动机外壳上经常会看到SOHC、DOHC这些字母,这些字母到底表示的是什么意思?OHV是指顶置气门底置凸轮轴,就是凸轮轴布置在气缸底部,气门布置气缸顶部。OHC

是指顶置凸轮轴,也就是凸轮轴布置在气缸的顶部。

如果气缸顶部只有一根凸轮轴同时负责进、排气门的开、关,称为单顶置凸轮轴(SOHC)。气缸顶部如果有两根凸轮轴分别负责进、排气门的开关,则称为双顶置凸轮轴(DOHC)。

底置凸轮轴的凸轮与气门摇臂间需要采用一根金属连杆连接,凸轮顶起连杆从而推动摇臂来实现气门的开合。但过高的转速容易导致顶杆折断,因此这种设计多应用于大排量、低转速、追求大扭矩输出的发动机。而凸轮轴顶置可省略顶杆简化了凸轮轴到气门的传动机构,更适合发动机高速时的动力表现,顶置凸轮轴应用比较广泛。

●配气机构的作用

配气机构主要包括正时齿轮系、凸轮轴、气门传动组件(气门、推杆、摇臂等),主要的作用是根据发动机的工作情况,适时的开启和关闭各气缸的进、排气门,以使得新鲜混合气体及时充满气缸,废气得以及时排出气缸外。

●什么是气门正时?为什么需要正时?

所谓气门正时,可以简单理解为气门开启和关闭的时刻。理论上在进气行程中,活塞由上止点移至下止点时,进气门打开、排气门关闭;在排气行程中,活塞由下止点移至上止点时,进气门关闭、排气门打开。

那为什么要正时呢?其实在实际的发动机工作中,为

了增大气缸内的进气量,进气门需要提前开启、延迟关闭;

同样地,为了使气缸内的废气排的更干净,排气门也需要提前开启、延迟关闭,这样才能保证发动机有效的运作。

●可变气门正时、可变气门升程又是什么?

发动机在高转速时,每个气缸在一个工作循环内,吸气和排气的时间是非常短的,要想达到高的充气效率,就必须延长气缸的吸气和排气时间,也就是要求增大气门的重叠角;而发动机在低转速时,过大的气门重叠角则容易使得废气倒灌,吸气量反而会下降,从而导致发动机怠速不稳,低速扭矩偏低。

固定的气门正时很难同时满足发动机高转速和低

转速两种工况的需求,所以可变气门正时应运而生。可变气门正时可以根据发动机转速和工况的不同而进行调节,使得发动机在高低速下都能获得理想的进、排气效率。

影响发动机动力的实质其实与单位时间内进入到

气缸内的氧气量有关,而可变气门正时系统只能改变气门的开启和关闭的时间,却不能改变单位时间内的进气量,变气门升程就能满足这个需求。如果把发动机的气门看作是房子的一扇“门”的话,气门正时可以理解为“门”打开的时间,气门升程则相当于“门”打开的大小。

●丰田VVT-i可变气门正时系统

丰田的可变气门正时系统已广泛应用,主要的原理是在

凸轮轴上加装一套液力机构,通过ECU的控制,在一定角度范围内对气门的开启、关闭的时间进行调节,或提前、或延迟、或保持不变。

凸轮轴的正时齿轮的外转子与正时链条(皮带)相连,内转子与凸轮轴相连。外转子可以通过液压油间接带动内转子,从而实现一定范围内的角度提前或延迟。

●本田i-VTEC可变气门升程系统

本田的i-VTEC可变气门升程系统的结构和工作原理并不复杂,可以看做在原来的基础上加了第三根摇臂和第三个凸轮轴。它是怎样实现改变气门升程的呢?可以简单的理解为,通过三根摇臂的分离与结合一体,来实现高低角度凸轮轴的切换,从而改变气门的升程。

当发动机处于低负荷时,三根摇臂处于分离状态,低角度凸轮两边的摇臂来控制气门的开闭,气门升程量小;当发动机处于高负荷时,三根摇臂结合为一体,由高角度凸轮驱动中间摇臂,气门升程量大。

●宝马Valvetronic可变气门升程系统

宝马的Valvetronic可变气门升程系统,主要是通过在其配气机构上增加偏心轴、伺服电机和中间推杆等部件来改变气门升程。当电动机工作时,蜗轮蜗杆机构会驱动偏心轴发生旋转,再通过中间推杆和摇臂推动气门。偏心轮旋转的角度不同,凸轮轴通过中间推杆和摇臂推动气门产生的升

程也不同,从而实现对气门升程的控制。

●奥迪A VS可变气门升程系统

奥迪的A VS可变气门升程系统,主要通过切换凸轮轴上两组高度不同的凸轮来实现改变气门的升程,其原理与本田的i-VTEC非常相似,只是A VS系统是通过安装在凸轮轴上的螺旋沟槽套筒,来实现凸轮轴的左右移动,进而切换凸轮轴上的高低凸轮。

发动机处于高负荷时,电磁驱动器使凸轮轴向右移动,切换到高角度凸轮,从而增大气门的升程;当发动机处于低负荷时,电磁驱动器使凸轮轴向左移动,切换到低角度凸轮,以减少气门的升程。

随着对能源和环保的要求日趋严格,发动机也要不断升级进化,才能满足人们的需求。如时下的“缸内直喷”、“分层燃烧”、“可变排量”等名词相信大家并不陌生,到底它们的工作原理是怎样的?下面我们一起来了解一下吧。

●活塞、曲轴是最“累”的?

发动一运转,活塞的“头上”就要顶着高温高压,不停地做高速上下运动,工作环境非常严苛。可以说活塞是发动机“心脏”,因此活塞的材质制作精度都有着很高的要求。

而被活塞踩在“脚下”的曲轴也不好受,要不停地做高速旋转运动。曲轴每分钟要旋转数千次,肩负着带动机

油泵、发电机、空调压缩机、凸轮轴等机构的艰巨任务,是发动机动力的中转轴,因此它也比较“壮”。

●直线运动如何变旋转运动?

我们都知道,气缸内活塞做的是上下的直线运动,但要输出驱动车轮前进的旋转力,是怎样把直线运动转化为旋转运动的呢?其实这个与曲轴的结构有很大关系。曲轴的连杆轴与主轴是不在同一直线上的,而是对立布置的。

这个运动原理其实跟我们踩自行车非常相似,我们两个脚相当于相邻的两个活塞,脚踏板相当于连杆轴,而中间的大飞轮就是曲轴的主轴。我们左脚向下用力蹬时(活塞做功或吸气向下做运动),右脚会被提上来(另一活塞压缩或排气做向上运动)。这样周而复始,就有直线运动转化为旋转运动了。

●发动机飞轮为什么这么大?

都知道活塞的四个行程中,只有一次是做功的,进气、压缩、排气三个行程都需要一定的力量支持才能顺利进行,而飞轮在这个过程中就帮了很大的忙。

飞轮之所以做得比较大,主要是为了存储发动机的运动能量,这样才能保证曲轴平稳的运转。其实这个原理跟我们小时候的陀螺玩具差不多,我们用力旋转后,它能保持相当长时间的转动。

●发动机的排量、压缩比

活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为气

缸排量;发动机所有气缸排量之和称为发动机排量,通常用升(L)来表示。如我们平时看到的汽车排量,1.6L、2.0L、2.4L 等等。其实气缸的容积是个圆柱体,不太可能正好是整升数的,如1998mL、2397mL等数字,可以近似标示为2.0L、2.4L。

压缩比,即发动机混合气体被压缩的程度,气缸总容积与压缩后的气缸容积(即燃烧室容积)之比来表示。为什么要对气缸的混合气体压缩呢?这样可以让混合气体更容易、更快速的完全燃烧,从而提高发动机的性能和效率。

●什么是可变排量?如何改变排量的?

