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汽车为什么会跑

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  汽车启动后,汽车电脑接收到启动的信号,接通ECU(发动机管理电脑)供电,ECU开始对行驶系统(包括发动机、变速箱和诸如ESP、安全气 囊等基础安全系统)所有电子系统进行自检,在车子的仪表板上,所有灯光会全部亮起。很快,电子系统自检完成,仪表板灯光熄灭。

  ECU接通起动机电路,同时接通起动机继电器,继电器接合,高压电流输送到起动机的定子内,起动机电机开始加速,带动启动齿轮旋转。

  在启动齿轮开始旋转的同时,起动机电路内另外一个继电器接通,在起动机主电机上方的一个电磁离合器结合,这个电磁离合器控制着一个推杆,电磁离合器的往后结合会推动拉杆向前推,拉杆连接着启动齿轮,把启动齿轮往前推到和发动机启动齿轮结合为止。

  这时,起动机启动齿轮已经和发动机启动齿轮连接,功率巨大的起动机带着发动机曲轴开始旋转。而在发动机方面,曲轴传感器检测到的曲轴旋转信号,让ECU开始对发动机实现启动过程,在浓混合气下,发动机转速开始快速上升。

  当发动机转速上升到足以依靠自身力量完成启动后,ECU控制起动机的电磁离合器断开连接,把启动齿轮与发动机启动齿轮断开(避免过高的发动机转速损坏起动机)。随后,起动机电机断电,起动机停转,发动机依靠自身力量完成启动,并带动车辆动力系统,驱使车辆运行。

  发动机将燃料在汽缸内燃烧作功,燃料的化学能转换成机械能,发动机的曲柄连杆机构将活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动,曲轴通过离合器与变速器连接,再通过传动轴驱动车轮转动,车轮与地面发生摩擦,地面给车轮反作用力,车轮发生滚动,与地面进行相对运动,从而使车辆跑起来。

  汽车借助于自身的动力装置驱动,它的传动系由离合器、变速器、万向传动轴装置,以及驱动桥中的主减速器、差速器和半轴等组成。

  要说明这个问题,要从汽车的总体构造说起。汽车是如何构成的,各个部件又是如何工作的,动力是如何传递的,如下所示。

  汽车的总体结构可以分为发动机、底盘、车身以及电气设备,各部分的功能及作用如下所示:

  发动机是汽车的动力之源,是汽车的心脏。驱动汽车行驶的强大力量就是由它发出来的,另外汽车的发电机、空调压缩机、转向助力泵、刹车真空助力都是由发动机带动的,它要是罢了工,就像人的心脏停止了跳动一样,知道后果有多严重吧!它的具体结构,我会在以后的文章里慢慢给你讲解。

  汽车底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成,成形汽车的整体造型,并接受发动机的动力,使汽车产生运动,保证正常行驶。汽车的底盘就是汽车的骨架,汽车强壮与否,是否好用,主要取决于它。

  传动系一般由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴等组成。汽车发动机所发出的动力靠传动系传递到驱动车轮。传动系具有减速、变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能,与发动机配合工作,能保证汽车在各种工况条件下的正常行驶。

  制动系就不用说了吧,地球人都知道他是干神马的。汽车能否停下来,能以多快的速度停下来,使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定停住,都取决于它的健康状况以及精神状态,大家千万不用忽视它。

  行驶系由汽车的车架、车桥、车轮和悬架等组成。行驶系的功用是:(1)接受传动轴的动力,通过驱动轮与路面的作用产生牵引力,使汽车正常行驶;(2)承受汽车的总重量和地面的反力;(3)缓和不平路面对车身造成的冲击,衰减汽车行驶中的振动,保持行驶的平顺性;(4)与转向系统配合,保证汽车操纵稳定性。

  车身就是汽车的皮肤和衣服,汽车的颜值就由它完美体现,它还是我们乘坐的空间,舒适与否,全看它喽!按照受力情况可分为非承载式,半承载式和承载式三种。现在的轿车,大部分都是承载式车身,它没有刚性车架,发动机、前后悬架、传动系等总成部件装配在车身上,车身负载通过悬架装置传给车轮。这种承载式车身除了其固有的乘载功能外,还要直接承受各种负荷力的作用。它是否坚固,对我们可是太重要了。

  发动机是将某一种型式的能量转换为机械能的机器,其作用是将液体或气体燃烧的化学能通过燃烧后转化为热能,再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。发动机是一部由许多结构和系统组成的复杂机器,其结构型式多种多样,但由于基本工作原理相同,所以其基本结构也就大同小异。

