汽車發(fā)動機是指在內(nèi)燃機的基礎(chǔ)上,通過各種不同的結(jié)構(gòu)形式,包括氣缸、活塞、活塞環(huán)和配氣機構(gòu)等,將燃料(汽油或柴油)的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)?a target="_blank">機械能的裝置。汽車發(fā)動機是汽車上最重要的組成部分之一。它是由活塞、曲柄連桿機構(gòu),配氣機構(gòu)和燃燒裝置組成。汽油機:內(nèi)燃機中最基本的組成部分
汽車發(fā)動機的分類有很多種,按結(jié)構(gòu)特點來分主要有以下幾種:1、直列式:發(fā)動機由進氣門和排氣門、氣缸、活塞(曲軸)和連桿組(曲柄連桿機構(gòu))組成,并通過曲軸、軸承等固定在汽缸體上。2、橫軸式:又稱V形發(fā)動機或V形缸蓋發(fā)動機,是由汽缸本體和曲軸直接連接而成的V形結(jié)構(gòu)。3、V型(橫短軸直列式):主要由汽缸體、活塞,連桿,以及相關(guān)的固定零件組成。4、V字形:又稱橫軸式,由汽缸體和配氣機構(gòu)組成。下面就來介紹幾種常見的汽車發(fā)動機
一、進氣歧管式發(fā)動機
進氣歧管式發(fā)動機也稱雙凸輪軸渦輪增壓發(fā)動機,簡稱 DOHC (Direct High Valve),又稱雙凸輪軸,是目前應用最廣的增程器。
其結(jié)構(gòu)特點為:由進、排氣門分成2個通道并分別安裝在2個氣缸中。
其工作過程是發(fā)動機做功時,兩個進氣門同時開啟;在排氣沖程中,2個排氣門同時關(guān)閉;進氣歧管進氣的空氣進入排氣閥內(nèi);進入氣缸內(nèi)的空氣在2根進氣門之間往復流動并與空氣混合。
進氣道的進氣量是由進氣歧管中流入氣缸內(nèi)的氣體所決定的。
該發(fā)動機的優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單,體積小、重量輕、轉(zhuǎn)速高,適用于低速大扭矩的混合動力車和大型商用車;
缺點:結(jié)構(gòu)復雜、制造成本高、油耗較難降低且機械效率低。
二、活塞式發(fā)動機
內(nèi)燃機的工作過程,主要包括兩個方面:(1)壓縮行程。壓縮行程包括了做功和排氣兩個過程,做功和排氣過程可分別看作是一個連續(xù)過程和一個單次過程。
(2)膨脹行程。膨脹是將燃油加熱,然后進入氣缸中燃燒的行程,即一個混合氣體的膨脹與冷卻混合氣體的收縮同時進行。
活塞式內(nèi)燃機通過改變凸輪位置(可由凸輪軸控制)使進氣與排氣之間有一定的夾角,從而增大進氣量;
由于氣缸直徑相對較小,發(fā)動機的結(jié)構(gòu)簡單(包括缸蓋、氣缸、活塞、連桿等),制造成本較低,質(zhì)量分布均勻;
活塞式內(nèi)燃機一般由凸輪和汽缸兩個部件組成:它由一個或多個進氣門和一個排氣門組成;
三、曲軸旋轉(zhuǎn)的汽油機和發(fā)電機
由于內(nèi)燃機的工作原理與傳統(tǒng)汽油機相同,因此發(fā)動機在驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電的同時,也可以驅(qū)動電動機為汽車提供能量。
內(nèi)燃機驅(qū)動發(fā)電機時可以通過增加輔助發(fā)電機的數(shù)量或提高輔助發(fā)電機功率來降低成本。
與傳統(tǒng)汽油機相比,由于內(nèi)燃機輸出功率比較小,因此不需要太多的輔助電動機;并且發(fā)動機旋轉(zhuǎn)時可以為電動機提供更多的動力,從而實現(xiàn)內(nèi)燃機和發(fā)電機間的互補增程。
優(yōu)點:
曲軸旋轉(zhuǎn)帶來了比曲柄連桿機構(gòu)更大的旋轉(zhuǎn)慣性力,使發(fā)動機可以達到更高轉(zhuǎn)速。
缺點:
