发动机工作原理

1. 活塞开始时位于顶部，排气门打开，然后活塞向下运动，在发动机的气缸中充满空气和汽油的混合物。 这便是吸气冲程。 此时，只需要在空气中混合最少量的汽油即可。 （图中部分 1）2. 然后，活塞向上返回以压缩燃油/ 空气混合物。 压缩过程使得爆炸更具威力。 （图中部分 2）3. 当活塞到达其冲程的顶部时，火花塞发出一个火花，点燃汽油。 气缸中的汽油爆炸，推动活塞向下运动。 （图中部分 3）4. 在活塞到达其冲程的底部后，排气门开启，废气被排出气缸并进入排气尾管。 （图中部分 4）现在，发动机准备进行下一次循环，再次吸入空气和汽油。注意，内燃发动机输出的运动是旋转运动，而土豆加农炮产生的运动是线性运动（直线）。 在发动机中，活塞的线性运动转化为曲轴的旋转运动。 而旋转运动非常好，因为我们正好打算通过它让车轮转起来。下面，我们将要在这个汽车学堂的发动机专题中看一看发动机的各个系统和部件是如何协作运转的。 目前几乎所有汽车都使用四冲程燃烧循环来将汽油转化为运动。 四冲程方式又称作“奥托循环”，以此纪念 1867 年发明它的尼克劳斯奥托 (Nikolaus Otto)。这四个冲程分别是： 进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程、排气冲程、循环冲程。扭矩是发动机性能的一个重要参数，是指发动机运转时从曲轴端输出的平均力矩，俗称为发动机的“转劲” 。扭矩越大，发动机输出的“ 劲”越大，曲轴转速的变化也越快，汽车的爬坡能力、起步速度和加速性也越好。扭矩随发动机转速的变化而不同，转速太高或太低，扭矩都不是最大，只在某个转速时或某个转速区间内才有最大扭矩，这个区间就是在标出最大扭矩时给出的转速或转速区间。最大扭矩一般出现在发动机的中、低转速的范围，随着转速的提高，扭矩反而会下降。扭矩的单位是牛顿米（Nm）或公斤米（Kgm）。 骐达发动机功率、扭矩曲线图仍以之前我们在讲解发动机功率时看到的骐达发动机的功率、扭矩曲线图为例，从图中我们可以看到：骐达的发动机扭矩曲线为不是很明显的双峰值。在 10002300 转和 29003600 转两个转速区间内提速比较快。在 10002300 转之间，可以获得较好的起步提速效果。在 29003600 转时，可以获得比较强劲的动力输出，缩短提速时间。因此，在 2500 转左右换挡比较合适。同时，两个适合加速的时段转速都不是很高，保证了中低转速下速度的提升。引擎扭力大小既是指出力大小，当然扭力就与车辆的加速性有关，并且与爬坡、载重能力 (载重能力还牵涉底盘设定) 相关。不同的引擎设计，就会有不同的扭力输出特性，有些引擎是低转速扭力较大，有些高转速扭力较大，有些涡轮增压有全速域大扭力的高原式扭力输出特性。在一般使用状态下，汽车多在市区以低速行驶，或是在高速公路上以高档位做高速行驶，此时引擎多在中低转速下运转，所以低转速高扭力的引擎，最适合一般日常使用。然而，对于常使用高转速的竞技用车，多采用强调高转速大扭力的引擎。发动机的最大扭矩与发动机的进气系统、供油系统和点火系统的设计有关，在某一转速下，这些系统的性能匹配达到最佳，就可以达到最大扭矩。另外，发动机的功率、扭矩和转速是相关联的，具体关系为：功率=K扭矩转速，其中 K 是转换系数。选择发动机时也要权衡一下怎样合理使用、不浪费现有功能。比如，北京冬夏都有必要开空调，在选择发动机功率时就要考虑到不能太小；只是在城市环路上下班交通用车，就没有必要挑过大马力的发动机。尽量做到经济、合理选配发动机。发动机点火系统正时我们知道引擎中一切的运转都以曲轴为准，所以曲轴就有责任将它的正时“告知” 所有机件。由于现在 ECU 的运算分辨率越来越高，甚至达到 32 位以上，所以需有一机件能精确的撷取正时讯号。目前大部分引擎会在曲轴的一端装设一个齿盘，再由一个磁感 sensor 来接收并产生讯号。假设齿盘有60 齿，一圈 360 度则每一齿间距为 6 度，当曲轴转动时，齿盘会以相同的转速跟着曲轴转动，而每一齿经过 sensor 时，会感应一个磁场，并由 sensor转换为电子讯号让 ECU 得知目前的曲轴角度，好使喷油、点火等动作能在正确时机作动。VVT-i 发动机第 3 缸燃爆现在引擎多是顶置式凸轮轴的设计，就是将凸轮轴设置在引擎缸头上，要驱动凸轮轴必须利用皮带或炼条使之与运转中的曲轴连结。就如前面提到的，凸轮轴的运转也需要“正时 ”，所以在安装正时皮带时，凸轮和曲轴的正时必须对妥。由于正时皮带属于耗损品，而且正时皮带一旦断裂，凸轮轴当然不会照着