通常为了获得大的动力,需要把发动机的排量增大,如8缸、12缸发动机动力就非常强劲。但付出的代价就是油耗增加。尤其是在怠速等工况不需要大动力输出时,燃油就白白浪费掉了,而可变排量就可以很好地解决矛盾。

可变排量,顾名思义就是发动机的排量并不是固定的(也就是说参加工作的气缸数量是发生变化的),而是可以根据工况需要而发生改变。那发动机怎么来实现排量的改变的?简单的说,就是通过控制进气门和油路来开启或关闭某个气缸的工作。比如一台6缸可变排量发动机,可以根据实际工况需要,实现3缸、4缸、6缸三种工作模式,以降低油耗,提高燃油的经济性。

如大众TSI EA211发动机采用了可变排量(气缸关

闭)技术,主要是通过电磁控制器和安装在凸轮轴上的螺旋沟槽套筒来实现气门的关闭与开启。

●什么是缸内直喷?有什么优势?

我们知道,传统的发动机是在进气歧管中喷油再与空气形成混合气体,最后才进入到气缸内的。在此过程中,因为喷油嘴里燃烧室还有一定距离,微小的油粒会吸附在管道壁上,而且汽油与空气的混合受进气气流和气门关闭影响较大。

而缸内直喷是直接将燃油喷射在缸内,在气缸内直接与空气混合。ECU可以根据吸入的空气量精确地控制燃油和喷射量和喷射时间,高压的燃油喷射系统可以是使油气的雾化和混合效率更加优异,使符合理论空燃比的混合气体燃烧更加充分,从而降低油耗,提高发动机的动力性能。

这套由柴油发动机衍生而来的科技目前已经大量使用在包含大众(含奥迪)、宝马、梅赛德斯-奔驰、通用等车系上。

●什么是均质燃烧?分层燃烧?

所谓“均质燃烧”可以理解为普通的燃烧方式,即燃料和空气混合形成一定浓度的可燃混合气,整个燃烧室内混合气的空燃比是相同的,经火花塞点燃燃烧。由于混合气形成时间较长,燃料和空气可以得到充分的混合,燃烧更均匀,从而获得较大的输出功率。

而分层燃烧,整个燃烧室内的混合气的空燃比是不同的,火花塞附近的混合气浓度要比其他地方的要高,这样在火花塞周围的混合气他可以迅速燃烧,从而带动较远处较稀的混合气体的燃烧,这种燃烧方式称为“分层燃烧”。均质燃烧的目的是在高速行驶、加速时获得大功率;分层燃烧是为了在低转速、低负荷时节省燃油。

●如何是实现分层燃烧?

如TSI发动机是怎样实现分层燃烧的?首先,发动机在进气行程活塞移至下止点时,ECU控制喷油嘴进行一次小量的喷油,使气缸内形成稀薄混合气。

在活塞压缩行程末端时再进行第二次喷油,这样在火花塞附近形成混合气相对浓度较高的区域(利用活塞顶的特殊结构),然后利用这部分较浓的混合气引燃汽缸内的稀薄混合气,从而实现气缸内的稀薄燃烧,这样可以用更少的燃油达到同样的燃烧效果,进一步降低发动机的油耗。

在平时开车的时候相信大家都有体会,感觉带“T ”的发动机很给力,动力很强劲。涡轮增压发动机为什么动力强劲?是怎样增压的?下面我们就来了解一下发动机增压器的工作原理。

●节气门的作用

在发动机进气系统中主要有两大部件,一是空气滤清器,主要负责过滤空气中的杂质;二是进气管道,主要将空气

引入到气缸中。而在进气管中有个很重要的部件,就是节气门。

节气门主要的作用就是控制进入气缸的混合气量

大小。那它是怎么控制进气量的呢?我们开车时踩油门踏板的深浅,其实就是控制节气门开度的大小。油门踏板踩得越深,节气门开度就越大,混合气进入量就越大,发动机的转速就会上升。

传统拉线油门是通过钢丝一端与油门踏板相连另

一端与节气门相连,它的传输比例是1:1,这种方式控制精度不理想。而现在的电子节气门(电子油门),是通过位置传感器,将踩踏油门踏板动作的力量、幅度等数据传输到控制单元进行分析,然后总结出驾驶者踩油门的意图,再由ECU 计算实际节汽门开合度并发出指令控制节汽门电机工作,从而实现对节气门的精准控制。

●进气歧管长度可变?

我们平时看到发动机的进气歧管的长度好像都是固定的,它的长度还可以改变?其实在进气歧管内安装控制阀,通过它的打开和关闭,可以将进气歧管分为两段,从而改变它的有效长度。那改变进气歧管的长度有什么作用呢?主要是为了提高发动机在不同转速时的进气效率,从而提升发动机在各个转速下的动力性能。

当发动机低速运转时,黑色控制阀关闭,气流被迫

从长歧管流入气缸,可以增加进气的气流速度和压强,使汽油和空气更好的混合,燃烧更充分(这个有点像把水流不急的水管捏扁后,水流速度会变急的原理一样)。当发动机转速升高时,控制阀门打开,气流绕开下端管道直接进入气缸,这时能更快吸入更多的空气,增大发动机高转速的进气量。

●排气歧管为什么“长”得奇形怪状的?

汽车的排气系统主要包括排气歧管、三元催化转化器、消声器和排气管道等。主要的作用就是将气缸内燃烧的废气排出到大气中。

为什么我们看到的排气管大多都形状怪异的?这种设计主要是为了最大限度地避免各缸排出的废气发生相互干涉或废气回流的现象,而影响发动机的动力性能。

虽然排气管设计的奇形怪状,但为了防止出现紊流,还是遵循一定的原则的,如各缸排气歧管尽可能独立、长度尽可能相等;排气歧管尽可能长等。

●涡轮增压是怎样增压的?

涡轮增压大家并不陌生,平时在车的尾部都可以看到诸如1.4T、2.0T等字样,这说明了这辆车的发动机是带涡轮增压的。涡轮增压(Turbocharger)简称Turbo或T。涡轮增压是利用发动机的废气带动涡轮来压缩进气,从而提高发动机的功率和扭矩,使车更有劲。

涡轮增压器主要由涡轮机和压缩机两部分组成,之

间通过一根传动轴连接。涡轮的进气口与发动机排气歧管相连,排气口与排气管相连;压缩机的进气口与进气管相连,排气口则接在进气歧管上。到底是怎样实现增压的呢?主要是通过发动机排出的废气冲击涡轮高速运转,从而带动同轴的压缩机高速转动,强制地将增压后的空气压送到气缸中。

涡轮增压主要是利用发动机废气的能量带动压缩机来实现对进气的增压,整个过程中基本不会消耗发动机的动力,拥有良好的加速持续性,但是在低速时涡轮不能及时介入,带有一定的滞后性。

(涡轮增压工作原理)

●机械增压又是怎样的?

相对于涡轮增压,机械增压(Supercharger)的原理则有所不同。机械增压主要是通过曲轴的动力带动一个机械式的空气压缩机旋转来压缩空气的。与涡轮增压不同的是,机械增压工作过程中会对发动机输出的动力造成一定程度的损耗。

由于机械增压器是直接由曲轴带动的,发动机运转时,增压器也就开始工作了。所以在低转速时,发动机的扭矩输出表现也十分出色,而且空气压缩量是按照发动机转速线性上升的,没有涡轮增压发动机介入那一刻的唐突,也没有涡轮增压发动机的低速迟滞。但是在发动机高速运转时,机械增压器对发动机动力的损耗也是很大的,动力提升不太

明显。

(机械增压工作原理)

●双增压发动机是怎样工作的?

