發動機基礎知識

1.曲柄連桿機構

曲柄連桿機構是發動機實現工作循環,完成能量轉換的主要運動零件。它由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在作功行程中,活塞承受燃氣壓力在氣缸內作直線運動,通過連桿轉換成曲軸的旋轉運動,並從曲軸對外輸出動力。而在進氣、壓縮和排氣行程中,飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉運動轉化成活塞的直線運動。

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2.配氣機構

配氣機構的功用是根據發動機的工作順序和工作過程,定時開啟和關閉進氣門和排氣門,使可燃混合氣或空氣進入氣缸,並使廢氣從氣缸內排出,實現換氣過程。配氣機構大多采用頂置氣門式配氣機構,一般由氣門組、氣門傳動組和氣門驅動組組成。

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3.燃料供給系統

汽油機燃料供給系的功用是根據發動機的要求,配製出一定數量和濃度的混合氣,供入氣缸,並將燃燒後的廢氣從氣缸內排出到大氣中去;柴油機燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸,在燃燒室內形成混合氣並燃燒,最後將燃燒後的廢氣排出。

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4.潤滑系統

潤滑系的功用是向作相對運動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油,以實現液體摩擦,減小摩擦阻力,減輕機件的磨損。並對零件表面進行清洗和冷卻。潤滑系通常由潤滑油道、機油泵、機油濾清器和一些閥門等組成。

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5.冷卻系統

冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發出去,保證發動機在最適宜的溫度狀態下工作。水冷發動機的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風扇、水箱、節溫器等組成。

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6.點火系統

在汽油機中,氣缸內的可燃混合氣是靠電火花點燃的,為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞,火花塞頭部伸入燃燒室內。能夠按時在火花塞電極間產生電火花的全部設備稱為點火系,點火系通常由蓄電池、發電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成。

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8. 起動系統

要使發動機由靜止狀態過渡到工作狀態,必須先用外力轉動發動機的曲軸,使活塞作往復運動,氣缸內的可燃混合氣燃燒膨脹作功,推動活塞向下運動使曲軸旋轉。發動機才能自行運轉,工作循環才能自動進行。因此,曲軸在外力作用下開始轉動到發動機開始自動地怠速運轉的全過程,稱為發動機的起動。完成起動過程所需的裝置,稱為發動機的起動系。

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汽油機由以上兩大機構和五大系統組成,即由曲柄連桿機構,配氣機構、燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點火系和起動系組成;柴油機由以上兩大機構和四大系統組成,即由曲柄連桿機構、配氣機構、燃料供給系、潤滑系、冷卻系和起動系組成,柴油機是壓燃的,不需要點火系

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汽車的發動機是兩大機構和五大系統,並不是六大系統,的兩大機構是配氣機構和曲柄連桿機構,發動機裡面汽油機有五大系統分別是燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點火系和起動系,柴油發動機是四大系統,其中沒有點火系,柴油發動機是壓燃的,現代的發動機由於有些機器採用了渦輪增壓器,俗稱渦輪增壓發動機,所以人們又給加了個渦輪增壓系統,但是嚴格意義上發動機的兩大機構五大系統裡面是沒有渦輪增壓系統的。

EA888系列發動機包括1.8L和2.0L兩種排量:1.8TSI最大功率為118kw(160PS)—5000-6200rpm,最大扭矩為250Nm—1500-4500rpm;2.0TSI最大功率可達147kw(200PS)—5100-6000rpm,最大扭矩為280Nm—1700-5000rpm。

這兩種排量的發動機的機械結構基本一致,不同的是曲軸與活塞的連桿的長度,2.0TSI比1.8TSI的連桿有所縮短,曲軸半徑加大,以增加排氣量。而兩者的活塞頂部結構也有所不同,主要是為了調節燃燒室的工作容積,從而保證一致的壓縮比,實現相同的燃燒效果。

首批國產EA888系列發動機裝備到一汽-大眾邁騰和上海大眾昊銳車型上。EA888系列發動機作為大眾目前的主力發動機之一,現已搭載到大眾旗下多種車型上,包括一汽-大眾CC、速騰、上海大眾途觀、帕薩特、途安、等。

