汽车运转全过程
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发布时间：2022-12-25 21:48
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时间：2023-10-13 17:39
2、发动机的点火系
汽油机内的可燃混合气是靠火花塞产生的电火花点燃的。为了产生电火花，需要供给高压电。从蓄电池或发电机来的低压电流经过点火线圈，电压骤然升高到1万V左右，再经过分电器将高压电分配给每个气缸的火花塞。此时在火花之间的隙缝产生电火花，点燃混合气。
发协机中促使火花塞按时产一电火花的装置称之为点火系。要求点火系按照发动机气缸的工作按时将各缸的可燃混合气点燃。
汽车点火系和一般家用电器的连接不同，由于汽车的电器设备的电压较低(6V、12、24V)，人体接触没有危险，所以只采用单根导线连接。即用一根导线将电源的一极与电器设备的一极相连电源的另一极用搭铁线与车架或车身相连。相当于一般电路的接地线，汽车行业称之为搭铁。
汽车的点火系主要由蓄电池、发电机、点火开关、点火线圈、电容器、分电器(断电器和配电器)、火花塞以及高压线和附加电阻等组成。
点火线圈由初级线圈(低压部分)和次级线圈(高部分)组成。与初级线圈相连的是点火开关、断电器和电容器。与次级线圈相连的有配电器、高压线和火花塞。接通点火开关，低压电流从蓄电池流向点火线圈的初级线圈，它的周围产生的磁场因受到点火线圈中铁芯的作用而增强，由于断电器的作用，切断了初级低压电路，初级电流突然下降到零，铁芯中的磁通量也很快消失，与此同时在次级线圈中则感应出高压电流通过火花塞的两极产生电火花，点燃气缸内的可燃混合气(图1)。
当某个气缸的活塞到达压缩冲程终了时，分电器内的分火头刚好转到与这个气缸火花塞接通的侧电极上，此时断电器的触点也刚好打开，次级电路在感应出的高压电通过分火头、侧电极和高压线流向火花塞，产生电火花。
在发动机正常工作的条件下，由发电机向蓄电池和点大系供电；如果耗电量大，则由蓄电池和发电机共同供电；在发动机起动时，发电机无法发电，则由蓄电池供电。当汽车消耗掉大量电流后，发电机将发出的电向蓄电池补充，使它恢复原有的电量，以应坟发电机不发电时的一切电力消耗。
蓄电池类似一个能源转换装置。在充电时，将电能转换为化学能贮存起来。用电时，又将贮存的化学能转变为电能。汽车上的用电大发动机的起动机，在起动时要消耗几百安培的电流酸性蓄电池由于在短期内能输出大电流所以它非常适用于起动。
蓄电池几部贮有电解液，具有腐蚀性，故应特别注意勿使它和皮肤接触。
近年来国内外汽车广泛使用三相硅整流交流发电机发电。通过6个或8个二极管组成*桥式全波整流电路(整流器)，将三相绕组中产生的交流电转变为直流电。
发电机的发电量是随着发动机的转速变化而变化的。当发电机的电压超过恒定值(如13V)时，就需要加以*。现在常用的限压装置有晶体管电压调节器、集成电路调节器及机械式调节器等，其中机械式调节器在新式轿车上已很少采用。晶体管电压调节器是利用晶体*管的开关作用控制发电机的磁场，在发电机转速变经时保持其输出电压不变。集成电路调节器的工作原理与前者类似，不同点是将所有元件集成在一个半导体基片(集成电路)上。由一索的体积小，工作可靠，无须维护，故被广泛使用。
分电器由断电器、配电器、电容器和点火提前调节装置组成。
断电器的作用是周期性地接通和断开初级电路，以使次级电路中感应出高压电。它的主要部分是一对触点。一个是固定的，另一个是活动的。这两个触点一般时间是闭合的，活动触点随发动机曲轴的转动而开合。在触点分开的瞬间，次级电路中的电压最高。此时配电器刚好将次级电路接通，使高压电流流向火花塞。触点的间隙要按规定保持一事实上。太大则使闪级电压变低。太小则触点间产生火花，使初级电路断电不良，所以必须对间隙加以调整并固定好，还要经常加以检查调整。