  汽油机通常由曲柄连杆、配气两大机构和燃料供给、润滑、冷却、点火、起动五大系统组成。柴油机通常由两大机构和四大系统组成(无点火系)。

  1、汽车有发动机动力,有车轮子,有方向盘。发动机动力的产生是汽油在汽缸燃烧爆炸,推动活塞运动,由曲轴传动到齿轮,带动车轮行驶。

  2、汽车之所以运动也是由于汽车的运动方式有绕自身转动的,也有往复运动的,经过两个行程完成一个循环的称之为 二行程发动机。

  而燃料为柴油的发动机,一般是利用喷油泵将柴油直接喷入气缸,经过与压缩空气相混合后,在高温高压下自动燃烧而产生动力称之为压燃式柴油机,而这些条件都足以使汽车运动起来。

  3、还有的就是在汽车发动机中,当车主扭动汽车钥匙的一霎那,电子打火器打出火星,点燃了气缸内被喷出并经过压缩的汽油发生爆炸,此时发动机的缸头开始运作,接着挂档。

  当车主将离合器轻轻松开时,变速箱的齿轮连接着车轴,车轴连接着车轮,车轮与地面发生摩擦,地面给他反作用力,车轮发生滚动,与地面进行相对运动,从而汽车会跑。

  汽车底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成,成形汽车的整体造型,并接受发动机的动力,使汽车产生运动,保证正常行驶。

  传动系一般由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴等组成。汽车发动机所发出的动力靠传动系传递到驱动车轮。

  (1)接受传动轴的动力,通过驱动轮与路面的作用产生牵引力,使汽车正常行驶;

  (3)缓和不平路面对车身造成的冲击,衰减汽车行驶中的振动,保持行驶的平顺性;

  1、汽车有发动机动力,有车轮子,有方向盘。发动机动力的产生是汽油在汽缸燃烧爆炸,推动活塞运动,由曲轴传动到齿轮,带动车轮行驶。

  2、汽车之所以运动也是由于汽车的运动方式有绕自身转动的,也有往复运动的,经过两个行程完成一个循环的称之为 二行程发动机,而燃料为柴油的发动 机,一般是利用喷油泵将柴油直接喷入气缸,经过与压缩空气相混合 后,在高温高压下自动燃烧而产生动力称之为压燃式柴油机,而这些条件都足以使汽车运动起来。

  3、还有的就是在汽车发动机中,当车主扭动汽车钥匙的一霎那,电子打火器打出火星,点燃了气缸内被喷出并经过压缩的汽油发生爆炸,此时发动机的缸头开始运作,接着挂档,当车主将离合器轻轻松开时,变速箱的齿轮连接着车轴,车轴连接着车轮,车轮与地面发生摩擦,地面给他反作用力,车轮发生滚动,与地面进行相对运动,从而汽车会跑。

  1、汽车之所以能跑,与发动机有很大的关系,发动机是汽车的动力装置,由2大机构5大系组成:曲柄连杆机构、配气机构、冷却系、燃料供给系、润滑系、点火系、起动系组成,但是柴油机比汽油机少一个点火系统。

  2、汽车的底盘作用是支撑、安装汽车发动机及其各部件的总成,形成汽车的整体造型,并接受发动机的动力,使汽车产生运动,保证正常行驶。底盘由传动系、行驶系、转向系、悬挂系和制动系五部分组成。

  3、汽车发展史上常用的制动器都是利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩,称为摩擦制动器。它有鼓式制动器和盘式制动器两种结构型式。

  展开全部发动机是将燃料燃烧产生的热能转变成机械能的机器。在每次转 换过程中,必须经过进气、压缩、膨胀作功和排出废气四个行程,完 成了它的一个工作循环.

  发动机内部主要运动部件是活塞,它的运动方式有绕自身转动的 ;也有往复运动的。凡活塞运动往复经过上述四个行程完成一个工作 循环的,称之为四行程发动机。经过两个行程完成一个循环的称之为 二行程发动机。燃料为汽油的发动机,凡是先使汽油和空气在化油器 内混合成混合气再送处气缸,经过上述行程而产生动力的称之为化油 器式汽油机;凡将汽油直接喷入气缸或进气管内再与空气混合成混合 气,经过上述各行程的,称之为直接喷射汽油机。燃料为柴油的发动 机,一般是利用喷油泵将柴油直接喷入气缸,经过与压缩空气相混合 后,在高温高压下自动燃烧而产生动力称之为压燃式柴油机。在当今 全世界能源短缺和环保的要求下,还有用其他清洁燃料如天然气、液 化石油气等的发动机。但其工作原理是相似的。

