汽车发动机的规格有哪些?请详细说明。

发动机(英文:Engine),又称发动机,是一种能将一种形式的能量转化为另一种更有用的能量的机器,通常是将化学能转化为机械能。有时既可应用于发电装置,也可应用于包括发电装置在内的整机,如汽油机、航空发动机等。[编辑本段]历史上的发动机最早诞生于英国,所以发动机的概念也起源于英语,其原意是指“产生动力的机械装置”的那种。随着科技的进步,人们不断研发出各种不同用途的发动机,但任何发动机的基本前提都是通过燃烧某种燃料来产生动力。所以以电为能源的电机不属于发动机的范畴。

回顾发动机产生和发展的历史,经历了外燃机和内燃机两个发展阶段。

所谓外燃发动机,是指其燃料在发动机外燃烧,发动机将这种燃烧产生的热能转化为动能。瓦特改进的蒸汽机是典型的外燃机。当大量的煤燃烧产生热能将水加热成大量的蒸汽时,就产生了高压,然后这种高压推动机械做功,从而完成热能向动能的转化。

明白什么是外燃机,你就知道什么是内燃机了。这种发动机和外燃发动机最大的区别是它的燃料是在内部燃烧的。内燃机有很多种。我们常见的汽油机和柴油机都是典型的内燃机。我们在飞机上组装的不常见的火箭发动机和喷气发动机也属于内燃机。但由于动力输出方式不同,前两者与后两者存在巨大差异。一般来说,前者多用于地面,后者多用于空中。当然,也有一些汽车制造商为了创造新的世界汽车速度纪录,在汽车上安装了喷气发动机,但这总是非常特殊的例子,对于大规模生产没有适用性。

此外,还有一个燃气轮机。这种发动机的工作特点是燃烧产生高压气体,气体的高压带动燃气轮机的叶片旋转,从而输出动力。燃气轮机应用广泛,但由于难以精细调节输出功率,燃气轮机很少应用于汽车和摩托车,只有部分赛车装备了燃气轮机。

人类的智慧是无穷无尽的,各种新的引擎也在不断被开发出来。然而,出于安全操控的需要,到目前为止,我们可爱的摩托车只有一个选择——往复式发动机。参数首先我们来看看最常见的发动机参数之一——发动机排量。发动机排量是发动机各缸工作容积的总和,一般用升(L)表示。气缸工作容积是指活塞从上止点到下止点所扫过的气体体积,也称为单缸排量,取决于气缸直径和活塞行程。发动机排量是一个非常重要的发动机参数,它比气缸直径和气缸数更能代表发动机的大小,发动机的很多指标都与排量密切相关。一般来说,排量越大,发动机输出功率越大。

知道了排量,我们再来看看发动机的其他常用参数。很多初级车友反映,经常在汽车资料的发动机一栏看到“L4”、“V6”、“V8”、“W12”等字样,想搞清楚是什么意思。这些都表明了发动机的气缸排列和数量。汽车发动机常用的气缸数有3、4、6、8、10、12等。

一般来说,排量小于1升的发动机一般都是三缸,比如0.8升的奥拓、福乐车。1升到2.5升的排量一般是4缸发动机,常见的经济型车和中档车的发动机基本都是4缸。3升左右的发动机一般是6缸,比如君威和新雅阁3.0升排量的车。

4升左右排量的发动机一般都是8缸,比如4.7升排量的北京吉普JEEP4700。5.5升以上排量的发动机一般使用12缸发动机。比如6升排量的宝马760Li,用的是V12发动机。在气缸直径相同的情况下,气缸越多,排量越大,功率越高。在发动机排量相同的情况下,气缸越多,气缸直径越小,可以提高发动机转速,从而获得更大的提升功率。

以上是关于发动机缸数的知识。让我们继续了解“气缸排列”这个重要参数。一般5缸以下的发动机气缸都是直列式排列的,最常见的中低档车都是L4发动机,也就是直列4缸。此外,还有少数6缸发动机呈直线排列。

直列发动机的气缸体呈直线排列。缸体、缸盖、曲轴结构简单,制造成本低,低速扭矩特性好,油耗低,体积小,用途广,缺点是功率小。一般1升以下的汽油机多采用直列3缸,1到2.5升的汽油机多采用直列4缸,部分四驱车型采用直列6缸。因为宽度小,增压器等设施可以布置在旁边。比如北京吉普的JEEP4000就用直列6缸。

