發動機的結構

　　組成發動機的零部件

　　發動機由各式各樣的零部件組成， 如下圖所示。

　　■ 發動機的剖面圖

　　往複式發動機的工作原理是，向氣缸中噴入燃油和空氣的混合氣體并點火，混合氣體燃燒時體積膨脹，産生的能量推動活塞移動，再通過曲軸将活塞的上下移動轉變為旋轉運動，使發動機運轉。幾乎所有汽車都采用該類發動機。

　　發動機性能上的飛速發展比其機械零部件的進化更為顯著。近年來，發動機大多采用電子控制單元（ECU，Electronic Control Unit）來控制燃油和空氣的混合方法、混合氣體噴入氣缸的時間及噴入量，因此發動機的性能比之前有了很大的提高。

　　發動機的工作原理

　　混合氣體燃燒所爆發出的能量使活塞上下移動，從而帶動曲軸等部件進行旋轉運動。

　　上下移動轉換為旋轉運動

　　空氣由進氣歧管供給，燃油從噴油器中噴出，将空氣和燃油充分混合後通過進氣門輸送至氣缸。混合氣體在氣缸内經火花塞點燃後燃燒，氣體的體積急劇膨脹，壓力和溫度迅速升高。在氣體壓力的作用下，活塞迅速向下移動，随後因廢氣的排出又向上移動。與活塞相連接的連杆同時也固定在曲軸上，通過連杆可以将活塞的上下移動轉換為曲軸的旋轉運動。

　　活塞的上下移動分為進氣、壓縮、做功、排氣四個沖程，擁有這四個沖程的發動機就稱為四沖程發動機。

　　■ 氣缸周邊的零部件

　　■ 發動機的沖程

　　旋轉的零部件

　　■ 活塞

　　活塞要承受氣缸内混合氣體燃燒所産生的高壓和高溫，因此對活塞的強度有特别的要求。活塞需要上下移動，為了提高其移動的效率，活塞應選用較輕的材料，且與氣缸壁之間的移動阻力要盡量小。另外，為了保證氣缸的套筒與活塞間存在一定的阻力，還需要在活塞上安裝活塞環。

　　■ 連杆

　　連杆是連接活塞和曲軸的棒狀零部件。連杆的小端連接活塞，大端連接偏移曲軸的旋轉部位，因此将活塞的上下移動傳遞到了曲軸上。同活塞一樣，為了提高效率，要求連杆的材料也擁有輕量、高強度、低移動阻力的性能。

　　■ 曲軸

　　曲軸通過連杆接受活塞傳遞來的上下移動，并将其轉變為旋轉運動。連杆将上下移動傳遞到曲軸上距離旋轉中心偏移的部位，因此需要曲軸具有較大的剛性。曲軸将旋轉運動傳遞到飛輪上，成為發動機的驅動力。曲軸運轉的同時，氣門也将随着正時皮帶（正時鍊條）的聯動而開啟和關閉。

　　■ 飛輪

　　氣缸内混合氣體燃燒後産生高壓，施加在活塞上帶動曲軸旋轉，但曲軸旋轉存在不均勻的現象，所以就需要飛輪作為維持慣性的工具，保證曲軸平順的運轉。飛輪越重，就越能使帶慣性的發動機更加平滑地運轉，但這樣卻不利于急劇的轉速改變，因此選擇飛輪時一定要考慮平滑旋轉的扭矩和轉速改變等性能上的平衡。

　　知識鍊接：氣缸的排列

　　往複式發動機的活塞和氣缸相互配合，其數量和排列形式根據用途分為多個種類。小排量發動機多為2～3氣缸，1～2L的發動機為4氣缸，較大排量的發動機是6氣缸。要想使活塞平滑移動，則需要更大的旋轉扭矩，但由于直列型氣缸的重量大且價格高，因此6缸發動機大多采用V型。水平對置型發動機的優點是振動少，中心高度低；缺點是加工工藝複雜。

　　内容來源于圖書！

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