由于汽油機本身就具有結(jié)構(gòu)復雜、零部件數(shù)量多、重量大等特點,因此其重量比和體積一般都比較大,從而使得發(fā)動機轉(zhuǎn)速不容易提高。
四、廢氣渦輪增壓發(fā)動機
廢氣渦輪增壓發(fā)動機是一種應用最廣泛的增程器,其原理是利用廢氣驅(qū)動汽油機,從而達到提高進氣效率以增加發(fā)動機輸出功率等目的。
優(yōu)點:
1、效率高:在相同轉(zhuǎn)速下,其功率可提高30%以上,而單位油耗卻能降低15%-20%;
2、工作穩(wěn)定:由于不需要燃油作功,因此工作可靠性高;
3、結(jié)構(gòu)簡單:與傳統(tǒng)發(fā)動機相比,可以在更小的體積內(nèi)安裝更多的零部件。
五、增壓器(空氣濾清器)
增壓器是增程器的重要部件,它將空氣直接吸入氣缸內(nèi)燃燒做功,是氣缸內(nèi)的“壓氣機”,主要作用是增加氣缸內(nèi)的壓力,使發(fā)動機能夠獲得更高的壓縮比。
發(fā)動機采用增壓器后,發(fā)動機的排氣壓力比原來提高了4倍左右,這樣可以降低爆震和提升扭矩。
增壓器的作用就如同給發(fā)動機加了一把“大傘”。
增壓后的空氣進入氣缸內(nèi)燃燒做功并燃燒后排出廢氣,使整個內(nèi)燃機在工作時,活塞上下運動速度較以前加快2~3倍;而且由于廢氣膨脹作功而使壓力增大、轉(zhuǎn)速升高。
增壓器不僅能夠提高燃燒室內(nèi)混合氣的濃度以及燃燒速度(一般能提高3~4倍);而且能大幅度提高噴油壓力和壓縮比。
在增力器設(shè)計中考慮到這種因素對發(fā)動機性能提升有著很大影響。
由于廢氣膨脹作功使混合氣濃度增大、轉(zhuǎn)速升高,使得整個增壓器比原來尺寸小了40%左右;此外由于進氣壓力較以前增大了4倍以上,這也導致活塞上下運動速度加快、轉(zhuǎn)速升高(約提高3倍)。
六、電控單元(ECU)和電子控制單元(ECU)
增程器通過電機或內(nèi)燃機驅(qū)動發(fā)電機,并由其向電池充電。
增程式發(fā)動機通過電控單元控制和管理內(nèi)燃機驅(qū)動電機,實現(xiàn)增程器與發(fā)動機之間的協(xié)調(diào)控制。
增程式發(fā)動機中,在增程器內(nèi)直接用電子控制單元(ECU)控制電機的運行和動力電池充放電。
由于發(fā)動機不需要機械功,因此電控單元不工作時其電子元件完全沒有意義;增程式發(fā)動機的電控單元(ECU)有兩種:一種是傳統(tǒng)內(nèi)燃機的結(jié)構(gòu),另一種是增程器上用電子控制單元來實現(xiàn)動力電池充電與放電功能。
這種增程器的原理為由發(fā)動機和電動機共同驅(qū)動輪胎來驅(qū)動車輛運動。在傳統(tǒng)內(nèi)燃機動力系統(tǒng)中,一般是通過機械減速電機來使電動機轉(zhuǎn)動,將機械能轉(zhuǎn)化為電能并儲存于蓄電池中。
七、增程式汽車的工作過程
在電動模式下,當發(fā)動機轉(zhuǎn)速大于一定值時,發(fā)電機通過電磁感應將機械能轉(zhuǎn)化為電能輸出,由電動機驅(qū)動車輪行駛。
在增程器中,電機是通過發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能,再經(jīng)儲能裝置(蓄電池)存儲。
增程式汽車的動力系統(tǒng)主要由發(fā)動機和發(fā)電機組成。
發(fā)動機通過離合器與發(fā)電機相連,在發(fā)動機高轉(zhuǎn)速工作時為發(fā)電機充電。
-
汽車發(fā)動機
+關(guān)注
關(guān)注
0文章
65瀏覽量
9610 -
內(nèi)燃機
+關(guān)注
關(guān)注
1文章
159瀏覽量
21528 -
活塞
+關(guān)注
關(guān)注
0文章
21瀏覽量
9450
發(fā)布評論請先 登錄
相關(guān)推薦
評論