据专业人士介绍,直列6缸发动机动平衡好,震动比较小,所以也被一些中高级车采用。6缸至12缸的发动机一般呈V字形排列,其中V10发动机主要安装在赛车上。V型发动机的长度和高度都很小,所以布置起来非常方便。一般认为V型发动机是一种比较先进的发动机,所以成为汽车阶级的标志之一。

V8发动机结构非常复杂,制造成本高,所以很少使用。V12发动机太大太重,只有少数高级车用,比如上面提到的宝马760Li。最近大众也有新研发的W型发动机,包括W8和W12,也就是四排气缸交错排列,外形紧凑。大众最顶级的车辉腾,发动机W12,排量6.0升。结构体是构成发动机的骨架,是发动机各种机构和系统的安装基础。发动机的所有主要零部件都是内外安装,承受各种载荷。因此,车身必须具有足够的强度和刚度。发动机缸体主要由缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫组成。

一.气缸体

水冷式发动机的气缸体和上曲轴箱往往铸造成一体,称为气缸体-曲轴箱,也可称为缸体。气缸体通常由灰铸铁制成。缸体上部的圆柱形空腔称为气缸,下部是支撑曲轴的曲轴箱,其内腔是曲轴活动的空间。许多加强肋、冷却水套和润滑油通道被铸造在气缸体内。

气缸体应具有足够的强度和刚度。根据气缸体和油底壳安装平面位置的不同,气缸体通常分为以下三种形式。

(1)一般气缸体的特点是油底壳的安装平面与曲轴的旋转中心在同一高度。这种缸体的优点是高度小,重量轻,结构紧凑,加工方便,曲轴拆装方便;但是它的缺点是刚性和强度差。

(2)龙门式气缸体的特征在于,油底壳的安装平面低于曲轴的旋转中心。其优点是强度和刚度好,能承受较大的机械载荷。但其缺点是工艺性差,结构笨重,加工困难。

(3)隧道式气缸体这种气缸体的曲轴主轴承孔是整体式的,带有滚动轴承。主轴承孔较大,曲轴从气缸体后面加载。其优点是结构紧凑,刚度和强度好,缺点是加工精度高,工艺性差,曲轴拆装不便。

为了使气缸内表面在高温下正常工作,需要对气缸和气缸盖进行适当的冷却。冷却方式有两种,一种是水冷,一种是风冷。水冷发动机的气缸和气缸盖周围加工有冷却水套,气缸体和气缸盖相互连通。冷却水在水套中不断循环,带走一部分热量,冷却气缸和气缸盖。

现代汽车基本都用水冷多缸发动机。对于多缸发动机来说,气缸的排列方式决定了发动机的外形尺寸和结构特点,也影响着发动机机体的刚度和强度,与汽车的整体布局有关。根据气缸排列的不同,气缸体也可分为单排、V型和对置三种。

(1)内嵌类型

发动机的气缸通常垂直地排成一排。单排气缸体结构简单,易于加工,但发动机的长度和高度较大。一般六缸以下的发动机多为单排发动机。比如捷达、富康、红旗轿车用的发动机都是采用这种直列式缸体。有些汽车将发动机倾斜一个角度,以降低发动机的高度。

(2) V型

气缸排成两排,左右两排气缸中心线的夹角γ < 180,称为V型发动机。与直列发动机相比,V型发动机缩短了机体的长度和高度,增加了机体的刚度,减轻了发动机的重量,但增加了发动机的宽度,形状复杂,加工困难。一般用于8缸以上的发动机,这种类型的缸体也用于6缸发动机。

(3)反对

圆柱体排成两排,左右圆柱体在同一水平面上,即左右圆柱体中心线之间的夹角为γ = 180,称为对立。其特点是高度小,整体布局方便,有利于空气冷却。这种气缸很少使用。

直接在气缸体上钻孔的气缸称为整体气缸。整体式气缸具有良好的强度和刚度,能够承受较大的载荷。这种气缸需要很高的材料和成本。如果气缸作为单独的圆柱形零件(即气缸套)制造,然后安装在气缸体中。这样,气缸套由耐磨的优质材料制成,缸体可以由价格较低的通用材料制成,降低了制造成本。同时,气缸套可以从缸体中取出,便于维修和更换,可以大大延长缸体的使用寿命。缸套有两种:干式缸套和湿式缸套。

