汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)老侯汽車大講堂-8:發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)關(guān)系和基本術(shù)語(yǔ)

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今天，讓我們& amp#039;讓我們來(lái)談?wù)劙l(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)關(guān)系和基本術(shù)語(yǔ)。

讓& amp#039;讓我們以最簡(jiǎn)單的往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)為例。首先，它應(yīng)該有一個(gè)圓柱形的圓柱體嵌入一個(gè)實(shí)心圓柱體中。氣缸內(nèi)有一個(gè)圓形活塞，活塞通過(guò)活塞銷與連桿相連，連桿與曲軸相連。氣缸的上部用氣缸蓋密封。氣缸蓋上有進(jìn)氣門和排氣門，引導(dǎo)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣，將燃油送入氣缸。還有一套驅(qū)動(dòng)氣門開閉的機(jī)構(gòu)，比如凸輪軸和氣門搖臂。有了這些部件，發(fā)動(dòng)機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)最基本的能量轉(zhuǎn)換功能。如今無(wú)論怎么發(fā)展，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)都沒有跳出這個(gè)圈子。在此基礎(chǔ)上增加的所有部件，都只是為了讓發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更順暢，能量轉(zhuǎn)換效率更高。

當(dāng)然，理論上只有上述機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)才能實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換功能，但它可以& amp#039;這在實(shí)踐中是不可能完成的。必須有一些輔助機(jī)制來(lái)支持它的運(yùn)行。所以實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)是由兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng)組成，即曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、供油系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)和起動(dòng)系統(tǒng)。只有這些機(jī)制與系統(tǒng)協(xié)同工作，發(fā)動(dòng)機(jī)才能平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。

發(fā)動(dòng)機(jī)中各部件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系是圓形活塞在氣缸中上下直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)活塞銷和連桿與曲軸連接，將活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這是發(fā)動(dòng)機(jī)最基本的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。后期增加的所有零部件和干擾運(yùn)動(dòng)速度、行程等參數(shù)的機(jī)構(gòu)，都是為了讓這種運(yùn)動(dòng)關(guān)系更加協(xié)調(diào)高效。

讓& amp#039;讓我們來(lái)談?wù)劙l(fā)動(dòng)機(jī)的一些基本術(shù)語(yǔ)。

1.發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)(Engine working cycle):氣缸內(nèi)每次將燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一系列連續(xù)過(guò)程(進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣)，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)。

2.上下死點(diǎn)：活塞頂部到曲軸旋轉(zhuǎn)中心的最遠(yuǎn)距離為上止點(diǎn)；活塞頂部最靠近曲軸旋轉(zhuǎn)中心的地方就是下止點(diǎn)。當(dāng)活塞在上死點(diǎn)和下死點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí)，活塞的速度是不均勻的。在上、下止點(diǎn)時(shí)，活塞的速度為零，在中間位置速度最快。

3.活塞沖程：上下死點(diǎn)之間的距離s稱為活塞沖程。

4.曲柄半徑：曲軸的回轉(zhuǎn)半徑r稱為曲柄半徑。顯然，曲軸每旋轉(zhuǎn)一周，活塞就移動(dòng)兩個(gè)活塞沖程。對(duì)于氣缸中心線穿過(guò)曲軸旋轉(zhuǎn)中心的內(nèi)燃機(jī)，其s=2r。

5.圓柱體直徑：圓柱體截面圓的直徑稱為圓柱體直徑。

6.氣缸工作容積：上下死點(diǎn)之間所包含的氣缸容積稱為氣缸工作容積。

7.發(fā)動(dòng)機(jī)排量：發(fā)動(dòng)機(jī)所有氣缸的工作容積之和稱為發(fā)動(dòng)機(jī)排量。

8.燃燒室容積：活塞在上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂面以上、氣缸蓋底面以下形成的空間稱為燃燒室，其容積稱為燃燒室容積，也叫壓縮容積。

9.氣缸總?cè)莘e：氣缸的工作容積和燃燒室的容積之和就是氣缸總?cè)莘e。

10.壓縮比：氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比稱為壓縮比。壓縮比表示活塞從下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)氣體被壓縮的程度。壓縮比越大，壓縮結(jié)束時(shí)氣缸內(nèi)的氣體壓力和溫度就越高。

11.發(fā)動(dòng)機(jī)工況：發(fā)動(dòng)機(jī)在某一時(shí)刻的運(yùn)行狀況簡(jiǎn)稱為工況，用該時(shí)刻發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的有效功率和曲軸轉(zhuǎn)速來(lái)表示。曲柄

13.發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率、最大扭矩和轉(zhuǎn)速：發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、扭矩和轉(zhuǎn)速是密不可分的，單獨(dú)說(shuō)其中任何一個(gè)都沒有意義。

功率是指物體在單位時(shí)間內(nèi)所做的功，是表示物體做功速度的物理量。發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率表示發(fā)動(dòng)機(jī)的最高性能。

扭矩是指發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)曲軸端輸出的平均扭矩，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩表示曲軸端輸出的最大扭矩。它可以代表發(fā)動(dòng)機(jī)功率的輸出特性。

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是指發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的速度。最大功率轉(zhuǎn)速是指發(fā)動(dòng)機(jī)輸出最大功率對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)速。最大扭矩轉(zhuǎn)速是指發(fā)動(dòng)機(jī)輸出最大扭矩對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)速。

發(fā)動(dòng)機(jī)功率、扭矩和速度之間的關(guān)系為：

P=M n/9550

通常我們用發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線來(lái)表示它們之間的關(guān)系，從中可以最直觀的看出發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出特性。

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