汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理探索現(xiàn)代汽車動(dòng)力系統(tǒng)的核心，從基礎(chǔ)理論到實(shí)際應(yīng)用。本演示將帶您了解從傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)到新型動(dòng)力系統(tǒng)的全面知識。作者：發(fā)動(dòng)機(jī)的定義與歷史1876年奧托研發(fā)四沖程內(nèi)燃機(jī)，奠定現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)1885年卡爾·本茨制造第一輛汽油驅(qū)動(dòng)汽車1908年福特T型車推動(dòng)汽車大規(guī)模生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的基本分類按工作循環(huán)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)、四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)按燃料類型汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)按氣缸排列直列式、V型、水平對置式按冷卻方式水冷式、風(fēng)冷式四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)概述進(jìn)氣吸入空氣與燃油混合物壓縮壓縮混合氣體提高能量密度做功點(diǎn)火燃燒產(chǎn)生動(dòng)力排氣排出廢氣準(zhǔn)備下一循環(huán)進(jìn)氣沖程活塞從上止點(diǎn)下移產(chǎn)生氣缸內(nèi)真空環(huán)境進(jìn)氣門打開排氣門保持關(guān)閉狀態(tài)混合物被吸入空氣與燃油比例約為14.7:1壓縮沖程活塞向上運(yùn)動(dòng)從下止點(diǎn)移向上止點(diǎn)氣門全部關(guān)閉形成完全密封空間混合氣體被壓縮壓縮比達(dá)8:1至12:1溫度壓力升高提高后續(xù)燃燒效率做功沖程火花塞點(diǎn)火活塞接近上止點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生電火花混合氣體燃燒溫度迅速升至約2500°C氣體急劇膨脹產(chǎn)生巨大壓力推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)動(dòng)力輸出排氣沖程廢氣排出過程活塞上行推動(dòng)廢氣通過打開的排氣門排出高溫排氣排出氣體溫度可達(dá)400-700°C循環(huán)過渡排氣結(jié)束后準(zhǔn)備開始新的進(jìn)氣沖程發(fā)動(dòng)機(jī)主要部件概覽電控系統(tǒng)智能調(diào)控發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行輔助系統(tǒng)冷卻、潤滑、燃油、點(diǎn)火配氣機(jī)構(gòu)控制進(jìn)排氣時(shí)機(jī)曲軸系統(tǒng)傳遞和轉(zhuǎn)換動(dòng)力氣缸體發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)氣缸體與氣缸蓋氣缸體特點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的主體骨架承受高溫高壓環(huán)境材料多為鑄鐵或鋁合金鋁合金可減重20-30%氣缸蓋功能封閉氣缸頂部容納氣門和火花塞形成燃燒室內(nèi)部設(shè)有水道和油道活塞與連桿組件活塞直接承受燃燒壓力，連桿將力傳遞給曲軸。活塞環(huán)密封燃燒室防止竄氣。高強(qiáng)度鋁合金材料能承受350°C高溫。曲軸與飛輪曲軸結(jié)構(gòu)將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵部件平衡設(shè)計(jì)精密加工確保高速運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)飛輪作用儲存動(dòng)能平衡發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工作轉(zhuǎn)速從怠速800rpm到最高8000rpm配氣機(jī)構(gòu)凸輪軸控制氣門開閉時(shí)機(jī)和升程氣門組件控制進(jìn)排氣通道的開閉氣門彈簧確保氣門迅速關(guān)閉正時(shí)系統(tǒng)同步曲軸與凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)氣系統(tǒng)空氣濾清器過濾雜質(zhì)保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門控制進(jìn)入的空氣量2進(jìn)氣歧管分配空氣至各氣缸3增壓系統(tǒng)提升30-40%發(fā)動(dòng)機(jī)功率燃油噴射系統(tǒng)1化油器時(shí)代機(jī)械混合燃油與空氣2單點(diǎn)電噴一個(gè)噴油器供應(yīng)所有氣缸3多點(diǎn)電噴每缸獨(dú)立噴油器精確控制4直噴技術(shù)燃油直接噴入氣缸內(nèi)點(diǎn)火系統(tǒng)電源供應(yīng)提供初級電流點(diǎn)火線圈將低壓轉(zhuǎn)為高達(dá)30,000伏高壓火花塞在氣缸內(nèi)產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃混合氣柴油發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)壓燃工作原理不使用火花塞，依靠高壓縮比自燃。