汽车基本结构与基础知识
- 格式:docx
- 大小:62.42 KB
- 文档页数:36
引擎基本构造:缸径冲程排气量与压缩比
引擎是由凸轮轴、汽门、汽缸盖、汽缸本体、活塞、活塞连杆、曲轴、飞轮、油底壳…等主要组件,以及进气、排气、点火、润滑、冷却…等系统所组合而成。以下将各位介绍在汽车型录的「引擎规格」中常见的缸径、冲程、排气量、压缩比、SOHC DOH(等名词。
缸径:
汽缸本体上用来让活塞做运动的圆筒空间的直径。
冲程:
活塞在汽缸本体内运动时的起点与终点的距离。一般将活塞在最靠近汽门时的位置定为起点,此点称为「上死点」;而将远离汽门时的位置称为「下死点」。
排气量:
将汽缸的面积乘以冲程,即可得到汽缸排气量。将汽缸排气量乘以汽缸数量,即可得到引擎排气量。以Altis 1.8L 车型的4汽缸引擎为例:
缸径:79.0mm,冲程:91.5mm,汽缸排气量:448.5 c.c.
引擎排气量=汽缸排气量X汽缸数量= 448.5C.C. X 4= 1,794 c.c.
压缩比:
最大汽缸容积与最小汽缸容积的比率。最小汽缸容积即活塞在上死点位置时的汽缸容积,也称为燃烧室容积。最大汽缸容积即燃烧室容积加上汽缸排气量,也就是活塞位在下死点位置时的汽缸容积。
Altis 1.8L 引擎的压缩比为10:1 ,其计算方式如下:
汽缸排气量:448.5 c.c. ,燃烧室容积:49.83 c.c.
压缩比=+:= 1 = 10: 1
引擎基本构造一SOHC单凸轮轴引擎
引擎的凸轮轴装置在汽缸盖顶部,而且只有单一支凸轮轴,一般简称为OHC (顶置凸轮轴,
Over Head Cam Shaft)。凸轮轴透过摇臂驱动汽门做开启和关闭的动作。
在每汽缸二汽门的引擎上还有一种无摇臂的设计方式,此方式是将进汽门和排汽门排在一直在线,让凸轮轴直接驱动汽门做开闭的动作。有VVL 装置的引擎则会透过一组摇臂机构去驱动汽门做开闭的动作。
引擎基本构造一DOHC
双凸轮轴引擎
此种引擎在汽缸盖顶部装置二支凸轮轴,由凸轮轴直接驱动汽门做开启和关闭的动作。仅有少数引擎是设计成透过摇臂去驱动汽门做开闭的动作。有VVL装置的引擎则会透过一组摇臂
机构去驱动汽门做开闭的动作。
DOH(较SOHC勺设计来得优秀的主要原因有二。一是凸轮轴驱动汽门的直接性,使汽门
有较佳的开闭过程,而提升汽缸在进气和排气时的效率。另一则是火星塞可以装置在汽缸盖中间的区域,使混合气在汽缸内部可以获得更好更平均的燃烧。
DOHC勺迷思
早期强调高性能的引擎多会采DOH(设计,因为DOH啲设计在高速运转时仍有相当高的精确性,使得引擎能在高转速输出较大的功率。近来各家车厂在车辆的性能数据上竞争,使一般家庭房车的引擎也多采用DOHC 的设计,甚至造成消费者认为SOHC引擎为过时设计,而非DOHC不买的迷思。其实引擎在一般使用下,不论
SOHC DOHC 一缸两汽门的设计或是一缸
多汽门的设计,都足敷使用,甚至很多八汽门引擎(四缸)在低速表现会优于多汽门引擎。
再者,DOHC引擎比SOHC引擎多出一支凸轮轴(V型引擎多出两支),引擎就需要多克服一倍的摩擦力,及承担多一支凸轮轴的重量。所以像Mercedes-Benz 等欧洲车厂,仍有许多现役的SOHC引擎。
笔者在此并非贬低DOH(引I擎的价值,而是要让读者了解,SOHC并非过时的设计。一个适合自己驾驶习惯、省油且耐用的引擎,就是好引擎;当然,如果您是性能派的热血份子,DOHC 的引擎是您最佳的选择。
直压式与摇臂式
我们在「引擎概论」单元中,对凸轮与汽门之间的作动、何谓DOH(及SOHC可变汽门正时
等题目,其实已经有很详细的论述,在「引擎详论」中仅再作一些补充。对于凸轮如何带动
汽门的启闭,最常见的是「直压式」与「摇臂式」。直压式汽门通常见于DOHC引擎,此式汽
门弹簧座上会会有一圆形套筒,凸轮则直接置于套筒上,所以当凸轮尖端与套筒接触时,会透过套筒把汽门往下压,使汽门开启;而摇臂式汽门通常使用在SOHC引擎上,因为SOHC
引擎缸头内只有一支凸轮轴,却要驱动多个汽门,所以会以摇臂方式,由一个凸轮带动两个汽门。摇臂是利用杠杆原理,当凸轮尖端将摇臂一端挺起时,另一端会向下将汽门压下以使汽门开启。
凸轮直接压动汽门的直压式设计是现在常见的设计
摇臂式与直压式汽门驱动设计各有其优缺点,以力量传递效率来说,直压式比摇臂式来的直接、精确;以维修保养来说摇臂式则容易的多,因为直压式之凸轮与汽门上之套筒的间隙,是靠不同厚度的填隙片来调整,所以当引擎使用一定时数,汽门间隙增大时,要再调整较不易;而摇臂式之汽门间隙通常都以一螺栓调整,只要一支扳手就能搞定。然而目前直压式汽门的填隙片材质皆有一定的耐磨度,磨损的机率很低。
凸轮透过摇臂控制汽门的动作,便是遥臂式的设计
发动机基本工作原理
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,最简单的办法是通过在发动机内部燃烧汽油来获得动能。因此,汽车发动机是内燃机----------- 燃烧在发动机内部发生。
有两点需注意:
1.内燃机也有其他种类,比如柴油机,燃气轮机,各有各的优点和缺点。
2.同样也有外燃机。在早期的火车和轮船上用的蒸汽机就是典型的外燃机。燃料(煤、木头、油)在发动机外部燃烧产生蒸气,然后蒸气进入发动机内部来产生动力。内燃机的效率比外燃机高不少,也比相同动力的外燃机小很多。所以,现代汽车不用蒸汽机。相比之下,内燃机比外燃机的效率高,比燃气轮机的价格便宜,比电动汽车容易添加燃料。这些优点使得大部分现代汽车都使用往复式的内燃机。
二、燃烧是关键
汽车的发动机一般都采用4 冲程。4 冲程分别是:进气、压缩、燃烧、排气。完成这 4 个过程,发动机完成一个周期(2 圈)。