  混合气如遇到火星就很容易爆炸。在汽车发动机中正是利用这种 爆炸所产生的力,将气缸内的活塞从最上的位置推到最下。活塞从最 上到最下所走的距离称之为行程。上述的第一个行程收进气行程(见 图2a),活塞被曲轴通过连杆向下拉,混合气通过进气门进入气缸活 塞的顶部。第二个行程叫压缩行程(见图2b),此时进气门和排气门都 关闭。活塞向上行,将吸入的混合气再次被曲轴下拉时为止。第三个 行程叫作功行程(见图2c)。此时两个气门仍被关闭,由分电器供给的 高压电使燃烧室内的火花塞打出火花,点燃混合气,产生爆炸力推动 活塞下行,此时气缸内充满炽热的浓烟。待到活塞再次上行时,排气 门打开。这些浓烟被活塞挤出气缸燃烧室,进入排气管。这就是最后 一个行程称排气地程(见图2d)。之后,发动机又开始了下一个工作循 环的第一个行程,如此循环不已地工作下去。

  发动机部件中以气缸体(见图3)最重,体积最大 。它是将发动机各机构、各系统组装成一体的基本部件。气缸体内有 几个圆柱形空筒,那是活塞运动的空间,称之为气缸。有几个空筒就 叫有几缸。一般有四个的就叫4缸发动机。当然还有更多的,如6缸、 8缸甚至12缸的。缸数愈多,发动机的劲头愈大。但是,让活塞在气 缸内和缸筒全面接触,它的运动阻力还是不小的。为了减少相互接触 的面积,于是在活塞上套上几道活塞环。让活塞环和缸筒壁接触,这 就大大地减少了活塞运动的阻力。一般的活塞上有不止一道的活塞环 ,其中有气环和油环两类。

  由于缸筒表面经常和高温高压的燃烧气相接触,又有活塞在其上 作高速往复运动,因此制造筒的材质必须耐高温、耐磨损、耐腐蚀。 为了满足这些要求,一般采用加入少量镍、钼、铬、磷等合金元素的 优质合金铸铁,并经珩磨加工,获得粗糙度、形状和尺寸精度很高的 工作表面。

  然而,如果气缸体全部都采用上述优质材料来制造,未免过于浪 费了。因为除了这些工作表面外,气缸体的其余部分并没有这样高的 要求。所以发动机上都广泛采用活络可拆装的工作表面,即缸套。它 本身可用优质材料制造,气缸体则可用普通铸铁或轻合金铸造。缸套 以和冷却水接触与否而分干套和湿套两类。后者的优点是铸造方便, 拆装容易,冷却效果好。缺点是刚性差,易漏水。

  在气缸体上部有一个将缸筒盖住的气缸盖(见图3)。它的主要功 用是封闭气缸体上部,并和活塞顶部及缸筒一起构成燃烧室。一般用 灰铸铁或合金铸铁以及铝合金制成,内含水套。通过螺栓与气缸体拧 在一起。为了密封,在它们之间通常还加一层气缸垫。在气缸盖上每 个气缸都有自己的进气门、排气门、火花塞座孔或喷油器座孔以及气 门导管孔等。缸盖数量大各种发动机上也不尽相同,有整个一块的, 也有分成几个缸一块的。前者优点是能缩短发动机整体长度。缺点是 刚性差、受热受力容易变形,影响密封,损坏后须整体更换。由缸盖 部分构成的燃烧室,它的形状对发动机工作的影响很大。因而对它的 基本要求有:结构紧凑,冷却表面小,让混合气在燃烧前产生涡流。 其目的是为了减少热量损失,缩短火焰扩散的行程,提高燃烧速度, 保证及时和充分地燃烧,以获得最大的动力和减少排出废气内含的有 害物质。一般用水冷却的发动机,在气缸体下部有一个铸成一体的曲 轴箱。它的内部是曲轴运动的空间。曲轴就吊挂在曲轴箱的下边。在 曲轴箱的下部还有一个类似盘子的部件,叫作油底壳(见图4)。主要 用来贮存机油和封闭曲轴箱的。机油泵就设在油底壳内。油底壳还设 有挡板,以防止机油晃动过甚。在底部装有磁性放油塞,以吸收机油 中的金属屑。在油底壳的一侧,还有一把机油尺,用来检验油底壳的 机油量。