双增压发动机,顾名思义就是指一台发动机上装有两个增压器。如一台发动机上采用两个涡轮增压器,则称为双涡轮增压发动机。如宝马3.0L直列六缸发动机,采用的就是两个涡轮增压器。

针对废气涡轮增压的涡轮迟滞现象,排气管上并联两只同样的涡轮(每三个缸一组连接一个涡轮增压器),在发动机低转速的时候,较少的排气即可驱动涡轮高速旋转以产生足够的进气压力,减小涡轮迟滞效应。

(宝马BMW M5 F10 双涡轮增压发动机)

前面了解到,涡轮增压器在低转速时有迟滞现象,但高速时增压值大,发动机动力提升明显,而且基本不消耗发动机的动力;而机械增压器,是发动机运转直接驱动涡轮,没有涡轮增压的迟滞,但是是损耗部分动力、增压值较低。那把它们结合一起就岂不是可以优势互补了?

双增压发动机示意图(涡轮增压器+机械增压器) 如大众高尔夫GT上装备的1.4升TSI发动机,设计师就把涡轮增压器和机械增压器结合到了一起。将机械增压器安装到发动机进气系统上,涡轮增压器安装在排气系统上,从而保证发动机在低速、中速和高速时都能有较好的增压效

果。

在我们日常养车中,定期更换机油机滤、检查水箱水是必不可少的项目,这对发动机的工作性能有着重要的影响。机油、水箱水分别是发动机润滑系和冷却系的重要载体,那它们是怎样对发动机进行润滑和冷却的呢?下面我们一起来了解一下吧。

●发动机如何润滑?

发动机内部有许多相互摩擦运动的零件,如曲轴主轴颈与主轴承、凸轮轴颈与凸轮轴承、活塞、活塞环与气缸壁面等等,这些部件运动速度快,工作环境恶劣,它们之间需要有适当的润滑,才能降低磨损,延长发动机的寿命。机油作为发动机的“血液”,对发动机油具有润滑、冷却、清洗、密封和防锈等作用,定期地更换机油对发动机有着重要的作用。

机油主要存储在油底壳中,当发动机运转后带动机油泵,利用泵的压力将机油压送至发动机各个部位。润滑后的机油会沿着缸壁等途径回到油底壳中,重复循环使用。

反复重复润滑的机油中,会带有磨损的金属末或灰尘等杂质,如不清理反而加速零件间的磨损。所以在机油油道上必须安装机油滤清器进行过滤。但时间过长,机油一样会变脏,因此在车辆行驶一定里程后必须更换机油机滤。

●发动机是如何冷却的?

发动机除了要有润滑系统减少零件间的摩擦外,还必须要有个冷却系统,适时将受热零件的部分热量及时散发出去,以保证发动机在最适宜的温度状态下工作。发动机冷却有水冷和风冷两种方式,现在一般车用发动机都采用水冷式。发动机水冷式冷却系统主要由水泵、散热器、冷却风扇、补偿水箱、节温器、发动机机体、气缸盖水套等部分组成。

那是怎么进行冷却的呢?主要通过水泵使环绕在气缸水套中的冷却液加快流动,通过行驶中的自然风和电动风扇,使冷却液在散热器中进行冷却,冷却后的冷却液再次引入到水套中,周而复始,实现对发动机的冷却。

其实冷却系除了对发动机有冷却作用外,还有“保温”的作用,因为“过冷”或“过热”,都会影响发动机的正常工作。这个过程主要是通过节温器实现发动机冷却系“大小循环”的切换。什么是冷却系统的大小循环?可以简单理解为,小循环的冷却液是不通过散热器的,而大循环的冷却液是通过散热器的。

●柴油机和汽油机的区别

柴油机和汽油机是汽车上最常见的两种动力装置,因为燃料的不同,柴油机和汽油机工作方式也是有所不同的。主要表现在以下几个方面,首先喷射方式不一样,一般的汽油机(直喷发动机除外)是将汽油与燃料混合后进入气缸,而柴油机是直接将柴油喷入已充满压缩空气的气缸。

其次,点火方式不同。汽油机需要火花塞将混合气点燃,而柴油机是压缩自燃点火。最后,压缩比不同,柴油机的压缩比一般都比汽油机的要大,因此它的膨胀比和热效率比较高,油耗比汽油机要低。

●转子发动机是怎样工作的?

转子发动机也称三角活塞旋转式发动机,与我们常见的往复式发动机不同的是,它是一种通过三角活塞在气缸内做旋转运动的内燃机。

转子发动机的活塞是一个扁平三角形,气缸是一个扁盒子,活塞偏心地安装在空腔内。汽油燃烧产生的膨胀力作用在转子的侧面上,从而将三角形转子的三个面之一推向偏心轴的中心,在向心力和切向力的作用下,活塞在气缸内做行星旋转运动。

在这过程中,工作室的容积随着活塞转动发生周期性的变化,从而完成进气、压缩、做功、排气这四个行程。活塞每旋转一次就做功一次,与一般的四冲程发动机每转两圈才做一次功,具有高马力容积等优点。

●混合动力汽车是怎样的?

现在的混合动力汽车一般为油电混合,就是利用燃油发动机和电动机共同为汽车提供动力。混合动力车上的装置可以在车辆减速、制动、下坡时回收能量,并通过电动机为汽车提供动力,因此它的油耗比较低,但汽车价格相对较高。

实用文档之汽车发动机的发展历程

实用文档之" 汽车发动机的发展历程" 摘要:汽车在现代社会生产生活中发挥着重要作用,而汽车发动机更是其核心部分;可以说汽车发动机的发展历程在一定程度上就是汽车的完善过程。本文阐述了汽车发动机的构造及原理,并讲述了汽车发动机的发展历程。而且笔者还对汽车发动机未来的发展趋势进行了合理预测。 【关键字】汽车发动机原理发展历程新技术 自从第二次工业革命以来,汽车得到迅猛发展。如今,汽车已经渗透到人类社会的各个方面。每天,数以千万计的汽车行驶在大大小小的公路上,而汽车生产所需的零件更是数以亿计。其广阔的市场使得汽车成为各种高科技应用的载体。汽车发动机为汽车提供动力,更是汽车的核心。汽车发动机的发展能极大地促进汽车的发展。在环境日益恶化的今天,传统发动机面临这巨大挑战。 1.发动机的类别 发动有很多种类,按不同划分方法有不同的类型。 按发动机所使用燃料来划分,发动机主要可分为汽油发动机、柴油发动机、天然气发动机、液化石油气发动机、混合动力发动机;根据发动机可分为四冲程发动机和二冲程发动机;按照气缸数,发动机可分为单缸发动机、两缸发动机、多缸(三缸以上)发动机;按照冷却方式不同,发动机可分为水冷式发动机(见图1)和风冷式发动机(见图2);根据排列方式,发动机可分为直列L型发动机、H型发动机、W型发动机、V型发动机等;按照发动机在车身上的布局不同,发动机可分为前置发动机,中置发动机和后置发动机。

2.发动机构造及原理 发动机是一个热能转换机构,通过在密封汽缸内燃烧汽油(柴油)或天然气,使气体膨胀并推动活塞做往复运动,从而使物质的内能转

化为机械能。发动机是一种有许多机构和系统组成的复杂的机械设备。无论是哪种类型的发动机,要想完成热能转化为机械能的能量转化过程,实现工作循环,保证发动机能持续正常工作,都离不开发动机中各个机构和系统之间的配合。 汽油机是由五大系统和两大连杆组成,即曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成。 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。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中,活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动,通过连杆转换成曲轴的旋转运动,并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中,飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。 配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程,定时开启和关闭进气门和排气门,使可燃混合气或空气进入气缸,并使废气从气缸内排出,实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构,一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。 汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求,配制出一定数量和浓度的混合气,供入气缸,并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去;柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸,在燃烧室内形成混合气并燃烧,最后将燃烧后的废气排出。 润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油,以实现液体摩擦,减小摩擦阻力,减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。 冷却系的功用是将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。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。 在汽油机中,气缸内的可燃混合气是K电火花点燃的,为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞,火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系,点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。 要使发动机由静止状态过渡到工作状态,必须先用外力转动发动机的曲轴,使活塞作往复运动,气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功,推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转,工作循环才能自动进行。因此,曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程,称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置,称为发动机的起动系。

