汽車內燃機是一種將化學能轉化為機械能的裝置,是汽車的動力源。
內燃機的工作原理基於燃料在發動機內部燃燒產生的高溫高壓氣體推動活塞運動,從而驅動車輪旋轉。
汽車內燃機的主要組成部分包括:
1. 氣缸:是內燃機的主體結構,燃料在其中燃燒。
2. 活塞:在氣缸內上下往復運動,將燃料燃燒產生的能量轉化為機械能。
3. 連桿:連線活塞和曲軸,將活塞的往復運動轉化為曲軸的旋轉運動。
4. 曲軸:將連桿傳遞的旋轉運動輸出,驅動車輪旋轉。
5. 氣缸頭:封閉氣缸的上端,包含進氣門、排氣門和火花塞(汽油機)或噴油嘴(柴油機)。
6. 點火系統:汽油機中用於點燃燃料混合氣的系統,包括火花塞、點火線圈等。
7. 供油系統:向發動機提供燃料的系統,包括油箱、燃油泵、噴油嘴等。
8. 冷卻系統:保持發動機在適宜溫度下工作的系統,包括水泵、散熱器等。
9. 排氣系統:將廢氣排出發動機的系統,包括排氣管、催化轉化器等。
汽車內燃機的工作迴圈通常包括吸氣、壓縮、功做和排氣四個階段,這個迴圈被稱為奧托迴圈(汽油機)或迪塞爾迴圈(柴油機)。在吸氣階段,氣缸吸入空氣;在壓縮階段,活塞向上移動,壓縮空氣;在功做階段,點火系統點燃燃料,產生爆炸力推動活塞向下移動,驅動曲軸旋轉;在排氣階段,廢氣被排出。
汽車內燃機的型別主要有汽油機和柴油機兩種。汽油機使用汽油作為燃料,透過點火塞點燃燃料混合氣;柴油機使用柴油作為燃料,透過噴油嘴將柴油噴入高溫高壓的空氣中,使其自行點燃。汽油機的優點是啟動快、噪音低、排放相對較清潔;柴油機的優點是燃油經濟性好、扭矩大、耐用性強。
隨著環保意識的提高和技術的發展,汽車內燃機也在不斷改進。例如,渦輪增壓技術可以提高發動機的功率和扭矩;直噴技術可以提高燃油經濟性和降低排放;混合動力技術可以將內燃機與電動機相結合,進一步提高燃油經濟性和降低排放。
汽車內燃機的關鍵部件:
1. 氣缸體(Cylinder Block):是發動機的主體結構,用於固定和支撐其他部件。它通常由鑄鐵或鋁合金製成,內部包含多個圓柱形的空腔,即氣缸。
2. 氣缸蓋(Cylinder Head):安裝在氣缸體頂部,封閉氣缸的上端。它包含進氣門、排氣門、火花塞(汽油機)或噴油嘴(柴油機)以及冷卻水套。
3. 活塞(Piston):在氣缸內上下往復運動,將燃料燃燒產生的能量轉化為機械能。活塞與氣缸壁之間透過活塞環密封,防止氣體洩漏。
4. 活塞環(Piston Rings):安裝在活塞上,用於密封活塞與氣缸壁之間的間隙,防止燃料和廢氣的洩漏。
5. 連桿(Connecting Rod):連線活塞和曲軸,將活塞的往復運動轉化為曲軸的旋轉運動。
6. 曲軸(Crankshaft):將連桿傳遞的旋轉運動輸出,驅動車輪旋轉。曲軸透過軸承支撐在發動機機體上。
7. 凸輪軸(Camshaft):控制進氣門和排氣門的開閉,確保燃料和廢氣的正確流動。
8. 正時系統(Timing System):包括正時皮帶或正時鏈條,用於同步凸輪軸和曲軸的運動,確保氣門的正確開啟和關閉時機。
9. 點火系統(Ignition System):汽油機中用於點燃燃料混合氣的系統,包括火花塞、點火線圈等。
10. 供油系統(Fuel System):向發動機提供燃料的系統,包括油箱、燃油泵、噴油嘴等。
11. 冷卻系統(Cooling System):保持發動機在適宜溫度下工作的系統,包括水泵、散熱器、冷卻液等。
12. 潤滑系統(Lubrication System):為發動機內的運動部件提供潤滑,減少磨損,包括油泵、油底殼、油濾等。
13. 排氣系統(Exhaust System):將廢氣排出發動機的系統,包括排氣管、催化轉化器等。
這些部件共同工作,使汽車內燃機能夠將燃料燃燒產生的能量轉化為機械能,驅動汽車行駛。