理论教育 汽车发动机的分类与认知

汽车发动机的分类与认知

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:少数轿车和轻型客、货车发动机也有用柴油机的。增压可以提高发动机的功率。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机;有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。汽车发动机广泛使用四冲程内燃机。

汽车发动机的分类与认知

1.按照动力来源

发动机按照动力来源分类,可以分为内燃机和外燃机等。

其中现代汽车用发动机主要是内燃机,它是通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机(如图3-1);外燃机的不同之处是燃料在机器外部燃烧,主要包括蒸汽机和斯特林发动机等(如图3-2)。

图3-1 内燃机的工作过程

图3-2 蒸汽机和斯特林发动机

2.按照使用的燃料

内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机和柴油机(如图3-3)。使用汽油为燃料的内燃机称为汽油机;使用柴油为燃料的内燃机称为柴油机。

图3-3 汽油机和柴油机

图3-4 化油器的外观

汽油机与柴油机比较各有特点,汽油机转速高,质量小,噪音小,起动容易,制造成本低;柴油机压缩比大,热效率高,经济性能和排放性能都比汽油机低。目前,应用最广,数量最多的发动机为水冷、四冲程往复式活塞内燃机,其中汽油机用于轿车和轻型客车、货车上,而大客车和中、重型货车发动机多为柴油机。少数轿车和轻型客、货车发动机也有用柴油机的。

3.按燃油供应方式

按燃油供应方式分类:化油器发动机和电喷发动机以及缸内直喷发动机(如图3-4至图3-6)。

图3-5 电喷发动机的组成

图3-6 缸内直喷发动机

化油器式发动机供油是利用设置在进气门上方的喉管,气流通过喉管时产生负压,将汽油从主喷管连续吸出,进入发动机进气歧管,流入气缸;电喷发动机由进气系统、燃油系统、电控系统等组成。它是根据安装在发动机进气系统及机体上的传感器所感知的信息,提供给计算机控制系统,精确计算出发动机在各种工况下所需的供油量,并向喷油器提供所需脉冲频宽,然后将有一定压力的燃油通过喷油器喷入进气歧管或气缸,目前电喷发动机已取代化油器发动机;缸内直喷又称FSI,即燃料分层喷射技术,将燃油由喷嘴直接喷入缸内,该技术可以进一步提高汽油机热效率与降低汽油机排放,这套由柴油发动机衍生而来的科技目前已经大量使用。

4.按进气系统的工作方式

按进气系统的工作方式可分为自然吸气、涡轮增压、机械增压和双增压四个类型(如图3-7、图3-8)。

若进气是在接近大气状态下进行的,则为非增压内燃机或自然吸气式内燃机;若利用增压器将进气压力增高,进气密度增大,则为增压发动机。增压可以提高发动机的功率

图3-7 自然吸气发动机中的可变配气相位技术

(www.daowen.com)

图3-8 涡轮增压发动机

5.按活塞运动方式

按活塞运动方式可分为往复活塞式内燃机和旋转活塞式发动机两种。

其中往复活塞式内燃机活塞在汽缸内作往复直线运动,旋转活塞式发动机活塞在汽缸内做旋转运动,主要应用于转子发动机(如图3-9)。

图3-9 往复活塞式内燃机和旋转活塞式发动机

6.按气缸排列型式

按气缸排列型式分直列发动机,V型发动机和水平对置发动机等(如图3-10)。

单列式发动机的各个气缸排成一列,一般是垂直布置的,但为了降低高度,有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的。双列式发动机把气缸排成两列,两列之间的夹角<180°(一般为90°)称为V型发动机,若两列之间的夹角=180°称为对置式发动机。三列式把气缸排成三列,成为W型发动机。

图3-10 水平对置发动机,直列发动机和V型发动机

7.按气缸数目

按气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机(如图3-11)。

现代汽车多采用三缸,四缸、六缸、八缸发动机。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机;有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸、十六缸等都是多缸发动机。现代车用发动机多采用三缸,四缸、六缸、八缸发动机。

图3-11 单缸发动机和四缸发动机

8.按冷却方式

按冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机(如图3-12)。

水冷发动机冷却均匀,工作可靠,冷却效果好,被广泛应用于现代车用发动机。水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的;而风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的。水冷发动机冷却均匀,工作可靠,冷却效果好,被广泛地应用于现代车用发动机。

图3-12 水冷发动机和风冷发动机

9.按冲程数

按照完成一个工作循环所需的冲程数可分为四冲程内燃机和二冲程内燃机(如图3-13)。

曲轴转两圈(720°),活塞在气缸内上下往复运动四个冲程,完成一个工作循环的内燃机称为四冲程内燃机;而把曲轴转一圈(360°),活塞在气缸内上下往复运动两个冲程,完成一个工作循环的内燃机称为二冲程内燃机。汽车发动机广泛使用四冲程内燃机。

图3-13 四冲程内燃机和二冲程内燃机

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