汽車產生動力的原理是什麼

時間 2021-08-11 17:54:39

1樓:匿名使用者

發動機,又稱為引擎,是一種能夠把一種形式的能轉化為另一種更有用的能的機器,通常是把化學能轉化為機械能。(把電能轉化為機器能的稱謂電動機)有時它既適用於動力發生裝置,也可指包括動力裝置的整個機器.比如汽油發動機,航空發動機.

基本理論

汽油發動機將汽油的能量轉化為動能來驅動汽車,最簡單的辦法是通過在發動機內部燃燒汽油來獲得動能。因此,汽車發動機是內燃機----燃燒在發動機內部發生。

有兩點需注意:

1. 內燃機也有其他種類,比如柴油機,燃氣輪機,各有各的優點和缺點。

2. 同樣也有外燃機。在早期的火車和輪船上用的蒸汽機就是典型的外燃機。燃料(煤、木頭、油)在發動機外部燃燒產生蒸氣,然後蒸氣進入發動機內部來產生動力。

內燃機的效率比外燃機高不少,也比相同動力的外燃機小很多。所以,現代汽車不用蒸汽機。

相比之下,內燃機比外燃機的效率高,比燃氣輪機的**便宜,比電動汽車容易新增燃料。這些優點使得大部分現代汽車都使用往復式的內燃機。

結構機體是構成發動機的骨架,是發動機各機構和各系統的安裝基礎,其內、外安裝著發動機的所有主要零件和附件,承受各種載荷。因此,機體必須要有足夠的強度和剛度。機體組主要由氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋和氣缸墊等零件組成。

一. 氣缸體

水冷發動機的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體,稱為氣缸體——曲軸箱,也可稱為氣缸體。氣缸體一般用灰鑄鐵鑄成,氣缸體上部的圓柱形空腔稱為氣缸,下半部為支承曲軸的曲軸箱,其內腔為曲軸運動的空間。在氣缸體內部鑄有許多加強筋,冷卻水套和潤滑油道等。

氣缸體應具有足夠的強度和剛度,根據氣缸體與油底殼安裝平面的位置不同,通常把氣缸體分為以下三種形式。

(1) 一般式氣缸體其特點是油底殼安裝平面和曲軸旋轉中心在同一高度。這種氣缸體的優點是機體高度小,重量輕,結構緊湊,便於加工,曲軸拆裝方便;但其缺點是剛度和強度較差

(2) 龍門式氣缸體其特點是油底殼安裝平面低於曲軸的旋轉中心。它的優點是強度和剛度都好,能承受較大的機械負荷;但其缺點是工藝性較差,結構笨重,加工較困難。

(3) 隧道式氣缸體這種形式的氣缸體曲軸的主軸承孔為整體式,採用滾動軸承,主軸承孔較大,曲軸從氣缸體後部裝入。其優點是結構緊湊、剛度和強度好,但其缺點是加工精度要求高,工藝性較差,曲軸拆裝不方便。

為了能夠使氣缸內表面在高溫下正常工作,必須對氣缸和氣缸蓋進行適當地冷卻。冷卻方法有兩種,一種是水冷,另一種是風冷。水冷發動機的氣缸周圍和氣缸蓋中都加工有冷卻水套,並且氣缸體和氣缸蓋冷卻水套相通,冷卻水在水套內不斷迴圈,帶走部分熱量,對氣缸和氣缸蓋起冷卻作用。

現代汽車上基本都採用水冷多缸發動機,對於多缸發動機,氣缸的排列形式決定了發動機外型尺寸和結構特點,對發動機機體的剛度和強度也有影響,並關係到汽車的總體佈置。按照氣缸的排列方式不同,氣缸體還可以分成單列式,v型和對置式三種。

(1) 直列式

發動機的各個氣缸排成一列,一般是垂直佈置的。單列式氣缸體結構簡單,加工容易,但發動機長度和高度較大。一般六缸以下發動機多采用單列式。

例如捷達轎車、富康轎車、紅旗轎車所使用的發動機均採用這種直列式氣缸體。有的汽車為了降低發動機的高度,把發動機傾斜一個角度。

(2) v型

氣缸排成兩列,左右兩列氣缸中心線的夾角γ<180°,稱為v型發動機,v型發動機與直列發動機相比,縮短了機體長度和高度,增加了氣缸體的剛度,減輕了發動機的重量,但加大了發動機的寬度,且形狀較複雜,加工困難,一般用於8缸以上的發動機,6缸發動機也有采用這種形式的氣缸體。