干式气缸套的特点是气缸套装入缸体后,其外壁不直接与冷却水接触,而是直接与缸体壁接触,壁厚比较薄,一般为1 ~ 3 mm,具有整体缸体的优点,强度和刚度较好,但加工复杂,内外表面需要精加工,拆装不便,散热性差。

湿式气缸套的特点是气缸套放入缸体后,其外壁与冷却水直接接触,气缸套只与缸体上下接触,壁厚一般为5 ~ 9mm。散热好,冷却均匀,易于加工。通常只需对内表面进行精加工,而与水接触的外表面不需要加工,因此拆装方便。但其强度和刚度不如干式气缸套,容易造成漏水。应该采取一些措施来防止渗漏。

二。曲轴箱

用于安装曲轴的缸体下部称为曲轴箱,分为上曲轴箱和下曲轴箱。上曲轴箱与气缸体是一体的,下曲轴箱用来储存润滑油和密封上曲轴箱,所以也叫油底壳图(图2-6)。油底壳承受的力很小,一般由薄钢板冲压而成。它的形状取决于发动机的总体布局和机油容量。油底壳内装有稳油挡板,防止汽车颠簸时油位波动过大。油底壳底部还有一个放油塞。通常在放油塞上安装永久磁铁,以吸附润滑油中的金属屑,减少发动机的磨损。垫圈安装在上曲轴箱和下曲轴箱的结合面之间,以防止润滑油泄漏。

三。气缸盖

气缸盖安装在气缸体上,从上部密封气缸,形成燃烧室。它经常与高温高压气体接触,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设有冷却水套,气缸盖下端面的冷却水孔与气缸体的冷却水孔连通。循环水用于冷却燃烧室等高温部件。

气缸盖还配有进气门座和排气门座、用于安装进气门和排气门的气门导管孔以及进气道和排气道。汽油机的气缸盖上有安装火花塞的孔,柴油机的气缸盖上有安装喷油器的孔。顶置凸轮轴发动机的气缸盖上也有凸轮轴轴承孔,用于安装凸轮轴。

气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁,铝合金导热性好,有利于提高压缩比,所以近年来铝合金气缸盖的使用越来越多。

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有很大的影响。由于汽油机和柴油机的燃烧方式不同,气缸盖组成燃烧室的零件也有很大的不同。汽油机的燃烧室主要在气缸盖上,柴油机的燃烧室主要在活塞顶部的坑里。这里只介绍汽油机的燃烧室,柴油机的燃烧室在柴油供给系统中介绍。

汽油机燃烧室的三种常见形式。

(1)半球形燃烧室

半球形燃烧室结构紧凑,火花塞设置在燃烧室中央,火焰行程短,燃烧率高,散热低,热效率高。这种燃烧室的结构也允许气门排成两排,进气口直径更大,所以充气效率更高。虽然配气机构变得更加复杂,但有利于排气净化,在汽车发动机上应用广泛。

(2)楔形燃烧室

楔形燃烧室结构简单紧凑,散热面积小,热损失小,能保证混合气在压缩冲程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。气门排成一排,使得配气机构简单,但火花塞放在楔形燃烧室的高度,火焰传播距离更长。这种类型的燃烧室用于切诺基汽车发动机。

(3)盆式燃烧室

盆形燃烧室,气缸盖工艺性好,制造成本低,但由于气门直径容易受限,进排气效果比半球形燃烧室差。捷达车发动机和奥迪车发动机采用盆式燃烧室。

四。汽缸垫密片

气缸垫安装在气缸盖和气缸体之间,其作用是保证气缸盖和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,可以补偿结合面的不平整,保证密封,同时要有良好的耐热性和耐压性,在高温高压下不燃烧不变形。目前广泛使用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,与石棉相比压制时不易变形。有些发动机还采用石棉中央以编织钢网或穿孔钢板为骨架,两侧用石棉和橡胶粘合剂压制而成的气缸垫。

安装气缸垫时,首先检查气缸垫的质量和完整性,气缸垫上的所有孔都要对准气缸体上的孔。其次,气缸盖螺栓要严格按照说明书的要求安装。拧紧气缸盖螺栓时,必须按由中心向四周对称膨胀的顺序分2 ~ 3次进行,最后拧紧至规定扭矩。二冲程发动机二冲程发动机的每个工作循环都是在曲轴的一次旋转(即360度)和活塞的两个冲程内完成的。

