汽油发动机结构

地盘玉

汽油发动机内部的结构


1. 正时皮带与正时链条





正时皮带是发动机凸轮轴和曲轴的连接件，当发动机从静止由起动机转动曲轴，正时皮带便也开始了忙碌的工作，通过与曲轴的配合，来调节发动机进、排气门开启或关闭的时间，以保证气缸能够正常的吸气和排气。确保时间精准的功臣要属正时链条上的几个明显的标志，按照严格的技术要求和工艺标准安装后，便可以实现曲轴和凸轮轴间的良好配合，来确定进、排气门何时开启何时关闭，来完成燃料化学能向曲轴动能的转变。






橡胶材质的正时皮带随着工作时间的增长，容易发生磨损或老化，使皮带接触面发生较大的形变。如若长期不更换，皮带很容易发生跳齿或断裂的现象，导致发动机不能正常工作，便会出现怠速不稳、加速不良或打不着车的情况。因此为了安全，一定要按照厂家的要求，在规定周期内对皮带进行更换。





不过随着造车技术水平的发展，部分发动机的皮带已被链条所替代。正时链条由强度较大的钢材制成，众所周知，金属的强度要远远大于橡胶，这就使其变形程度大大降低，跳齿和断裂的现象发生的几率微乎其微。

2. 节气门


节气门是控制空气进入发动机的一道可控阀门，气体进入进气管后会和汽油混合成可燃混合气，从而燃烧做工。它上接空气滤清器，下接发动机缸体，被称为是汽车发动机的咽喉。节气门有传统拉线式和电子节气门两种，传统发动机节气门操纵机构是通过拉索（软钢丝）或者拉杆，一端连接油门踏板，另一端连接节气门连动板而工作。电子节气门主要通过节气门位置传感器，来根据发动机所需能量，控制节气门的开启角度，从而调节进气量的大小。







电子节气门的种类有电液式、线性电磁铁式、步进电机式和直流伺服电机式四种，不过电液式和步进电机式由于由于控制精度不高，线性电磁式则由于所需电功耗较大，都很少在汽车上应用，直流伺服电机式则很好的克服了以上两种情况，从而在汽车上应用较为广泛。此外节气门也需要定期进行清洗，时间长短主要取决于空气滤清器的质量、机油质量、车辆行驶路况等因素。

3. 凸轮轴




凸轮轴的主体是一根与气缸组长度相同的圆柱形棒体，上面套有若干个凸轮轴，用于驱动气门来实现开启和关闭。依据位置不同有底置式和顶置式之分，其中底置式凸轮轴需要通过推杆、摇臂等对气门间接控制，转速通常较慢，无法胜任高转速时的需求，输出功率则相对较低。目前已逐渐被顶置式取代，顶置式凸轮结构拉近了其与气门间的距离，除了减小底置式长距离往返运动的能量损失外，还使得原本运转较慢的气门开闭动作更为活跃。




为了提升发动机高速时的性能表现，人们增加了气门个数，2个、3个、4个、5个，凸轮轴结构也由SOHC（顶置单凸轮轴，适用于2、3气门）发展到DOHC（顶置双凸轮轴，适用于4、5气门），不过气门数越多结构也越复杂，维修难度大。




『液压挺杆』                                               『凸轮轴』

凸轮轴常见的故障主要是异常磨损，原因为机油泵若使用时间过长会出现供油压力不足的现象，使得位于发动机润滑系统顶端的凸轮轴润滑状况不容乐观，特别是凸轮顶端和气门上方液压挺杆的润滑如若不当，便会减小双方的间隙，会出现晚开进气门、早关排气门的情况，大大影响了进排气效率，降低了发动机的功率和扭矩输出。

4. 气门组




气门组的结构主要由气门、气门弹簧、气门锁夹等组成，通常情况下，进气口的直径要大于排气口，主要是为了增加进气量，来提高燃烧效率，从而获得更好的动力输出。




『中间为气门弹簧、右端为气门以及两个锁夹』


气门个数有2、3、4、5四种情况，其中目前主流的为4气门，原因有二。其一，相比2、3个气门，4气门的气门直径小、同材料的情况质量会更轻，由于物体的惯性与质量成正比，因此4气门的运动惯性相对较小，从而会更加灵活、开启或关闭的角度也更精准。其二，5气门的结构制造上会更复杂，对应的生产成本和维修保养费用也会增加，且气门越多，各气门孔之间的厚度会相应变薄，从而降低了缸盖强度，因此4气门的应用较广泛。




气门常见的问题由积碳引起，可能产生发动机加速不良、怠速不稳、冷车启动困难等现象。对此建议大家定期做维护保养，保持油、气的清洁，并注意驾驶习惯，避免长时间怠速停车。

5. 火花塞



『火花塞位于四气门的中间位置』




『火花塞结构』

火花塞，通过接收高压导线送来的脉冲电压，放电击穿火花塞两电极间的空气，从而产生火花引燃气缸内的混合气体，来完成化学能向动能的转化。不过在柴油发动机上，由于采用压燃方式自动着火，并不需要安装火花塞。火花塞由绝缘体和能导电的金属壳体组成，绝缘体的主要任务是让高压电顺利经过两极，因若没有它，懒惰的高压电会“抄小路”不经过两极，便不能产生火花，自然也就没有汽车行驶所需要的能量产生了。