  发动机内最主要的运动部件就是曲轴、活塞和连杆。它由曲轴、 活塞、活塞环、活塞销、连杆及飞轮等部件组成。

  它是一根拐了几道弯的轴(图1)。曲拐数取决于发动机 有几个气缸以及它的排列方式,一根连杆连一个曲拐的,其曲拐数等 于气缸数;两根连杆连一个曲拐的,其曲拐数为气缸数的一半。

  曲轴要求耐冲击、耐磨,一般都用中碳钢或中碳合金钢锻造而成 ,也有用球墨铸铁铸造成的曲轴。

  图1所示是一根带飞轮的曲轴。位于转动中心的主轴颈,它借助 一坟轴瓦和曲轴箱相连。不在转动中心的轴颈叫连杆轴颈或曲柄销, 它借助于连杆轴瓦和螺栓与连杆相连。

  由于曲轴要在高速下旋转,所以它需要不间断地用机油对磨擦表 面加以润滑。因此在曲轴的主轴颈、连杆轴颈的曲轴本体内都钻有油 道,以便机油能通过这些油道,润滑这些部位。

  由于曲轴的形状很不规则,转动起来就会晃动,行家称这种现象 为不平衡。如果发动机工作时人造棉其发展,不但会产生极大的噪声 ,而且机件的寿命也大大地缩短。造成不平衡的主要原因是曲轴旋转 时产生了不规则的离心力和离心力矩,另外还有活塞往复运动的惯性 力。对于气缸数不同的发动机,这些力和力矩有的存在,有的不存在 。因此需要根据具体的结构设置平衡块加以平衡。有的平衡块和曲轴 制成一体,也有用螺栓固定在曲轴上的。

  我们知道,一个质量很大的轮子,一旦转起来,如果没有阻力, 它就会一直不停地转动下去。因此在曲轴的后端装上一个用灰铸铁或 球墨铸铁、铸钢制成的飞轮,这是一个转起来惯性很大的圆盘,其边 缘既宽又厚。它的功能主要有贮存发动机给的动能、克服曲轴连杆组 运动的阻力,克服短时间的过载,保证发动机输出的扭矩和转速均匀 。此外它还是磨擦式离合器的驱动件,因此它也需要和曲轴一起进行 平衡。

  它像一个倒扣着的杯子,杯底朝上,构成燃烧室的一个 部分,杯壁有圆孔,可穿入活塞销。从杯口穿入连杆,通过活塞销和 活塞相连。它的主要作用是将混合气燃烧所产生的爆炸力通过活塞销 传给连杆,来推动曲轴的曲柄,令曲轴旋转(图2)

  活塞的工作条件很苛刻,顶部和高温燃气接触,承受带冲击性的 高压和因高速往复运动带来的惯性力,整个活塞各部分受到拉、压、 弯的综合力和力矩,而受热也不均匀。因此要求活塞的质量要小,热 膨胀量小,传热性好,耐磨。用铝合金制的活塞兼备以上性能,是当 前的汽车活塞选用材料。

  活塞顶部有平顶、凹顶之分,表面力求光洁。活塞头部有几道矩 形断面的环槽,用来安置各种活塞环,环槽底部钻有许多径向小孔, 可使从缸壁上刮下的机油,通过这些孔流向油底壳。活塞头部承受并 传递混合气燃烧后的爆发力;能传导混合气燃烧后产生的热量;与活 塞环一道构成部分的燃烧室。活塞的裙部是指从活塞环槽到杯口的好 个部分。它的主要功能是活塞在缸筒内往复运动中起着导向作用,以 及承受缸壁给它的侧压力。

  活塞在气缸内工作时,受热受力是很不均匀的,因而会带来不均 匀的变形,遂使活塞与气缸筒壁之间的缝隙有的很大,有的很小,也 会出现漏气现象和擦伤缸壁表面的可能。严重时会卡死,将活塞损坏 。

  为了使活塞在正常的工作温度下和气缸筒壁有较均匀的间隙,虽 然气缸筒本身仍是圆柱形的,而活塞则制成椭圆形,令活塞在工作时 能膨胀成类似的圆柱形。所以活塞在普通状态下为上端直径小,下端 直径大的近似圆锥形或椭圆形。