配电器的作用是将高压电按妇动机各气缸的工作湎序轮流分配给各气缸的火花塞。它由分电器盖和分火头线成。分电器盖的中心也与点火线圈的高压输出线相连，盖周围的也与气缸数相等，应按气缸的工作须序分别与各气缸的火花塞相连。活塞在气缸里动到什么位置将混合气点燃对发动机工作的优劣极为关键。从点燃混合气到混合气完全燃烧所经历的时间约2ms。但因发动机的转速很高，所以在这段时间里，曲轴已转过相当大的角度。如果在活塞向上运动到达最高点时点火，混合气一边燃烧，活塞一边下行使燃烧空间增大，燃烧压力不但不增加，反而因空间加大而降低，结果造成发动机的功率降低。这是我们不希望见到的。
为此，我们希望活塞向上运动，尚未到达最高点时点火，让燃气的压力在活塞位置相当于曲轴曲柄转过最高点之后一个角度时达到最大值。如此能充分利用气体燃烧造成的完全膨胀，因而产生的功率也愈大，没耗也最少，以上所介绍的那个角度，称之为点火提前角。当然这个角度大小要适当。如果过大，即点火过早，活塞尚在向上运动中点火，燃气压力作用方向和活塞运动方向刚好相反，燃气压力被抵消了一部分。发动机发出的功率变小，没耗增加；如果过小，燃烧过程主要在活塞下行膨胀冲程内进行、秒气体膨胀作功的机会，发动机发出的功率下降，油耗增加。因此有必要选择最佳的点火提前角。烯而这个最佳提前角也不是一成不变的，它随发动机转速和混合气燃烧速度的变化而变化。当某一发动机转速一定时，为了增加负荷，要加大没门，此时进入气缸的事气较浓，燃烧后的压力和温度都高，缸内残余废气所占经例就小，混合气燃烧速度也快，此时需减小提前角；如果油门开度不变，发动机转速增大，可燃混合气在较大的曲轴转过角度内燃烧，需要增大点火提前角。
由于发动机工作中，它的转速和负荷在变化，为了使发动机在各种工作善下都能得到最佳的点火提前角。在汽车的点火系增添了两种装置：一种是随发机转速变化百自改变点火提前角的装置(离心式)，另一种是随发动机负荷改变而自动调节点火提前角的装置(真空式)。
发动机使用不同牌号汽油时，有一套手动兰烷值校正器，用来改变点火提前角。使用高标号汽油时，点火提前角应大些。
汽车点火系中产生电火花的设备是火花塞。火花塞承受高压、高强度负荷、化学腐蚀和热负荷，在忽冷忽热交变频率很高的环境下工作。它的电极和裙部遭受高温燃气的腐蚀，因此它的电极必须用传热性好、耐高温及搞腐蚀的材料制成。火花塞的主要牲是它的热特性。要使火花塞正常地工作，必须保持适当的温度。低于这个温度，火花塞因积炭而漏电，打不着火；高于这个温度，混合气接触火花塞未步火而自燃引起爆震。这个适当温度称之为自净温度(500-600C)。在这个温度下给气中的油滴燃烧不易形成积炭，从而保证发动机能连续地正常工作，当你购置了新车后，也应了解所用火花塞的热值。
传统的蓄电池点火系存在着以下缺点：当电器角点打开时，触点间产生火花，使触点本身逐渐烧蚀影响断电器的使用寿命；火花塞积炭时不能点火；发动机在高转速时易缺火。基于以上本质性的缺点，所以无触点电子点火技术近年来得到长足的发展。
无触点点火系采用传感器代替断电器触点，产生点火信号。传感器有多种形式，如磁肪冲式、霍尔效应式及光电式等。某些因家还采用集成电路点火器，它的电路连接简单，工作可靠，此外，还有一种电容放电式半导体点火系统。该系统是将蓄电池的电能以电场形式贮存在电容器中，需要点火时，所贮电能向点火线圈的初级线圈放电从而在次级电路中感应出主压电。
尽管以上各种点火系统对于*角点寿命是有效的，但对点火提前的要求人需依传统的点火提前装置来实现。由于这些装置实际工作起来并不绝对可靠，所以目前出现一咱微电脑控制的半导体点火系统。它可在发机任何工作善下保证最佳的点火时刻。该系统一般由传感器、微电脑及点火器等组成。不同车型所用的微电脑控制系统并不完全相同，但它们的工作原理是类似的。它是利用各传感器(温度、负荷、位置、转速、爆震)接受如发动机转速、负荷、冷却水温等隹息，通过电路反馈给微电脑，电脑根据这些信息以及相关数据，计算出鞭工作状况下最佳的点火提前角和初级电路民时间。然后根据其他信息进行修正。最后根据计算结果，在最佳时间向点火器发出信号，接通初级电路，再经过最佳时间切断电路，致使次级电路中感应生成高压电，经配电器送往火花塞产生电火花，点燃混合气。