二冲程柴油机的工作过程与二冲程汽油机相似,只是柴油机的气缸内进入的是纯空气。由于经济性差,污染严重,近年来汽车上已经淘汰了二冲程柴油机。这里只介绍二冲程汽油机的工作原理。

见2004/12/23/13369 . html。

它是带有曲轴箱通风的二冲程化油器汽油发动机的工作原理示意图。发动机缸体上有三个孔,分别是进气孔、排气孔和换气孔,在一定的时间内由活塞关闭。进气口与化油器相连通,可燃混合气通过进气口流入曲轴箱,然后通过换气孔进入气缸;并且废气从排气孔排出。它的工作循环包括两个冲程:

1.第一冲程,活塞从下止点向上运动,三个气孔关闭后,已进入气缸的混合气在活塞上方被压缩;但活塞下方的曲轴箱由于容积增大,有一定的真空度。当进气口暴露时,可燃混合气通过进气口从化油器流入曲轴箱。

2.当活塞在第二冲程被压缩到上止点附近时,火花塞点燃可燃混合气,高温高压气体膨胀推动活塞向下做功。当活塞向下运动做功时,进气口关闭,密封在曲轴箱内的可燃混合气被压缩;当活塞接近下止点时,排气孔打开,废气冲出;随后,气体交换孔打开,预压缩的可燃混合气冲入气缸,赶走废气,进行气体交换过程。这个过程一直持续到活塞在下一个冲程向上移动,三个气孔完全关闭。

总之,活塞上行,交换空气,压缩\曲轴箱进气;当活塞下降时,它执行动力飞行以压缩曲轴箱混合物并交换空气。

从以上四冲程和二冲程发动机的工作循环可以看出,二冲程发动机具有以下特点:

(1)曲轴每转一圈(360度)都有一个做功冲程。所以理论上,同样排量的二冲程发动机的功率应该等于四冲程发动机的两倍。

(2)与四冲程发动机相比,由于其工作频率更快,所以运转更加均匀平稳。

(3)结构简单,使用维护方便。

而二冲程发动机由于新鲜气体的损失,废气没有完全排出,气孔占据了活塞行程的一部分,所以能量损失大,经济性差。所以其实二冲程发动机的功率并不等于四冲程发动机的两倍,而是1.5-1.6倍左右。由于这一缺点,二冲程汽油发动机很少用于普通汽车,仅用于摩托车、少数微型车等工程机械。【编辑此段】一、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。最简单的方法就是通过发动机内部燃烧汽油来获得动能。因此,汽车发动机是一种内燃机——燃烧发生在发动机内部。

有两点需要注意:

1.还有其他类型的内燃机,如柴油机和燃气轮机,它们各有优缺点。

2.还有外燃发动机。早期火车和轮船上使用的蒸汽机是典型的外燃机。燃料(煤、木材、石油)在发动机外燃烧产生蒸汽,然后蒸汽进入发动机发电。内燃机的效率远高于外燃机,远小于同功率的外燃机。所以,现代汽车不用蒸汽机。

相比之下,内燃机比外燃机效率高,比燃气轮机便宜,比电动汽车更容易添加燃料。这些优点使得大多数现代汽车使用往复式内燃机。二、燃烧车的发动机一般采用4冲程。(这里不讨论马自达的转子发动机,但它在《汽车画报》上有介绍。)

这四个冲程是进气、压缩、燃烧和排气。完成这四个过程后,发动机完成一个循环(2个循环)。

理解四冲程

活塞通过活塞杆与曲轴连接,其过程如下:

1.活塞从顶部开始,进气门开启,活塞向下运动吸入油气混合物。

2.活塞移动到顶部压缩油气混合物,使爆炸更加强大。

3.当活塞到达顶部时,火花塞发出火花点燃油气混合物,爆炸使活塞再次下移。

4.当活塞到达底部时,排气阀打开,活塞向上运动,尾气由排气管排出气缸。

注:内燃机的最终运动是旋转,活塞的直线往复运动最终由曲轴转化为旋转,从而带动汽车轮胎。三、气缸数发动机的核心部件是气缸,活塞在气缸内往复运动。上面描述的是单个气缸的运动过程,但在实际应用中,发动机有多个气缸(4缸、6缸、8缸比较常见)。我们通常按照气缸的排列方式对发动机进行分类:直列、V型或者水平对置(当然也有大众集团的W型,实际上是由两个V组成)。

不同的排列方式使得发动机在平顺性、制造成本、外观上各有优劣,配备在相应的汽车上。