  当然,你如果留心,还会发现有的活塞裙部开有纵向和横向的沟 槽。开横向槽的目的主要是阻断从活塞顶部传向裙部的热量,迫使裙 部的膨胀不致过大。如横向横位于油环槽内,尚可起到油孔的作用。 开纵向槽的作用是在活塞冷状态下装配时获得尽可能小的与气缸筒壁 间的间隙;在热状态下,活塞不致在气缸筒内卡死。纵向槽的方向与 活塞运动方向不平行,斜槽可以防止活塞划伤缸壁。

  活塞必须与缸壁的配合很紧密,在活塞上嵌入活塞环 正是针对这个问题所采取的措施。活塞环分气环和油环两种,前者防 止燃烧混合气窜入曲轴箱;后者防止合金铸铁制成,开有斜口,富有 弹怀,套在活塞上时,有向外张紧贴在气缸筒壁的特性。如果密封状 态被破坏出现漏气现象,发动机就会丧失部分动力,燃料和机油损耗 增加,活塞和燃烧室的表面出现严重积碳,并造成环境污染。

  一般活塞上装2~3道气环,1~2道油环,在保证密封的要求下, 应尽量减少环的数量。气环虽有好几个,但对各个环的要求也不尽相 同。离顶部最近的是第一道气环,由于它靠近燃烧室,在温度压力最 高及润滑最难的环境下工作,所以在它的工作表面上一般都镀上多孔 性铬,此举不但提高了表面硬度,尚能贮存少量机油改善润滑条件, 提高使用寿命。其他各气环一般只镀锡或作磷化处理。由于第一道气 环的工作温度高,它的切口间隙也较大。当将各道活塞环装在活塞上 时,须将它们各自的切口相互错开,这对气缸的密封是有所裨益的。

  它是活塞与连杆小头的连接件(见图2),起着将活塞 蝗受力传给连杆的作用。因为在高温条件下承受周期性的冲击力,而 且润滑条件又差,所以要求它有足够的刚度、强度和耐磨性。为了减 少惯性,一般将它制成空心圆柱体,以减小它的质量。活塞销一般用 低碳钢制成,表面渗碳,再加以珩磨和抛光,以提高其表面的硬度和 整体的韧性。活塞销装入活塞销孔和连杆小头孔内是浮动的,在发动 机工作时,它可以在销座孔内绕自身主轴缓缓转动,以获得较为均匀 的磨损。为了防止活塞销沿主轴方向窜动,在活塞销孔内淫卡环嵌在 销座凹槽内予以限位。

  (图4) 它以上端的小头连接活塞销,以下端的大头连接 曲轴,可将活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。它正像你骑自行 车时大腿的运动状态那样。连杆一般采用中碳钢或合金钢材料经锻造 、机加工和热处理而成。因为连杆工作时受到压缩、拉伸和弯曲的周 期性变化的力量,所以要求它质量尽可能小,而又足够的刚度和强度 ,如果刚度不够会造成大头孔失圆,轴瓦润滑不良而烧毁;杆身弯由 会造成气缸漏气、窜油等现象。

  连杆大头一般都制两个半圆块,一块是连杆大头的下端,另一块 叫连杆盖,用连杆螺栓将两者拧在一起(图5)。这两块是一起进行加 工(镗孔)的,大头孔的表面为了和轴瓦紧密配合,它的光洁度很高, 其表面还铣出定位轴瓦的凹槽和小的油孔。

  连杆螺栓的工作条件和连杆一样,一般采用优质合金钢或优质碳 素钢材料,经煅造或冷镦而成。安装连杆大头时,必须按工厂规定的 扭矩拧紧连杆螺栓,并采取措施防止自行松开。

  连杆轴瓦和连杆大头一样,也是制成两半的,轴瓦的基体是薄钢 板,内表面浇铸上如巴氏合金等减磨合金层。减磨合金具有减少磨擦 ,加速磨合,保持油膜的作用。

  轴瓦与连杆大头和连杆盖相配合的表面要有极高的光洁度。轴瓦 在未装入前,半个轴瓦并不半圆形的,当装入后,因有压量(过盈), 所以轴瓦能紧贴在大头孔壁上。为了防止轴瓦工作中转动或轴向位移 ,在轴瓦上冲压定位凸台分别嵌入大头和连杆盖的凹槽内。轴瓦内表 面还有油槽,以保证良好的润滑。