汽车发动机理论与构造复习重点

《内燃机理论与结构》复习参考题 1、汽车发动机是如何分类的? 2、发动机功率是根据什么标定的? 3、什么叫发动机排量?如何计算?它有什么意义? 4、怎样计算发动机压缩比? 5、什么是发动机的特性曲线?什么是速度特性?什么是外特性?外特性有什么重 要意义? 6、从工作冲程角度,化油器式汽油机与柴油机有哪些共同点和不同点? 7、简述废气涡轮增压器工作原理。 8、二冲程发动机与四冲程发动机(化油器式)相比有哪些优缺点? 9、汽车发动机由哪两大机构五大系统组成? 10、曲柄连杆机构的功用是什么?由哪些部件组成?工作特点如何? 11、汽缸体结构形式?缸套的形式? 12、汽缸衬垫的作用是什么? 13、气环的断面形状有哪些(主要的三种)?各有什么优缺点? 14、活塞环间隙有哪些?过大或过小有什么不好? 15、扭曲环优点是什么? 16、活塞分哪几部分?活塞常用什么材料? 17、活塞销与活塞销座孔、连杆小头的连接配合为什么常采用全浮式? 18、常用连杆材料? 19、曲轴的作用是什么?由哪些部分组成?什么材料? 20、曲轴受到哪些力的作用? 21、曲轴的形状除了与承受的载荷有关,还与哪些因素有关? 22、曲轴轴承有哪两种? 23、飞轮的作用? 24、配气机构的作用是什么?配气机构的分类有哪些? 25、在配气机构中凸轮轴的结构与什么因素有关? 26、凸轮轴上置与凸轮轴下置相比较有何优点? 27、什么是充气效率?什么叫配气相位?什么是发动机配气相位图? 28、发动机进排气门为什么要早开、晚关? 29、液压挺柱工作原理? 30、何谓气门间隙?为什么要留有气门间隙?气门间隙过大或过小引发什么问题? 31、汽油机燃料供给系的功用是什么?由哪些主要部件组成? 32、爆震是怎样产生的?产生爆震的原因有哪些? 33、什么是汽油的抗爆性?汽油的辛烷值怎么得到? 34、国产汽油有哪些牌号?怎样合理选择发动机所用汽油? 35、化油器的作用是什么?对化油器有什么要求? 36、什么是过量空气系数?

发动机工作过程和原理基本分析

发动机工作过程和原理基本分析 发动机是一种能量转换机构,它将燃料燃烧产生的热能转变成机械能。那么,它是怎样完成这个能量转换过程呢?也就是说它是怎样把热能转换成机械能的呢?要完成这个能量转换必须经过进气,把可燃混合气(或新鲜空气)引入气缸;然后将进入气缸的可燃混合气(或新鲜空气)压缩,压缩接近终点时点燃可燃混合气(或将柴油高压喷入气缸内形成可燃混合气并引燃);可燃混合气着火燃烧,膨胀推动活塞下行实现对外作功;最后排出燃烧后的废气。即进气、压缩、作功、排气四个过程。 把这四个过程叫做发动机的一个工作循环,工作循环不断地重复,就实现了能量转换,使发动机能够连续运转。把完成一个工作循环,曲轴转两圈(720°),活塞上下往复运动四次,称为四行程发动机。而把完成一个工作循环,曲轴转一圈(360°),活塞上下往复运动两次,称为二行程发动机。下面介绍一下四行程发动机的工作原理和工作过程。 一.四行程汽油机的工作原理 四行程汽油机的运转是按进气行程、压缩行程、作功行程和排气行程的顺序不断循环反复的。

(1) 进气行程(图1-22) 由于曲轴的旋转,活塞从上止点向下止点运动,这时排气门关闭,进气门打开。进气过程开始时,活塞位于上止点,气缸内残存有上一循环未排净的废气,因此,气缸内的压力稍高于大气压力。随着活塞下移,气缸内容积增大,压力减小,当压力低于大气压时,在气缸内产生真空吸力,空气经空气滤清器并与化油器供给的汽油混合成可燃混合气,通过进气门被吸入气缸,直至活塞向下运动到下止点。 在进气过程中,受空气滤清器、化油器、进气管道、进气门等阻力影响,进气终了时,气缸内气体压力略低于大气压,约为0.075~0.09MPa,同时受到残余废气和高温机件加热的影响,温

国内外汽车发动机发展现状与趋势

国内外汽车发动机的技术现状及发展趋势 摘要:内燃机从发明发展到一百多年后的今天,相关技术不断创新和走向成熟。但内燃机作为汽车动力仍然面临着诸多问题,主要是热效率还不够高(特别是汽油机),所依赖的石油资源逐渐减少,废气排放污染大气环境,并难以集中治理等。因此,先进的发动机技术将在汽车节能、环保技术开发中起着关键的决定性的作用。 关键词:高压共轨;汽油直喷技术(GDI);可变气门正时技术(VVT);均质充量压缩点燃(HCCI) Abstract:With the invention of the development of internal combustion engine, to over one hundred years later, the related technical innovation and to mature. But internal combustion engines as a motor power still faces many problems, which is still not tall enough thermal efficiency (especially the gasoline engine), dependent on oil resources reduce gradually, emissions atmospheric pollution environment, and difficult to focus on control, etc.Therefore, the advanced engine technology will in car the energy conservation, the environmental protection technology development plays a key of the decisive role. Keywords: gasoline direct injection technology (GDI); Variable valve timing technology (VVT); Homogeneous filling quantity compression lighting (HCCI); Electric auxiliary pressurization 当今世界,为了保护环境,节约能源并减少温室气体二氧化碳的排放,人们不断的探索和改进车用动力的解决方案。 一、车用柴油机的现状及发展趋势 1.1车用柴油机的性能特点 1)有能量密度高(大型低速增压柴油机的有效热效率已超过50%),燃油消耗率低,这对节约能源和提高经济效益都很重要。 2)好的燃油经济性; 3)温室效应气体排放少,其CO2的排放量比汽油机大约低30-35%,但废气中含有害成分(NO,颗粒物等)较多,噪声较大,在环境环保方面已引起重视。4)功率和转速范围很大(功率1—65580KW,转速54—5000r/min),因此应用领域宽 5)结构较复杂,零部件材料和工艺要求较高,制造成本较高,与汽油机相比质量较大。主要有三大优点: a.经济。首先, 每单位柴油的能量含量比汽油高;其次,柴油机的压燃特性, 使其热效率比汽油机高。一般柴油机的油耗要比汽油机的低30%~40%。 b.环保。一般来说, 机动车的主要排放物有一氧化碳、碳氢化合物、二氧化碳、颗粒物和氮氧化物。相对而言, 柴油机的一氧化碳、碳氢化合物和二氧化碳排放量极低, 但在颗粒物和氮氧化物的排放控制上要比汽油机更难处理。这是柴油机本身的特性造成的, 可通过现代技术处治。 c.柴油机低速大扭矩的特性, 为汽车提供了更好的使用性能。通过采用先进的燃油喷射技术和电控技术, 现代柴油机在动力性、加速性、舒适性指标上已经

【精品】汽车发动机原理知识点+试题

最全复习资料知识点+考试真题 不过都难! 知识点部分 第一章 1简述发动机的实际工作循环过程。 答: 2画出四冲程发动机实际循环的示功图,它与理论示功图有什么不同?说明指示功的概念和意义。 理论循环中假设工质比热容是定值,而实际气体随温度等因素影响会变大,而且实际循环中还存在泄露损失.换气损失燃烧损失等,这些损失的存在,会导致实际循环放热率低于理论循环。指示功是指气缸内完成一个工作循环所得到的有用功Wi,指示功Wi反映了发动机气缸在一个工作循环中所获得的有用功的数量. 4.什么是发动机的指示指标?主要有哪些?

