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  • 1 # 天和Auto

    發動機(內燃機)能轉起來是外力帶動,啟動後能夠運轉是因為“交替式的推”,看似結構非常複雜但原理其實很簡單。

    首先發動機在熄火時不可能靠“意念”啟動,插鑰匙或一鍵啟動也不是透過什麼結構別開“某種限制發動機執行的鎖”,確實有一些新手司機存在這樣的想法,其實本質只是一臺電動機。

    發動機的結構內部的結構包括活塞、連桿、曲軸、飛輪等,連桿連線活塞和曲軸、飛輪與曲軸連線,固定後形成一個整體;而活塞在氣缸內無法施加發力令其啟動,所以只能把目標放在曲軸上。

    與曲軸固定的飛輪有一組齒圈,其作用是作為啟動發動機的介質;起動電機是一臺直流電機,電機的結構包括參考下圖右側機器;其結構頂端有以一個小小的驅動齒輪,後方是單向離合器,再往後就是撥叉和電機整體。

    汽車啟動時不論是插入鑰匙還是一鍵啟動,其點火動作的背後是為起動電機供電,電機通電後會瞬間輸出最大扭矩(啟動時是電瓶的最大電流輸出、電流最強則可以讓電機輸出最強的動力);在電機開始運轉的瞬間,離合器同步開始執行推動驅動齒輪與發動機飛輪圈齒齧合,之後則是電機輸出的轉矩帶動飛輪曲軸旋轉、連桿推動活塞也就開始了交替式的執行。

    以上是發動機啟動的原理,熄火時發動機已經是靜態不存在動能,啟動發動機的基礎是【電】,說白了就是把很多很多年前用搖把插進發動機,手搖啟動發動機的動作用電機替代,這樣會更加省力、開車也會更加愜意。

    至於在啟動後發動機如何維持執行,其原理也非常簡單。

    發動機在被電機帶動啟動的瞬間會開始【進壓爆排】動作,開啟節氣門發動機開始進氣、氣缸內有空氣ECU則會按照設定值噴射燃油,空氣有燃油混合後發動機開始壓縮,也就是活塞在曲軸的帶動下開始往上執行。

    這一動力的目的是透過壓力壓縮空氣產生高溫,別問為什麼,空氣壓縮後就是會升溫、解釋清楚需要一個完整的篇幅;溫度升高後再由火花塞點火,點火後自然是燃油開始燃燒,任何燃料燃燒都是一種化學反應,反應中分子劇烈運動產生動能,這一動能會推動活塞下行,解釋完畢。

    一個氣缸內燃燒產生的動能可以有效推動活塞往下運動,與活塞連線的是連桿、連桿另一側是曲軸,於是曲軸就被下行的活塞推著實現了旋轉;而曲軸還連線了其他氣缸的連桿活塞,所在旋轉的同時也在讓其他氣缸內部完成一次上述動作,簡單理解發動機的執行就是每個氣缸內的活塞交替的推動曲軸執行,你推一些我推一下只要動作連貫則發動機可以一直保持運轉,所以正常運轉後起動電機會斷電是驅動齒輪與發動機飛輪齒圈分離,發動機會自動運轉。

    以上是發動機啟動和運轉的原理,這樣解釋應該可以理解了吧。

  • 2 # 壹車熱評

    雖然原理看似很簡單簡單,但其中所包含的複雜技術卻足以讓無數工程師苦心專研,同時也讓他們為之著迷。

    現在乘用車所使用的發動機都是四衝程發動機,四衝程的含義就是:發動機在進行一次完整做功的過程中,會經歷進氣衝程、壓縮衝程、做功衝程、排氣衝程四個階段。

    進氣衝程:在這個過程中進氣門開啟,排氣門關閉,空氣在經進氣歧管後進入燃燒室,此時活塞向下運動,燃油在經噴油嘴霧化後被噴入燃燒室,並與燃燒室內的空氣形成可燃性混合氣體,當活塞向下運動到行程最底部時,進氣門關閉;

    壓縮衝程:在這個過程進排氣門都處於關閉狀態,活塞開始向上運動並將可燃性混合氣體進行壓縮,當活塞運動到行程最頂部時,壓縮衝程結束;

    做功衝程:在這個過程進排氣門都處於關閉狀態,火花塞點燃被壓縮的可燃性混合氣體,被壓縮的氣體在被點燃後開始急劇膨脹,由此推動活塞向下執行;

    排氣衝程:在這個過程中排氣門開啟,進氣門關閉,活塞開始向上運動壓縮氣缸空間,並將可燃性混合氣體燃燒後所產生的廢氣排出氣缸,當活塞運動到行程最頂部時,排氣門關閉,然後開始新一輪的四衝程迴圈;

    雖然我們常把活塞、曲軸、連桿、缸體稱為發動機的“四大核心”,但我們透過對發動機四衝程知識的瞭解可以看到,發動機在經歷每個階段的過程中,與“四大核心”部件之間搭配的部件各不相同,而這些部件同樣都在發動機的運轉過程中起到相當重要的作用。

    我們如果將四衝程的工作再做進一步的延伸,那麼發動機在運轉時不僅需要四衝程做功,它還需要潤滑系統、冷卻系統、供油系統、點火系統、啟動系統、進排氣系統等後勤系統提供保障,每一項後勤系統的正常執行,都是保障發動機能健康運轉的基礎,而指揮這一切運動的核心又是我們的行車電腦,也就是“ECU”。

    如果把發動機的所有部件以及後勤系統比喻成千軍萬馬的話,那麼ECU就是坐鎮後方的指揮官,發動機所做的每一步動作,都是在ECU事先設定的程式引數範圍以內,它甚至是可以將超出範圍的動作進行及時的糾正。

    比如對水溫的控制:當ECU檢測到冷卻液、機油、進氣等溫度過高時,它會自動進入過熱保護功能,並限制發動機功率輸出;

    比如對噴油量的控制:它會自動記錄駕駛員長時間的習慣性踩油門力度,或根據發動機此刻的運轉狀態進行預噴油量的自學控制,並在需要減速時對噴油系統進行斷油控制;

    比如對噴油方式的控制:ECU控制的噴油系統在每次工作迴圈的過程中,一般可進行4次噴油,但對一些國五或國四車型來說,在某些特殊的情況下,EUC會控制噴油系統進行5-6次的噴油。這樣做的目的就是保護每個氣缸在噴油燃燒過程中所產生的功率是儘量相同的,防止因燃燒能量不一致而導致轉速波動的問題;

    ……所以我們在某方面又可以把行車電腦“ECU”,看作是發動機所有部件核心中的核心。

    綜上所述,發動機的結構是一個龐大、複雜且精密的系統,它的正常運轉離不開自己身上的每一個部件、每一道程式,只有所有的這些正常因素都匯聚在一起後,發動機才能在一個健康的環境下持續運轉,併為我們的汽車提供源源不斷地動力輸出。

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