  我们知道,进入气缸燃烧室混合气量愈多,它燃烧时放出热量愈 大,爆发力也愈强。对于某一具体的发动机而言,它的燃烧室总容积 是一定的。要想往燃烧室内多充混合气,必须让混合气的压力要高, 温度要低。但由于混合气必须通过进气管才能进入气缸,在流动过程 中不免产生阻力使充气压力下降;此外由于上一循环终了后残留气缸 内的高温废气以及相邻部件的高温,加热了刚刚进入气缸的混合气, 所以要百分之百地达到这个要求是很困难的。发动机设计师们一般都 从改进结构有利于降低进气和排气阻力、进气和排气门开启和持续时 间着手,使进气和排气量尽可能地保持充分。气门在发动机上是个很 重要的部件,它们必须按准确的时间开启或关闭。按气门布置形式可 分顶置式和侧置式。按每个气缸气门数目可分有二气门式、四气门式 甚至更多。

  最常见的气门布置形式是顶置式,它的进气门和排气门吊挂在缸 盖上,大头在下,小头在上,由一套配气机构保证各气门适时开闭。

  配气机构由凸轮轴、挺杆、推杆、摇臂、摇臂轴、气门弹簧及气 门导管等一些相关部件组成。

  凸轮轴(图1)在发动机上的布置有下置,侧置和顶置。现代发动 机上常采用顶置式,它位于气缸盖上。凸轮轴直接通过摇臂驱动气门 ,省去了一大套如挺杆、推杆等往复运动的部件,很适用于高转速发 动机,但也带来传动轴的困难,由于凸轮轴在气缸盖上,气缸盖拆装 较为麻烦,并且喷油器的布置也较困难。另有一种顶置式是凸轮轴的 幅轮直接驱动气门。这种形式的优点不但机构简单、惯性小、对凸轮 轴的要求不高,故在新式汽车应用广泛。

  那么凸轮轴是靠什么带动使它旋转的呢?最早形式的汽车多采用 正时齿轮(见图1)传动,曲轴转动时通过它前端的一对齿轮来带动凸 轮轴,有时还增加一个中间齿轮(惰轮)。为了降低传动的噪声,使啮 合平稳,正时齿轮多用夹布胶木制成,且为斜齿。在顶置气门传动机 构上多采用链条传动或皮带传动。皮带的基体为氯丁橡胶,中间夹入 玻璃纤维或尼龙织物,强度高,噪声小,质量小,价格低,近年来己 广泛用。

  一般发动机每个气缸只有一个进气门和一个排气门。为了提高充 气效率,现在多采用多气门技术,例如每个气缸有4个气门。这种多 气门结构对燃油直接喷射的发动机特别有利,喷油器布置在燃烧室中 央,点火燃烧途径均匀,各气门的开度也可适当减小。

  每缸采用4气门时,气门排列有两种:一是进气门和排气门混合 排;另一种是进气门和排气门各自排成一列。前者的所有气门由一根 凸轮轴通过T形杆驱动,但因气门在进气道中所处位置不同,而导致 工作条件和效果不好,后者则无比缺点,但需配备两根凸轮轴,凡遇 见DOHC字样,就是指顶置式双凸轮轴。近年来推出的发动机多采用这 种形式,当然每个气缸气门数多于4个的也不鲜见,主要目的不外是 为了提高充气效率罢了。

  要使汽车能持续不断地工作(行驶),必须不间断地向发动机供油 、送气,不仅供给,还要使它们恰当地混合,燃烧完了还要使废气能 顺利地排出。为此,燃油需要储存在一个油箱内,将油箱中的燃油送 入发动机,必须有油泵和管道。为了防止燃油遭受污染,需要滤清器 加以过滤。外界空气含有沙尘,送入发动机的空气需要空气滤清器予 以过滤。清洁的空气如何与燃油按需要配制,则需要一个不可缺省的 部个,那就是化油器(图2)。

  化油器必须干两件事:一是它必须让燃油汽化;二是让汽化的燃 油和一定比例的空气相混合形成混合气。

  来自外界的空气经过滤清后进入化油器,空气进量多少由阻风门 位置的变化来控制。空气冲过化油器内的喉管产生吸力将燃油从浮子 室通过喷管吸出,并将其雾化。雾化的燃油和空气混合后通无进气歧 管被气缸吸入。混合气的进量由一个油门踏板操纵,它位于化油器内 的油门(节气门)所控制。由汽油泵泵入浮子室的油量则由浮子室内的 浮子控制。浮子在浮子室内随着油量多少而升降,当浮子室内充满汽 油时,浮子上浮,用它的针阀将进油口堵住。驾车人通过控制油门开 度大小来改变发动机的转速,这就是简单化油器的工作原理(图3)。 其混合气的浓度是随着油门开大而逐渐变浓的。

