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详解发动机内部构造及原理 M POWER V10

汽车作为一个行驶工具,能动、能开是最基本的要求,但安全性、操控性、舒适性和环保性也同样不可或缺。

为了达到上述目的,就要求从外观到内饰以及发动机等部件相互配合,相互匹配。

但从某方面来说又互相制约,互相影响。

所以,这是一个相当复杂庞大的技术领域。

而我们所要了解的就是简单的一些入门知识,同时这些又是使用中息息相关的。

宝马V10发动机今天,先来说说发动机。

发动机对于汽车的重要性不言而喻,它由机体组、曲柄连杆机构、配气机构、供油及燃油分配系统、电子传感器、点火系统和润滑系统以及散热系统等方面组成。

它们各司其职综合在一起最终保证了发动机运转所必须的三要素—可燃混合气、电火花和汽缸压力。

宝马M5的V10发动机零件一览一.机体组:对于一款四冲程发动机来说,一般情况下机体组由上到下可分为五块,分别是气门室盖、汽缸盖、缸体、曲轴箱和油底壳。

根据工作压力和使用车辆成本的不同,材料主要选择铸铁、铝合金以及镁铝合金。

其中铸铁的硬度较强,适用于涡轮增压车型,但散热效果差,所以往往都将压缩比设计的较低。

铝合金重量轻,散热好,但硬度不强,主要用于高转的自然吸气车型。

曲轴箱主体二.曲柄连杆机构:所谓曲柄连杆机构实际上就是我们通常所说的曲轴、连杆、活塞、活塞环、大小瓦。

这些部件的作用主要就是用来将可燃混合气被点燃后爆发出的力量传递到离合器和变速箱中,根据发动机用途(强调马力输出或相对更低的油耗)来设计不同质量和惯性的曲轴及曲柄。

另外,机体组中和曲柄连杆机构的相互设计配合也往往决定了一款发动机的转速高低。

一般来说,大缸径短冲程时的设计主要是为了更加追求转速高,功率大。

而小缸径长冲程式的设计则多用来载重或者纯正越野车之类更强调低转大扭矩的车。

用来汇集各缸输出动力的曲轴三.配气机构:配气机构的主要作用就是根据发动机的实时需要而提供相应的可燃混合气。

它由两方面组成,其中发动机内部主要包括正时皮带(优点是噪音小,缺点是需要更换)或正时链条(优点是免于更换,但十万公里左右要调整松紧度,缺点是噪音大)或正时齿轮(优点是不用更换,不用维护,缺点是重量大、惯性大),凸轮轴、液压气门顶、气门、气门弹簧以及气门油封。

它们之间的相互关系其实不难理解,讲的通俗一点就是曲轴旋转的力通过正时皮带传送到凸轮轴,然后再由凸轮轴带动气门进行上下运动。

宝马M5上的凸轮轴液压气门顶除上述部件外,在发动机的外部还有一些为了配气的最终目的而工作的,按照从外到里的安装按后顺序分别是,空滤、空气流量计、进气温度传感器、节气门、进气歧管等。

当然,在一些多点或单点电喷的发动机当中,还在进气歧管上安装了燃油分配器。

这属供油系,不在这里进行讨论。

宝马M5上缸盖宝马M5上缸盖侧面四.供油及燃油分配系统:汽油从油箱进入到汽缸中进行燃烧来产生动力,这不难理解。

不过,在这个过程中,汽车各部件间的相互配合却是非常重要的。

简单的来说,就是行车电脑根据许许多多的传感器(进气温度、空气流量、节气门开度、水温传感、爆震传感、氧传感、曲轴转速、档位和发动机负荷等)来不断的调整喷油时机和喷油量。

宝马M5上缸盖底面目前国际上主流的技术已经能够将喷油嘴安装到缸体上,喷油头在燃烧室内,这就是直喷。

它多带来的直接好处就是喷射更准确,输出扭矩更强,也更加的环保。

宝马M5上缸盖侧面五.电子传感器:这方面刚才已经讲了,电喷车的工作就像是一个系统庞大的国家,中央政府(行车电脑)需要个个部委(传感器)来不断反馈相关信息然后调整政策。