答:以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。它主要有:指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率. 5.什么是发动机的有效指标?主要有哪些? 答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。主要有:1)发动机动力性指标,包括有效功和有效功率。有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度;2)发动机经济性指标,包括有效热效率.有效燃油消耗率;3)发动机强化指标,包括升功率PL.比质量me。强化系数PmeCm. 第二章 1。为什么发动机进气门迟后关闭.排气门提前开启?提前与迟后的角度与哪些因素有关/

答:进气门迟后关闭是为了充分利用高速气流的动能,从而实现在下止点后继续充气,增加进气量。排气门提前开启是由于配气机构惯性力的限制,若在活塞到下止点时才打开排气门,则在排气门开启的初期,开度极小,废弃不能通畅流出,缸内压力来不及下降,在活塞向上回行时形成较大的反压力,增加排气行程所消耗的功。在发动机高速运转时,同样的自由排气时间所相当的曲轴转角增大,为使气缸内废气及时排出,应加大排气提前角。 2.四冲程发动机换气过程包括哪几个阶段,这几个阶段时如何界定的? 答:1)自由排气阶段:从排气门打开到气缸压力接近于排气管内压力的这个时期。 强制排气阶段:废气是由活塞上行强制推出的这个时期。 进气过程:进气门开启到关闭这段时期。 气门重叠和燃烧室扫气:由于排气门迟后关闭和进气门提前开启,所以进。排气门同时打开这段时期. 3。影响充量系数的主要因素有哪些? 答:1)进气门关闭时气缸内压力Pa’,其值愈高,фc值愈大。 进气门关闭时气缸内气体温度Ta',其值愈高,фc愈低.

氢气发动机的发展和现状

课程结业论文 题目:氢气发动机的发展和现状 学生姓名: 学生学号: 专业班级: 课程名称:现代汽车新技术概论 所属院部: 指导教师: 2013——2014学年第 1 学期

目录 第一章绪论 (1) 1.1氢气发动机的历史 (1) 1.2 氢动力汽车的现状 (2) 1.3氢动力汽车的研究发展方向 (3) 1.4发展氢动力汽车的必要性 (3) 第二章氢气能源性质 (4) 2.1 氢的特征 (4) 2.2氢气与传统燃料的性质对比 (5) 2.3 氢能的开发和利用 (6) 2.3.1 氢能的开发 (6) 2.3.2氢能的应用 (8) 第三章氢气的存储 (10) 3.1高压气瓶储氢 (10) 3.2液氢储氢 (11) 3.3金属氢化物储氢 (11) 3.4 浆液储氢技术 (12) 第四章氢气发动机的发展前景 (13)

氢气发动机的发展和现状 第一章绪论 1.1氢气发动机的历史 随着“汽车社会”的逐渐形成,汽车保有量不断地上升,而石油等资源却捉襟见肘,同时,消耗大量汽油的车辆不断排放有害气体和污染物质,对环境造成严重的危害。这一问题的解决之道当然不是限制汽车产业的发展,而是开发替代石油的新能源—氢能。氢作为内燃机的燃料并是人类最近的发明。在内燃机中使用氢气已有相当长的历史。 人类历史上第一款氢气内燃机的历史可以上溯到 1807 年,瑞士人伊萨克·代·李瓦茨制成了单缸氢气内燃机。他把氢气充进气缸,氢气在气缸内燃烧,最终推动活塞往复运动。该项发明在 1807 年 1 月 30 日获得法国专利,这是第一个关于汽车产品的专利。但由于受当时的技术水平所限,制造和使用氢气远比使用蒸汽和汽油等资源复杂,氢气内燃机于是被蒸汽机、柴油机以及汽油机“淹没”。 早在十九世纪中期,人们就开始对使用氢气作为内燃机燃料产生了兴趣。1841 年英国颁发了第一个用氢气和氧气的混合气体工作的内燃机专利证。1852 年,慕尼黑的宫廷钟表技师制成一台用氢气-空气混合气体工作的内燃机。 在氢内燃机的历史上,德国一直占有很重要的地位。德国的 Rudolph Erren 尝试在氢内燃机中采用内部混气的方式。在他的研究工作中,穿过内燃机的冷水套的管道,氢气被一些小喷嘴直接喷入气缸内进行混合。氢喷入的质量和时间由燃料分配器控制,这种方案可以用任何燃料或是采用双燃料的方式让发动机工作。他还提出氢氧内燃机构想,并据此设计了实验,用到潜艇上。德国的奔驰公司开发组建的氢动力车队是世界首个用氢气作为内燃机燃料的车队,该车队在柏林已经试运行多年。氢气输送管道,加氢站也是最先在德国兴建的。现在,空中客车公司德国分部,奔驰航空公司也都正在努力开发装备氢动力内燃机的空中飞机。德国的其他汽车公司如宝马等都在大力发展氢动力汽车。 1.2 氢动力汽车的现状 日本自 1984 年实施“阳光计划”,投入示范运行氢动力车,仅日本武藏工业大学就有多达九辆的氢动力车投入试验,且型号各不相同;日本各大汽车公司,如马自达,本田等,也都在积极加入氢动力车行列;马自达公司推出了第一款氢动力概念车 HR-X,金属氢化物储氢罐储氢,

发动机原理知识点

1.发动机的定义。 燃料在机器内部燃烧而将化学能转化为热能,再通过气体膨胀做功将其转化为机械能输出的机械设备。 2.发动机发展历经的三个阶段。 ①20世纪70年代之前(提高生产力) 目标:追求良好的动力性能。 措施:提高压缩比,提高转速。 指标:最高车速、加速性能、最大爬坡能力。三个指标均取决于发动机及其它动力装置。 ②20世纪70~80年代(石油危机) 目标:追求良好的经济性能。 措施:降低油耗、增大升功率、减轻比重量。 指标:百公里油耗。 ③20世纪80年代后期(环境污染) 目标:追求良好的环保性能。主要解决排放与噪声问题。 3.常规汽车能源和新型替代能源有哪些,各有何特点? ①汽油机:汽油和空气混合经压缩由火花塞点燃。 ②柴油机:柴油和空气混合经压缩自行着火燃烧。 ③天然气发动机LNG ④液化石油气发动机LPG ⑤酒精发动机 ⑥双燃料、多燃料发动机 4.热力系统基本概念; 在热力学中,将所要研究的对象从周围物体中隔离出来,构成一个热力系统。 系统以外的一切物质,称为外界,热力系统和外界的分界面,称为界面。5.热力学第一定律的实质; 当热能与其它形式的能量相互转换时,能的总量保持不变,只是能量的形式发生了变化—能量守衡。吸收的能量-散失的能量=储存能量的变化量 6.理想气体的四个基本热力过程; ①定容过程:热力过程进行中系统的容积(比容)保持不变的过程。 ②定压过程:热力过程进行中系统的压力保持不变。 ③定温过程:热力过程进行中系统的温度保持不变 ④绝热过程:热力过程进行中系统与外界没有热量的传递 7.四行程发动机的实际工作循环过程; 进气过程、压缩过程、燃烧过程、膨胀过程、排气过程 8.发动机实际循环向理论循环的简化条件; ①忽略进、排气过程(r-a,b-r), 排气放热简化为定容放热过程; ②压缩、膨胀过程(复杂的多变过程)简化为绝热过程; ③把燃料燃烧加热燃气的过程简化成工质从高温热源的吸热过程,分为定容 加热过程(c~z’)和定压加热过程(z’~z); ④假定工质为定比热的理想气体。

