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汽车基础知识汽车的动力系统,发动机的原理与基本组成发动机的结构与形式发动机的性能,发动机的先进技术汽车的动力性汽车的经济性,发动机是汽车的动力装置。其作用是将燃料燃烧产生的热能转化为机械能，然后通过传动系驱动车轮。发动机由两大机构五大系组成,即:,汽车的动力系统发动机的基本组成,曲轴连杆机构配气机构燃料供给系冷却系润滑系点火系起动系,按使用燃料分，发动机主要有汽油机和柴油机两种。按其它方式分，发动机有四冲程与二冲程、水冷与风冷、双凸轮与单凸轮等多种形式。由于燃料的特点，柴油发动机的点火方式为压燃式，所以无点火系。汽油发动机则是点燃式。,汽车的动力系统发动机的基本组成,曲轴连杆机构包括活塞、连杆、曲轴及飞轮等，作用是将气缸内气体的压力转化为曲轴的旋转。活塞位于气缸筒之中，在发动机工作时，受燃烧气体压力作用向下运动。该压力经过连杆传递给曲轴，曲轴将活塞的往复运动变成旋转运动。曲轴的后端是飞轮。,汽车的动力系统曲轴连杆机构,上止点,下止点,冲程(行程),气缸内径（内径）,A,B,B,压缩比,B：燃烧室容积,A：气缸容积,A+B,活塞在气缸中往复运动时，从气缸的一端到另一端的长度叫做一个“冲程”，也叫行程。,冲程,汽车的动力系统曲轴连杆机构,理想空燃比14.7：1,进气冲程,压缩冲程,作功冲程,排气冲程,四冲程发动机的一个工作循环包括进气、压缩、作功、排气四个冲程。这一循环过程需活塞上下各移动两次（两上两下）才能完成，其中进气门只在进气冲程开启，排气门只在排气冲程开启。,汽车的动力系统四冲程发动机的工作过程,在进气冲程中，进气门打开，排气门关闭。随着曲轴的旋转，活塞不断地向下运动，混合气通过进气道流进气缸。,进排气门均处于关闭状态。随着曲轴的转动，活塞开始向上运动，不断地压缩气缸内的混合气，这样可以提高混合气的燃烧压力。,进气冲程,压缩冲程,汽车的动力系统四冲程发动机的工作过程,当活塞上升到最高点附近时，火花塞上的高压电点火，使被压缩的混合气猛烈地燃烧，燃烧后的气体产生很高的压力，推动活塞向下运动，并最终驱动曲轴转动。,作功冲程,随着曲轴的旋转，活塞开始向上运动，这时进气门依然关闭，排气门则处于开启状态。随着活塞的持续上升，燃烧后的废气不断地被排出气缸。,排气冲程,凸轮轴是一根不断旋转的金属杆,作用是控制气缸的进气门和排气门开启与关闭,在其上有数个圆盘状的凸轮,当旋转时,便会依序下压而使气门运动。,汽车的动力系统凸轮轴,顶置式气门OHV(Over-headValve),OHV这种发动机的气门布置在气缸盖上，但凸轮轴却布置在气缸体上。为了使凸轮轴驱动气门运动，在二者中间布置一个长长的推杆。,顶置凸轮轴OHC(Over-headCamshaft),OHC这种发动机的凸轮轴布置在气缸盖上，用以驱动所有的进排气门。一般采用链条或齿形带驱动凸轮轴。,汽车的动力系统顶置凸轮轴与顶置气门,早期的车使用/摩托车,现代车,SOHC=SingleOverheadCamshaft单顶置凸轮轴(飞度)DOHC=DoubleOverheadCamshaft双顶置凸轮轴,b.DOHC型发动机,a.SOHC型发动机,凸轮轴,凸轮轴,汽车的动力系统DOHC和SOHC,水平对置型HorizontallyOpposed-type可降低发动机高度，从而降低汽车重心。,直列Inline-type最普通的排列，紧凑经济。,V型V-typeV型方式可缩短发动机长度。,汽车的动力系统DOHC和SOHC,BMW是目前世界上直列技术最好的车厂,汽车的动力系统汽油机与柴油机,发动机按所使用的燃料进行分类，可以分为汽油机和柴油机，燃料用汽油的为汽油机，燃用柴油的为柴油机，汽油和柴油都是石油精炼时所得到的产品，化学成分十分相似。汽油沸点低、容易气化和点燃、点燃温度比柴油低。汽油机利用电火花点火，使空气和汽油蒸气所组成的混合气燃烧。