汽油机工作原理动画演示_汽油机工作过程动画

1.引擎是什么意思

2.莱特兄弟是怎么发明飞机的？

3.火花塞作用及工作原理动画演示

4.汽车发动机的功率、排量、扭矩之间的关系是什么？

5.柴油机高压泵工作原理？

6.柴油机开锅怎么解决？

7.柴油机的工作原理是什么？

内燃机的工作原理 内燃机的工作原理是利用燃料在气缸内燃烧产生的热能，通过气体受热膨胀推动活塞移动，再经过连杆传递到曲轴使其旋转做功。 内燃机在实际工作时，由热能到机械能的转变是无数次的连续转变。而每次能量转变，都必须经历进气、压缩、作功和排气四个过程。每进行一次进气、压缩、作功和排气叫做一个工作循环。若曲轴每转两圈，活塞经过四人冲程完成一个工作循环的叫做四冲程内燃机；若曲轴每转一圈，活塞只经过两个冲程就完成一个工作循环的叫做二冲程内燃机。 （一）四冲程柴油机的工作过程四冲程柴油机的工作过程 1、进气冲程 进气冲程是实现吸进新鲜空气的过程。靠飞轮旋转惯性的作用车动曲轴，将活塞由上止点位置逐渐拉向下止点，这时通过配气机构开启进气门、关闭排气门，随着活塞向下移动，气缸内的容积逐渐增大，产生真空吸力，新鲜空气不断地被吸进气缸。活塞移动到下止点（即活塞移动一冲程），进气冲程结束，进气门关闭。 2、压缩冲程 在飞轮带动下，曲轴继续旋转推动活塞由下止点向上止点运动。这时进、排气门均关闭，在活塞移动中气缸内的容积逐渐减小，而气体的压力和温度逐渐升高。当活塞移动到上止点时，气缸内气体的压力可达到2940～4410千帕（30～45千克力.平方厘米），温度可达500～700摄试度（比柴油的自燃温度高150～250摄试度）。至此活塞移动了第二个冲程，曲轴累计回转了一圈，压缩冲程终了。 3、作功冲程 当压缩冲程接近终了时，进、排气门继续关闭，喷油器开始向气缸内喷入雾状柴油，在气缸内高温空气的作用下，油雾很快被蒸发，并与高温空气混合成可燃混合气体而迅速自行着火燃烧，放出大量热能，使气缸内气体受热发生猛烈膨胀，气体的压力迅速增到5900～8800千帕（60～90千克力/平方厘米），温度可达1500～2000摄试度。从而产生很大的推力迫使活塞从上止点向下止点运动，并通过连杆使曲轴旋转，从而带动飞轮旋转，起储能作用，将柴油发出的热能转变为曲轴旋转的机械能。随着活塞向下止点运动，气缸内气体的压力和温度下降。至活塞移动到下止点，曲轴累计回转了一圈半，作功冲程终了。 4、排气冲程 由飞轮带动，曲轴继续旋转，活塞由下止点移向上止点，通过配气机构开启排气门，气缸中燃烧后的废气被向上运动的活塞挤压，经排气门排出气缸，排气的温度为300～500摄试度，压力为103～122千帕（1.05～1.25千克力/平方厘米），活塞到达上止点时，排气冲程结束，排气门关闭。至此，活塞移动了四个冲程，曲轴累计回转两圈。 上述四个冲程完成后，即完成了一个工作循环。当活塞再次从上止点移向下止点时，又开始了第二个工作循环。这样周而复始，柴油机连续运转，不断向外输出动力。在这个工和循环中曲轴回转了两圈，活塞经过了四个冲程，所以称这种柴油机为四冲程柴油机。 （二）四冲程汽油机的工作过程 四冲程汽油机的工作过程与四冲程柴油机的工作过程基本相同，每一个工作循环同样有进气、压缩、作功、排气四个冲程。其主要区别有以下几点： 1、在进气过程中，进入气缸的不是纯空气，而是空气与汽油相混合的可燃混合气。