(3) 對置式

氣缸排成兩列,左右兩列氣缸在同一水平面上,即左右兩列氣缸中心線的夾角 γ=180°,稱為對置式。它的特點是高度小,總體佈置方便,有利於風冷。這種氣缸應用較少。

氣缸直接鏜在氣缸體上叫做整體式氣缸,整體式氣缸強度和剛度都好,能承受較大的載荷,這種氣缸對材料要求高,成本高。如果將氣缸製造成單獨的圓筒形零件(即氣缸套),然後再裝到氣缸體內。這樣,氣缸套採用耐磨的優質材料製成,氣缸體可用**較低的一般材料製造,從而降低了製造成本。

同時,氣缸套可以從氣缸體中取出,因而便於修理和更換,並可大大延長氣缸體的使用壽命。氣缸套有乾式氣缸套和溼式氣缸套兩種。

乾式氣缸套的特點是氣缸套裝入氣缸體後,其外壁不直接與冷卻水接觸,而和氣缸體的壁面直接接觸,壁厚較薄,一般為1~3mm。它具有整體式氣缸體的優點,強度和剛度都較好,但加工比較複雜,內、外表面都需要進行精加工,拆裝不方便,散熱不良。

溼式氣缸套的特點是氣缸套裝入氣缸體後,其外壁直接與冷卻水接觸,氣缸套僅在上、下各有一圓環地帶和氣缸體接觸,壁厚一般為5~9mm。它散熱良好,冷卻均勻,加工容易,通常只需要精加工內表面,而與水接觸的外表面不需要加工,拆裝方便,但缺點是強度、剛度都不如干式氣缸套好,而且容易產生漏水現象。應該採取一些防漏措施。

二.曲軸箱

氣缸體下部用來安裝曲軸的部位稱為曲軸箱,曲軸箱分上曲軸箱和下曲軸箱。上曲軸箱與氣缸體鑄成一體,下曲軸箱用來貯存潤滑油,並封閉上曲軸箱,故又稱為油底殼圖(圖2-6)。油底殼受力很小,一般採用薄鋼板衝壓而成,其形狀取決於發動機的總體佈置和機油的容量。

油底殼內裝有穩油擋板,以防止汽車顛動時油麵波動過大。油底殼底部還裝有放油螺塞,通常放油螺塞上裝有永久磁鐵,以吸附潤滑油中的金屬屑,減少發動機的磨損。在上下曲軸箱接合面之間裝有襯墊,防止潤滑油洩漏。

三. 氣缸蓋

氣缸蓋安裝在氣缸體的上面,從上部密封氣缸並構成燃燒室。它經常與高溫高壓燃氣相接觸,因此承受很大的熱負荷和機械負荷。水冷發動機的氣缸蓋內部制有冷卻水套,缸蓋下端面的冷卻水孔與缸體的冷卻水孔相通。

利用迴圈水來冷卻燃燒室等高溫部分。

缸蓋上還裝有進、排氣門座,氣門導管孔,用於安裝進、排氣門,還有進氣通道和排氣通道等。汽油機的氣缸蓋上加工有安裝火花塞的孔,而柴油機的氣缸蓋上加工有安裝噴油器的孔。頂置凸輪軸式發動機的氣缸蓋上還加工有凸輪軸軸承孔,用以安裝凸輪軸。

氣缸蓋一般採用灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄成,鋁合金的導熱性好,有利於提高壓縮比,所以近年來鋁合金氣缸蓋被採用得越來越多。

氣缸蓋是燃燒室的組成部分,燃燒室的形狀對發動機的工作影響很大,由於汽油機和柴油機的燃燒方式不同,其氣缸蓋上組成燃燒室的部分差別較大。汽油機的燃燒室主要在氣缸蓋上,而柴油機的燃燒室主要在活塞頂部的凹坑。這裡只介紹汽油機的燃燒室,而柴油機的燃燒室放在柴油供給系裡介紹。