而结果就是不断的完善,不断的进步,运转的越来越好。

同样,如果其中的某一个零件发生故障,传递来错误的信息,那结果可想而之,不但会发生故障,而且还有可能连累到其他传感器的“安危”宝马M5上的Valvetronic可变气门升程技术的电路板及驱动马达宝马M5上的排气系统六.点火系统:点火系统的部件主要包括、电瓶、点火开关、行车电脑、分电器、点火线圈、缸线以及火花塞。

这套系统的主要作用就是将电瓶里的低压电被放大到数万伏后通过分电器来不断在每一个汽缸中点燃混合气。

这套系统一般来说不容易损坏,但火花塞是一个耗材,一般来说3万公里更换一次。

火花塞、高压帽及点火线圈有些车友喜欢将自己的点火系统改装,比如低阻值的导线、高热值的火花塞等等,实际上动力提升不太明显,在日常使用上也没有什么过人之处。

并且也只适合与其它改装并用才能显示出效果。

当然,在柴油发动机上没有点火系统,关于它的一些方面,我会在接下来的几篇文章中讲到。

七.润滑系统:四冲程发动机的内部润滑主要有两种方式,分别是压力润滑和飞溅润滑。

前者主要通过机油泵将机油源源不断的输送到凸轮轴、活塞底部、瓦片等等地方,而飞溅润滑的意思就是通过曲轴的旋转将机油甩出,目的是让缸桶内形成油膜,来进行润滑。

水泵及水泵皮带轮很多高性能的赛车都采用干式油底壳式的设计,它知识通过机油泵将两组甚至更多的储油罐内的机油进行压力润滑到各个组件中,避免了传统方式所存在的惯性和润滑不良等问题。

当然,除了润滑之外,机油还有散热以及密封等作用。

汽车的引擎是汽车的动力源泉,就像人的心脏一样重要。

所以,一部车引擎的特性可以作为决定整部车性能的重要指标。

也就是说,如果一部车的引擎非常出色,那么这部车的性能也一定很出色。

汽车的引擎是通过燃油和空气所形成的混合气体燃烧、爆炸来产生动力的。

这一切的物理、化学变化都是在燃烧室内进行的。

首先,起动机带动引擎的曲轴运动,而曲轴通过特有的曲柄连杆机构带动气缸内的活塞上下运动。

在活塞向下运动时,气缸内产生了真空效应,同时外界的新鲜空气通过空气过滤器被吸入到进气腔,并通过此时开启的进气门而被引入到气缸内。

在空气进入气缸的同时,燃油也通过喷油嘴以绝对雾化状态喷射到气缸的燃烧室内(目前多数喷射引擎都是将燃油喷射到进气门处,然后与空气一起进入到气缸内)并与空气形成混合气体。

在混合气体形成同时,汽缸的燃烧室内火花塞开始打火,形成高达几万伏特的高压电火花,迅速点燃混合气体,混合气体发生爆炸,推动活塞向下运动。

这时气缸的排气门开启,将燃烧后的废气引入到排气管内,通过消音器被排放到空气中。

在活塞运动到下止点后,一个完整的工作流程结束。

由于运动的特性及曲柄连杆机构的特性,活塞会再度向上运动,同时开始第二个工作流程。

通过上图我们不难了解整个运动的过程(由于是剖视图,气缸未标出,活塞位于气缸内,活塞到达运动的上止点时与缸盖之间的空间为燃烧室),正是因为引擎的多个气缸内的活塞有顺序的交替运动使曲轴旋转,这就形成了引擎的原始动力。