EA888技術特性

1.進氣可變氣門正時

EA888發動機採用了進氣可變氣門正時技術,能有效提高進排氣效率。主要是通過位於進氣凸輪軸的葉片式液壓調節器來實現氣門正時可變。

葉片式調節器由外殼體、內部葉片轉子以及位於葉片轉子內部的鎖銷組成。外殼體與外部的正時齒輪固定,由曲軸帶動。而內部的葉片則直接與進氣門凸輪軸固定,並與之一同旋轉。

工作原理主要是通過凸輪軸調節閥控制相應管道中的液壓機油,來驅動調節器中的葉片,進而帶動凸輪軸旋轉,實現氣門開閉的提前或延遲,可調範圍達到60°的曲軸轉角。

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2.缸內直噴系統

燃油供給系統是實現缸內直噴最為關鍵的一部分,燃油要噴入壓力非常高的氣缸內,就必須具備足夠的噴射壓力。

高壓燃油泵是燃油加壓的關鍵環節,EA888發動機的燃油泵是一個結構簡單的單柱塞泵,靠進氣凸輪軸上的四方(四點式)凸輪來驅動。四點式凸輪可使油泵供油行程和各缸相應噴油過程同步,各缸噴油均勻性和重複性比較好。

高壓燃油泵產生最大的油壓為150bar,根據發動機工況需要,通過對油壓控制閥的調節,燃油壓力可在50bar-150bar之間調節。採用6噴孔噴油器,噴嘴錐角為50°,更有利於汽油與空氣的充分混合。

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3.水冷渦輪增壓技術

發動機的渦輪增壓器和排氣管採用了集成式的設計,這樣可以一定程度上減少多餘零件的體積和重量,使得這套系統相對穩定可靠。

渦輪增壓冷卻系統,主要由冷卻循環泵把冷卻液從輔助冷卻器中輸送至增壓空氣冷卻器和廢氣渦輪增壓器中。主要包括兩個循環通道,一個是經過渦輪增壓器,對渦輪增壓系統進行冷卻;另一個是經過進氣歧管內的冷卻器,對增壓空氣冷卻。

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4.進氣歧管翻板

通過控制進氣歧管翻板的開閉,可以滿足發動機在不同工況下的充氣需求。如發動機在低速工況時,通過進氣歧管翻板關閉下進氣通道,可以減少氣流通過的橫截面,來增加氣流流速,結合活塞頂的特殊設計,有效形成強烈的進氣渦流,有利於混合氣的形成與霧化。

同樣地,當發動機進入高速工況採用均質混合氣模式時,進氣歧管翻板開啟下進氣通道,增大氣流通過的橫截面,以獲得更多進氣,提高發動機的輸出功率。

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5.可變排量機油泵

傳統的機油泵工作中,隨著發動機轉速的增加,機油壓力也不斷增大,機油的壓力主要是通過機油泵內部的限壓閥限制,但是這時的機油泵仍然運行在最大輸出量,不僅消耗發動機的動力,而且輸入的能量轉化為熱能,加速了機油的老化。

EA888發動機採用可變排量機油泵,主要是通過調節泵齒輪的供油量來實現機油壓力的調節。怎樣來實現的?主要是通過機油泵內部兩個泵齒輪相對移動來實現的。兩個泵齒輪無位移(正對著),供油能力最大;兩個泵齒輪最大軸向位移(偏移),供油量最小。

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6.雙對旋平衡軸

EA888發動機採用了雙平衡軸,位於氣缸體的下端兩側,由曲軸和鏈條驅動。利用兩根平衡軸自身的旋轉產生的離心力正好與曲軸產生的離心力方向相反,可以抵消掉大部分的振動,從而增強發動機動平衡狀態特性,降低噪音。

大眾EA888發動機同樣集合了缸內直噴、水冷渦輪增壓、可變氣門正時等先進技術,擁有更低的油耗、排放以及更強勁的動力輸出,與EA111 1.4TSI發動機相比,EA888發動機採用了雙平衡軸、氣門滾珠搖臂與發電啟動一體機等技術,使發動機運轉更為平順、噪音進一步降低。

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