在进气通道上装有化油器，空气在进气冲程的吸力作用下，以较高的流速流经化油器，将被吸入化油器喉管的汽油吹散和雾化，形成可燃混合气进入气缸。 2、汽油机吸入的混合气是由电火花强制点火，而不是压缩自燃（压缩比较小，压力和温度都比较低，不足以引起自燃）。在气缸兽上装有火花塞，当活塞在压缩冲程运行到临近上止点时，炎花塞在高压电的作用下产生电火花将可燃混合气点燃。 从以上柴油机和汽油机的工作过程中可以见到在工作循环中只有一个作功冲程是活塞驱动曲轴旋转而作功的，其它三个冲程都是为作功冲程作准备，均需要由曲轴带动活塞运动，要消耗一部分能量。因此，在曲轴的一端均装有一转动惯量较大的飞轮。在作功冲程驱动曲轴及飞轮旋转，产生转动惯量带动在气缸中运动的。另外，单缸四冲程内燃机曲轴每旋转两圈只有半圈（作功冲程）作功，运转不均匀，所以会产生较大的震动，因此在单缸机上都有尺寸较大的、重量较重的飞轮来储存能量，保持运转的平稳性。 （三）多缸四冲程内燃机的工作过程 具有两个或两个以上气缸的内燃机称为多缸内燃机。若单机要求较大的功率时，用单缸内燃机则需加大气缸的直径和冲程，相应的零部件都要加大尺寸，使机器相当笨重。运动部件的运动惯量增大，难以平衡，导致工作起来不稳定，震动较大。因此，较大功率的内燃机，一般都不用单缸加大缸径方式，而是用较小缸径、多缸的型式。由于多缸内燃机的作功冲程是相互交替均匀分配的，所以多缸比单缸内燃机旋转均匀、工作稳定。 多缸四冲程内燃机可视为由多个单缸机共用一根曲轴和一个大机体组合而成的,每个气缸与单缸机一样各自完成本身的工作循环,只是各气缸的作功冲程相互错开,使各缸的同一冲程按一定的工作顺序排列组合 。 二缸四冲程内燃机曲轴的两个曲柄位于同一平面内，方位相反而相互错开180度。 三缸四冲程内燃机曲轴的曲柄夹角互为120度，其工作顺序为1—2--3缸或1--3--2缸两种方式。三缸四冲程内燃机作功间隔是均匀的，在每一缸的作功冲程后都有60度的间歇时间，下缸才开始作功，三缸机运转平稳，是小缸径多缸机的发展方向。 （四）二冲程内燃机的工作过程 四冲程内燃机的曲轴旋转两圈，活塞经过了四个冲程才完成一个工作循环；而二冲程内燃机的曲轴转一圈，活塞经过两个冲程就可完成一个工作循环，这是四冲程与二冲程内燃机的基本区别。 第一冲程：当活塞从下止点向上止点运动时，活塞起着一个上挤下吸的作用。在运动中活塞关闭了换气孔和排气孔，在活塞的上部使进入气缸内燃机混合气受到压缩。当活塞继续上升，活塞的下部将进气孔打开时，开始吸气，由于曲轴箱的容积不断增加，产生吸力，化油器中的可燃混合气便被吸入曲轴箱。 第二冲程：当活塞接近上止点时，火花塞点燃被压缩的可燃混合气，活塞起着上推下压作用。在活塞上方燃气膨胀产生的压力使活塞向下移动而作功。当活塞继续向下移动时，在活塞的下方首先关闭气孔，使曲轴箱内的可燃混合气受到挤压，当继续向下移动时，排气孔被打开，气缸中的废气受到燃气压力的作用自行排出。当活塞再向下移动时，换气孔被打开，曲轴箱内受挤压的可燃气体经换气孔进入气缸，并帮助驱扫废气。该扫气过程实际上是排气和进气两个工作过程的结合，一直到活塞经过下止点后，再向上运动将换气孔和排气孔封闭后才结束。 由此可知，二冲程汽油机没有一个单独的进气和排气冲程，进气和排气过程分别是与压缩和作功的过程同时进行的。所以，二冲程汽油机曲轴转一圈，活塞走两个冲程即完成一个工作循环。