同时,曲轴通过前端齿轮及传动链条或者传动皮带,带动凸轮机构、空调设备、转向助力设备、发电设备等一起工作为汽车的正常行驶提供保障。

上图中的凸轮机构就是来控制进、排气门工作的。

凸轮机构的设计是绝对符合引擎工作时进、排气门开启与关闭时间的,这就是所谓的配气相位,由于比较复杂且难于理解,本文在这里不作叙述。

汽车的基本构造汽车一般由发动机、底盘、车身和电气设备等四个基本部分组成。

汽车发动机:发动机是汽车的动力装置。

由机体,曲柄连杆机构,配气机构,冷却系,润滑系,燃料系和点火系(柴油机没有点火系)等组成。

按燃料分发动机有汽油和柴油发动机两种;按工作方式分有二冲程和四冲程两种,一般发动机为四冲程发动机。

四冲程发动机的工作过程:四冲程发动机是活塞往复四个行程完成一个工作循环,包括进气、压缩、作功、排气四个过程。

四行程柴油机和汽油机一样经历进气、压缩、作功、排气的过程。

但与汽油机的不同之处在于:汽油机是点燃,柴油机是压燃。

冷却系:一般由水箱、水泵、散热器、风扇、节温器、水温表和放水开关组成。

汽车发动机采用两种冷却方式,即空气冷却和水冷却。

一般汽车发动机多采用水冷却。

润滑系:发动机润滑系由机油泵、集滤器、机油滤清器、油道、限压阀、机油表、感压塞及油尺等组成。

燃料系:汽油机燃料系由汽油箱、汽油表、汽油管、汽油滤清器、汽油泵、化油器、空气滤清器、进排气歧管等组成。

化油器:是将汽油与空气以一定的比例混合为一种雾化气体的装置,这种雾化气体叫可燃混合气,及时适量供入气缸。

汽车的底盘:传动系:主要是由离合器、变速器、万向节、传动轴和驱动桥等组成。

离合器:其作用是使发动机的动力与传动装置平稳地接合或暂时地分离,以便于驾驶员进行汽车的起步、停车、换档等操作。

变速器:由变速器壳、变速器盖、第一轴、第二轴、中间轴、倒档轴、齿轮、轴承、操纵机构等机件构成,用于汽车变速、变输出扭矩。

行驶系:由车架、车桥、悬架和车轮等部分组成。

它的基本功用是支持全车质量并保证汽车的行驶。

钢板弹簧与减震器:钢板弹簧的作用是使车架和车身与车轮或车桥之间保持弹性联系。

减震器的作用是当汽车受到震动冲击时使震动得到缓和。

减震器与钢板弹簧并联使用。

转向系:由方向盘、转向器、转向节、转向节臂、横拉杆、直拉杆等组成,作用是转向。

前轮定位:为了使汽车保持稳定直线行驶,转向轻便,减少汽车在行驶中轮胎和转向机件的磨损,前轮、转向主销、前轴三者之间的安装具有一定的相对位置,这就叫“前轮定位”。

它包括主销后倾、产销内倾、前轮前束。

前束值是指两前轮的前边缘距离小于后边缘距离的差值。

制动系:机动车的制动性能是指车辆在最短的时间内强制停车的效能。

手制动器的作用:手制动器是一种使汽车停放时不致溜滑,在特殊情况下,配合脚制动的装置。

液压制动构造:液压制动装置由制动踏板、制动总泵、分泵、鼓式(车轮)制动器和油管等机件组成。

气压制动装置:由制动踏板、空气压缩机、气压表、制动阀、制动气室、鼓式(车轮)制动器和气管等机件组成。

电气设备:汽车电气设备主要由蓄电池、发电机、调节器、起动机、点火系、仪表、照明装置、音响装置、雨刷器等组成。

蓄电池:蓄电池的作用是供给起动机用电,在发动机起动或低速运转时向发动机点火系及其他用电设备供电。

当发动机高速运转时发电机发电充足,蓄电池可以储存多余的电能。

蓄电池上每个单电池都有正、负极柱。

其识别方法为:正极柱上刻有“+”号,呈深褐色;负极柱上刻有“-”号,呈淡灰色。

起动机:其作用是将电能转变成机械能,带动曲轴旋转,起动发动机。

起动机使用时,应注意每次起动时间不得超过5秒,每次使用间隔不小于10-15秒,连续使用不得超过3次。

若连续起动时间过长,将造成蓄电池大量放电和起动机线圈过热冒烟,极易损坏机件。

1.整车装备质量(kg):汽车完全装备好的质量,包括润滑油、燃料、随车工具、备胎等所有装置的质量。

2.最大总质量 kg :汽车满载时的总质量。

3.最大装载质量 kg :汽车在道路上行驶时的最大装载质量。

4.最大轴载质量(kg):汽车单轴所承载的最大总质量。

与道路通过性有关。

5.车长 mm :汽车长度方向两极端点间的距离。

6.车宽 mm :汽车宽度方向两极端点间的距离。

7.车高 mm :汽车最高点至地面间的距离。

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