大多数汽车的冷却系统包括散热器和水泵。水通过气缸周围的通道循环,然后通过散热器冷却。在一些汽车中(最值得注意的是1999年以前的大众甲壳虫),以及大多数摩托车和割草机,发动机都采用风冷式(你可以通过装在每个汽缸外面的散热片来帮助风冷发动机散热。空气冷却使发动机更轻但更热,通常会降低发动机寿命和整体性能。
所以现在你知道你的发动机保持冷却的方式和原因。但为什么空气流通如此重要?大多数汽车通常被吸气,这意味着空气流过空气过滤器并直接进入气缸。高性能和现代燃料效率的发动机可以是涡轮增压的或增压的,这意味着进入发动机的空气首先被加压(这样可以将更多的空气/燃料混合物挤入每个气缸中)以提高性能。加压量称为增压。甲涡轮增压器使用连接到所述排气管进入的空气流中旋转的压缩涡轮机的小涡轮。增压器直接连接到发动机上以旋转压缩机。
由于涡轮增压器重新使用热排气来旋转涡轮并压缩空气,因此增加了较小发动机的功率。所以一个燃油四缸发动机可以看到马力,你可能会期望一个六缸发动机熄火,同时燃油经济性提高10%到30%。
提高发动机的性能非常好,但是当您转动钥匙启动它时会发生什么?该启动系统包括一个电动起动马达和一个的起动螺线管。当您转动点火钥匙时,启动马达使发动机旋转几圈,以便燃烧过程开始。它需要一个强大的马达来旋转冷发动机。起动马达必须克服:
由活塞环引起的所有内部摩擦
恰好在压缩冲程中的任何气缸的压缩压力
用凸轮轴打开和关闭阀门所需的能量
所有其他直接连接在发动机上的东西,如水泵,油泵,交流发电机等。
因为需要如此多的能量并且因为汽车使用12伏电气系统,所以必须有数百安培的电流流入启动马达。起动器电磁阀本质上是一个大型电子开关,可以处理大量电流。当您转动点火钥匙时,它会激活电磁阀为电机供电。
接下来,我们将看一下发动机子系统,这些子系统可以保持输入(油和燃料)以及输出(排气和排放)。
发动机润滑,燃料,排气和电气系统
在日常汽车维护方面,您首先关注的可能是汽车中的汽油量。气体如何为气瓶供电?发动机的燃油系统从气罐中抽出气体并将其与空气混合,以便适当的空气/燃料混合物可以流入气缸。现代车辆中的燃料以两种常见方式输送:端口燃油喷射和直接燃油喷射。
在燃油喷射发动机中,正确数量的燃油单独喷射到进气阀正上方(进气道燃油喷射)或直接进入气缸(直接燃油喷射)。较旧的车辆是化油器,当空气流入发动机时,气体和空气被化油器混合。
石油也起着重要作用。该润滑系统可确保发动机每个运动机件得到油,以便它可以轻松地移动。需要润滑油的两个主要部件是活塞(因此它们可以在气缸中轻松滑动)和任何允许曲轴和凸轮轴等自由旋转的轴承。在大多数汽车中,油通过油泵从油底壳中吸出,通过油过滤器去除任何砂砾,然后在高压下喷射到轴承和气缸壁上。然后将油滴入油底壳中,再次收集油并重复循环。
既然你已经了解了你在汽车中放置的一些东西,那么让我们来看看它带来的一些东西。该排气系统包括排气管和消音器。如果没有消音器,你会听到的是你的排气管上发出数千次小爆炸的声音。消音器可以抑制声音。
现代汽车中的排放控制系统包括催化转换器,传感器和执行器的集合,以及用于监控和调整一切的计算机。例如,催化转化器使用催化剂和氧气来燃烧排气中任何未使用的燃料和某些其他化学物质。排气流中的氧气传感器确保有足够的氧气可供催化剂工作,并在必要时进行调整。
除了汽油,你的汽车还有什么动力?电气系统由电池和交流发电机组成。交流发电机通过皮带连接到发动机并产生电力以给电池充电。该电池使其可在车上需要电力的一切(点火系统,收音机,前大灯,12伏电源雨刷,电动车窗和座椅,电脑通过车辆的布线等)。
现在你已经了解了所有关于主引擎子系统的内容,让我们来看看如何提高引擎性能。
产生更多发动机动力
使用所有这些信息,您可以开始看到有很多不同的方法可以使引擎更好地运行。汽车制造商不断使用以下所有变量来使发动机更强大和/或更省油。
增加排量:更多排量意味着更多功率,因为??您可以在发动机每次旋转期间燃烧更多气体。您可以通过增大气缸或增加更多气缸来增加排量。十二个气缸似乎是实际的限制。
提高压缩比:更高的压缩比可以产生更多的功率,达到一定程度。然而,压缩空气/燃料混合物的次数越多,就越有可能自发地进入火焰(火花塞点燃之前)。高辛烷值汽油可防止这种早期燃烧。这就是高性能汽车通常需要高辛烷值汽油的原因 - 它们的发动机使用更高的压缩比来获得更多动力。
在每个气缸中加入更多东西:如果你可以将更多空气(以及因此燃料)塞入给定尺寸的气缸中,你可以从气缸获得更多动力(就像增加气缸尺寸一样)增加燃烧所需的燃料。涡轮增压器和增压器对进入的空气加压,以有效地将更多空气塞入气缸。
冷却进入的空气:压缩空气会升高其温度。但是,您希望气缸中有最冷的空气,因为空气越热,燃烧时膨胀的程度就越小。因此,许多涡轮增压和增压汽车都有一个中冷器。中间冷却器是一种特殊的散热器,压缩空气在进入气缸之前通过该散热器将其冷却。
让空气更容易进入:当活塞在进气冲程中向下移动时,空气阻力可能会损坏发动机的动力。通过在每个气缸中放置两个进气阀可以显着减小空气阻力。一些较新的汽车也使用抛光进气歧管来消除那里的空气阻力。更大的空气过滤器也可以改善空气流动。
让排气更容易退出:如果空气阻力使排气很难从气缸中排出,它就会夺走发动机的动力。通过向每个气缸添加第二排气阀可以减小空气阻力。带有两个进气门和两个排气门的汽车每个气缸有四个气门,可以提高性能。当你听到汽车广告告诉你汽车有四个气缸和16个气门时,广告说的是发动机每个气缸有四个气门。
如果排气管太小或消声器具有很大的空气阻力,则会产生背压,这具有相同的效果。高性能排气系统使用集管,大尾管和自由流动消声器来消除排气系统中的背压。当您听说汽车有“双排气”时,目标是通过使用两个排气管而不是一个排气管来改善排气流量。
让一切变得更轻:轻量化部件有助于发动机更好地运转。每次活塞改变方向时,它会消耗能量来停止一个方向的行程并在另一个方向上启动它。活塞越轻,所需的能量就越少。这导致更好的燃料效率以及更好的性能。