壓縮比高達(dá)14:1至22:1，大幅高于汽油機(jī)。高扭矩特性低轉(zhuǎn)速下即可產(chǎn)生大扭矩。適合需要持續(xù)大負(fù)荷工作的場合。耐久性通常優(yōu)于汽油機(jī)。現(xiàn)代共軌直噴技術(shù)可精確控制燃油噴射量和時(shí)機(jī)，大幅提升效率和降低排放。冷卻系統(tǒng)水套環(huán)繞氣缸吸收熱量水泵循環(huán)冷卻液流動(dòng)散熱器將熱量散發(fā)到空氣中節(jié)溫器控制冷卻液流向潤滑系統(tǒng)潤滑作用減少摩擦、帶走熱量、清潔內(nèi)部、輔助密封系統(tǒng)組成油底殼、油泵、濾清器、油道、油壓傳感器工作油壓怠速0.3MPa，高速運(yùn)轉(zhuǎn)0.4-0.5MPa機(jī)油分類按粘度和品質(zhì)等級區(qū)分適用環(huán)境和發(fā)動(dòng)機(jī)類型排放控制系統(tǒng)一氧化碳(CO)碳?xì)浠衔?HC)氮氧化物(NOx)顆粒物(PM)其他物質(zhì)電子控制單元(ECU)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控多達(dá)100個(gè)傳感器信號實(shí)時(shí)計(jì)算每秒執(zhí)行數(shù)百萬次運(yùn)算精確控制自動(dòng)調(diào)整關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化運(yùn)行平衡性能、油耗與排放發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)功率(hp)扭矩(Nm)效率與能量流向有效功25-35%轉(zhuǎn)化為車輪動(dòng)力冷卻損失30%通過冷卻系統(tǒng)散失排氣損失35%隨廢氣排出摩擦損失10%克服內(nèi)部摩擦渦輪增壓技術(shù)工作原理利用排氣能量驅(qū)動(dòng)渦輪。渦輪帶動(dòng)壓縮機(jī)壓縮進(jìn)氣。增壓后的空氣密度提高約40%?？赏瑫r(shí)提升功率和燃油經(jīng)濟(jì)性。現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛采用此技術(shù)。渦輪滯后問題低轉(zhuǎn)速時(shí)增壓效果不明顯?？勺儙缀螠u輪(VGT)技術(shù)有效解決此問題。可變氣門技術(shù)可變氣門正時(shí)(VVT)改變凸輪軸相位，優(yōu)化不同轉(zhuǎn)速下的進(jìn)排氣時(shí)機(jī)可變氣門升程(VTEC)在不同轉(zhuǎn)速切換凸輪輪廓，兼顧低轉(zhuǎn)扭矩和高轉(zhuǎn)功率性能提升擴(kuò)展15-20%扭矩曲線，顯著改善全轉(zhuǎn)速段表現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)常見故障診斷故障現(xiàn)象可能原因診斷方法啟動(dòng)困難電池電量不足、火花塞故障、燃油系統(tǒng)問題檢測電壓、觀察火花、測量燃油壓力怠速不穩(wěn)火花塞積碳、節(jié)氣門臟污、氧傳感器故障清潔節(jié)氣門、更換火花塞、讀取故障碼動(dòng)力不足空氣濾清器堵塞、燃油濾清器臟污、點(diǎn)火正時(shí)偏差檢查濾清器、測量壓縮壓力、檢查點(diǎn)火時(shí)刻過熱問題冷卻液不足、節(jié)溫器故障、水泵損壞檢查冷卻系統(tǒng)、更換節(jié)溫器、壓力測試新能源混合動(dòng)力系統(tǒng)并聯(lián)混合發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)都可直接驅(qū)動(dòng)車輪串聯(lián)混合發(fā)動(dòng)機(jī)僅發(fā)電，電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪混聯(lián)系統(tǒng)結(jié)合串并聯(lián)優(yōu)點(diǎn)的復(fù)雜系統(tǒng)效率提升相比傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)提高30-50%燃油經(jīng)濟(jì)性未來發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展趨勢1替代燃料氫能源與合成燃料研發(fā)48V輕混系統(tǒng)低成本電氣化過渡方案3HCCI技術(shù)均質(zhì)壓燃結(jié)合汽柴油機(jī)優(yōu)點(diǎn)小排量渦輪減小排量同時(shí)保持輸出功率電動(dòng)化與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)系2035多國確定的傳統(tǒng)燃油車禁售時(shí)間點(diǎn)60%2030年預(yù)計(jì)電動(dòng)車市場占比95%燃料