国内外汽车发动机的现状和发展趋势

国内外汽车发动机的现状和发展趋势姓名:祖春胜班级:车辆09-2 学号:0901040440 摘要:本文综述了发动机的发展带动汽车的发展,随着汽车产销量的不断增长, 大气污染,石油资源枯竭,故而,世界汽车界将在发动机上发展更先进的技术从而实现汽车的节能和环保,通过列举大量国内外发动机的技术现状及发展趋势,从而更进一步的了解发动机的节能与环保。 关键词:电控液压进气系统;涡轮增压;燃油品质;排气后处理;汽油机直喷(GDI)技术 The status and development trend of Domestic and foreign automobile engines Abstract: The paper distract the development of internal combustion engine driven vehicle development, accompanied by rapid growth in automobile production and sales from the atmospheric pollution and oil consumption. Undoubtedly, the development advanced engine technology in the automotive energy-saving, environmental protection is the important issue to the world automotive industry.By listing plenty of domestic and foreign engine technology situation and the development tendency, so as to further understand the engine of energy conservation and environmental protection Keywords:Electric hydraulic air intake system;Monomer pump technology; Fuel Character;Exhaust Gas After Treatment、Gasoline direct injection (GDI) technology 伴随着汽车产销量的不断增长,从而带来了世界石油资源日趋枯竭的压力, 面对汽车急剧增长对环境的影响, 世界汽车界不停地在寻找实现汽车工业可持续发展的解决方法,对发动机的环保,能源诸方面的技术加以改进。 一.柴油机的发展及现状 1.1柴油机的性能特点 (1)好的燃油经济性。 (2)有能量密度高,燃油消耗率低,这对节约能源和提高经济效益都很重要。(3)结构较复杂,零部件材料和工艺要求较高,制造成本较高,与汽油机相比质量较大。柴油机主要有三大优点: (1) 经济。首先,每单位柴油的能量含量比汽油高;其次,柴油机的压燃特性,使其热效率比汽油机高。一般柴油机的油耗要比汽油机的低 30%~40%。 (2) 环保。一般来说, 机动车的主要排放物有一氧化碳、碳氢化合物、二氧

汽车发动机原理试题库及答案

一、发动机的性能 二、选择题 1、通常认为,汽油机的理论循环为( A ) A、定容加热循环 B、等压加热循环 C、混合加热循环 D、多变加热循环 6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程。在膨胀过程中,工质( B ) A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 2、发动机的整机性能用有效指标表示,因为有效指标以( D ) A、燃料放出的热量为基础 B、气体膨胀的功为基础 C、活塞输出的功率为基础 D、曲轴输出的功率为基础 5、通常认为,高速柴油机的理论循环为( C ) A、定容加热循环 B、定压加热循环 C、混合加热循环 D、多变加热循环 6、实际发动机的压缩过程是一个多变过程。在压缩过程中,工质( B ) A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 2、发动机工作循环的完善程度用指示指标表示,因为指示指标以( C ) A、燃料具有的热量为基础 B、燃料放出的热量为基础 C、气体对活塞的做功为基础 D、曲轴输出的功率为基础 2、表示循环热效率的参数有( C )。 A、有效热效率 B、混合热效率 C、指示热效率 D、实际热效率 3、发动机理论循环的假定中,假设燃烧是( B )。 A、定容过程 B、加热过程 C、定压过程 D、绝热过程 4、实际发动机的压缩过程是一个( D )。 A、绝热过程 B、吸热过程

C、放热过程 D、多变过程 5、通常认为,高速柴油机的理论循环为( C )加热循环。 A、定容 B、定压 C、混合 D、多变 6、实际发动机的膨胀过程是一个( D )。 A、绝热过程 B、吸热过程 C、放热过程 D、多变过程 7、通常认为,低速柴油机的理论循环为( B )加热循环。 A、定容 B、定压 C、混合 D、多变 8、汽油机实际循环与下列(B )理论循环相似。 A、混合加热循环 B、定容加热循环 C、定压加热循环 D、卡诺循环 9、汽油机常用的压缩比在( B )范围内。 A、4 ~7 B、7 ~11 C、11 ~15 D、15 ~22 10、车用柴油机实际循环与下列( A )理论循环相似。 A、混合加热循环 B、定容加热循环 C、定压加热循环 D、卡诺循环 11、非增压发动机在一个工作循环中,缸内压力最低出现在(D )。 A、膨胀结束 B、排气终了 C、压缩初期 D、进气中期 12、自然吸气柴油机的压缩比范围为(D )。 A、8 ~16 B、10 ~18 C、12 ~20 D、14 ~22 3、发动机理论循环的假设燃烧是加热过程,其原因是( B )。 A、温度不变 B、工质不变 C、压力不变 D、容积不变 6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程,原因是在膨胀过程中,工质( C )。

汽车发动机电子控制系统开发现状及趋势

汽车发动机电子控制系统开发现状及趋势 丁志盛叶挺宁 摘要:介绍了汽车发动机电子控制系统相关技术背景、开发现状及发展趋势。 关键词:EECS,ECU汽车发动机电喷 一、汽车发动机电子控制系统概述 汽车发动机电子控制系统(Engine Electronic Control System,简称EECS)通过电子控制手段对发动机点火、喷油、空气与燃油的比率、排放废气等进行优化控制,使发动机工作在最佳工况,达到提高性能、安全、节能、降低废气排放的目的。汽车发动机电子控制系统主要包括: - 燃油喷射控制; - 点火系统控制; - 怠速控制; - 尾气排放控制; - 进气控制; - 增压控制; - 失效保护; - 后备系统; - 诊断系统等功能。 另外,随着网络、集成控制技术的广泛应用,作为汽车控制主要单元的EMS系统通过 CAN(Controllers Area Network)总线与其他控制系统,例如:安全系统(如ABS、牵引力电子稳定装置ESP (Electronic Stability Program))、底盘系统(如主动悬挂ABC(Active Body Control))、巡航控制系统(Speed Control System或Cruse Control System)以及空调、防盗、音响等系统实现网络互联,实现信息共享并实施集成优化统一控制。在不久的将来,车载通讯平台将利用现有无线通讯网络为汽车驾驶提供更广泛的咨询、娱乐等增值服务(如GPS全球定位系统的应用)。 汽车发动机电子控制系统的开发主要涉及以下技术内容: - 传感器

主要包括空气流量传感器、空气温度传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、转速传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆燃传感器、车速传感器、氧传感器等。 - 执行器 主要包括喷油器、点火控制模块、怠速空气控制阀以及各种电磁阀等。 - 电控单元ECU(Electronic Control Unit) 和控制算法程序软件其作用是通过采集各种传感器输入信号并将信号进行调理,根据发动机管理控制算法进行运算,然后输出控制信号并进行功率放大给执行器。同时检测传感器信号正常状态,出现故障时报警。 图1描述了汽车发动机电子控制系统示意图。 图1 另外,为了应对汽车产业产品作为多种产品链状集成开发的特点以及快速更新的市场需求,高性能的发动机试验台架、集成开发环境工具以及测试产品耐环境性能的设备为快速开发高质量面向不同汽车发动机的管理系统产品提供保障:

发动机原理与汽车理论_知识点

发动机的性能指标 理论循环简化条件:理想气体,压缩和膨胀是绝热等熵,封闭循环,燃烧为定压或定容加热,放热为定容放热。 三个基本循环:定容加热循环、定压加热循环、混合加热循环。 理论循环用循环热效率和循环平均压力衡量评定港闸https://www.360docs.net/doc/879405312.html, 热效率影响因素:压缩比,等熵指数,压力升高比,预膨胀比。 压缩比相同,定容加热循环热效率最高,汽油机按此工作。 最高压力一定,定压加热循环热效率最高,高增压柴油机和车用高速柴油机按此工作。汽车配件https://www.360docs.net/doc/879405312.html, 实际循环的影响:实际工质影响,换气损失,燃烧损失。 实际工质影响:理论中工质比热容是定值,实际气体随温度升高而上升;实际还存在泄漏。 平衡方程: 发动机的换气过程 换气过程:自由排气,强制排气,进气,燃烧室扫气 气门重叠:排气门晚关和进气门提前打开,出现进排气门同时开启的现象 燃烧室扫气:利用气流压差、惯性清除废气,增加新鲜充量,降低燃烧室热区零件的温度。长林机械https://www.360docs.net/doc/879405312.html, 换气损失:排气损失(分自由排气损失,强制排气损失)和进气损失。 充气效率:实际进入气缸的新鲜充量与进气状态下充满气缸工作容积的新鲜充

