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破解汽車(chē)奧秘——詳解發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部構(gòu)造及原理

 神明的食糧圣地 2011-09-25

              破解汽車(chē)奧秘—詳解發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部構(gòu)造及原理
         汽車(chē)大規(guī)模進(jìn)入家庭在幾年前就已經(jīng)不是新聞了,但很多車(chē)主在享受到愛(ài)車(chē)為生活帶來(lái)方便的同時(shí)卻因?yàn)橄嚓P(guān)知識(shí)的不甚了解而產(chǎn)生了使用以及保養(yǎng)維修方面的誤區(qū)。從本期開(kāi)始,汽車(chē)探索將從汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速箱以及底盤(pán)、懸掛等方面,用較為通俗的語(yǔ)言進(jìn)行深入淺出的介紹,相信看過(guò)之后一定會(huì)有所收獲。

  【汽車(chē)探索訊】汽車(chē)作為一個(gè)行駛工具,能動(dòng)、能開(kāi)是最基本的要求,但安全性、操控性、舒適性和環(huán)保性也同樣不可或缺。為了達(dá)到上述目的,就要求從外觀(guān)到內(nèi)飾以及發(fā)動(dòng)機(jī)等部件相互配合,相互匹配。但從某方面來(lái)說(shuō)又互相制約,互相影響。所以,這是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜龐大的技術(shù)領(lǐng)域。而我們所要了解的就是簡(jiǎn)單的一些入門(mén)知識(shí),同時(shí)這些又是使用中息息相關(guān)的。

汽車(chē)探索帶您了解汽車(chē)奧秘之發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)篇

寶馬M5的V10發(fā)動(dòng)機(jī)

  發(fā)  動(dòng)  機(jī)

        發(fā)動(dòng)機(jī)是由一系列具有嚴(yán)格配合關(guān)系和協(xié)調(diào)動(dòng)作的機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成。一般內(nèi)燃機(jī):由機(jī)體與曲軸連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)等組成。各機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)的嚴(yán)格配合和協(xié)調(diào)動(dòng)作,主要靠凸輪和凸輪軸的傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)。凸輪軸的傳動(dòng)是通過(guò)一對(duì)正時(shí)齒輪由曲軸驅(qū)動(dòng)。

組成:機(jī)體組、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、供油及燃油分配系統(tǒng)、電子傳感器、點(diǎn)火系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)等組成。

它們各司其職,綜合在一起,最終保證了發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所必須的三要素:可燃混合氣、電火花、汽缸壓力

                           
             寶馬 M5 的 V10 發(fā)動(dòng)機(jī)零件一覽
  一、機(jī)體組:
 
     對(duì)于一款四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),一般情況下機(jī)體組由上到下可分為五塊,分別是:氣門(mén)室蓋、汽缸蓋、缸體、曲軸箱油底殼
 
    根據(jù)工作壓力和使用車(chē)輛成本的不同,材料選擇也不同,寶馬M5材料主要選擇:鑄鐵、鋁合金以及鎂鋁合金。其中鑄鐵的硬度較強(qiáng),適用于渦輪增壓車(chē)型,但散熱效果差,所以往往都將壓縮比設(shè)計(jì)的較低。鋁合金重量輕,散熱好,但硬度不強(qiáng),主要用于高轉(zhuǎn)速的自然吸氣車(chē)型。

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曲軸箱主體

  二、曲柄連桿機(jī)構(gòu):
 
    組成:曲軸、連桿、活塞、活塞環(huán)、大小瓦。
    作用:主要就是用來(lái)將可燃混合氣被點(diǎn)燃后爆發(fā)出的力量,傳遞到離合器和變速箱中。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)用途(強(qiáng)調(diào)馬力輸出或相對(duì)更低的油耗)來(lái)設(shè)計(jì)不同質(zhì)量和慣性的曲軸及曲柄。另外,機(jī)體組中和曲柄連桿機(jī)構(gòu)的相互配合也往往決定了一款發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高低。一般來(lái)說(shuō),大缸徑短沖程時(shí)的設(shè)計(jì)主要是為了更加追求轉(zhuǎn)速高、功率大。而小缸徑長(zhǎng)沖程式的設(shè)計(jì),多用來(lái)載重或者純正越野車(chē)之類(lèi)更強(qiáng)調(diào)低轉(zhuǎn)速大扭矩的車(chē)。

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用來(lái)匯集各缸輸出動(dòng)力的曲軸

  三、配氣機(jī)構(gòu):
       作用:根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)需要,來(lái)提供相應(yīng)的可燃混合氣。
       組成:有兩方面,其中發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部主要包括:正時(shí)皮帶(正時(shí)鏈條或正時(shí)齒輪)凸輪軸、液壓氣門(mén)頂、氣門(mén)、氣門(mén)彈簧以及氣門(mén)油封
(正時(shí)皮帶:優(yōu)點(diǎn)是噪音小,缺點(diǎn)是需要更換。正時(shí)鏈條:優(yōu)點(diǎn)是免于更換,但十萬(wàn)公里左右要調(diào)整松緊度,缺點(diǎn)是噪音大。正時(shí)齒輪:優(yōu)點(diǎn)是不用更換,不用維護(hù)。缺點(diǎn):重量大、慣性大)。
              
       
它們之間的相互關(guān)系:曲軸旋轉(zhuǎn)的力通過(guò)正時(shí)皮帶傳送到凸輪軸,然后再由凸輪軸帶動(dòng)氣門(mén)進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)。

