发动机的核心是气缸和在气缸内部上下运动的活塞。上面介绍的发动机只有一个气缸。大多数割草机属于这种情况,但是大多数汽车都有多个气缸(通常有四个、六个或八个气缸)。在多缸发动机中,气缸的排列方式通常有三种: 直列式、V型或卧式(也叫水平对置式),如下图所示
各种配置方式在平滑性、制造成本和外形特征方面均各有利弊。 这些优点和缺点使它们分别适合某些特定车辆的要求。
排量
燃烧室是发生压缩和燃烧过程的区域。 随着活塞上下运动,可以看到燃烧室的容积也随之发生改变。 存在最大容积和最小容积。 最大容积和最小容积之间的差值称为排量,其单位为升或CC(立方厘米,1000立方厘米=1升)。
以下是一些例子:
大多数标准汽车发动机的排量在1.5-4.0升之间。
如果是四气缸发动机并且每个气缸的排量为0.5升,则整个发动机为“2.0升发动机”。 如果每个气缸的排量为0.5升,6个气缸以V型配置,则为“3.0升V-6”发动机。
通常,可通过排量大致了解发动机的功率。 排量为0.5升的气缸可以容纳两倍于排量为0.25升的气缸的燃油、空气混合物,因此前者的功率是后者的两倍(如果其他条件相同)。 所以,2.0升发动机的功率大致等于4.0升发动机的一半。
可以通过增加气缸数量或者增大所有气缸的燃烧室(或者同时增加二者)来提高发动机的排量。
其他发动机部件
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火花塞
火花塞可提供火花来点燃空气/燃油混合物以使其燃烧。 必须在正确的时刻打出火花才能正常工作。
气门
进气门和排气门在正确的时间开启,输入空气和燃油并排出废气。 请注意,两种气门在压缩和燃烧期间都处于闭合状态以密闭燃烧室。
活塞
活塞是一个金属圆柱形部件,可以在气缸内部上下运动。
活塞环
活塞环在活塞外缘和气缸内径之间起到滑动密封作用。 活塞环有两个目的:
大多数“烧油”汽车必须每隔1600公里便添加1升左右的油,其中的原因就是发动机老化,而且活塞环不再能够起到正确的密封作用。
连杆
连杆将活塞连接到曲轴。 它的两端都可以旋转,以便在活塞运动和曲轴旋转的同时改变角度。
曲轴
曲轴将活塞的上下运动转变为圆周运动,就如同一打开盒子就跳出一个小人的玩具盒上的曲柄一样。
油槽
油槽围绕在曲轴周围。 它包含一定量的机油,这些机油集中在底部(油盘)。
下面我们来看看发动机可能会出现的一些问题。
发动机常见问题
某天早晨您想外出,发动机转了几下但是没有启动,是什么地方出问题了? 现在您已经知道发动机的工作原理了,应该能够了解是哪些原因导致发动机无法运转。 可能有以下三种原因: 燃油混合得不好、缺乏压缩或者不能打火。 除此之外,还有许多可能导致问题的其他原因,但是上面的三个原因是主要因素。 以我们正在讨论的简单发动机为例,下面简要讨论了这些问题对发动机的影响:
燃油混合得不好:可能会由于以下原因而导致燃油混合得不好:
缺少压缩:如果进入的空气和燃油不能被正确压缩,则燃烧过程将不尽如人意。 可能会因以下原因导致缺乏压缩:
气缸上最常见的“孔洞”出现在气缸顶部(用于安装气门和火花塞,又称作“气缸盖”)与气缸本身相连的部位。 通常,气缸和气缸盖螺栓之间有一个薄垫,以确保密封效果。 如果该垫片破损,便会在气缸和气缸盖之间出现许多小孔洞并导致泄露。
不能打火:不能产生火花或火花很弱,原因主要包括:
还可能是其他方面出了问题。例如:
在正常运行的发动机中,所有上述因素都在允许的范围内。
正如您所看到的,发动机需要大量系统的帮助才能完成将燃油转换为运动的工作。 大多数子系统都可通过不同的技术来实现,使用的技术越先进,发动机的性能也就越出色。 在下面的部分中,我们将介绍现代发动机中使用的各种子系统。