  汽车发动机的工作状况要经常在很大范围内变化,如汽车起步前 和在路口等待绿灯放行前,发动机作怠速运转,此时的负荷为零,油 门开度最小,转速最低;汽车满载爬坡时,油门全开,但转速并不高 ;在平路上行驶,油门不必全开,发动机发出中等负荷,车速和转速 中等;在高速公路上行驶,发动机可能是满负荷,转速达到最大。在 如此众多复杂的工作状况下,对于混合气要求也不能千篇一律。例如 在怠速和小负荷下,前者要求混合气必须很浓,后者则要求浓度逐渐 变稀;在中等负荷下,为了节油,又要求化油器供给耗油率最小的混 合气;在满负荷下,为了让发动机发出最大功率,要求化油器提供浓 混合气。此外,如汽车冷起动时,要求有较浓的混合气;加速时要求 化油器在油门突然大开时,额外供给油量等等。综上所述,汽油机在 正常工作状态下,在小、中负荷时要求化油器随着负荷增加能供给由 较浓逐渐变稀的混合气,在满负荷下又要求混合气由稀变浓,根据上 述要求,仅靠前面所介绍的简单化油器是无法满足的。

  为了满足这些要求,在现代化油器上配备了一系列的混合气浓度 补偿装置。如主供油泵、怠速系、省油器、加速系及起动系等,以确 保汽油机在不同工作状态下,化油器能供给适当浓度的混合气。

  别看化油器个头不大,但内部综合了这么多的系统,结构就变得 为复杂。籽保证化油器能经常地正常工作,所以对它的定期维护保养 是非常重要的。使用化油器的主要缺点是向气缸充气和混合气的分配 并不理想,影响发动机的动力性和经济性的提高,对达到排放要求很 不利。近年来各国为了满足环保要求,采用了燃油直接喷射方式,以 取代化油器。直接喷射的优点是充气效率高,输出功率大,混合气分 配均匀,根据工作状况的变化供给最佳成分的混合气,耗油率低等。 缺点是难以在气缸盖上布置,制造成本高。按喷射的位置可分为缸内 喷射和进气管喷射两种,按控制系统分,有机械式和电子喷射式(电 喷)两类。

  从60年代起,由电子控制的汽油喷射系统即在欧美等国生产的轿 车发动机上逐步采用。为了满足汽车排放法规的要求,我国已开始稳 步地推广电喷车,在电喷系统中,设有能精确控制混合气成分的调节 装置,再加装上三元催化器,使排气中的有害成分大降低。

  电喷系统的基本原理是通过位于各部位的传感器,将所采集到的 信息反馈输入到一个微电脑中进行处理,并由它发出指令来控制混合 气中空气与燃油的比例,使所供给的混合气能适应发动机在各种工况 的需要。例如电脑根据空气流量传感器以及发动机转速,甚至节气门 的位置、冷却水的温度及空气温度等传感器采集的信息经过判断并计 算出喷油的依据,确定各喷油器开启时间,发出指令给喷油器,令其 喷油。

  各传感器在不同部位接受不同的信息:如分电器点火线圈接受发 动机转数的信息;空气流量传感器接受吸入空气流量的信息;起动开 关接受起动信息;节气门开关节气门开度位置的信息;冷却水温传感 器接受水温信息,空气温度传感器接受气温信息。这些信息通过电路 反馈给电脑。

  在电喷系统中最重要的部件除电脑外就数喷油器了。一般的发动 机每个气缸只有一个喷油器,位于进气门的上方。燃油通过喷油器雾 化,再和从进气管进入气缸的空气相混合。

  为了满足废气排放法规的要求,某些轿车的电喷系统中设有一个 混合气调节系统。它主要利用气管中的一个氧传感器,它能向电脑反 馈混合气稀或浓的信息。电脑根据信息重新指令喷油器,得到正确的 喷油量。

  在新一代发动机上汽油喷射系统已和点火系统结合为一,体现了 混合气成分和点火时间的优化控制,使发动机的性能大为改善。 以上介绍的是多点喷射。由于喷射是采用各自喷射的方式,4缸 机4个喷油器分别喷射,曲轴每转一圈,各缸喷射一次。

  此外,当前还有一种单点喷射系统,又称节气门体喷射系统。在 多缸发动机上只有一个喷油器,安装在节气门体上方,在进气管内喷 油,与空气混合后再通过进气管分配到各种气缸内。单点喷射也由电 脑控制。虽然性能稍差(喷油压力低),但因所用喷油器数量少,所以 具有结构简单,成本低,工作可靠,维修方便等优点。其他部分与多 点喷射基本相同。

