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Friday, May 21, 2010

引擎(Engine)

引擎,发动机的核心部分,因此习惯上也常用引擎指发动机。引擎的主要部件是气缸,也是整个汽车的动力源泉。

简介
有人把引擎称为发动机,其实,发动机是一整套动力输出设备,包括变速齿轮(change gear)、引擎和传动轴(drive shaft)等等,可见引擎是只是整个发动机的一个部分,但是却是整个发动机的核心部分,因此把引擎称为发动机也不为过。 引擎的主要部分就是气缸(cylinder),这里就是整个汽车的动力源泉。

气缸的工作原理:
汽缸包括缸体、进气孔、输油孔(oil hole)、出气孔(vent)、活塞(piston)和火花塞(spark plug)。汽缸通过进气孔和输油孔注入汽油和空气,在汽缸内充分混合,当火花塞点燃混合物后,混合物猛烈地爆炸燃烧,推动活塞向下运动,并产生动力。同时,爆炸气巨大的压力还推开单向阀的出气孔,排出废气。而后,汽缸内残余废气逐渐变冷,气压变低,汽缸外部的大气压又推动活塞向上运动,以准备进行下一次爆炸。这就是简单的原理。

引擎(发动机)的区别
按燃料分:
可分为柴油(diesel)机、汽油(gasoline)机和天然气(natural gas)机以及油电混合(hybrid)机等

按实现循环的行程数分:
二冲程引擎(two-stroke engine):活塞移动两个行程或曲轴(crankshaft)转一圈气缸内完成一个工作循环;
四冲程引擎(four-stroke engine):活塞移动四个行程或曲轴转两圈气缸内完成一个工作循环。这两种引擎都能用各种燃料驱动(包括电油(汽油)、柴油及液态石油气)。

按冷却方式分:
水冷式引擎(water-cooled engine):以水为冷却介质;
风冷式引擎(air-cooled engine):以空气为冷却介质。

按点火方式分:
压燃式引擎(compression-ignition engine):利用气缸内空气被压缩后产生的高温,使燃油自燃。如柴油机。
点燃式引擎(ignition engine):利用火花塞发出的电火花强制点燃燃料,使燃料 强行着火燃烧。如汽油机、煤气机。

按可燃混合气形成的方法分:
缸体外部形成混合气的引擎:燃料和空气在外先混合然后进入气缸。如使用化油器的汽油机。
缸体内部形成混合气的引擎:燃料在临近压缩终了时才喷入气缸,在气缸内与空气混合。如柴油机。

按进气方式分:
自然吸气式引擎(naturally aspirated engine):空气靠活塞的抽吸作用进入气缸内。
涡轮增压式引擎(turbocharged engine):为增大功率,在发动机上装有涡轮增压器,使进入气缸的气体预先经过压气机压缩,再进入气缸。

按气缸数目分:
单缸引擎(single cylinder engine):常用于拖拉机,割草机等
多缸引擎(multi-cylinder engine):两缸以上

按气缸的排列型式又可分为:
直列立式发动机(inline engine):所有气缸排列在同一平面内。
V型发动机(V-type engine):气缸分别排列在两个相交为V型的平面内。
卧置发动机(Boxer engine):两排气缸夹角为180°时又称为水平对置式或H型亦或是boxer型。
其它:还有X型、W型、星型等,多用于螺旋桨式飞机。

二冲程引擎
明显地,字面上说明了这是甚么引擎,就是用两个冲程的长度完成一个循环。在第一个冲程,两个程序一起进行,那就是进气和压缩。在第二个冲程,另两个程序一起进行,那就是燃烧(做功)和排气。
它是一副简单的引擎,并没有排气活瓣(exhaust valve)。它拥有高的容积效率(volumetric efficiency)和快速提升转数(rotation per minute, rpm),但它的扭力(torque)及马力(horsepower)输出变化颇大,所以它不适宜用于汽车及货车那些需要稳定的扭力及马力来应付很大的道路变化的车辆。另一不适用的原因是严格的排气限制(欧盟三及欧盟四),基于燃烧过程不够精密,因此它也不适用于其它车辆。它适用于船只,因为船只在短时间内都不会加速及停下,因此引擎转速得以维持并维持一定马力输出。它适用于电单车,因为它的重量轻及有高容积效率。

四冲程引擎
又一次,字面上已说明了这是甚么引擎,就是四个冲程的长度完成一个循环。有别于二冲程引擎,它是一个冲程完成一个步骤。第一步叫做【进气冲程(intake stroke)】,其过程是将进气阀(intake valve)打开,活塞下降,汽缸吸入汽油和空气的混合物。第二步叫做【压缩冲程(compression stroke)】,这一步的过程是将进气阀关闭,活塞上升,混合物被压缩在活塞上的小空间里。【动力冲程】是第三步,此时汽缸上的火花塞的火花会令混合物燃烧,产生的热气体膨胀,迫使活塞下降。【排气冲程(exhaust stroke)】是四冲程引擎的最后一步,这时排气阀(exhaust valve)会打开,活塞上升,燃烧过的气体(废气)被排出汽缸。
  相较于二冲程引擎,四冲程的结构较为复杂。它拥有活瓣(valve)及凸轮轴(camshaft),至少要有进气活瓣、排气活瓣及凸轮轴各一。因为它的容积效率较低,所以两种引擎在相同扫气容积下,它会有较少之输出功率。但它有稳定的扭力及马力输出,所以它适用于道路的车辆和船只。虽然它提升转数较慢,它不能算是真的问题。其实,转数提升缓慢可以以减轻飞轮的重量、活塞的重量及曲轴的重量来解决。
posted by D.K. at 5:23 AM

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