量之比。 充气效率影响因素:进气终了状态的气缸压力,温度,残余废气系数,压缩比,配气相位。 充气效率措施:减少进气系统的流动损失,减小对新鲜充量的加热,减小排气系统的阻力,合理地选择配气相位。 发动机废气涡轮增压 增压是发动机提高功率最有效的方法。 增压优点:①在保证输出功率不变的情况下,可以使气缸数减少或者气缸直径减小,从而可以减小发动机的比质量和外形尺寸②提高热效率,降低燃油消耗率③减少排气污染和噪声④降低发动机的单位功率造价⑤对补偿高原功率损失十分有利 增压缺点:①增压发动机的机械负荷和热负荷都较高②增压发动机很难满足车辆对转矩适合性及瞬变工况的要求③车用汽油机应用增压技术较困难④适用的小型涡轮增压器发展晚并且效率偏低 径流式增压器:主要离心式压气机和径流式涡轮机组成,还有支承装置、密封装置、冷却系统、润滑系统。 离心式压缩机参数,空气增压比 压气机特性:压气机在不同转速下的压比、效率和空气流量之间的关系。 喘振:空气流量减小到某一值后,气流发生强烈脉动,压气机工作不稳的现象。长林机械https://www.360docs.net/doc/879405312.html, 喘振线:各种转速下的喘振点连起来。 涡轮机膨胀比:指在与外界没有热、功交换的情况下,气流速度被滞止到零时的气体参数。

汽车发动机原理复习题

1、汽油机实际循环与下列()理论循环相似。 A、混合加热循环 B、定容加热循环 C、定压加热循环 D、卡诺循环 2、汽油机常用的压缩比在()范围内。 A、4 ~7 B、7 ~11 C、11 ~15 D、15 ~22 3、车用柴油机实际循环与下列()理论循环相似。 A、混合加热循环 B、定容加热循环 C、定压加热循环 D、卡诺循环 4、非增压发动机在一个工作循环中,缸内压力最低出现在() A、膨胀结束 B、排气终了 C、压缩初期 D、进气中期 5、发动机实际换气过程完善程度的评价参数有() A、机械效率 B、热效率 C、进气马赫数 D、充气效率 6、四冲程发动机换气过程中存在气门叠开现象的原因是() A、进气门早开和排气门早开 B、进气门晚关和排气门早开 C、进气门早开和排气门晚关 D、进气门晚关和排气门晚关 7、汽油机的火焰速度是() A、燃烧速度 B、火焰锋面移动速度 C、扩散速度 D、气流运动速度 8、提高压缩比使汽油机的爆震倾向加大,为此,可采取()的措施。 A、减小喷油提前角 B、减小点火提前角 C、加大喷油提前角 D、加大点火提前角 9、评价速燃期的重要指标中有() A、温度升高率 B、最大压力出现时刻 C、最高温度 D、压力升高时刻 10、下列措施中,不能够消除汽油机爆震的是() A、增大点火提前角 B、推迟点火提前角 C、加强冷却 D、选用高牌号的汽油 11、下面列出的()属于柴油机燃烧特点。 A、缺氧 B、空气过量 C、扩散燃烧 D、混合气预先形成 12、柴油机混合气形成过程中,存在燃料燃烧、燃料()、燃料与空气之间的扩散同步进行现象。 A、燃烧 B、凝结 C、蒸发 D、混合 13、球形油膜燃烧室属于柴油机()燃烧室。 A、涡流式 B、预燃室 C、间接喷射式 D、直接喷射式 14、下列四种燃烧室对喷射系统要求最高的是() A、开式燃烧室 B、半开式燃烧室 C、涡流室燃烧室 D、预燃室燃烧室 15、在发动机试验装置中,()是发动机试验台架的基本设备。 A、发动机 B、试验台 C、测功机 D、测量系统 17、万有特性图中,最内层的区域是() A、功率最高区域 B、油耗最小区域 C、转矩最大区域 D、转速最小区域 18、发动机的有效燃油消耗率和下面哪个参数成反比() A、机械效率 B、指示热效率 C、两个都是 D、两个都不是 19、三元催化转换器要求的空燃比范围是()理论空燃比。 A、小于 B、小于并接近 C、大于 D、大于并接近

当前汽车内燃机发展现状以及趋势

热动导论及内燃机概况 热能与动力工程主要学习动力工程及工程热物理的基础理论,学习各种能量转换及有效利用的理论和技术,受到现代动力工程师的基本训练;具有进行动力机械与热工设备设计、运行、实验研究的基本能力。 而且主要分为暖通和内燃机两个方向。对于内燃机,以其热效率高、结构紧凑,机动性强,运行维护简便的优点著称于世。一百多年以来,内燃机的巨大生命力经久不衰。目前世界上内燃机的拥有量大大超过了任何其它的热力发动机,在国民经济中占有相当重要的地位。现代内燃机更是成为了当今用量最大、用途最广、无一与之匹敌的的最重要的热能机械。 当然内燃机同样也存在着不少的缺点,主要是:对燃料的要求高,不能直接燃用劣质燃料和固体燃料;由于间歇换气以及制造的困难,单机功率的提高受到限制,现代内燃机的最大功率一般小于4万千瓦,而蒸汽机的单机功率可以高达数十万千瓦;内燃机不能反转;内燃机的噪声和废气中有害成分对环境的污染尤其突出。可以说这一百多年来的内燃机的发展史就是人类不断革新,不断挑战克服这些缺点的历史。 内燃机发展至今,约有一个半世纪的历史了。同其他科学一样,内燃机的每一个进步都是人类生产实践经验的概括和总结。内燃机的发明始于对活塞式蒸汽机的研究和改进。在它的发展史中应当特别提到的是德国人奥托和狄塞尔,正是他们在总结了前人无数实践经验的基础上,对内燃机的工作循环提出了较为完善的奥托循环和狄塞尔循环,才使得到他们为止几十年间无数人的实践和创造活动得到了一个科学地总结,并有了质的飞跃,他们将前任粗浅的、纯经验的、零乱无序的的经验,加以继承、发展、总结、提高,找出了规律性,为现代汽油机和柴油机热力循环奠定了热力学基础,为内燃机的发展做出了伟大的贡献。 我们通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。活塞式内燃机将燃料和空气混合,在其气缸内燃烧,释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功,再通过曲轴连杆机构或其他机构将机械功输出,驱动从动机械工作。常见的有柴油机和汽油机,通过将内能转化为机械能,是通过做功改变内能。 往复活塞式内燃机的种类很多,主要的分类方法有这样一些:按所用的燃料的不同,分为汽油机,柴油机、煤油机、煤气机(包括各种气体燃料内燃机)等;按每个工作循环的行程数不同,分为四冲程和二冲程;按着火方式不同,分为点燃式和压燃式;按冷却方式不同,分为水冷式和风冷式;按气缸排列形式不同,分为直列式、V型、对置式、星型等;按气缸数不同,分为单缸内燃机和多缸内燃机等;按内燃机的用途不同,分为汽车用、农用、机车用、船用以及固定用等等。 首先我们来看一下汽油机在本世纪的发展历程。在汽车和飞机工业的推动下汽油机取得了长足的发展。按提高汽油机的功率、热效率、比功率和降低油耗等主要性能指标的过程,可以把汽油机的发展分为四个阶段。 第一阶段是本世纪最初二十年,为适应交通运输的要求,以提高功率和比功率为主。采取的主要技术措施是提高转速、增加缸数和改进相应辅助装置。这个时期内,转速从上世纪的500—800r/min提高到1000—1500r/min,比功率从3.68W/Kg提高到441.3—735.5W/Kg,对提高飞机的飞行性能和汽车的负载能力具有重大的意义。 第二阶段时间在20年代,主要解决汽油机的爆震燃烧问题。当时汽油机的压缩比达到4时,汽油机就发生爆震。美国通用汽车公司研究室的米格雷和鲍义德通过在汽油中加入少量的四乙基铝,干扰氧和汽油分子化合的正常过程,解决了爆震的问题,使压缩比从4提高到了8,大大提高了汽油机的功率和热效率。当时另一严重影响汽油机功率和热效率的因素是燃烧室的形状和结构,英国的里卡多及其合作者通过对多种燃烧室及燃烧原理的研究,改进了燃烧