发动机由静止状态转入工作状态的全过程称之为起动过程。为了完成发动机起动过程设置的装置称为起动系统(图2)。只有证发动机曲轴转动起来，气缸才能不断地吸入可燃事气，并经过压缩、点燃、膨胀和排出废气以实动机的工作循环，因此起动装置必须具备以下各种要求：有足够的力矩来克服发动机内部机件的阻力；在一定范围的气温下能可靠地起动，起动需时短；操作方便能连续多次起动；耗能少等。
现代汽车起动时所用的动力来自于自身配备的起机。起动机作为机械动力源，通过电机轴上的齿轮与发动机曲轴后端的飞轮外缘齿圈相啮合，通电后带动飞轮和曲轴转动。起动机的电源来自蓄电池。
在寒冷季节里，为了便于起动，往往需要将机油、汽油和冷却液加温。
起动装置主要是起动机。它由串激直流电动机、操纵机构和离合机构所组成。直流电动机在低转速时扭矩大，转速高时扭矩逐渐变小，很适合做起动机之用。
发动机起动后，起动机必须立即与飞轮齿圈分离，为此，在起动机上设有脱开机构。在起动时，能保证起动机的动力传递给飞轮。起动完毕后，能立即脱开啮合，切断传递动力，令发动机不再动起动机运转。这种开合机构称之为离合器。它有滚柱式、摩擦片式及弹簧式等。
近年来式汽车上出现了用永磁材料制作的磁极起动机。它的结构简单，体积小，质量小，具有广阔的发展前景。
通过上述重点的介绍，可以确认发动机是一部由各个系统组成，并由这些系统协同工作的复杂机器。当然，汽车还有其他相当重要的部分如底盘、车身、电器等，在汽车工作时各司其职。但缺少发机——整个汽车的动力源，其他部分就成了无本之木，它们的工作就无从谈起。
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时间：2023-10-13 17:40
汽油机两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成；柴油机两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成，柴油机是压燃的，不需要点火系。
曲柄连杆机构由曲轴、连杆以及与连杆铰接的活塞组成。曲柄连杆机构的主要作用是把活塞的往复直线运动转化成曲轴的旋转运动并输出。曲轴由主轴和连杆轴间隔布置，主轴用来支承曲轴，连杆轴与连杆用滑动轴承连接。曲轴安装时其轴向间隙有要求，以免工作过程中发生轴向窜动。连杆一端与连杆轴相连，一端与活塞相连（滑动轴承连接）。活塞头上靠近连杆部分开有挡油环槽，远离连杆部分开有挡气环槽，用来隔开活塞两侧的油和气。曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。
配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构由定时齿轮、桃形轴、活塞推杆（上有调节螺母）、摇臂轴、摇臂、气门、气门回位弹簧和气门座组成。定时齿轮带动桃形轴旋转，桃形轴上的偏心轮不同相位布置，与曲轴运动的相位对应。桃形轴推动活塞推杆，活塞推杆推动摇臂一端，使摇臂另一端压下气门和气门回位弹簧，使气门打开，油缸进气或者出气，活塞推杆离开摇臂时，气门在回位弹簧作用下复位，气门关闭。
要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。
润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀等组成。润滑系是保证发动机正常运行的关键，直接关系到发动机的寿命和运行状况。其中活塞的润滑方式为溅油润滑
汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。
冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。
在汽油机中，气缸内的可燃混合气是*电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。
通过活塞的两个冲程完成一个工作循环的柴油机称为二冲程柴油机，油机完成一个工作循环曲轴只转一圈，与四冲程柴油机相比，它提高了作功 能力，在具体结构及工作原理方面也存在较大差异。
二冲程柴油机与四冲程柴油机基本结构相同，主要差异在配气机构方面。二冲
程柴油机没有进气阀，有的连排气阀也没有，而是在气缸下部开设扫气口及排气口；
或设扫气口与排气阀机构。并专门设置一个由运动件带动的扫气泵及贮存压力空气
的扫气箱，利用活塞与气口的配合完成配气，从而简化了柴油机结构。
图是二冲程柴油机工作原理图。扫气泵附设在柴油机的一侧，它的
转子由柴油机带动。空气从泵的吸入吸入，经压缩后排出，储存在具有较大容积的
扫气箱中，并在其中保持一定的压力。现以图说明二冲程柴油机的工作
原理。
燃烧膨胀及排气冲程：
燃油在燃烧室内着火燃烧，生成高温高压燃气。活塞在燃气的推动下，由上止点
向下运动，对外作功。活塞下行直至排气口打开（此时曲柄在点位置，此时燃气
膨胀作功结束，气缸内大量废气靠自身高压自由排气，从排气口排人到排气管。
当气缸内压力降至接近扫气压力时（一般扫气箱中的扫气压力为0
12，下行活塞把扫气口3打开（此时曲柄在点4的位置，扫气空气进入气缸，
同时把气缸内的废气经排气口赶出气缸。活塞运行到下止点，本冲程结束，但扫气
过程一直持续到下一个冲程排气口关闭（此时曲柄在点位置为止。
·4· 342 第三篇船舶柴油机检修图二冲程柴油机工作原理示意图
扫气及压缩冲程：
活塞由下止点向上移动，活塞在遮住扫气口之前，由扫气泵供给储存在扫气箱
内的空气，通过扫气口进入气缸，气缸中的残存废气被进入气缸的空气通过排气口
扫出气缸。活塞继续上行，逐渐遮住扫气口，当扫气口完全关闭后（此时曲柄在点
位置，空气停止充人，排气还在进行，这阶段称为“过后排气阶段”。排气口关闭时
（此时曲柄在点位置，气缸中的空气就开始被压缩。当压缩至上止点前点时，
喷油器将燃油喷人气缸，与高温高压的空气相混合，随即在上止点附近发火，自行着
火燃烧。本冲程结束，并与前一冲程形成一个完整的工作循环。
二冲程柴油机示功图见图，其中，为喷油始点，为活塞上止点，为
燃烧终点。
二冲程柴油机与四冲程柴油机相比具有一些明显优点，当然也存在本身固有的
缺点。
2、四冲程柴油机的工作原理
柴油机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的，这四个过程构成了一个工作循环。活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机。现对照上面的动画了说明它的工作理原。
一. 进气冲程
第一冲程——进气，它的任务是使气缸内充满新鲜空气。当进气冲程开始时，活塞位于上止点，气缸内的燃烧室中还留有一些废气。
当曲轴旋转肘，连杆使活塞由上止点向下止点移动，同时，利用与曲轴相联的传动机构使进气阀打开。
随着活塞的向下运动，气缸内活塞上面的容积逐渐增大：造成气缸内的空气压力低于进气管内的压力，因此外面空气就不断地充入气缸。
进气过程中气缸内气体压力随着气缸的容积变化的情况如动画所示。图中纵坐标表示气体压力P，横坐标表示气缸容积Vh(或活塞的冲S)，这个图形称为示功图。图中的压力曲线表示柴油机工作时，气缸内气体压力的变化规律。从土中我们可以看出进气开始，由于存在残余废气，所以稍高于大气压力P0。在进气过程中由于空气通过进气管和进气阀时产生流动阻力，所以进气冲程的气体压力低于大气压力，其值为0.085～0.095MPa，在整个进气过程中，气缸内气体压力大致保持不变。
