发动机动力传递到车轮的过程 发动机给汽车提供动力的详细过程

2020-01-27 17:23:21

早期的汽车上是没有自动启动装置的,启动发动机时需用一支摇手柄插接在皮带盘上, 利用人的体力摇转发动机的曲轴,让活塞在气缸内来回运转,以达到发动机启动的目的。


随着汽车工业的发展,出现起动机来促进发动机运转,代替人工启动。起动机是将电能转变成为机械能的一种机件,它是利用电学中的一项定理,即导线在磁场中通电受到磁力会发生运动,且磁场越强或导线中通入电流越大,转动的扭力也越大。


当驾车者将车钥匙插进点火开关并向右转动时,起动机的电路接通,电瓶的大量电流便流入起动机的线圈,这时起动机就运转起来,同时起动机的小齿轮和飞轮上的齿环互相接合,把力量扩大传送给曲轴,曲轴带动活塞便能上下移动。


发动机动力传递到车轮的过程  发动机给汽车提供动力的详细过程

△ 发动机动力传递过程示意图1


因为发动机是汽车构造中最重要的部分,相当于人体的心脏,所以我们来看看发动机作用的原理。


前面提到活塞上下移动,活塞由上向下行,行到最低点的位置称为下止点,活塞往上行,行到上顶点的位置称为上止点,上止点与下止点间的距离称为行程。当活塞在上止点时,上面的空间称为燃烧室。


活塞在气缸中移动四个行程,也就是曲轴转720 度( 两转) 时才完成一次动力的发动机,称为四冲程发动机。


进气行程:

活塞在气缸内自上止点向下行至下止点时,此时进气门打开,排气门关闭,气缸内可以产生部分的真空,将新鲜的空气和汽油的混合气吸进气缸内。


压缩行程:

进气门和排气门都关闭,活塞由下止点上行移动至上止点,将气缸中的混合气压缩,进入气缸中的混合气的量越多及活塞越接近上止点位置,压缩压力就越大。在压缩行程内,气缸中混合气最大压力称为压缩压力,将混合气压缩是为了使混合气混合得更均匀,且提高温度易于燃烧,还可以得到较大的动力。


做功行程:

此时进气门和排气门都关闭,由于火花塞所跳出的高压电火花适时将混合气点燃,使其燃烧爆发压力迅速增大,将活塞从上止点推至下止点产生动力。火花塞的高压火来自高压线圈,它能将火花放大,然后再通过分电器将高压火按顺序分配到各个气缸中,从而点燃被压缩的混合气。


排气行程:

活塞自下止点上行至上止点,此时进气门关闭,排气门开放,气缸中已经燃烧过的废气由活塞向上移动时,经排气门和排气歧管等处排至大气之中。因为燃烧过的废气通过消声器的消声作用,才不至于产生太大的响声。


这四个行程连续不断,重复不停,周而复始,一直循环下去,发动机产生的动力便源源不断 。


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 发动机工作行程示意图


发动机启动后,起动机小齿轮和飞轮齿环会自动分开,当操纵点火开关的手松开时,就自动切断了起动机电路,这时起动机也停止运转。


发动机转动后,带动发电机运转而产生电力,提供火花塞及车上的电器使用,如音响、车灯等。


发动机运转产生的动力,经由飞轮传至离合器。飞轮在发动机的动力行程时储存动能,当发动机不产生动力时,再将动能输出供应给进气、 压缩、排气时所需的动能,使发动机运转平稳。


发动机的气缸数越多,动力重叠数便越多,可以不必储存太多动能,故飞轮可以小一点。虽然飞轮越重,发动机越平稳,但是因为惯性,太重的飞轮会使发动机加速或减速都慢,所以卡车的发动机飞轮又大又重,跑车的飞轮则小而轻。


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 发动机动力传递过程示意图2


飞轮是用作起动机的被动件、离合器的主动件。离合器分为两种,一是机械离合器,一是液力离合器 ,后者是自动挡车用的。飞轮的摩擦面在车子行进时是和离合器的离合器片相触而将动力传至变速箱。当驾驶者踩下离合器踏板时,离合器片便离开飞轮,使动力传送中断,可进行换挡。反之,离开踏板,离合器片与飞轮相触,动力便恢复传送。


现在动力到达了变速箱,变速箱内有四个轴,即离合器轴、主轴、副轴、倒车轴,每个轴上都有齿轮,利用变速杆拨动齿轮,使之相互接合而变换速度。


力量由离合器轴传至副轴,再传到主轴或倒车轴,主轴接传动轴,传动轴将力量传到差速器 ,经调整后带动后车轴,最后车轮便转动,使车子前进。


汽车转弯时外侧车轮比内侧车轮转得快,此时差速器可以自动调整两个后轮的转速和扭力。差速器装在最后传动的盆形齿轮上,里面装有两个或四个差速小齿轮,可以在轴上自由转动 ,差速小齿轮和差速器的边齿轮接合,每个边齿轮经过槽齿与两边的后轴连接。


汽车直行时,后面两个轮胎所受的地面阻力相同,差速小齿轮不转动,边齿轮与最后传动盆形齿轮的转速一样,使后面两个车轮等速前进。


当汽车转弯时,内侧车轮受到地面阻力比外侧车轮阻力大,使差速小齿轮和两个边齿轮的接触力量不相同,差速小齿轮和两个边齿轮的转速不同,后轮的转速也不同。

本期内容来自《大画汽车: 图解汽车奥秘. 升级版》( 陈新亚编著) 

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