发动机的基本工作原理

发动机的基本工作原理 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。下面是收集的发动机的基本工作原理,欢迎阅读。 我们以单缸汽油发动机为例,讲解一下汽油机的工作原理。 气缸内装有活塞,活塞通过活塞销、连杆与曲轴相连接。活塞 在气缸内做往复运动,通过连杆推动曲轴转动。为了吸入新鲜气体和排出废气,设有进气门和排气门。 活塞顶离曲轴中心最远处,即活塞最高位置,称为上止点。活 塞顶部离曲轴中心最近处,即活塞最低位置,称为下止点。上、下止点间的距离称为活塞行程,曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴中心的距离称为曲轴半径。活塞每走一个行程相应于曲轴转角180°。对于气缸中心线通过曲轴中心线的发动机,活塞行程等于曲柄半径的两倍。 活塞从上止点到下止点所扫过的容积称为发动机的工作容积或 发动机排量,用符号VL表示。 四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程,既进气行程、压 缩行程、膨胀行程(作功行程)和排气行程。 进气行程 化油器式汽油机将空气与燃料先在气缸外部的化油器中进行混合,然后再吸入气缸。进气行程中,进气门打开,排气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移动,活塞上方的气缸容积增大,从而气缸内

的压力降低到大气压力以下,即在气缸内造成真空吸力。这样,可燃混合气便经进气管道和进气门被吸入气缸。 压缩行程 为使吸入气缸内可燃混合气能迅速燃烧,以产生较大的压力,从而使发动机发出较大功率,必须在燃烧前将可燃混合气压缩,使其容积缩小、密度加大、温度升高,即需要有压缩过程。在这个过程中,进、排气门全部关闭,曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程称为压缩行程。 压缩终了时,活塞到达上止点,活塞上方形成很小空间,称为燃烧室。压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压缩比,以ε表示: 压缩比愈大,在压缩终了时混合气的压力和温度便愈高,,燃烧速度也愈快,因而发动机发出的功率愈大,经济性愈好。但压缩比过大时,不仅不能进一步改善燃烧情况,反而会出现爆燃和表面点火等不正常燃烧现象。爆燃是由于气体压力和温度过高,在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃造成的一种不正常燃烧。爆燃时火焰以极高的速率向外传播,甚至在气体来不及膨胀的情况下,温度和压力急剧升高。同时,还会引起发动机过热,功率下降,燃油消耗量增加等一系列不良后果。表面点火是由于燃烧室内炽热表面与炽热处(如排气门头,火花塞电极,积炭处)点燃混合气产生的另一种不正常燃烧(也称为炽热点火或早燃)。表面点火发生时,也伴有强烈的敲击声(较沉闷),产生的高压会使发动机件负荷增加,寿命降低。

汽车发动机的工作原理和各部件作用

汽车发动机的工作原理和各部件作用 汽车, 原理, 发动机 发动机,又称为引擎,是一种能够把一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器,通常是把化学能转化为机械能。(把电能转化为机器能的称谓电动机)有时它既适用于动力发生装置,也可指包括动力装置的整个机器.比如汽油发动机,航空发动机. 基本理论 汽油发动机将汽油的能量转化为动能来驱动汽车,最简单的办法是通过在发动机内部燃烧汽油来获得动能。因此,汽车发动机是内燃机----燃烧在发动机内部发生。 有两点需注意: 1.内燃机也有其他种类,比如柴油机,燃气轮机,各有各的优点和缺点。 2.同样也有外燃机。在早期的火车和轮船上用的蒸汽机就是典型的外燃机。燃料(煤、木头、油)在发动机外部燃烧产生蒸气,然后蒸气进入发动机内部来产生动力。内燃机的效率比外燃机高不少,也比相同动力的外燃机小很多。所以,现代汽 车不用蒸汽机。 相比之下,内燃机比外燃机的效率高,比燃气轮机的价格便宜,比电动汽车容易添加燃料。这些优点使得大部分现代汽车都使用往复式的内燃机。 结构 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、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。 一. 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。

汽车发动机原理考试复习

第二章 三种循环: 发动机有三种基本理论循环,即定容加热循环(加热循环很快,仅与有关)、定压加热循环(缓慢,负荷使)和混合加热循环(之间)。发动机的循环常用示功图来说明(等容线斜率大,因此Q1同,Q2 )理论循环是用循环热效率和循环平均压力来衡量和评定的。循环热效率是工质所做循环功W(J)与循环加热量Q1(J)之比,用以评定循环的经济性。循环平均压力pt(kPa)是单位气缸工作容积所做的循环功,用以评定发动机的循环做功能力。(ρ。是初始膨胀比,k是初始等熵指数)柴油机(汽油机)的压缩比- 一般在12-22(6-12),最高循环压力=7-14mpa(3-8.5),压力升高比在1.3-2.2(2-4)四冲程发动机的实际循环是由进气压缩做功排气四个行程所组成. 理论循环与实际循环比较: 1实际工质的影响 (实际工质影响引起的损失:理论循环中假设工质比热容是定值,而实际比热容是随温度的升高而上升,且燃烧后生成CO2,和H2O等多原子气体,这些气体的比热容又大于空气,使循环的最高温度降低.由于实际循环还存在泄漏,合工质数量减少,这意味着同样的加热量,在实际循环中所引起的起压力和温度的升高要比理论循环要低得多,其结果是循环热效率底,循环所做的功减少.) 2换气损失 (换气损失:燃烧废气的排出和新鲜空气的吸入是使循环重复进行所必不可少的,由此而消耗的功为换气损失。) 3燃烧损失(非瞬时燃烧损失和补燃损失:实际循环中燃烧非瞬时完成,所以喷油或点火在上止点之前,并且燃烧还会延续到膨胀行程,由此形成非瞬时燃烧损失和补燃损失。提前排气损失,实际循环中会有部分燃料由于缺氧产生不完全燃烧损失,在高温度下部分燃烧产物分解而吸热,使循环的最高温度下降,由此产生燃烧损失。) 4传热损失(传热、流动损失:实际循环中,气缸壁和工质间自始至终存在热交换。综上,实际循环热效率低于理论循环。) 发动机的指示指标评定,概念:发动机的指示性能指标是指以工质对活塞做功为计算基础的指标,简称指示指标。表示循环动力性、经济性。 发动机的有效性能指标以曲轴输出功为计算基础的性能指标,称有效指标。 有效指标被用来直接评定发动机实际工作性能的优劣。代表发动机的整机性能。 第三章 换气过程阶段、特点、特征四冲程发动机的换气过程包括从排气门开启到进气门关闭的整个时期。约占410o~ 480o曲轴转角。换气过程可分作自由排气、强制排气、进气和燃烧室扫气四个阶段。4进排气门早开晚关,气门重叠和燃烧室扫气进、排气门早开、晚关的原因:进气门早开晚关是为了增大进入汽缸的混合气量和减少进气过程所消耗的功;排气门早开晚关是为了减少残余废气量和排气过程消耗的功。同时减少残余废气量会相应地增大进气量。 气门重叠和燃烧室扫气(定义) 由于排气门晚关和进气门提前打开,因而存在进、排气门同时开启的现象,称为气门重叠。换气损失,是由排气损失和进气损失两部分组成。 1.排气损失(从排气门提前打开到进气过程开始,缸内压力达到大气压力前,

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