引擎是什么意思

四冲程柴油机的工作原理是：

柴油机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的，这四个过程构成了一个工作循环。活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机。

进气冲程：

进气门开启、排气门关闭，活塞在曲轴、连杆的带动下，从上止点向下止点运动，把新鲜空气吸进气缸，活塞到达下止点，进气冲程结束。

压缩冲程：

进排气门关闭，活塞在曲轴、连杆的带动下，从下止点向上止点运动，吸进气缸的空气被压缩成高温、高压气体，活塞到达上止点时，压缩冲程结束。

做功冲程：

压缩冲程结束后，（进排气门仍处于关闭状态）喷油器将燃油喷进气缸，在高温、高压气体的作用下，燃油被压燃，气缸内产生巨大的能量，推动活塞从上止点向下止点运动，曲轴飞轮组储存和输出能量，活塞到达下止点时，做功冲程结束。

排气冲程：

进气门关闭，排气门开启，活塞在曲轴、连杆的带动下，从下止点向上止点运动，将气缸内燃烧后的废气排出，活塞到达上止点时，排气冲程结束。在进气、压缩、做功、排气四个冲程中，只有做功冲程产生能量，其他三个冲程都是靠曲轴、飞轮的惯性完成的。

发动机是汽车的动力源。汽车发动机大多是热能动力装置，简称热力机。热力机是借助工质的状态变化将燃料燃烧产生的热能转变为机械能。

发动机为汽车提供动力。发动机还广泛应用于交通运输机械、农业机械、工程机械和发电机组等各个方面。发动机种类繁多,其中四冲程发动机是最常见的一种分类。

四冲程发动机属于往复活塞式内燃机，根据所用燃料种类的不同，分为汽油机、柴油机和气体燃料发动机三类。以汽油或柴油为燃料的活塞式内燃机分别称作汽油机或柴油机。使用天然气、液化石油气和其他气体燃料的活塞式内燃机称作气体燃料发动机。汽油和柴油都是石油制品，是汽车发动机的传统燃料。非石油燃料称作代用燃料。燃用代用燃料的发动机称作代用燃料发动机，如乙醇发动机、氢气发动机、甲醇发动机等。

发动机是汽车的动力源。汽车发动机大多是热能动力装置，简称热力机。热力机是借助工质的状态变化将燃料燃烧产生的热能转变为机械能。

往复活塞式内燃机所用的燃料主要是汽油(gasoline)或柴油(diesel)。由于汽油和柴油具有不同的性质，因而在发动机的工作原理和结构上有差异。

1892年德国工程师狄塞尔(RudolfDiesel)发明了压燃式发动机(即柴油机)，实现了内燃机历史上的第二次重大突破。由于用高压缩比和膨胀比，热效率比当时其他发动机又提高了1倍。1956年，德国人汪克尔(F.ankel)发明了转子式发动机，使发动机转速有较大幅度的提高。1964年，德国NSU公司首次将转子式发动机安装在轿车上。

1926年，瑞士人布希(A.Buchi)提出了废气涡轮增压理论，利用发动机排出的废气能量来驱动压气机，给发动机增压。50年代后，废气涡轮增压技术开始在车用内燃机上逐渐得到应用，使发动机性能有很大提高，成为内燃机发展史上的第三次重大突破。

1967年德国博世(Bosch)公司首次推出由电子计算机控制的汽油喷射系统(ElectronicFuelInjection，EFI)，开创了电控技术在汽车发动机上应用的历史。经过30年的发展，以电子计算机为核心的发动机管理系统(EngineManagementSystem，EMS)已逐渐成为汽车、特别是轿车发动机上的标准配置。由于电控技术的应用，发动机的污染物排放、噪声和燃油消耗大幅度地降低，改善了动力性能，成为内燃机发展史上第四次重大突破。

按发动机在一个工作循环期间活塞往复运动的行程数，分为四冲程和二冲程发动机。在一个工作循环中活塞往复四个行程的内燃机称作四冲程往复活塞式内燃机，而活塞往复两个行程完成一个工作循环的则称作二冲程往复活塞式内燃机。

参考资料：

莱特兄弟是怎么发明飞机的？

引擎

是发动机的核心部分，因此习惯上也常用引擎指发动机。引擎的主要部件是气缸，也是整个汽车的动力源泉。严格意义上世界上最早的引擎由一位英国科学家在公元一六八零年发明。在游戏的编写中，引擎指用于控制所有游戏功能的主程序。