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寶馬M5上的凸輪軸

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液壓氣門(mén)頂

  除上述部件外,在發(fā)動(dòng)機(jī)的外部還有一些為了配氣的最終目的而工作的。按照從外到里的安裝先后順序分別是:空濾、空氣流量計(jì)、進(jìn)氣溫度傳感器節(jié)氣門(mén)、進(jìn)氣歧管等。當(dāng)然,在一些多點(diǎn)或單點(diǎn)電噴的發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)中,還在進(jìn)氣歧管上安裝了燃油分配器。這屬供油系,不在這里進(jìn)行討論。

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寶馬M5上缸蓋

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寶馬M5上缸蓋側(cè)面
 
四、供油及燃油分配系統(tǒng)
 
        汽油從油箱進(jìn)入到汽缸中進(jìn)行燃燒來(lái)產(chǎn)生動(dòng)力的。這不難理解。不過(guò),在這個(gè)過(guò)程中,汽車(chē)各部件間的相互配合卻是非常重要的,簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō),就是行車(chē)電腦根據(jù)許許多多的傳感器(進(jìn)氣溫度、空氣流量、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、水溫傳感、爆震傳感、氧傳感、曲軸轉(zhuǎn)速、檔位和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷等)來(lái)不斷的調(diào)整噴油時(shí)機(jī)和噴油量。
 
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寶馬M5上缸蓋底面

 

  目前國(guó)際上主流的技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)娪妥彀惭b到缸體上,噴油頭在燃燒室內(nèi),這就是直噴。它多帶來(lái)的直接好處就是噴射更準(zhǔn)確,輸出扭矩更強(qiáng),也更加的環(huán)保。

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寶馬M5上缸蓋側(cè)面

 

  五、電子傳感器:
 
    這方面剛才已經(jīng)講了,電噴車(chē)的工作就像是一個(gè)系統(tǒng)龐大的國(guó)家,中央政府(行車(chē)電腦)需要個(gè)個(gè)部委(傳感器)來(lái)不斷反饋相關(guān)信息然后調(diào)整政策。而結(jié)果就是不斷的完善,不斷的進(jìn)步,運(yùn)轉(zhuǎn)的越來(lái)越好。同樣,如果其中的某一個(gè)零件發(fā)生故障,傳遞來(lái)錯(cuò)誤的信息,那結(jié)果可想而之,不但會(huì)發(fā)生故障,而且還有可能連累到其他傳感器的“安?!?。
 

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寶馬M5上的Valvetronic可變氣門(mén)升程技術(shù)的電路板及驅(qū)動(dòng)馬達(dá)

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寶馬M5上的排氣系統(tǒng)

 

  六、點(diǎn)火系統(tǒng):
 
    組成:電瓶、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、行車(chē)電腦(ECU)、分電器、點(diǎn)火線(xiàn)圈、缸線(xiàn)、花塞。
    作用:將電瓶里的低壓電被放大到數(shù)萬(wàn)伏后,通過(guò)分電器來(lái)不斷在每一個(gè)汽缸中點(diǎn)燃混合氣。這套系統(tǒng)一般來(lái)說(shuō)不容易損壞,但火花塞是一個(gè)耗材,一般來(lái)說(shuō)3萬(wàn)公里更換一次。
 

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火花塞、高壓帽及點(diǎn)火線(xiàn)圈

 

  有些車(chē)友喜歡將自己的點(diǎn)火系統(tǒng)改裝,比如:低阻值的導(dǎo)線(xiàn)、高熱值的火花塞等等,實(shí)際上動(dòng)力提升不太明顯,在日常使用上也沒(méi)有什么過(guò)人之處。并且也只適合與其它改裝并用,才能顯示出效果。當(dāng)然,在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上沒(méi)有點(diǎn)火系統(tǒng),關(guān)于它的一些方面,我會(huì)在接下來(lái)的幾篇文章中講到。

  七、潤(rùn)滑系統(tǒng):
         四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部潤(rùn)滑主要有兩種方式:分別是壓力潤(rùn)滑飛濺潤(rùn)滑。
 
        前者主要通過(guò)機(jī)油泵將機(jī)油源源不斷的輸送到凸輪軸、活塞底部、瓦片等等地方,而飛濺潤(rùn)滑的意思就是通過(guò)曲軸的旋轉(zhuǎn)將機(jī)油甩出,目的是讓缸桶內(nèi)形成油膜,來(lái)進(jìn)行潤(rùn)滑。
 

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水泵及水泵皮帶輪

 

  很多高性能的賽車(chē)都采用干式油底殼式的設(shè)計(jì),它只是通過(guò)機(jī)油泵將兩組甚至更多的儲(chǔ)油罐內(nèi)的機(jī)油進(jìn)行壓力潤(rùn)滑到各個(gè)組件中,避免了傳統(tǒng)方式所存在的慣性和潤(rùn)滑不良等問(wèn)題。

  當(dāng)然,除了潤(rùn)滑之外,機(jī)油還有散熱以及密封等作用。

  在本篇文章中,我們簡(jiǎn)單的將發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的一些結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)組成進(jìn)行了介紹。再接下來(lái)的一篇中,將向您介紹什么是可變正時(shí)氣門(mén)和升程等一些新技術(shù)的運(yùn)用與原理。


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