探索汽车发动机内部各零件的秘密!

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正时皮带与正时链条
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正时皮带是发动机凸轮轴和曲轴的连接件 , 当发动机从静止由起动机转动曲轴 , 正时皮带便也开始了忙碌的工作 , 通过与曲轴的配合 , 来调节发动机进、排气门开启或关闭的时间 , 以保证气缸能够正常的吸气和排气 。 确保时间精准的功臣要属正时链条上的几个明显的标志 , 按照严格的技术要求和工艺标准安装后 , 便可以实现曲轴和凸轮轴间的良好配合 , 来确定进、排气门何时开启何时关闭 , 来完成燃料化学能向曲轴动能的转变 。
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橡胶材质的正时皮带随着工作时间的增长 , 容易发生磨损或老化 , 使皮带接触面发生较大的形变 。 如若长期不更换 , 皮带很容易发生跳齿或断裂的现象 , 导致发动机不能正常工作 , 便会出现怠速不稳、加速不良或打不着车的情况 。 因此为了安全 , 一定要按照厂家的要求 , 在规定周期内对皮带进行更换 。
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不过随着造车技术水平的发展 , 部分发动机的皮带已被链条所替代 。 正时链条由强度较大的钢材制成 , 众所周知 , 金属的强度要远远大于橡胶 , 这就使其变形程度大大降低 , 跳齿和断裂的现象发生的几率微乎其微 。
2.节气门
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图中红框内为节气门
节气门是控制空气进入发动机的一道可控阀门 , 气体进入进气管后会和汽油混合成可燃混合气 , 从而燃烧做工 。 它上接空气滤清器 , 下接发动机缸体 , 被称为是汽车发动机的咽喉 。 节气门有传统拉线式和电子节气门两种 , 传统发动机节气门操纵机构是通过拉索(软钢丝)或者拉杆 , 一端连接油门踏板 , 另一端连接节气门连动板而工作 。 电子节气门主要通过节气门位置传感器 , 来根据发动机所需能量 , 控制节气门的开启角度 , 从而调节进气量的大小 。
电子节气门的种类有电液式、线性电磁铁式、步进电机式和直流伺服电机式四种 , 不过电液式和步进电机式由于由于控制精度不高 , 线性电磁式则由于所需电功耗较大 , 都很少在汽车上应用 , 直流伺服电机式则很好的克服了以上两种情况 , 从而在汽车上应用较为广泛 。 此外节气门也需要定期进行更换 , 时间长短主要取决于空气滤清器的质量、机油质量、车辆行驶路况等因素 。
【探索汽车发动机内部各零件的秘密!】3.凸轮轴
凸轮轴的主体是一根与气缸组长度相同的圆柱形棒体 , 上面套有若干个凸轮轴 , 用于驱动气门来实现开启和关闭 。 依据位置不同有底置式和顶置式之分 , 其中底置式凸轮轴需要通过推杆、摇臂等对气门间接控制 , 转速通常较慢 , 无法胜任高转速时的需求 , 输出功率则相对较低 。 目前已逐渐被顶置式取代 , 顶置式凸轮结构拉近了其与气门间的距离 , 除了减小底置式长距离往返运动的能量损失外 , 还使得原本运转较慢的气门开闭动作更为活跃 。
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为了提升发动机高速时的性能表现 , 人们增加了气门个数 , 2个、3个、4个、5个 , 凸轮轴结构也由SOHC(顶置单凸轮轴 , 适用于2、3气门)发展到DOHC(顶置双凸轮轴 , 适用于4、5气门) , 不过气门数越多结构也越复杂 , 维修难度大 。
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液压挺杆凸轮轴
凸轮轴常见的故障主要是异常磨损 , 原因为机油泵若使用时间过长会出现供油压力不足的现象 , 使得位于发动机润滑系统顶端的凸轮轴润滑状况不容乐观 , 特别是凸轮顶端和气门上方液压挺杆的润滑如若不当 , 便会减小双方的间隙 , 会出现晚开进气门、早关排气门的情况 , 大大影响了进排气效率 , 降低了发动机的功率和扭矩输出 。
