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养车干货

汽车的发动机动力与排放的矛盾体详解

2019-07-16 17:39:37 养车干货
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汽车的发动机动力与排放的矛盾体详解

发动机是汽车的心脏,为汽车的行驶源源不断的提供动力。如人的心脏一样,它的强劲与否,决定着各种汽车的性能差异。但无论它们的差异如何巨大,发动机都是由每一个汽缸以及气缸里的活塞连杆组成的,只不过根据所需要的动力大小,而决定选择汽缸的数目和汽缸之间的排列方式。因此,我们把汽缸和活塞连杆称之为汽车心脏中的心脏,因为它们工作在十分恶劣的环境当中高温、高压、润滑不良且需要剧烈运动情况下,所以决定了发动机的缸体、活塞、连杆、曲轴等运动件要有较强的刚度和强度并在此前提下要尽可能的减轻这些部件的重量,以便发动机更加的轻量化。而发动机在追求强大的动力同时也产生了大量的有害气体和污染物,所以,发动机它本身就是一个矛盾的统一体,在用途、性能和环境、消耗方面权衡各种利弊做出合适的选择。

汽车发动机

汽缸与活塞连杆

发动机由两大机构和五大系统组成:

两大机构,分别是配气机构和曲柄连杆机构。一、配气机构由凸轮轴通过挺杆将力传递给摇臂(现在基本被液压挺柱取代,但其功能还是一样的)使其控制气门的开闭,同时控制气门开闭的时间,目的是进更多的新鲜空气和排尽汽缸中燃烧后留下的废弃。二、曲柄连杆机构,它由活塞连杆组与曲轴组成,连杆的小头与活塞相连,而活塞的大端与曲轴的主轴颈相连,目的是将活塞顶端由油气混合气燃烧产生的向下运动的爆发力通过连杆两头的铰链转变成曲轴的旋转运动,因此,活塞的上下运动和曲轴的旋转运动通过连杆两端来实现运动形式的转变。总之,配气机构是为了控制气门的开闭时间来实现进气和排气的功能,而曲柄连杆机构是为了将活塞的上下运动转变成曲轴的旋转运动。

配气机构

曲柄连杆机构

五大系统分别是起动系统、点火系统、燃油供给系统、润滑系统、冷却系统。

一、起动系统负责汽车启动时由起动机上的小齿轮柱与飞轮的外轮齿进行啮合,从而带动曲轴做旋转运动,进而使配气机构工作打开进气门,将吸进来的空气与燃料进行混合以使发动机开始工作,此时起动机将小齿轮柱与飞轮分离退出工作环境,起动机停止运转。

起动机

二、点火系统是对汽缸内的混合气体(空气和汽油,因为柴油机不需要点燃而是压燃,所以没有火花塞。因此,点火系统只存在于汽油发动机中)通过火花塞产生电火花点燃进行燃烧。起动系统与点火系统的一端都与蓄电池相连,目的是由蓄电池提供电源,而另一端由发动机的电控单元进行控制是否搭铁,以此实现它们的工作状况。

点火系统

三、燃油供给系统是由喷油器控制燃油与空气的混合比例,以此达到想要的工作状态。它通过油泵将油箱中储存的燃油吸到高压油轨中,再经过喷油器控制燃油的喷射量,由于喷油器的喷油嘴是针阀状的细孔,使燃油产生高压喷射出雾化状的液体颗粒能更好的与空气混合。当汽车停车熄火时,发动机控制单元会给油箱中的油泵持续通电1~2s的时间,以便使喷油器、高压油轨与油路中保留一定压力的燃油,保证汽车下次启动时能瞬时供给燃油。

燃油供给系统

喷油器

四、润滑系统,是由机油泵将安装在发动机底部油底壳中储存的机油抽送到发动机各部件旋转轴的轴承与运动的摩擦副中进行润滑,防止运动部件的磨损而丧失精度,从而妨碍、产生不良的工作现状,影响发动机的正常运转。另外,润滑液还起到冷却发动机、过滤杂质、密封等作用。机油泵抽出的机油需通过机油滤清器进行过滤,将机油中的杂质与铁屑过滤掉再输送到各个轴、轴瓦、销与衬套上进行润滑,同时还可以储存一部分机油,当达到储存的上限便会返回到油底壳里,它与燃油供给系统极为相似,燃油被油泵抽出时同样需要燃油滤清器进行过滤和储存处理。因此,它们的作用是一样的。当然,除此之外还有一个空气滤清器,它安装在进气口处,很明显它是为了过滤空气中的杂质和灰尘,我们把这三个滤清器合称为三滤,分别过滤汽油、机油和空气中的杂质。

润滑系统

五、冷却系统,发动机工作是将会在内部产生大量的热量,需要将这些热量给散发掉,一个就是风冷,一个就是水冷,利用风或者水将发动机产生的热量带走,从而使发动机冷却到正常工作的温度,并持续保持。冷却系统的原理是通过水泵将发动机机体内储存的冷却液进行循环流动,吸收发动机身上的热量并送至车前头的冷却格栅上,利用行驶中与汽车相对的风速带走热量且在格栅后面装有风扇同样可以吹走发动机身上的热量使得冷却液温度下降,如此不断循环便可使发动机的热量不断往外输出保持自身处在正常的工作温度范围内。发动机机体内的冷却液流向冷却格栅需通过节温器的打开才能通过,而节温器是否打开取决于冷却温度的高低,当发动机冷起动时,由于发动机温度过低不利于油气混合气的混合与燃烧,因此,节温器是处在关闭的状态,不让冷却液流向冷却格栅带走发动机的热量,冷却液只在发动机机体内循环,使发动机快速预热,直至正常工作。当发动机温度升高,产生大量热量时,节温器打开,冷却液流向冷却格栅进行散热。

冷却系统

以上便是发动机的两大机构和五大系统的简略介绍,这只是给大家普及发动机的基本知识,属于常识,目的是让读者能以此为契机打开对汽车认知的一个大门,从而让这大门不再在自己的面前紧闭,至于门后的世界还是需要读者自己去研究和探索的。正如,人们攀爬一座巍峨的大山,只能手脚并用,其间的艰辛与劳累足以使人望而却步,若是在这之间砸好石梯,便会让人们轻松、便捷的等上山顶,而我并没有多大的能力带领读者去领略山顶上的风景,我只想做个引路人,做一个砌石梯的工人,方便大家容易理解汽车的世界,以至达到自己领悟汽车发展与技术的真谛,这是我的发心和坚持写作的最大初心。当然,鉴于笔者水平、能力与时间的限制,不足之处还望读者批评指正和多多包容!

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