淺析汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)原理及應(yīng)用

或許你對(duì)各種車(chē)型了解已經(jīng)到了出神入化的地步，甭管什么車(chē)，只要看一眼車(chē)燈，關(guān)于這輛車(chē)的概念化常識(shí)便會(huì)像水銀瀉地一般在記憶里汩汩流出。但這只是膚淺的理解，也許你并未真正懂得汽車(chē)的含義。要想真正的理解汽車(chē)，你必須向更深的層次探索，譬如發(fā)動(dòng)機(jī)。這就好比要看一個(gè)人，首先要看他是否有一顆善良的心一樣。

如果你承認(rèn)自己是一個(gè)車(chē)迷，那么你對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)就肯定不會(huì)陌生。因?yàn)樗鼘?duì)于汽車(chē)而言簡(jiǎn)直是太重要了，以至于我們無(wú)法忽視它的存在。不過(guò)，絕大多數(shù)人對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的了解是很難用“精通”來(lái)形容的，其實(shí)這也很正常。因?yàn)椋瓦B許多被稱作“專家”的業(yè)內(nèi)人士也不見(jiàn)得把每一款發(fā)動(dòng)機(jī)都說(shuō)得入木三分。

其實(shí)，了解發(fā)動(dòng)機(jī)才是了解汽車(chē)的充要條件。換句話說(shuō)，你只有了解了發(fā)動(dòng)機(jī)才算真正了解了汽車(chē)。我們?cè)?ldquo;世界”范圍內(nèi)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了一次“地毯式的搜索”，之后將各式各樣的發(fā)動(dòng)機(jī)網(wǎng)羅在一起，形成了這篇“搜索引擎”。我們的目的只有一個(gè)??通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)全方位的介紹以及對(duì)比，讓您可以更系統(tǒng)更全面的了解并掌握有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)的知識(shí)。

引擎常識(shí)

簡(jiǎn)單上講發(fā)動(dòng)機(jī)就是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，即將汽油(柴油)的熱能，通過(guò)在密封汽缸內(nèi)燃燒氣體，氣體膨脹時(shí)推動(dòng)活塞作功，轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，這是發(fā)動(dòng)機(jī)最基本原理。發(fā)動(dòng)機(jī)所有結(jié)構(gòu)都是為能量轉(zhuǎn)換服務(wù)的，雖然發(fā)動(dòng)機(jī)伴隨著汽車(chē)走過(guò)了100多年的歷史，無(wú)論是在設(shè)計(jì)上、制造上、工藝上還是在性能上、控制上都有很大的提高，其基本原理仍然未變，這是一個(gè)富于創(chuàng)造的時(shí)代，那些發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)者們，不斷地將最新餛技與發(fā)動(dòng)機(jī)融為一體，把發(fā)動(dòng)機(jī)變成一個(gè)復(fù)雜的機(jī)電一體化產(chǎn)品，使發(fā)動(dòng)機(jī)性能達(dá)到近乎完善的程度。

發(fā)動(dòng)機(jī)的分類

現(xiàn)代高科技在發(fā)動(dòng)機(jī)上得到完美的體現(xiàn)，一些新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上。如V12、V8、V6發(fā)動(dòng)機(jī)：它們均指氣缸排列成V型，這種發(fā)動(dòng)機(jī)充分利用動(dòng)力學(xué)原理，具有良好的平穩(wěn)性，增大發(fā)動(dòng)機(jī)排量，降低發(fā)動(dòng)機(jī)高度。如：Audi A8 6.0使用W12-12缸V型排列發(fā)動(dòng)機(jī)，BENZS600使用V12-12缸IV型排列發(fā)動(dòng)機(jī)等。

一般情況下，按照排量大小的不同發(fā)動(dòng)機(jī)分為3缸、4缸、6缸、8缸幾種類型。目前1.3L-2.3L排量的車(chē)大多采用直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其特點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便;2.5L以上的排量一般采用多缸設(shè)計(jì)，其中有直列6缸，如寶馬;也有呈一定角度分兩邊排列的V型6缸發(fā)動(dòng)機(jī)，可有效果降低震動(dòng)和噪音，如別克車(chē)系;一般來(lái)說(shuō)排量越大，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率就越高。但現(xiàn)在也有些小排量的車(chē)通過(guò)渦輪增壓、多氣門(mén)、可變正時(shí)器等技術(shù)來(lái)提高功率。

發(fā)動(dòng)機(jī)的性能

發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)也就是最能體現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)工作能力的參數(shù)，主要包括：排量、最大功率、最大扭矩。

