什么是汽车发动机?它是如何分类的?

文章来源:老侯解车 发布时间:2021-08-16
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所谓的发动机,是指能将自然界中某种能量直接转化为机械能,并拖动某些机械进行工作的机器。

从今天起给大家讲解汽车发动机的相关知识。汽车发动机是非常复杂且精密的机器,大约由几百个零部件组成,我将为大家详细讲解每一个零部件的结构和工作原理,以及系统运行、指标参数解读等内容,尽可能的贴近用车养车实际生活。

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首先来说说什么是发动机。所谓的发动机,是指能将自然界中某种能量直接转化为机械能,并拖动某些机械进行工作的机器。比如在古时候用水力来推动磨盘转动碾米,这就是简单的水力发动机;还有古代的风车,也是把风力转化为机械能,用于提水灌溉、碾磨谷物等,这就是简单的风力发动机。

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而汽车发动机都是热机。所谓的热机,是指能把热能转化为机械能的发动机,称为热力发动机,简称热机。根据燃料在发动机中燃烧位置的不同,热机又可以分为内燃机和外燃机两种。

所谓的外燃机就是指燃料在机器外部燃烧的发动机。常见的外燃机有蒸汽机、汽轮机、核动力反应堆等。外燃机并不能直接把热量转化为机械能,而是要借助于一种介质——水。首先燃烧化石燃料或者核燃料,产生热量烧开水,让水变成水蒸气,然后用水蒸气来推动其它机械的运动。所以,所有的外燃机都可以用“烧开水”这三个字来概括。比如蒸汽机,是用煤烧开水,汽轮机是烧煤或者天然气烧开水,核动力是核燃料烧开水,等等。我们国家的首个航母——辽宁号,它的发动机就是蒸汽机,燃料是重油;漂亮国的核动力航母,是让核燃料燃烧放热烧开水,产生蒸汽驱动航母前进;汽轮机一般用于火力发电厂。

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所谓的内燃机就是指燃料在机器内部燃烧的发动机。根据内燃机将热量转化为机械能的主要构件形式的不同,内燃机可以分为活塞式内燃机和燃气轮机两大类。燃气轮机主要用于大型船舶,而喷气式发动机属于燃气轮机的一种,主要用于飞机、航空航天等设备。活塞式内燃机包括汽油发动机、柴油发动机、气体燃料发动机,它们具有结构紧凑、体积小、质量轻和容易起动等许多优点,因此被广泛地用作汽车动力。

内燃机是在十九世纪八十年代发明的,它的基本原理有两个:卡诺原理和奥托循环。现代的发动机不论如何发展进化,都没有脱离这两个理论。

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汽车发动机根据不同的特征,有很多种分类方法,常见的汽车发动机的类型如下:

1、根据所用燃料种类,分为汽油发动机、柴油发动机和气体燃料发动机三类,它们分别以汽油、柴油和天然气、液化石油气和其他可燃气体为燃料。其中的汽油发动机具有升功率高、噪音低、振动小、对负荷反应迅速等优点,在小型客车上广泛使用;而柴油机具有低速扭矩大、动力足等优点,广泛用于货车、工程机械、中小型船舶等设备上;气体燃料发动机是在汽油机和柴油机基础上改型的,目的是为了节约燃料,降低发动机排放。

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2、根据活塞运动方式的不同,分为往复活塞式发动机和旋转活塞式发动机两种。往复活塞式发动机就是我们常见的汽油机和柴油机,旋转活塞式发动机就是我们常说的转子发动机。由于转子发动机热效率低,油耗高,排放超标,很少有车企在使用它了,目前只有日本的马自达公司还在研究它,其它车企都已经放弃了。

3、根据在一个工作循环期间活塞往复运动的行程数,分为二冲程发动机和四冲程发动机两种。现在市面上行驶的汽车,使用的都是四冲程发动机;二冲程发动机只用于少量的摩托车、游艇、剪草机等,在汽车上基本绝迹了。

4、根据发动机的气缸数量,可以分为单缸发动机和多缸发动机。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、十缸、十二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、十缸、十二缸发动机极为罕见,一般只用于中大型轿车或者越野车上。

5、根据发动机气缸的排列方式,可以分为单列式和双列式。单列式发动机的各个气缸排成一列,比如直列双缸、三缸、四缸、五缸、六缸等。双列式发动机是把气缸排成两列,两列之间的夹角<180°称为V型发动机,比如V6、V8、V12等,还有一种特殊的W12;若两列之间的夹角=180°称为水平对置式发动机,这种发动机现在只有斯巴鲁和保时捷还在使用,其它车企都不用了。

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6、根据发动机冷却方式的不同,可以分为水冷式和风冷式两种。以水或冷却液为冷却介质的称作水冷式内燃机,而以空气为冷却介质的则称作风冷式内燃机。现在市场上绝大多数的汽车都是水冷式的,只有极少数的工程机械和摩托车使用风冷。

7、根据发动机进气状态不同,可以分为增压发动机和自然吸气发动机两类。若进气是在接近大气状态下进行的,则为自然吸气式发动机;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。现在柴油机基本都是增压发动机,汽油机也有普及增压的趋势。

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现在使用最广泛的汽车发动机,是往复活塞式、四冲程、水冷、直列四缸、自然吸气发动机。随着排放法规的日益严苛,发动机气缸有减少的趋势,现在已经有很多三缸发动机了,并且小排量发动机趋向于增压。


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