4.气门组
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气门组的结构主要由气门、气门弹簧、气门锁夹等组成 , 通常情况下 , 进气口的直径要大于排气口 , 主要是为了增加进气量 , 来提高燃烧效率 , 从而获得更好的动力输出 。
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中间为气门弹簧、右端为气门以及两个锁夹
气门个数有2、3、4、5四种情况 , 其中目前主流的为4气门 , 原因有二 。 其一 , 相比2、3个气门 , 4气门的气门直径小、同材料的情况质量会更轻 , 由于物体的惯性与质量成正比 , 因此4气门的运动惯性相对较小 , 从而会更加灵活、开启或关闭的角度也更精准 。 其二 , 5气门的结构制造上会更复杂 , 对应的生产成本和维修保养费用也会增加 , 且气门越多 , 各气门孔之间的厚度会相应变薄 , 从而降低了缸盖强度 , 因此4气门的应用较广泛 。
气门常见的问题由积碳引起 , 可能产生发动机加速不良、怠速不稳、冷车启动困难等现象 。 对此建议大家定期做维护保养 , 保持油、气的清洁 , 并注意驾驶习惯 , 避免长时间怠速停车 。
5.火花塞
火花塞位于四气门的中间位置
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火花塞结构
火花塞 , 通过接收高压导线送来的脉冲电压 , 放电击穿火花塞两电极间的空气 , 从而产生火花引燃气缸内的混合气体 , 来完成化学能向动能的转化 。 不过在柴油发动机上 , 由于采用压燃方式自动着火 , 并不需要安装火花塞 。 火花塞由绝缘体和能导电的金属壳体组成 , 绝缘体的主要任务是让高压电顺利经过两极 , 因若没有它 , 懒惰的高压电会“抄小路”不经过两极 , 便不能产生火花 , 自然也就没有汽车行驶所需要的能量产生了 。
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火花塞是整个点火系统的执行者 , 在它背后还有一个强大的后盾 , 它们将共同完成依据活塞的工作顺序来定时在相应的气缸内点火 。 目前市场在售的火花塞 , 依据不同的电极材料 , 主要有普通(镍锰合金)、铂金、铱金三种 , 其中普通火花塞(镍的熔点接近1500℃)的寿命约为2-3万公里 , 铂金、铱金火花塞由于材料熔点接近2000℃ , 且均为稀有金属(稀有金属的化学特性比较稳定) , 其稳定性和抗蚀性均要好于镍 , 因此寿命要长于普通火花塞可达到10万公里 , 不过铂金、铱金火花塞的更换成本也更高 。
火花塞积碳
比较常见的火花塞故障有严重积碳、漏电、跳火不正常、以及电极被烧断等现象 。 通常情况下 , 在由于火花塞导致的熄火现象中 , 最好是通过更换火花塞来彻底解决 , 当不方便更换时 , 也可通过清洗电极 , 调整中央电极长度的应急措施来临时的解决 。
6.喷油嘴
喷油嘴 , 为发动机喷油任务的执行装置 , 它的设计将会影响燃油的雾化效果 , 进而影响燃油的燃烧效率 。 喷油孔的数目越多 , 燃油的雾化效果会更好 , 不过还要考虑同面积的情况下 , 喷油孔的数目越多 , 也意味着孔径越小 , 就会更容易造成堵塞 , 影响汽车性能 。
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12孔喷油嘴
喷油嘴堵塞的原因主要是发动机内部的积碳以及燃油中的杂质引起 , 而汽车行驶一段时间后 , 燃油系统就会形成一定的沉积物 。 一般情况 , 2~3万公里进行清洗 , 车况及燃油质量较好的情况可以延长到4~6万公里 。
如果没有定期进行清洗 , 喷油嘴堵塞现象加重 , 便会引起发动机喷油不畅、雾化效果不良 , 使得发动机的功率下降 , 油耗上升、排放污染物也会增加 。 因此 , 一定要定期对喷油嘴进行清理 。 来保证发动机的正常工作 。
7.活塞
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