组成

引擎的主要部分就是汽缸，这里就是整个汽车的动力源泉。汽缸的工作原理我在这里简单介绍一下，汽缸包括缸体、进气孔、输油孔、出气孔、活塞和火花塞(汽油机)。汽缸通过进气孔和输油孔注入汽油和空气，在汽缸内充分混合，当火花塞点燃混合物后，混合物猛烈地爆炸燃烧，推动活塞向下运动，并产生动力。同时，爆炸气巨大的压力还推开单向阀的出气孔，排出废气。而后，汽缸内残余废气逐渐变冷，气压变低，汽缸外部的大气压又推动活塞向上运动，以准备进行下一次爆炸。这就是简单的原理。现也用作IT方面的术语，指经包装过的函数库，方便别人调用，如搜索引擎、图形引擎、物理引擎等。

简史

严格来说，引擎是在公元一六八零年由一位英国科学家发明的。这是一种由火药驱动的燃烧式引擎，并不是由电油或柴油驱动。原理和现代的引擎一样。但由于它活动得很慢，于是其它引擎便用蒸气代替了火药。

公元一七六九年，是由一位法国人而并不是由英国的詹姆士·瓦特发明蒸气引擎的。由于蒸气引擎是用蒸气的压力直接推动来产生动力，因此能够有更高之效率。但它有一个致命的缺点，就是涡炉的刚度。这缺点使涡炉爆炸，而因此死伤不计其数。再者，那些涡炉笨重和需要长时间才能起动都是少人用它的原因。

公元一八七六年，尼古拉斯·奥吉斯·奥托在德国发明了四冲程引擎。最初，石油气是作为该引擎的燃料。但是，以石油气作为燃料的入气系统并不容易制造，跟着电油便成为该引擎的燃料。

公元一九三六年，鲁道夫·狄塞尔在德国发明了柴油引擎。不像一般使用电油的引擎，它使用直接喷注系统并使燃料和高压的空气燃烧，所以在高转时的爆震得以解决。可是，没有东西是完美的，它需要强度高的引擎缸体，所以引擎是非常重的。

最后，有一位德国科学家在公元一九六一年发明了转子引擎。它需要以电油作为燃料，因为它的压缩比低。

明显地，字面上说明了这是什么引擎，就是用两个冲程的长度完成一个循环。在第一个冲程，两个程序一起进行，那就是进气和压缩。在第二个冲程，另两个程序一起进行，那就是燃烧（做功）和排气。

它是一副简单的引擎，并没有排气活瓣。它拥有高的容积效率和快速提升转数，但它的扭力及马力输出变化颇大，所以它不适宜用于汽车及货车那些需要稳定的扭力及马力来应付很大的道路变化的车辆。另一不适用的原因是严格的排气限制（欧盟三及欧盟四），基于燃烧过程不够精密，因此它也不适用于其它车辆。它适用于船只，因为船只在短时间内都不会加速及停下，因此引擎转速得以维持并维持一定马力输出。它适用于电单车，因为它的重量轻及有高容积效率。

GE航空推第六代战机引擎，将于2016年试车。

火花塞作用及工作原理动画演示

1903年12月17日，这是一个寒冷的冬日。在美国北卡罗来纳州基蒂霍克的一片荒地上，寒气袭人，朔风四起，天空布满浓云。莱特兄弟俩设计制造的“飞行者号”飞机，就要当众试飞了。

前几天，莱特兄弟在许多公共场所贴出了飞机试飞的海报，他们希望向更多的人展示自己多年来含辛茹苦制造的飞机。此时，他们热切地期待着观众们的到来，可惜观众只来了五位。“等一等，再等一等”，然而仍然是那可怜的五名观众，他们不论是因为好奇，还是关心飞机试飞，总之，他们侥幸地成为的观众，成为有史以来亲眼目睹飞机升空的第一批历史见证人。

试飞时间到了，莱特兄弟决定不再等了。弟弟奥维尔坐进了飞机上的座椅，哥哥维尔伯启动了汽油机，随着一阵震耳欲聋的轰鸣声，“飞行者号”徐徐飞离了荒地。1米，2米……维尔伯的心吊在了嗓子眼，嘴里数着数。在12秒内，“飞行者号”摇摇晃晃地飞行了大约35米的距离，飞机轮子超出地面1米。

“成功了！”“飞行者号”的轮子刚刚落地，五名观众和莱特兄弟便欢呼起来。维尔伯大哥紧紧拥抱了弟弟。眼睛里噙着激动和喜悦的泪花。虽然这次试飞的滞空时间很短，飞行高度低得可怜，飞行距离近得很，但它确是人类第一次实现机器动力飞行，打破了比空气重的机器不能飞行的断言，从而开辟了人类航空科学技术的新纪元。莱特兄弟的试飞成功，实现了人类依靠机器动力飞上天空的梦想。