汽油機燃燒室常見的三種形式。

(1) 半球形燃燒室

半球形燃燒室結構緊湊,火花塞佈置在燃燒室**,火焰行程短,故燃燒速率高,散熱少,熱效率高。這種燃燒室結構上也允許氣門雙行排列,進氣口直徑較大,故充氣效率較高,雖然使配氣機構變得較複雜,但有利於排氣淨化,在轎車發動機上被廣泛地應用。

(2) 楔形燃燒室

楔形燃燒室結構簡單、緊湊,散熱面積小,熱損失也小,能保證混合氣在壓縮行程中形成良好的渦流運動,有利於提高混合氣的混合質量,進氣阻力小,提高了充氣效率。氣門排成一列,使配氣機構簡單,但火花塞置於楔形燃燒室高處,火焰傳播距離長些,切諾基轎車發動機採用這種形式的燃燒室。

(3) 盆形燃燒室

盆形燃燒室,氣缸蓋工藝性好,製造成本低,但因氣門直徑易受限制,進、排氣效果要比半球形燃燒室差。捷達轎車發動機、奧迪轎車發動機採用盆形燃燒室。

四. 氣缸墊

氣缸墊裝在氣缸蓋和氣缸體之間,其功用是保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封,防止漏氣,漏水和漏油。

氣缸墊的材料要有一定的彈性,能補償結合面的不平度,以確保密封,同時要有好的耐熱性和耐壓性,在高溫高壓下不燒損、不變形。目前應用較多的是銅皮——棉結構的氣缸墊,由於銅皮——棉氣缸墊翻邊處有三層銅皮,壓緊時較之石棉不易變形。有的發動機還採用在石棉中心用編織的綱絲網或有孔鋼板為骨架,兩面用石棉及橡膠粘結劑壓成的氣缸墊。

安裝氣缸墊時,首先要檢查氣缸墊的質量和完好程度,所有氣缸墊上的孔要和氣缸體上的孔對齊。其次要嚴格按照說明書上的要求上好氣缸蓋螺栓。擰緊氣缸蓋螺栓時,必須由**對稱地向四周擴充套件的順序分2~3次進行,最後一次擰緊到規定的力矩。

發動機的其他部分

凸輪軸 控制進氣閥和排氣閥的開閉

火花塞 火花塞放出火花點燃油氣混合氣,使得**發生。火花必須在適當的時候放出。

閥門 進氣、出氣閥分別在適當的時候開啟來吸入油氣混合氣和排出尾氣。在壓縮和

燃燒時,這兩個閥都是關閉的,來保證燃燒室的密封。

活塞環 在氣缸壁和活塞中提出密封:

1.防止在壓縮和燃燒時油氣混合氣和尾氣洩漏進潤滑油箱。

2.防止潤滑油進入汽缸內燃燒。

大多“燒機油”的汽車就是因為發動機太舊:活塞環不再密封引起的(尾氣管冒青煙)

活塞桿 連線活塞環和曲軸,使得活塞和曲軸維持各自的運動。

潤滑油槽 包圍著曲軸,裡面有相當數量的油

2樓:其興業令躍

通過活塞第一次向上運動至頂端

在火花塞產生微熱量帶動下瞬間把燃料點燃

劇烈燃燒產生的熱量把活塞向下推動

這時動能轉化為機械能

通過曲軸把動力傳送給變速箱再傳給驅動輪

3樓:權景勝嚴升

燃料在氣缸內燃燒,體積膨脹進而推動活塞和曲軸連桿機構產生往復運動進而推動汽車,產生行駛的動力

發動機產生動力其實就是一個內部能量轉換的過程。燃料燃燒的化學能轉化為熱能,熱能通過膨脹擴張推動活塞運動,從而轉換成了機械能

4樓:晉凡邗人

首先有發動機(汽油機或柴油機)把燃料燃燒的熱能轉化為機械能,即燃料燃燒爆發做功--通過活塞曲柄連桿機構,將活塞的往復運動轉變為曲柄連桿機構的旋轉運動。再通過曲軸、飛輪、離合器元件,將動力傳遞給變速箱。從變速箱輸出的動力通過十字軸、傳動軸把動力傳遞給車橋的差速器,再通過左右兩根車軸從差速器把旋轉動力傳遞給安裝在車橋兩端的車輪,車輪旋轉與路面間產生的摩擦力,就是汽車向前行駛的驅動力(或動力)。

汽車動力是如何產生和傳遞的,汽車的動力是如何傳遞到車輪的?

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