谁能介绍一下汽车发动机的工作原理,最好能详细说明各个部件的作用

谁能介绍一下汽车发动机的工作原理,最好能详细说明各个部件的作用
谁能介绍一下汽车发动机的工作原理,最好能详细说明各个部件的作用

谁能介绍一下汽车发动机的工作原理,最好能详细说明各个部件的作用
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.
　　(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.
　　现代汽车上基本都采用水冷多缸发动机,对于多缸发动机,气缸的排列形式决定了发动机外型尺寸和结构特点,对发动机机体的刚度和强度也有影响,并关系到汽车的总体布置.按照气缸的排列方式不同,气缸体还可以分成单列式,V型和对置式三种.
　　(1) 直列式
　　发动机的各个气缸排成一列,一般是垂直布置的.单列式气缸体结构简单,加工容易,但发动机长度和高度较大.一般六缸以下发动机多采用单列式.例如捷达轿车、富康轿车、红旗轿车所使用的发动机均采用这种直列式气缸体.有的汽车为了降低发动机的高度,把发动机倾斜一个角度.
　　(2) V型
　　气缸排成两列,左右两列气缸中心线的夹角γ＜180°,称为V型发动机,V型发动机与直列发动机相比,缩短了机体长度和高度,增加了气缸体的刚度,减轻了发动机的重量,但加大了发动机的宽度,且形状较复杂,加工困难,一般用于8缸以上的发动机,6缸发动机也有采用这种形式的气缸体.
　　(3) 对置式
　　气缸排成两列,左右两列气缸在同一水平面上,即左右两列气缸中心线的夹角 γ＝180°,称为对置式.它的特点是高度小,总体布置方便,有利于风冷.这种气缸应用较少.
　　气缸直接镗在气缸体上叫做整体式气缸,整体式气缸强度和刚度都好,能承受较大的载荷,这种气缸对材料要求高,成本高.如果将气缸制造成单独的圆筒形零件(即气缸套),然后再装到气缸体内.这样,气缸套采用耐磨的优质材料制成,气缸体可用价格较低的一般材料制造,从而降低了制造成本.同时,气缸套可以从气缸体中取出,因而便于修理和更换,并可大大延长气缸体的使用寿命.气缸套有干式气缸套和湿式气缸套两种.
　　干式气缸套的特点是气缸套装入气缸体后,其外壁不直接与冷却水接触,而和气缸体的壁面直接接触,壁厚较薄,一般为1～3mm.它具有整体式气缸体的优点,强度和刚度都较好,但加工比较复杂,内、外表面都需要进行精加工,拆装不方便,散热不良.
　　湿式气缸套的特点是气缸套装入气缸体后,其外壁直接与冷却水接触,气缸套仅在上、下各有一圆环地带和气缸体接触,壁厚一般为5～9mm.它散热良好,冷却均匀,加工容易,通常只需要精加工内表面,而与水接触的外表面不需要加工,拆装方便,但缺点是强度、刚度都不如干式气缸套好,而且容易产生漏水现象.应该采取一些防漏措施.
　　二.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（图2-6）.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.
　　三. 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.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,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.
　　四. 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.
　　发动机的其他部分
　　凸轮轴 控制进气阀和排气阀的开闭
　　火花塞 火花塞放出火花点燃油气混合气,使得爆炸发生.火花必须在适当的时候放出.
　　阀门 进气、出气阀分别在适当的时候打开来吸入油气混合气和排出尾气.在压缩和
　　燃烧时,这两个阀都是关闭的,来保证燃烧室的密封.
　　活塞环 在气缸壁和活塞中提出密封：
　　1．防止在压缩和燃烧时油气混合气和尾气泄漏进润滑油箱.
　　2．防止润滑油进入汽缸内燃烧.
　　大多“烧机油”的汽车就是因为发动机太旧：活塞环不再密封引起的（尾气管冒青烟）
　　活塞杆 连接活塞环和曲轴,使得活塞和曲轴维持各自的运动.
　　润滑油槽 包围着曲轴,里面有相当数量的油.