排量往往與發(fā)動(dòng)機(jī)功率聯(lián)系在一起，排量的大小影響著發(fā)動(dòng)機(jī)功率的高低，通常也把它作為劃分高、中、低檔車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)?；钊跉飧變?nèi)作往復(fù)上下運(yùn)動(dòng)，這樣往復(fù)運(yùn)動(dòng)必然有一個(gè)最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，活塞從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)所掃過(guò)的氣缸容積，稱為單缸排量，所有氣缸排量總和稱為發(fā)動(dòng)機(jī)排量。最大功率與最大扭矩最容易混淆的兩個(gè)概念，有人認(rèn)為車(chē)的功率越大，力就越大，其實(shí)不然。同樣300匹馬力，在跑車(chē)上可以讓車(chē)跑到250公里/小時(shí)以上的速度，但在一部貨柜車(chē)上，可能最多只有150公里/小時(shí)的速度，但它能拖動(dòng)30-40噸重的貨柜。這里面的奧秘就在于兩部車(chē)的扭矩有很大的不同，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，功率表現(xiàn)在高轉(zhuǎn)速，在發(fā)動(dòng)機(jī)性能曲線圖上，隨著轉(zhuǎn)速上升而明顯上升，它決定了車(chē)子能跑多快，扭矩不一定在高轉(zhuǎn)速時(shí)發(fā)揮，在曲線圖上較為平直，它可以決定車(chē)行駛時(shí)的力量，包括加速性。

在解讀發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)時(shí)，需要注意的是，不要單看功率有多大，同時(shí)也要看到扭力參數(shù)，并注意當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于最大功率、最大扭矩時(shí)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)然以轉(zhuǎn)速值稍低為好。

V10引擎的基本特征

1.是用鈦合金螺栓把離合器殼固定在發(fā)動(dòng)機(jī)上。

2.向發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣噴射系統(tǒng)供氣的碳纖維氣罐，位于車(chē)手頭部上方。

3.引擎配氣系統(tǒng)中，每個(gè)汽缸有4個(gè)氣門(mén)。

4.發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油嘴是用整塊金屬加工出來(lái)的。

5.凸輪軸現(xiàn)在由齒輪驅(qū)動(dòng)，而1989年RS1雷諾V10的輪軸是用皮帶驅(qū)動(dòng)的。

6 配氣系統(tǒng)已經(jīng)不用氣門(mén)彈簧，氣門(mén)現(xiàn)在是用壓縮空氣控制的。

7.為了盡量不用鋼管，汽缸壁內(nèi)部鑄進(jìn)了油和水的循環(huán)通道。發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部使用什么材料?

鋁是當(dāng)今一級(jí)方程式賽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)使用最普遍的材料。在80年代，鑄鐵已全部被較輕的鋁取代。鋁還取代了鎂，因?yàn)殒V接觸水會(huì)腐蝕。只有必須承受強(qiáng)大作用力的運(yùn)動(dòng)件才用鋼來(lái)制造。材料基本分配如下：

鋁：63%(汽缸蓋、機(jī)油盤(pán)、活塞)

鋼：29.5%(凸輪軸、曲輪、定時(shí)齒輪)

鎂：1.5%(油泵殼)

碳素纖維：1%(空氣罐、線圈罩)

鈦：5%(連桿、緊固件)

制造一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)需要150名以上的職工，其中28名工程師、20名制圖員、35名發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械師、8名電子專家、20名機(jī)械工和裝配工、4名系統(tǒng)工程師、6名臺(tái)架實(shí)驗(yàn)技術(shù)員、15人從事采購(gòu)、生產(chǎn)和檢驗(yàn)，另有15人為管理人員。渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)：這些年來(lái)，一級(jí)方程式發(fā)動(dòng)機(jī)變得更緊湊、更輕和更省油。同時(shí)，功率增加，渦輪增壓在1977～1988年達(dá)到了巔峰。當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，包括寶馬、保時(shí)捷、雷諾、法拉利和本田的核實(shí)功率達(dá)到1200馬力以上。這種發(fā)動(dòng)機(jī)改變了一級(jí)方程式車(chē)賽的面貌。1977年沒(méi)有人相信1.5升的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)能擊敗3升的自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。這也許是一級(jí)方程式最好的發(fā)動(dòng)機(jī)吧。

名詞解釋

我們明確一下和發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的幾個(gè)概念

>> 活塞止點(diǎn)與行程：

a)活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)極端位置稱為止點(diǎn)。活塞離曲軸放置中心最遠(yuǎn)位置稱為上止點(diǎn)，離曲軸放置中心的位置稱為下止點(diǎn)。

上下止點(diǎn)之間的距離稱為活塞的行程。曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)半圈，相當(dāng)于活塞移動(dòng)一個(gè)行程。

>> 排量

a)活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的容積不斷變化。當(dāng)活塞位于上止點(diǎn)位置時(shí)，活塞頂部與氣缸蓋內(nèi)表面所形成的空間稱為燃燒室。這個(gè)空間容積稱為燃燒室容積。

活塞從上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)所通過(guò)的空間容積稱為氣缸排量，如果發(fā)動(dòng)機(jī)有若干個(gè)氣缸，所有氣缸工作容積之和稱為發(fā)動(dòng)機(jī)排量。