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发动机的结构特点

发动机是汽车的动力装置,性能优劣直接影响汽车的使用性能,发动机类型很多,结构各异,以适应不同车型的需要。

一、 按使用燃料不同分类

按发动机使用燃料不同,发动机分成汽油发动机和柴油发动机两大类。

1、汽油发动机

体积小、重量轻、价格便宜;起动性好,最大功率时的转速高;工作中振动及噪声小;适合于中、小型汽车尤其是高速汽车的使用。汽油机由于受到爆燃的限制,压缩比不可能过高,热效率和经济性都不如柴油机。

汽油机混合气主要是在过气管道内形成后进入汽缸,压缩接近终了时由火花塞点燃。驾驶员通过加速踏板控制进人汽缸内的混合气量来控制发动机的负荷、称之为量调节。汽油机的燃料供给系和点火系是汽油机上发生故障比例较高的部位。汽油机废气排放中的有害成分物一氧化碳、碳氯化合物和氮氧化物等要高于柴油机,但随着目前电子控制燃油喷射系统和其他废气净化装置的使用,这方面已大大改善。另外,汽油机的扭矩特性非常适合于汽车的使用,可明显减轻驾驶员的劳动强度。

2、柴油机

和汽油机相比,柴油机体积大,重量重,价格高,起动性差(尤其是低温时);工作时振动与噪声较大;超负荷运转时容易冒黑烟。柴油机的特点是:

1) 由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要,柴油机压缩比很高。热效率和经济性都要好于汽油机。

2) 在相同功率的情况下,柴油机的扭矩大,最大功率时的转速低,适合于载货汽车的使用。

3) 柴油机的混合气是汽缸内部形成的,进气道没有节气门,进气阻力小。驾驶员通过加速路板控制喷油量,来改变发动机的负荷,称之为质调节,由于不存在缺氧问题,废气中一氧化碳和碳氢化合物的含量要小于汽油机。

4) 由于不存在点火系以及燃油供给装置故障率低。因此柴油机故障要小于汽油机。

5) 柴油机扭矩特性不适合于汽车行驶工况的需要,行驶中档位使用频繁,增加了驾驶员劳动强度。

柴油机主要使用于中型和重型汽车上。

二、发动机缸数及排列方式

发动机排量等于各缸工作容积之和。增加缸数不仅可以增加发动机排量,提高发动机输出功率,还可使发动机运转平稳,减少振动与噪声。现代汽车都采用多缸发动机。微型汽车发动机多为3缸,小型载重汽车、客车和中型以下轿车发动机多为4缸;中型载重汽车、大型轿车及客车发动机多为6缸;重型汽车一般为6~8缸。
6缸以下的发动机汽缸多为单排直列方式;8缸发动机则为V型排列;某些轿车为降低发动机高度,缩短长度,采用V6、V8型排列。微型汽车发动机大多采用3缸斜置的方式。

直列式发动机结构简单,价格便宜。缺点是发动机高度较高,长度较长。是采用较多的一种方式。V型发动机高度低,长度短,但是结构复杂,价格较贵,适合于大型发动机。 水冷式发动机缸体均采用整体铸造而成。小型发动机采用铝合金材料,中、大型发动机多为铸铁。汽缸盖用螺栓固定于缸体上平面,除了封闭汽缸构成燃烧室外,还有进、排气道,安装有气门、火花塞和配气机构等。

三、汽油机的燃料供给方式

1、化油器式燃料供给系

汽油机燃料供给系分成化油器式和燃油喷射式两大类 化油器主供油装置的工作原理是:发动机工作时,外界空气在汽缸吸力下经空气滤清器过滤后进入汽缸。空气流经喉管处时由于截面变小流速增加而导致压力下降,形成一定的真空度。浮子室内的汽油就在该真空度的作用下从主喷管喷入进气道内,喷出的汽油被高速气流吹散成雾状,称之为雾化。然后油量以空间蒸发和油膜蒸发的形式,与过气道内的空气混合成混合气进入汽缸。为了达到经济性,主供油装还采用了空气制动的方案。将主喷管置于空气室内,并沿四周开有几排通孔与空气室相通。当节气门开度逐渐增大时,空气孔逐渐与空气相通。不但降低了真空度,使混合气变稀,进入主喷管的空气还有利于汽油的雾化。

2、电子控制燃油喷射式燃料供给系

化油器式燃料供给装置结构简单、工作可靠、价格便宜、维修方便。但它的最大缺点是不能精确控制混合气的浓度,造成燃烧不完全,废气中有害成分增加,不符合当今环保的严格要求。另外,由于喉管的存在,使进气阻力增加。还存在着各缸分配汽油不均匀,易产生气阻和结冰等现象。为了解决上述这些问题,80年代以电子控制燃油喷射系统在轿车发动机上应用越来越广泛了。

(l)电子控制燃油喷射系统的优点:电子控制燃油喷射系统(英文简称EFI)具有下列优点:

1) 不论在任何环境条件和发动机处于何种工况下都能精确地控制混合气的浓度、使汽油得到完全充分的燃烧。这大大降低了废气中有害成分的含量,还使发动机具有优良的燃烧经济性。

2) 可对供油、点火、温度等进行集中控制,使发动机工作性能提高,发动机输出功率增加,燃料消耗量降低。

3) 可使发动机经常处于稳定运转状态,在各种工况下都使汽车根据驾驶员的要求正常行驶。

4) 由于不存在喉管,进气阻力小。同时不易产生气阻,向各缸分配汽油均匀等。 燃油喷射系统的缺点是成本高、结构复杂、维修不易等。

(2)电子控制燃油喷射系统的分类:

1) 按空气量的检测方式分成质量流量方式和速度密度方式两大类。

2) 按燃油的喷射方式,有下面两种分类。

根据喷射位置,分成进气歧管结合部(SPI)喷射和各进气歧管处(MPI)喷射两种,分别又称为单点喷射和多点喷射。目前广泛采用MPI方式。

汽油机点火系

汽油点火系大致有三类:触点式点火系、电子点火系、计算机控制的点火系统

 

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