汽车必须知道的知识

如题所述

发动机如何吸气和排气?


进气和排气系统通常被视为关联系统。一方面,气体先后以新鲜 空气和废气形式经过整个系统;另一方面,某些发动机的系统存在内 在联系(如涡轮增压器)。进气系统负责为发动机提供新鲜空气(图),排气系统则负责“运走”燃烧废气。


我们看到的进气门都会比排气门大一些,这是因为一般进气是靠 真空吸进去的,排气是通过挤压将废气推出,所以排气相对比进气容 易。为了获得更多的新鲜空气参与燃烧,因而进气门需要大一些以获 得更多的进气。


四冲程发动机的工作原理如下。


①进气行程:进气过程中,进气门开启,排气门关闭。活塞从气 缸上止点运动到下止点,活塞上方的气缸容积增大,气缸内的压力下 降。当压力降低到低于大气压时,气缸内形成真空吸力,可燃混合气 便经进气门被吸入气缸。


②压缩行程:压缩过程中,进、排气门全部关闭,活塞从下止点 向上止点移动将可燃混合气压缩,使其容积缩小,密度加大,温度升高,活塞到达上止点时压缩终了,混合气被压缩到燃烧室中。


③做功行程:做功过程中,进、排气门仍旧关闭,当活塞接近压 缩上止点时,装在气缸体上的火花塞发出电火花,点燃被压缩的可燃 混合气。可燃混合气燃烧后,高温、高压燃气推动活塞从上止点迅速 向下止点运动,通过连杆使曲轴旋转并输出机械能。


④排气行程:排气过程中,排气门开启,进气门关闭。活塞由下 止点向上止点运动,将废气强制排出气缸,以便进行下一工作循环。


进气系统由空气滤清器、空气流量计、进气压力传感器、节气门 体、附加空气阀、怠速控制阀、谐振腔、动力腔、进气歧管等组成。


进气系统的主要功用是为发动机输送清洁、干燥、充足而稳定的 空气以满足发动机的需求,避免空气中杂质及大颗粒粉尘进入发动机 燃烧室造成发动机异常磨损。进气系统的另一个重要功能是降低噪 声,进气噪声不仅影响整车通过噪声,而且影响车内噪声,这对乘车 舒适性有着很大的影响。进气系统设计得好坏直接影响到发动机的功 率及噪声品质,关系到整车的乘坐舒适性。


发动机工作时,驾驶员通过加速踏板操纵节气门的开度,以此来 改变进气量,控制发动机的运转。进入发动机的空气经空气滤清器滤 去尘埃等杂质后,流经空气流量计,沿节气门通道进入动力腔,再经 进气歧管分配到各个气缸中;发动机冷车怠速运转时,部分空气经附 加空气阀或怠速控制阀绕过节气门进入气缸。


排气系统指收集并且排放废气的系统,包括排气歧管、排气管、 消声管、尾管。


新鲜空气与汽油混合进入引擎燃烧后,产生高温高压的气体推动 活塞,当气体能量释放后,对引擎就不再有价值,这些气体就成为废 气被排放出引擎外。废气自气缸排出后,随即进入排气歧管,各缸的 排气歧管汇集后,经过排气管将废气排出。如进气歧管一样,气体在 排气歧管内也是以脉冲的方式离开引擎,所以各缸的排气歧管长度及 弯度也要设计成尽量相同,使各缸的排气都同样顺畅。


什么是发动机自检?


现在的发动机都是由电子设备控制的,不是纯机械的。发动机上 有各种电子元件和电子传感器,所谓的发动机自检是指每次给发动机 通电的时候,类似于计算机CPU的发动机中央控制器都会对这些电子部 件进行一次逻辑检测,如果发现故障,会通过指示灯提示车主。如果 没有故障,就可以正常启动行驶。


发动机前置、中置、后置各有什么优缺点?