  当一辆汽车以50km/h的速度行驶时,发动机气缸内每个活塞每 分钟要上下运动6000次。燃烧室内混合气燃烧后会产生高温高压的燃 气(约为800—2000℃)。所以必须对气缸加以冷却,否则其中的运动 件受热膨胀而破坏了正常间隙、机械强度降低而损坏、润滑失效而卡 死。当然如果冷却过度也会造成气缸充气量减少、燃烧不正常、功率 下降、油耗增加及润滑不良等影响。在汽车上建立冷却系的目的是要 使发动机保持在适当的温度下工作。

  目前汽车发动机的冷却广泛采用水冷式。令发动机高温部件的热 量通过缸套、缸盖传导给周围水套内的冷却水,然后将冷却水所吸收 的热量散人外界大气中。发动机正常工作时水套内刚水温应保持在80 ~90℃左右。

  目前汽车发动机多采用强制循环水冷系统(图1)。发动机气缸盖 和气缸体中都有水套。水泵将冷却水从机外吸入加压,使冷水在水套 内流动,带走邻近部件的热量。冷却水吸热后自身温度升高,进入车 前端的散热器(水箱)内。由于汽车前进和风扇的抽吸,外界冷空气通 过散热器,带走散热器内冷却水的热量并送入大气。当散热器中的冷 却水得到冷却后,在水泵的作用下,再次进入水套。如此循环不已地 冷却了发动机的高温部件。

  为了保证发动机在不同负荷、转速以及在不同季节下在最适宜的 温度范围内工作,有些汽车还设置了百叶窗、节温器和风扇离合器等 。

  散热器位于汽车前端(个别的在车尾)汽车前进时的迎风处,上下 端各有一个贮水室,其间用众多细的冷却管相连。冷却管大多采用扁 圆形截面。为了强化冷却效果,在冷却管外套上布置了许多金属散热 片,以增加散热面积和散热器本身的刚度和强度。由冷却管和散热片 组成的部件称作散热器芯。以上介绍的结构称之为管片式散热器芯( 图2)。

  另一种被广泛使用的是管带式散热器芯(图3),它是由波纹状散 热带和冷却管相间排列经焊接而成。在散热带上开有扰动气流的小翅 ,以提高散热能:力。由于这种形式的散热效果好,便于制造,质量 小,故被广泛采用。缺点是结构强度不如管片式。

  对散热器芯的要求是所用材料的导热性好,一般多用黄铜片制造 。为了节约用铜,铝制的散热器芯大有发展前途。目前多用在高级轿 车和赛车上。

  冷却水的加水口位于散热器上贮水室,平时用盖紧闭,以防冷却 水溢出。倘若冷却水中含水蒸气过多,压力过大,可能导致散热器发 生破裂,因此必须设置排气口减压阀。由于冷却水与大气连通,故称 之为开式冷却系。这种形式的缺点是冷却水会不断地蒸发,需经常检 查和补充。另一种为闭式。发动机在正常热状态下,整个系统封闭与 大气隔开,排气口关闭。若系统内压力过大,高于大气压力,排气口 开启,与大气相通。目前闭式冷却系在排气口上广泛采用空气—蒸汽 阀。

  近年来,大部分汽车在冷却系里都充加防冻液,以代替冷却水。 与一般加冷却水系统的不同点是:在散热器盖排气口需处接出一根橡 胶或塑料管与贮液罐相通。当受热膨胀时,防冻液就进入贮液罐。温 度降低时,罐内防冻液又被吸回入散热器内。由此可避免防冻液的损 失,更不必经常添加。

  在散热器的后方,通常有一个风扇,它与冷却液泵采用同一根驱 动轴。风扇叶转动时,将汽车前方的空气吸进,令其通过散热器芯, 将芯内热水的热量带走。风扇类似飞机的螺旋浆,它的叶片用薄钢板 制成,也有用高强度工程塑料或铝合金铸成。叶片数4。6片。为了降 低噪声和振动,叶片间夹角不等。为了提高风扇的冷却效果,有的风 扇外廓加上一个护风圈。风扇一般由曲轴前输出端的皮带轮带动三角 皮带来传动。三角皮带的松紧程度是可调的,太松会引起皮带打滑, 扇风量减少,使发动机过热;太紧则使各轴承的磨损加剧。所以皮带 的张紧力必须按制造厂的规定调好。