汽油发动机种类及型号众多,但其基本结构大体相似,一般由两大机构和六大系统组成,即曲柄连杆机构,配气机构,进、排气系统,燃油供给系统,冷却系统,润滑系统,点火系统和起动系统。
曲柄连杆机构
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。它由机体组(图1-2)活塞连杆组和曲轴飞轮组(图1-3)等组成。在作功行程中,活塞承受燃气压力在气缸内作往复直线运动,通过连杆及曲柄转换成曲轴的旋转运动,并通过曲轴对外输出动力。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往复直线运动。
配气机构
配气机构的作用是根据发动机的工作顺序和过程定时开启或关闭进气门和排气门,使可燃混合气进入气缸,并使废气从气缸内排出,实现换气过程。这种按照发动机工作循环配置进、排气门开闭时刻的过程称为配气正时。配气机构大多采用顶置式气门配气机构,主要包括气门组和气门传动组两部分,如图1-4所示。
进、排气系统
发动机工作需要可燃混合气,可燃混合气是空气和燃油按照一定比例混合形成的能够燃烧的混合气。可燃混合气中的空气由进气系统提供,燃油由燃油供给系统供给。
普通发动机的进气系统一般由进气软管、空气流量计、空气滤清器、节气门体、进气歧管等组成,如图1-5所示。空气从进气口被吸入空气滤清器进行过滤,然后洁净的空气通过进气软管、节气门体和进气歧管进入气缸。为了提高发动机的性能和降低排放污染,有些发动机在进气系统上采用了一些先进的进气控制技术,例如机械增压、涡轮增压、可变进气歧管等。
发动机排气系统的作用是将空气和燃油的混合气燃烧后产生的废气排出气缸,同时还具有净化和过滤排气的作用。其组成主要包括排气歧管、氧传感器、三元催化器、排气管及排气消声器等,如图1-6所示。
燃油供给系统
燃油供给系统的作用是向发动机燃油喷射系统提供具有一定压力的燃油。目前汽油发动机普遍采用电子燃油喷射技术,其燃油供给系统一般由燃油箱、燃油泵、燃油滤清器、燃油导轨、燃油压力调节器、喷油器及进油管和回油管等组成(图1-7)。
电动燃油泵安放在燃油箱内。当打开点火开关时,电动燃油泵运转几秒钟,以提高燃油管路中的压力而有利于起动发动机。当电动燃油泵持续工作时,燃油从燃油箱被泵出,经过燃油滤清器过滤后,通过进油管进入燃油导轨。燃油导轨上有燃油压力调节器和喷油器。
燃油压力调节器用来调节燃油的压力达到一定值。当喷油器打开时,燃油被喷射到进气歧管内靠近进气门的地方,并与进气歧管内的空气混合,当进气门打开时,混合气被吸入气缸有的发动机燃油导轨上还有燃油脉动衰减器,燃油脉动衰减器用来衰减燃油压力的波动,保证发动机喷油量的精度不受燃油压力波动的影响。
随着发动机燃油喷射技术的发展,越来越多的发动机采用缸内直喷技术( fuel stratifiedInjection,FSlD,即燃油在加压后由喷油器直接喷入气缸。通用汽车的SIDl( spark ignitiondirect injection)发动机是一种采用智能缸内直接喷射技术的汽油发动机,可以实现燃油分层燃烧和均质燃烧双模式。
冷却系统
发动机工作过程中产生的热量会使发动机的温度越来越高,如果不及时疏散热量,将导致发动机无法工作。冷却系统主要利用液体循环将发动机多余的热量带走并散发掉,确保发动机的工作温度正常。
冷却系统主要由发动机气缸体水套、气缸盖水套、水泵、节温器、散热器冷却风扇、膨胀水箱及水管等组成,如图1-8所示。
润滑系统
发动机曲柄连杆机构及配气机构的摩擦部件由于运行速度较快,需要良好的润滑,否则将导致发动机相关部件迅速磨损直至损坏。发动机润滑系统有许多油道通向这些摩擦部件,并依靠机油泵向这些油道输送润滑油。
发动机润滑系统主要包括机油泵、集滤器、油底壳、润滑油道、机油滤清器等,如图1-9所示。润滑系统的主要作用除了可以对摩擦部件进行润滑外,还具有冷却、清洗、密封、防锈等功能。
点火系统
启动系统
发动机起动系统主要由蓄电池、起动机和起动控制电路等组成,起动控制电路包括点火开关、起动继电器熔断器线束连接器及导线等。起动系统控制电路如图1-11所示。
