发动机作为汽车的“心脏”,其正常运转依赖于多个协同工作的系统,其中五大核心系统——供给系统、点火系统、冷却系统、润滑系统和启动系统,共同保障了动力输出、效率提升与可靠性维护,这五大系统各司其职,又紧密配合,缺一不可。
供给系统的核心任务是根据发动机工况,按比例供给清洁的空气和燃油,形成可燃混合气并送入气缸,对于汽油机,它包括燃油供给和空气供给两大部分;柴油机则因压燃特性,燃油供给系统更为复杂(如高压共轨技术)。
主要部件:燃油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、喷油器(汽油机为电控喷油器,柴油机为高压喷油嘴)、空气滤清器、节气门(汽油机)、进气歧管等。
工作原理:电动燃油泵从燃油箱吸出燃油,经滤清器过滤后,由压力调节器将油压稳定在规定值,最终通过喷油器以雾化状态喷入进气歧管(汽油机)或气缸(柴油机);空气经空气滤清器过滤后,通过节气门控制进气量,与燃油混合形成可燃气体,进入气缸参与燃烧。
部件名称 | 核心功能 |
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电动燃油泵 | 将燃油从油箱中吸出,建立足够燃油压力 |
燃油滤清器 | 过除燃油中的杂质、水分,保护喷油器等精密部件 |
电控喷油器 | 接收ECU指令,精确控制喷油量、喷油时刻和喷雾形态,实现空燃比优化 |
节气门 | 控制进入气缸的空气量,调节发动机负荷与转速 |
点火系统仅用于汽油机(柴油机无需点火),其功能是在压缩行程上止点前,及时点燃气缸内的可燃混合气,推动活塞做功。
主要部件:蓄电池、点火线圈、火花塞、点火控制模块(ECU)、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器等。
工作原理:曲轴位置传感器检测发动机转速与曲轴位置,ECU根据信号计算最佳点火提前角,通过点火控制模块控制点火线圈产生高压(1-2万伏),高压电通过分电器(或直接)送达火花塞,击穿电极间隙产生电火花,点燃混合气,点火时刻对发动机动力、经济性和排放影响极大,需精确控制。
部件名称 | 核心功能 |
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点火线圈 | 将低压电(12V)转换为高压电,为火花塞提供点火能量 |
火花塞 | 利用高压电产生电火花,点燃混合气;其热值需与发动机压缩比匹配 |
曲轴位置传感器 | 检测曲轴转角与转速,向ECU提供点火基准信号 |
发动机工作时,气缸内温度可达1800-2000℃,高温会导致零件变形、润滑油失效甚至“拉缸”;温度过低则燃烧不充分、功率下降,冷却系统的目标是将发动机温度维持在80-95℃的最佳范围。
主要部件:散热器(水箱)、节温器、水泵、冷却液、冷却风扇(电子/机械)、气缸体/气缸盖水套等。
工作原理:水泵驱动冷却液在“水套-散热器-水套”间循环,节温器根据水温控制循环路径:低温时(<80℃)关闭大循环,冷却液仅在水套内小循环快速升温;高温时(>90℃)打开大循环,冷却液经散热器风扇散热降温,冷却液(乙二醇与水混合)具有低凝固点、高沸点特性,防止“开锅”和“结冰”。
部件名称 | 核心功能 |
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节温器 | 自动调节冷却液循环路径,控制发动机升温速度与工作温度 |
散热器 | 通过风冷将冷却液热量散发到大气中,是冷却系统的“散热核心” |
水泵 | 提供冷却液循环动力,确保热量持续传递 |
发动机内部零件(如曲轴、轴承、活塞环)高速相对运动,若直接接触会产生剧烈摩擦、磨损甚至抱死,润滑系统通过压力输送润滑油,形成油膜,减少摩擦、散热、清洁零件并防锈。
主要部件:机油泵、机油滤清器、限压阀、油底壳、主轴承、连杆轴承、凸轮轴轴颈等。
工作原理:机油泵从油底壳吸出机油,经滤清器过滤后,通过主油道输送至各运动部件(曲轴轴颈、连杆轴承、凸轮轴等),飞溅润滑活塞、气缸壁等部位;机油在摩擦中吸收热量,流回油底壳时散热,同时带走金属碎屑,经滤清器过滤后循环使用。
部件名称 | 核心功能 |
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机油泵 | 建立机油压力,确保润滑油循环流动 |
机油滤清器 | 滤除机油中的金属屑、积碳等杂质,保持润滑油清洁 |
限压阀 | 当机油压力过高时自动泄压,防止油管破裂或密封件损坏 |
静止状态下,发动机无法自行运转,需借助外力驱动曲轴转动,直至气缸内混合气燃烧做功,实现从“静止”到“自行运转”的过渡,启动系统承担这一任务。
主要部件:蓄电池、启动机(直流电动机)、启动继电器、点火开关、飞轮齿圈等。
工作原理:点火开关旋至“START”档,蓄电池向启动机供电,启动机驱动小齿轮与飞轮齿圈啕合,带动曲轴旋转(初始转速约50-100r/min);供给系统喷油、点火系统点火,当发动机转速达到300-500r/min时,ECU控制启动机小齿轮退回,发动机依靠自身燃烧运转,启动完成。
部件名称 | 核心功能 |
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启动机 | 将蓄电池的电能转化为机械能,驱动发动机曲轴转动 |
飞轮齿圈 | 与启动机小齿轮啮合,将启动机的转矩传递给曲轴 |
发动机五大系统通过机械、电子、流体的协同工作,实现了“能量输入-转换-输出”的全流程:供给系统提供“燃料”,点火系统点燃“火焰”,冷却系统控制“温度”,润滑系统减少“磨损”,启动系统实现“启动”,任何一系统故障,都会导致发动机性能下降甚至停转,因此定期维护(如更换机油、滤芯、冷却液等)对延长发动机寿命至关重要。
Q1:发动机冷却系统过热会引发哪些后果?
A:冷却系统过热会导致发动机温度过高,引发一系列问题:① 活塞、气缸壁等零件因热膨胀过大而卡死(“拉缸”);② 润滑油黏度下降,油膜破裂,加剧零件磨损;③ 进气密度降低,燃烧不充分,动力下降、排放恶化;④ 点火系统易产生“爆燃”,损坏活塞和火花塞;⑤ 零件材料强度降低,甚至导致气缸垫冲坏、漏水漏油。
Q2:冷启动时为什么需要踩油门?
A:冷启动时,发动机温度低,机油黏度大,流动性差,各部件润滑不足;低温下燃油雾化不良,混合气浓度较稀,此时踩油门(轻踩)可通过节气门开度传感器向ECU传递信号,ECU会控制喷油器增加喷油量(“加浓”),提高混合气浓度,同时提高怠速转速(快怠速),确保发动机稳定启动,现代电喷车通常由ECU自动控制冷启动加浓,无需人为深踩油门,过度踩油门反而可能因混合气过浓导致启动困难。
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