柴油点燃温度高，而且需要较强的点火能量，否则很难点燃。此外也有人按点火方式把发动机分为两大类，即把汽油机叫做火花点火式发动机，柴油机叫做压燃点火式发动机。,二气门,三气门(二进一排),四气门(二进二排),五气门(三进二排),汽车的动力系统两气门与多气门,功率与扭矩,功率与扭矩是发动机的重要参数，发动机的功率与扭矩在发动机起动后都会随着发动机的转速的升高而升高，但到达某转速后，值达到最大，称为最大功率与最大扭矩,这个转速称为最大功率转速和最大扭矩转速。,例如:左图发动机功率/扭矩图最大功率:102kW/4700rpm最大扭矩:193Nm/2950rpm,汽车的动力系统发动机的动力参数,升功率,A发动机排量2.0升,最大功率：102kW/4700rpm,升功率=102/2.0=51kW/L,B发动机排量2.4升,最大功率：112kW/5600rpm,升功率=112/2.4=47kW/L,汽车的动力系统发动机的动力参数,Turbo废气涡轮增压,这种发动机是利用发动机排放出废气的能量，冲击装在排气系统中的涡轮，使之高速旋转，同时带动压气机一同旋转，压气机压缩进气，强制地将进气增压后压送到气缸中。由于发动机功率与进气量成正比，因此可提高发动机功率。,汽车的动力系统发动机先进技术,直喷式汽油发动机则是直接在气缸里面喷射汽油。,化油器发动机是在进气管道的化油器位置上吸出汽油，与空气混合，雾化形成混合气，经气门进入气缸。,电控汽油喷射发动机是在进气歧管、气门之前的位置上喷射汽油，再经气门进入气缸。,汽油机的燃料供给方式可分为化油器方式、汽油喷射方式和直喷方式三种。,汽车的动力系统发动机先进技术,汽车的动力系统发动机先进技术,单点喷射是所有的气缸由一个总喷射器喷射，然后经进气管进入各缸。多点喷射是每一缸都布置一个汽油喷嘴。,顺序喷射是按时按量地对需要供油的气缸进行喷射。喷射的油量恰到好处绝无浪费，从而降低了燃料消耗量。,汽车的电控燃油喷射可分为单点喷射和多点喷射两大类。,改变气门正时,改变气门升程,稀燃技术与废气再利用,燃料的缸内喷射,汽车的动力系统发动机先进技术,可变进气道技术,发动机的尾气净化,汽车上所用的催化转化器大部分为三元催化转化器，它可以将汽车排气中的3种污染物：一氧化碳、碳氢化物和氮氧化物转化成无毒物。催化转化器中的催化剂是采用铂、钯及铑三种稀有贵重金属混合物，因此催化转化器价格较贵。把三种贵金属的混合物喷镀到金属网条上或陶瓷做的蜂巢上，然后再包上不锈钢外皮，形成很像消声器的催化转化器。当汽车废气通过时，就可使之净化后再排出。,汽车的动力系统发动机先进技术,发动机的不正常工作状态爆震偏时点火,汽车的主要阻力,当汽车在行驶时，阻力主要来自于以下几个方面：,地面阻力：,坡道阻力：,空气阻力：,加速阻力：,当汽车在路面上行驶时，会受到地面阻力，主要是由于地面与轮胎之间的作用产生的，是汽车在低速行驶中的主要阻力。,汽车在上坡时的额外的阻力，来自于汽车自身的重量。,汽车行驶中受到的来自空气的正面的压力，是汽车在高速运动中的主要阻力。,汽车在加速中受到的惯性力，只存在于车速变化时。,汽车的动力系统汽车的动力性,空气阻力,空气阻力是汽车在高速运动中的主要阻力，其大小与车速的平方和汽车的迎风面积成正比，同时也受到车辆外形的影响。风阻系数（Cd）是衡量外形对风阻影响的参数。,汽车的动力系统汽车的动力性,汽车的动力性指标主要有加速性能与爬坡性能两类。汽车的加速性能体现在两个方面：原地起步加速性能、超速性能。,原地起步加速性能通常是以从零车速加速到某一特定车速所用的最短时间表示。一般是100Km/h，或60英里/小时。,超速性能通常表示为从一个较低的车速到一较高车速的加速时间。,汽车的爬坡性能用最大爬坡角度或最大坡度表示。,汽车的动力系统汽车的动力性,功率重量比,功率重量比越小，单位功率所驱动的汽车质量越小，则加速性能越高。,=10kg/kW,=15kg/kW,1,000kg100kW,1,800kg120kW,车A,车B,汽车的动力系统汽车的