当活塞向下运动接近下止点时，冲进气缸的气流仍具有很高的速度，惯性很大，为了利用气流的惯性来提高充气量，进气阀在活塞过了下止点以后才关闭。虽然此时活塞上行，但由于气流的惯性，气体仍能充人气缸。
二. 压缩冲程
第二冲程——压缩。压缩时活塞从下止点间上止点运动，这个冲程的功用有二，一是提高空气的温度，为燃料自行发火作准备：二是为气体膨胀作功创造条件。当活塞上行，进气阀关闭以后，气缸内的空气受到压缩，随着容积的不断细小，空气的压力和温度也就不断升高，压缩终点的压力和湿度与空气的压缩程度有关，即与压缩比有关，一般压缩终点的压力和温度为：Pc＝4～8MPa,Tc＝750～950K。
柴油的自燃温度约为543—563K，压缩终点的温度要比柴油自燃的温度高很多，足以保证喷入气缸的燃油自行发火燃烧。
喷入气缸的柴油，并不是立即发火的，而且经过物理化学变化之后才发火，这段时间大约有0.001～0.005秒，称为发火延迟期。因此，要在曲柄转至上止点前10～35°曲柄转角时开始将雾化的燃料喷入气缸，并使曲柄在上止点后5～10°时，在燃烧室内达到最高燃烧压力，迫使活塞向下运动。
三. 燃烧膨胀冲程
第三冲程——燃烧膨胀。在这个冲程开始时，大部分喷入燃烧室内的燃料都燃烧了。燃烧时放出大量的热量，因此气体的压力和温度便急剧升高，活塞在高温高压气体作用下向下运动，并通过连秆使曲轴转动，对外作功。所以这一冲程又叫作功或工作冲程。
随着活塞的下行，气缸的容积增大，气体的压力下降，工作冲程在活塞行至下止点，排气阀打开时结束。
在动画中，工作冲程的压力变化这条线上升部分表示燃料在气缸内燃烧时压力的急剧升高，最高点表示最高燃烧压力Pz，此点的压力和温度为：
Pz＝6～15MPa， Tz＝1800～2200K
最高燃烧压力与压缩终点压力之比(Pz／Pc)，称为燃烧时的压力升高比， 用λ表示。根据柴油机类型的不同，在最大功牢时λ值的范围如下：λ＝Pz／Pc＝1.2～2.5。
四. 排气冲程
第四冲程——排气。排气冲程的功用是把膨胀后的废气排出去，以便充填新鲜空气，为下一个循环的进气作准备。当工作冲程活塞运动到下止点附近时，排气阀开起，活塞在曲轴和连杆的带动下，由下止点向上止点运动，并把废气排出气缸外。由于排气系统存在着阻力，所以在排气冲程开始时，气缸内的气体压力加比大气压力高0.025—0.035MPa，其温度Tb＝1000～1200K。为了减少排气时活塞运动的阻力，排气阀在下止点前就打开了。排气阀一打开，具有一定压力的气体就立即冲出缸外，缸内压力迅速下降，这样当活塞向上运动时，气缸内的废气依靠活塞上行排出去。为了利用排气时的气流惯性使废气排出得干净，排气阀在上止点以后才关闭。
在动画中，排气冲程曲线表示在排气过程中，缸内的气体压力几乎是不变的，但比大气压力稍高一些。排气冲程终点的压力Pr约为0.105～0.115MPa,残余废气的温度Pr约为850～960K。
由于进、排气阀都是早开晚关的；所以在排气冲程之末和进气冲程之初，活塞处于上止点附近时，有一段时间进、排气阀同时开起，这段时间用曲轴转角来表示，称为气阀重迭角。
排气冲程结束之后，又开始了进气冲程，于是整个工作循环就依照上述过程重复进行。由于这种柴油机的工作循环由四个活塞冲程即曲轴旋转两转完成的，故称四冲程柴油机。
在四冲程柴油机的四个冲程中，只有第三冲程即工作冲强才产生动力对外作功，而其余三个冲程都是消耗功的准备过程。为此在单缸柴油机上必须安装飞轮，利用飞轮的转动惯性，使曲轴在四个冲程中连续而均匀地运转。
1·进气：此时进气门打开，活塞下行，汽油和空气的混合起被吸进汽缸内
2·压缩：此时进气门和排气门同时关闭，活塞上行，混合气被压缩。
3·燃烧：当混合器被压缩到最小时火花塞跳火点燃混和气，燃烧产生的压力推动活塞下行并带动曲轴旋转。
4·排气：当活塞下行到最低点时排气门打开，废气排出，活塞继续上行把多余的废气排出。
热心网友
时间：2023-10-13 17:40
是个很有趣的过程。
