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图解发动机构造,究竟如何通过图解让复杂的机械构造一目了然?

发动机作为汽车的“心脏”,其构造精密且复杂,通过将燃料的化学能转化为机械能,驱动车辆行驶,要理解发动机的工作原理,需先拆解其核心系统与部件,以下从主要组成部分出发,详细解析其构造与功能。

图解发动机构造

发动机的总体构造可分为两大机构、五大系统,两大机构指曲柄连杆机构(实现运动转换)和配气机构(控制进排气);五大系统包括燃油供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统(汽油机)和启动系统,这些部件协同工作,确保能量高效转化。

曲柄连杆机构是发动机的“骨架”与“动力传导中枢”,由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组构成,机体组包括气缸体、气缸盖和油底壳,其中气缸体内部铸造有气缸和冷却水道,为活塞提供运动空间;气缸盖封闭气缸顶部,安装气门组件和火花塞(汽油机);油底壳则储存机油并封闭曲轴箱,活塞连杆组包含活塞、活塞环、活塞销和连杆,活塞在气缸内往复运动,通过活塞销带动连杆,将直线运动转化为曲轴的旋转运动,曲轴飞轮组则由曲轴、飞轮和主轴承组成,曲轴将活塞的往复力转化为扭矩,飞轮则储存能量,使曲轴运转更平稳。

配气机构负责“呼吸控制”,根据发动机工作顺序定时开启和关闭进排气门,确保可燃混合气(汽油机)或纯净空气(柴油机)进入气缸,废气排出,该机构分为气门组和气门传动组:气门组包括进气门、排气门、气门弹簧和气门导管,气门头部呈锥形,与气门座紧密密封;气门传动组则由凸轮轴、挺柱、推杆和摇臂组成,凸轮轴通过特定轮廓驱动气门开闭,其正时齿轮与曲轴齿轮啮合,保证气门开闭与活塞运动同步(正时机构)。

图解发动机构造

燃油供给系统的功能是根据发动机工况供给适量燃油,汽油机多采用电喷系统,包括油箱、电动汽油泵、燃油滤清器、喷油器和燃油压力调节器;柴油机则依赖高压共轨系统,通过高压油泵将燃油压力提升至100MPa以上,由ECU控制喷油器精确喷油,润滑系统通过机油泵将机油从油底壳抽出,经滤清器过滤后,通过油道输送至各运动部件(如曲轴轴颈、凸轮轴、活塞等),减少摩擦并带走热量、清洁部件,冷却系统则利用冷却液(防冻液)循环,通过水泵强制流经气缸体和气缸盖的水套,吸收热量后经散热器风扇冷却,维持发动机在80-90℃最佳工作温度。

点火系统(仅汽油机)由蓄电池、点火线圈、火花塞和ECU组成,ECU根据传感器信号控制点火线圈产生高压电,击穿火花塞电极间隙,点燃压缩后的可燃混合气,启动系统则包括蓄电池、起动机和启动开关,接通电路后,起动机驱动曲轴旋转,使发动机开始工作。

为更直观理解各系统核心部件功能,以下表格汇总关键组件:

图解发动机构造

系统 核心部件 主要作用
曲柄连杆机构 曲轴、活塞、连杆 将活塞往复运动转化为曲轴旋转运动
配气机构 凸轮轴、气门、正时皮带 定时控制进排气门开闭,实现换气
燃油供给系统 喷油器、燃油泵、ECU 按需供给燃油并雾化
润滑系统 机油泵、机油滤清器、油道 减少摩擦、冷却部件、清洁杂质
冷却系统 水泵、散热器、节温器 维持发动机正常工作温度,防止过热或过冷

相关问答FAQs

Q1:发动机工作时温度过高可能是什么原因?
A:常见原因包括:①冷却系统故障,如水泵皮带打滑、节温器卡滞(无法打开大循环)、散热器堵塞或风扇不转;②润滑系统问题,如机油量不足或机油泵压力低,导致散热不良;③混合气过浓或点火提前角过大,燃烧不充分产生过多热量;④发动机负荷过大(如长时间重载爬坡)或散热器外部脏污(影响散热效率),需逐一排查冷却、润滑系统及燃烧状况。

Q2:为什么汽车需要定期更换机油?
A:机油在高温高压下长期工作会氧化变质,同时混入金属碎屑、积碳等杂质,导致润滑性能下降(如粘度降低、油膜破裂)、清洁和散热能力减弱,若不及时更换,会加剧部件磨损(如曲轴轴颈、凸轮轴)、增加摩擦阻力,甚至导致发动机拉缸、抱瓦等严重故障,一般矿物油每5000公里、半合成油每7500公里、全合成油每10000公里更换一次,具体需参照车辆保养手册。

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