汽车的“心脏”如同人的心脏的功能,就是为汽车提供动力。人的心脏差别不大,然而不同汽车的“心脏”则相差较大,如货车和轿车的发动机,汽缸数不同,其力量就不同。
发动机的作用是将燃料的化学能转变为机械能。发动机是汽车的心脏,而发动机的动力核心是汽缸,现代汽车发动机主要采用四冲程往复活塞式发动机,在汽缸内往复运动的就是活塞。四冲程是指活塞在汽缸内的往复运动。
发动机的性能决定了整车的动力性能、经济性能和排放性能。一般而言,发动机排量大,额定功率和牵引力就大,车速也会高。
发动机由机体、曲柄连杆机构、配气机构、冷却系、润滑系、燃料供给系、点火系(柴油机没有点火系)及启动系统等组成。
(1)润滑系统
发动机工作时,各运动零件均以一定的力作用在另一个零件上,并且发生高速的相对运动,有了相对运动,零件表面必然要产生摩擦,加速磨损。因此,为了减轻磨损,减小摩擦阻力,延长使用寿命,发动机上都必须有润滑系统。
润滑系统的功用就是在发动机工作时连续不断地把数量足够、温度适当的洁净机油输送到全部传动件的摩擦表面,并在摩擦表面之间形成油膜,实现液体摩擦,从而减小摩擦阻力、降低功率消耗、减轻机件磨损,以达到提高发动机工作可靠性和耐久性的目的。润滑方式有压力润滑、飞溅润滑、润滑脂润滑3种方式。
(2)冷却系统
冷却系的主要功用是把受热零件吸收的部分热量及时散发出去,保证发动机在最适宜的温度状态下工作。冷却系按照冷却介质不同,可分为风冷和水冷。如果把发动机中高温零件的热量直接散入大气而进行冷却的装置,称为风冷系;而把这些热量先传给冷却水,然后再散入大气而进行冷却的装置,称为水冷系。由于水冷系冷却均匀,效果好,而且发动机运转噪声小,目前汽车发动机上广泛采用的是水冷系。
(3)启动系统
汽车代替步行为人们生活提供了很大的方便和快捷,那么汽车是如何启动的呢?为了使汽车由静止进入运动的状态,必须先用外力转动发动机曲轴,使活塞开始上下运动,汽缸内吸入可燃混合气,然后依次进入后续的工作循环。启动借助启动机来完成发动机曲轴的转动,最早的农用车大多采用人力启动,现在广泛采用电力启动。除此之外,现在很多中高档汽车和智能车也采用一键启动。
目前,几乎所有的汽车发动机都采用电力启动机启动。当电动机轴上的驱动齿轮与发动机飞轮周缘上的环齿啮合时,电动机旋转时产生的电磁转矩通过飞轮传递给发动机的曲轴,使发动机启动。电力启动机简称启动机。它以蓄电池为电源,因为汽油机的启动电流通常达到200~500 A,因此,在蓄电池电量不充足的情况下是难以启动汽车的。电力启动结构简单、操作方便、启动迅速可靠。
(4)点火系统
这是汽油发动机比柴油发动机多出的一套系统,汽缸在压缩行程将要结束的时候,即将进入的就是做功行程。这时候就需要有一个点火系统来适时、准确、可靠地点燃已经配好的可燃混合燃料,使发动机做功。在汽车运行的过程中,汽车的点火系统是不是一直点火呢?
汽车的发动机通常有四汽缸和六汽缸,那么汽车在行驶中,汽车的发动机一直不断地重复进气、压缩、做功、排气的行程,每个汽缸在压缩行程末期就会点火,因此汽车运行的过程中,发动机的汽缸是不断点火的。
汽车发动机除了上述的汽油机外,还有常用的柴油机。现在大力推广使用的电动车按采用的汽车动力来源,可分为纯电动电池车、混合动力车和燃料电池汽车。其他清洁燃料汽车还有夭然气、液化石油气、氢燃料及太阳能电池车等。
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