发动机前置,顾名思义就是发动机的安装位置在汽车的前轮轴上 方,发动机前置布局也是最为常见的布局形式,目前市面上99%的家用 车都采用发动机前置的布局形式。其驱动方式又分为前置前驱、前置 后驱和前置四驱三种。


优点:实用性强,操作最方便,同时能够使车内空间达到最大化。


缺点:大量动力浪费,制动性能存在损失。


代表车型:福特野马、本田思域、宝马、奥迪。


①前置前驱是目前大多数车辆采用的方式,也是实用性最强的。 发动机采用的是横置的方式,发动机和车轮的运转方向相同,因此并 没有传动轴。其优点就是发动机的效率比较高,同时空间利用率也较高。


不过,它的操控性较差,因此许多高端车企只是将这种布局形式 运用于低端车型,或者干脆舍弃不用。不少车迷也是比较排斥这种驱 动形式,毕竟操控感太弱。


至于原因,也不难理解。因为从性能上来说,后轮驱动的车辆, 它的性能表现是最佳的。而采用前置前驱发动机的话,必须将发动机 动力输出并传递到整个车辆,进而才能驱动后轮,这就浪费了大量动 力,因此动力性能不可避免会存在一定的损失。


在实际操控过程中,由于整车重心都压在前轮轴上,因此过弯极 限和弯道灵活性都会有所打折,“推头”现象也会比较严重。


②前置后驱,发动机采用的是纵置的方式,曲轴与汽车的前桥是 垂直的,主要通过传动轴将动力输出到后轮。其优点是操控性还可 以,操控乐趣要大于前置前驱。因此喜欢玩车的车友大多青睐前置后 驱形式。


实际操控中,前置后驱的过弯极限比较大,不过对于驾驶技术的 要求也相对会比较高,而如果驾驶者的技术到位,也可以完成“漂 移”等难度较大的动作,但要是遇到雨雪天气的湿滑路面,那就很危险了。


至于缺点,也与传动轴有关。由于多了传动轴,因此在输出的过 程中会导致部分动力损失。还有另外一个缺点,那就是传动问题,也 会影响到车内空间。


③相对前置前驱和前置后驱,前置四驱的驱动形式就显得优秀不 少,操控性也更为出色。再者,由于是四轮驱动的形式,因此对于驾 驶者的技术要求相对会比较低,如奥迪quattro四驱车型就是采用此种 驱动形式。此外,不少越野车也大多搭载前置四驱形式,在汽车脱困 表现上,它的能力毋庸置疑。


发动机中置,就是发动机安装在汽车的前轮轴和后轮轴的中间位置(图),主要有中置四驱和中置后驱两种驱动形式。


优点:前后配重比更均衡,操控更出色,是大多数超跑的布局形 式。


缺点:占用空间大。


代表车型:布加迪、柯尼塞格。


发动机中置在三种布局中是最不常见的,但实际上,它的发动机 却处于整个车辆的最佳位置。原因就在于,其位置接近后轮外,能够 让车辆的重量分布、重心和拉力取得最理想的均衡。


此外,由于车辆的重心在中部,因此也不会因为额外的重量而导 致车轮失衡,这对于有效提高车辆转向的精度也很有助益,尤其在赛 道急弯时更容易体现出来。更出色的操控,更高的极限,已经大大超 越实用性。


发动机后置,就是发动机的安装位置在汽车的后轮轴上(图)。这种布局方式相对少见,除了日常的公交车和大巴车,大家比 较熟悉的就是保时捷911了。该种布局方式主要有后置后驱和后置四驱 两种形式。


优点:车头更灵活,操控体验更出色。


缺点:对驾驶者技术要求很高。


代表车型:保时捷911。


跑车上比较流行发动机后置布局,因为将动力源置于后桥上方, 可以提升加速及制动的性能,同时也能拥有更为灵活的操控体验。


此外,搭载后置发动机的车辆尺寸上也比普通的乘用车要小,因 此尺寸上的优势,即紧凑的布局对于驾驶操控性的提升也是比较明显 的。具体表现就是省去了部分结构,车身更轻,因此更有利于时速百 千米加速性能的突破。


不过,由于后轴压力增大,因此这一类跑车也更不容易控制。比 如后轮驱动容易出现侧滑的情况;而当车辆的后轮滑动超过前轮时, 就会发生摆尾效应,因此对于驾驶者的驾驶技术要求比较高。不过这 也是大多数赛车手喜欢它的原因,毕竟其驾驶效果实在“太酷”。

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