火花塞是整个点火系统的执行者，在它背后还有一个强大的后盾，它们将共同完成依据活塞的工作顺序来定时在相应的气缸内点火。目前市场在售的火花塞，依据不同的电极材料，主要有普通（镍锰合金）、铂金、铱金三种，其中普通火花塞（镍的熔点接近1500℃）的寿命约为2-3万公里，铂金、铱金火花塞由于材料熔点接近2000℃，且均为稀有金属（稀有金属的化学特性比较稳定），其稳定性和抗蚀性均要好于镍，因此寿命要长于普通火花塞可达到10万公里，不过铂金、铱金火花塞的更换成本也更高。





『火花塞积碳』


比较常见的火花塞故障有严重积碳、漏电、跳火不正常、以及电极被烧断等现象。通常情况下，在由于火花塞导致的熄火现象中，最好是通过更换火花塞来彻底解决，当不方便更换时，也可通过清洗电极，调整中央电极长度的应急措施来临时的解决。


6. 喷油嘴





喷油嘴，为发动机喷油任务的执行装置，它的设计将会影响燃油的雾化效果，进而影响燃油的燃烧效率。喷油孔的数目越多，燃油的雾化效果会更好，不过还要考虑同面积的情况下，喷油孔的数目越多，也意味着孔径越小，就会更容易造成堵塞，影响汽车性能。




『12孔喷油嘴』

喷油嘴堵塞的原因主要是发动机内部的积碳以及燃油中的杂质引起，而汽车行驶一段时间后，燃油系统就会形成一定的沉积物。一般情况，2-3万公里进行清洗，车况及燃油质量较好的情况可以延长到4-6万公里。

如果没有定期进行清洗，喷油嘴堵塞现象加重，便会引起发动机喷油不畅、雾化效果不良，使得发动机的功率下降，油耗上升、排放污染物也会增加。因此，一定要定期对喷油嘴进行清理。来保证发动机的正常工作。

7. 活塞





发动机好比是汽车的”心脏“，而活塞则可以理解为是发动机的“中枢”，除了身处恶劣的工作环境外，它还是发动机中最忙碌的一个，不断的进行着从下止点到上止点、从上止点到下止点的往复运动，吸气、压缩、做工、排气......活塞的内部为掏空设计，更像是一个帽子，两端的圆孔连接活塞销，活塞销连接连杆小头，连杆大头则与曲轴相连，将活塞的往复运动转化为曲轴的圆周运动。





每个活塞的裙体处都有三条皱纹，是为了安装两道气环和一道油环，且气环在上。在装配时，两道气环的开口需要错开，起到密封的作用。油环的作用主要是刮除飞溅到缸壁上的多余润滑油，并将润滑油刮布均匀。目前广泛应用的活塞环材料主要有优质灰铸铁、球墨铸铁、合金铸铁等。

此外，活塞环由于位置不同，它们采用的表面处理也有差别，其中第一道活塞环外圆面通常进行镀铬或喷钼处理，主要是为了改善润滑和提高活塞环的耐磨度。其他活塞环大都会采用镀锡或磷化处理，主要是为了改善耐磨性。




『由于每缸内活塞的工作环境略有不同，使得活塞的积碳程度有差异』




『活塞顶部的积碳』

如果活塞环的安装不当或密封性不好，就会导致缸壁上的机油上窜至燃烧室与混合气一起燃烧，引起烧机油现象。若活塞环与缸壁的配合间隙过小或活塞环因积碳被卡死在环槽内等情况，活塞做上下的往复运动时，很可能会将气缸壁刮伤，长时间后会在气缸壁上形成很深的沟纹，也就是常说的“拉缸”现象。气缸壁有了沟纹，密封性不良，同样会造成烧机油的情况。因此应定期检查活塞的工作状态，避免以上两种情况的发生，保证发动机的运行状况良好。

8. 曲轴





曲轴是发动机的主要旋转机构，它担负着将活塞的上下往复运动转变为自身的圆周运动，且通常我们所说的发动机转速就是曲轴的转速。




『曲轴的润滑油道』

曲轴会因机油不清洁以及轴颈的受力不均匀造成连杆大头与轴颈接触面的磨损，若机油中有颗粒较大的坚硬杂质，也存在划伤轴颈表面的危险。如果磨损严重，很可能会影响活塞上下运动的冲程长短，降低燃烧效率，自然也会较小动力输出。此外曲轴还可能因为润滑不足或机油过稀，造成轴颈表面的烧伤，严重情况下会影响活塞的往复运动。因此一定要用合适黏度的润滑油，且要保证机油的清洁度。

9. 油底壳




『油底壳上部分』

油底壳的主要功能是储存机油并封闭曲轴箱，一般采用薄钢板冲压而成，其形状决定于发动机的总体布置和机油的容量。为了更够让油底壳内的机油更好散热，有些发动机采用了铝合金铸造材质的油底壳，并且底部还铸有相应的散热片。




『油底壳下部分』

油底壳有湿式和干式两种，它们的主要区别为油底壳是否有储油的功能。现今大多数汽车所装配的都是湿式油底壳，即油底壳仍然肩负着储存润滑油的职责。当激烈驾驶时，湿式油底壳便显露出它的弊端，润滑油由于离心力和重力会聚集于发动机油底壳的局部，造成曲轴的润滑不良，从而影响发动机的正常工作。

干式油底壳的润滑主要依赖于机油泵喷油实现润滑，并且会外接机油箱进行储油，很好的避免了高速及激烈驾驶时出现润滑不良的现象，并且还会大大降低原油底壳的高度，整个发动机的重心也会下降，从而也会更便于操控。不过其制造成本相对要更高，且复杂的自身结构也会造成维修成本升高。

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杰克道森

基本上没有yong!!!!!!!!!!!!!