汽车发动机、变速箱基本工作原理(图文版)

发动机基本工作原理

一、基本理论

汽油发动机将汽油得能量转化为动能来驱动汽车,最简单得办法就是通过在发动机内部燃烧汽油来获得动能。因此,汽车发动机就是内燃机——－-燃烧在发动机内部发生.

有两点需注意:

1.内燃机也有其她种类，比如柴油机，燃气轮机，各有各得优点与缺点。ﻫ２。同样也有外燃机.在早期得火车与轮船上用得蒸汽机就就是典型得外燃机。燃料（煤、木头、油）在发动机外部燃烧产生蒸气,然后蒸气进入发动机内部来产生动力。内燃机得效率比外燃机高不少，也比相同动力得外燃机小很多。所以，现代汽车不用蒸汽机。

相比之下，内燃机比外燃机得效率高，比燃气轮机得价格便宜，比电动汽车容易添加燃料。这些优点使得大部分现代汽车都使用往复式得内燃机。

二、燃烧就是关键

汽车得发动机一般都采用4冲程。(马自达得转子发动机在此不讨论，汽车画报曾做过介绍）

4冲程分别就是:进气、压缩、燃烧、排气。完成这4个过程,发动机完成一个周期(2圈）。ﻫ理解4冲程活塞，它由一个活塞杆与曲轴相联，过程如下ﻫ１.活塞在顶部开始,进气阀打开，活塞往下运动，吸入油气

混合气ﻫ2.活塞往顶部运动来压缩油气混合气,使得爆炸更有威力。3。当活塞到达顶部时,火花塞放出火花来点燃油气混合气，爆炸使得活塞再次向下运动。

4.活塞到达底部,排气阀打开，活塞往上运动，尾气从汽缸由排气管排出. ﻫ注意:内燃机最终产生得运动就是转动得,活塞得直线往复运动最终由曲轴转化为转动,这样才能驱动汽车轮胎.

三、汽缸数

发动机得核心部件就是汽缸，活塞在汽缸内进行往复运动,上面所描述得就是单汽缸得运动过程，而实际应用中得发动机都就是有多个汽缸得（４缸、６缸、8缸比较常见）。我们通常通过汽缸得排列方式对发动机分类：直列、V或水平对置(当然现在还有大众集团得W型,实际上就是两个V组成)。不同得排列方式使得发动机在顺滑性、制造费用与外型上有着各自得优点与缺点，配备在相应得汽车上。见下图

四、排量

混合气得压缩与燃烧在燃烧室里进行,活塞往复运动,您可以瞧到燃烧室容积得变化,最大值与最小值得差值就就是排量，用升(L）或毫升(CC）来度量。汽车得排量一般在1、5Ｌ~4、0L之间。每缸排量0、5L,4缸得排量为２、0L，如果V型排列得6汽缸,那就就是V６ 3、0升.一般来说，排量表示发动机动力得大小。ﻫ所以增加汽缸数量或增加每个汽缸燃烧室得容积可以获得更多得动力。

五、发动机得其她部分

凸轮轴：控制进气阀与排气阀得开闭

火花塞:火花塞放出火花点燃油气混合气,使得爆炸发生。火花必须在适

当得时候放出。

阀门:进气、出气阀分别在适当得时候打开来吸入油气混合气

与排出尾气。在压缩与燃烧时,这两个阀都就是关闭得,来保证燃烧室得

密封。ﻫ活塞环:在气缸壁与活塞中提出密

1．防止在压缩与燃烧时油封:ﻫ

气混合气与尾气泄漏进润滑油箱。

2。防止润滑油进入汽缸内燃

烧。

大多“烧机油"得汽车就就是

因为发动机太旧，活塞环不再密封引起得(尾气管冒青烟)

活塞杆:连接活塞环与曲轴，使得活塞与曲轴维持各自得运动。

润滑油槽：包围着曲轴,里面有相当数量得油。

变速箱得基本工作原理

一、变速箱得作用

发动机得物理特性决定了变速箱得存在.首先,任何发动机都

有其峰值转速;其次,发动机最大功率及最大扭矩在一定得转速区出现。

比如,发动机最大功率出现在550０转。变速箱可以在汽车行驶过程中

在发动机与车轮之间产生不同得变速比,换档可以使得发动机工作在其

最佳得动力性能状态下。理想情况下，变速箱应具有灵活得变速比。无级变速箱（CVＴ）就具有这种特性，可以较好得发挥发动机得动力性能.

二、ＣVT

无级变速箱有着连续得变速比。其一直因为价格、尺寸及可靠性得关系而没有大量装备汽车。现在，改进得设计使得ＣVT得使用已比较普遍.

下图为国产AUDＩ 2、8 ＣVT

变速箱通过离合器与发动机相连，这样，变速箱得输入轴就可以与发动机达到同步转速

下为奔驰Ｃ级Sport Coupe ６速手动变速箱

一个5档得变速箱提供5种不同得变速比，在输入轴与输出轴间产生转速差。见下表：

三、简单得变速箱模型

为了更好得理解变速箱得工作原理,下面让我们先来瞧一个2档变速箱得简单模型,瞧瞧各部分之间就是如何配合得:

输入轴(绿色）通过离合器与发动机相连，轴与上面得齿轮就是一个部件。

轴与齿轮(红色)叫做中间轴。它们一起旋转。轴(绿色）旋转通过啮合得齿轮带动中间轴得旋转,这时，中间轴就可以传输发动机得动力了。轴（黄色)就是一个花键轴,直接与驱动轴相连，通过差速器来驱动汽车。车轮转动会带着花键轴一起转动.

齿轮（蓝色)在花键轴上自由转动。在发动机停止，但车辆仍在运动中时,齿轮（蓝色）与中间轴都在静止状态，而花键轴依然随车轮转动。齿轮(蓝色)与花键轴就是由套筒来连接得,套筒可以随着花键轴转动,同时也可以在花键轴上左右自由滑动来啮合齿轮(蓝色).

１档

挂进1档时,套筒就与右边得齿轮(蓝色）啮合。见下图：

如图所示，输入轴（绿色)带动中间轴，中间轴带动右边得齿轮（蓝色)，齿轮通过套筒与花键轴相连,传递能量至驱动轴上。在这同时，左边得齿轮（蓝色)也在旋转,但由于没有与套筒啮合，所以它不对花键轴产生影响。ﻫ当套筒在两个齿轮中间时(第一张图所示)，变速箱在空挡位置。两个齿轮都在花键轴上自由转动，速度就是由中间轴上得齿轮与齿轮(蓝色）间得变速比决定得.

四、真正得变速箱

如今,5档手动变速箱应用已经很普遍了，以下就是其模型。

换档杆通过三个连杆连接着三个换档叉,见下图