汽车发动机原理,汽车发动机是如何“动”起来的?
汽车发动机是如何“动”起来的
虽然说纯电动汽车现在炒的火热,但当前汽车的动力依然是内燃机。所谓内燃机是燃料与空气在发动机的内部混合、燃烧产生热能转化为机械能。 汽车发动机由气缸、活塞、连杆、曲轴等组成。活塞在气缸内做往复式直线运动,通过连杆推动曲轴转动。
发动机基本术语: 上止点-TDC,下止点-BDC,活塞行程,曲柄半径,气缸工作容积,发动机排量,燃烧室容积,气缸总容积,压缩比等。
发动机工作原理 一般发动机都是四冲程,它的工作原理包括进气行程、压缩行程、做功行程、排气行程。
活塞在曲轴带动下从上止点向下止点运动,进气门打开,排气门关闭,活塞下移,使得上部容积增大形成一定真空度,外部气体经过空气滤清器与汽油形成混合气,经过气门进入气缸,活塞到达下止点,停止进气;进气结束活塞在曲轴带动下从下止点向上移动,进排气门关闭,活塞上移,压缩混合气体,形成可燃混合气;压缩行程末火花塞放出电火花点燃可燃混合气,迅速燃烧产生高温高压气体推动活塞下移,通过曲轴连杆向外做功,直到移动到下止点时,做功结束,此时排气门打开,活塞在曲轴带动下向上移动,排除废气,排气行程结束。这就是一个工作循环。

简述发动机的工作原理
汽车发动机的基本工作原理是将热能转化为动能:
1、首先在外力的作用下(起动机的带动)通过曲轴带动活塞作往复运动,一旦气缸作功,便可以脱离外力自行工作
2、活塞由上止点向下止点运动时,进气门打开,开始实现进气(汽油车进的是混合气,柴油机进的是纯空气)—–进气
3、活塞由下止点向上止点运动时,进排气门关闭,将刚才的进气进行压缩,并产生高温—–压缩
4、在压缩终了时,汽油车的混和气在火花塞的作用下进行点火燃烧、柴油车的高温气体在喷油器的作用下进行喷油而自行燃烧,气缸内的气体在燃烧的作用下急剧膨胀,促使活塞下行—–作功
5、活塞再由下止点向上止点运动时,排气门打开进行排气,并准备下一个循环。

汽车六大系统的组成和原理
汽车发动机的两大机构是曲柄连杆机构和配气机构, 五大系统是启动系统、润滑系统、冷却系统、燃油供给系统、点火系统。
汽车发动机是为汽车提供动力的发动机,是汽车的心脏,影响汽车的动力性、经济性和环保性。根据动力来源不同,汽车发动机可分为柴油发动机、汽油发动机、电动汽车电动机以及混合动力等。
常见的汽油机和柴油机都属于往复活塞式内燃机,是将燃料的化学能转化为活塞运动的机械能并对外输出动力。汽油机转速高,质量小,噪音小,起动容易,制造成本低;柴油机压缩比大,热效率高,经济性能和排放性能都比汽油机好。
什么是发动机的热效率
用最简单最白话的语言解释热效率:动力转化比例。
发动机效率指消耗燃料所产生的内能转化为动能的比例,热效率指内燃或外燃式热机燃烧燃料产生的热能转化比例,首先要了解什么是“热”。
普通客货运汽车使用的发动机均为内燃式热机,内燃指燃烧在发动机内部进行燃烧,产生能量带动发动机机械结构运转。燃烧本质是一种化学反应状态,燃料燃烧反应时实际为分子的规则平动、转动或不规则震动,分子运动必然会产生能量,这一能量称之为内能。

而反应中内能的状态有做功和传热,热量也是一种能量但是在内燃机中无法有效利用这一能量,只有分子的运动产生的热运动能量才能转化为机械运动能量;所以按照能量守恒定律虽然能量总体不变,但是能够利用的部分只是一种形态的动力元去利用一种类型的动力。
这也就导致了燃料燃烧产生的内能有一部分是被浪费的,能转化为机械能的只有一小部分,利用部分与热量总体的比值就是所谓的热效率比例。

高水平的内燃式发动机能够做到40%左右,水平差一些的只有35%~40%之间甚至更低,燃烧时微观粒子的无序运动导致了低效率,只有在有序运动时才能突破界限达到100%。

然而粒子的有序运动无法控制,因为粒子在没有观测之前的状态无法确定,而观测时状态随即粒子波函数崩塌;无法观察则无法改变,这涉及到量子力学的瓶颈无需了解过多,作为汽车爱好者只需要了解热效率总不会很高就好。

发动机效率目前最高的是电动机,也就是电动汽车普遍使用的动力元;这种机器利用的是电流和磁场力,需要计算的损耗仅是杂散损耗、机械损耗、风阻损耗等,能量转化的比例非常高所以效率能够达到90%以上。相比内燃机而言电机的进步显而易见,所以电动机才会是最理想的汽车动力元形态。

(上文由天和Auto撰写,仅代表个人观点;禁止站外转载,平台内欢迎转发。)