莱特兄弟是美国俄亥俄州丹顿人。维尔伯·莱特1867年生，比弟弟大四岁。在儿童时代，兄弟俩就是形影不离的好朋友，同起同坐，同止同行。幼年时，父亲送给他俩一架会飞的竹蜻蜓，兄弟俩爱不释手，仿制了几架，都成功地飞上了天空。哥哥善于动手，弟弟善于动脑，二人合作，相得益彰，相辅相成，左邻右舍无不钦慕。

由于莱特家中贫困，莱特兄弟俩失去了接受高等教育的机会，只能依靠修理当时刚刚在美国兴起的自行车维持生计。在修理自行车的同时，兄弟俩经常阅读、讨论有关飞行的报道和文献，关注着滑翔机研究的每一项进展。虽然莱特兄弟文化水平不高，但他们能够刻苦自学，不怕吃苦，善于钻研，逐步掌握了飞行的基本理论。

经过多年的努力，莱特兄弟成功地制成了当时世界上最先进的滑翔机。从1900年到1902年，莱特兄弟先后进行了1000多次滑翔飞行实验，获得了大量的宝贵数据。小奥维尔还在飞行中成功地实现了倾斜滑行、空中转弯等难度很大的驾驶动作，这在当时被人们视为“冒着生命危险”的飞行动作。根据新的实验和发现，莱特兄弟在1902年制成装有活动方向舵的滑翔机。

莱特兄弟深深懂得，光依靠无动力滑翔是不可能征服天空的，必须依靠动力才能完成真正意义上的飞行。飞机的动力依靠什么呢?他们首先把目光落在了蒸汽机上。可是，当时再精巧的蒸汽机安装在滑翔机上也显得是庞然大物，根本不可能做到。他们就把研究方向转向了当时刚刚兴起的内燃机上。

从1885年德国人戴姆勒按奥托内燃机原理，研制成四冲程汽油机之后，本茨将汽油机用于汽车，形成了汽车工业。汽油机在汽车工业的推动下起步，由于航空工业的需要而取得了更大的发展。19世纪80~90年代，汽油机的转速约为500~800转/分，20世纪初提高到1000~1500转/分，它具有安装在飞机上的可能性。

1903年初，莱特兄弟在取得了大量滑翔飞行经验和数据之后，大胆往滑翔机上安装当时最先进的汽油活塞发动机。然而，他们两人对汽油机的知识几乎等于零，只好白手起家，一切从头学起。他们买来一台废弃的汽油机，卸下来再装上去，装上去再卸下来，最后总算可以使用汽油机了。但对于安放多大的发动机合适，他们不清楚；发动机的功率与飞机有什么关系，他们也不知道。一切都要依靠实验。

为了测量滑翔机的运载能力，莱特兄弟一次次地往滑翔机上装沙袋进行实验，最后总算弄清了他们制造的滑翔机最大载重不能超过90千克。也就是说安装在滑翔机上的发动机不能超过90千克。可是当时制造出来的最小的发动机，也有140千克重。没有合适的发动机就意味着永远只能滑翔飞行，怎么办?莱特兄弟又陷入了困境。

自近代科学技术诞生以来。人类从其中取得的伟大业绩主要可分为两个方面，一方面是从自然界中发现客观的规律，另一方面遵守规律创造自然界不存在的东西。莱特兄弟最大的乐趣就是从事从“无中创造有”的事业，没有合适的发动机，“自己研制”!兄弟俩很快又变成发动机制造商。20世纪初期，汽油机的制造是一门相当深奥的技术项目，莱特兄弟屡败屡起，以精卫填海般的坚定意志，从事着研制工作。就这样，他们终于感动了一位名叫狄拉尔的机械技师。

“你们兄弟俩都问汽油机的事，看来想抢我的饭碗喽，我肚子里的那点真货差不多被你们掏空了。”狄拉尔幽默地说。

“我们一定要制造出重量轻、马力大的汽油机，然后把它装在我们的滑翔机上。”

“小伙子们，你们的精神感动了我。如果你们不嫌弃我这个老头子，算我一个，怎么样？”狄拉尔其实并不老。

“太好了，狄拉尔大叔，这回飞机准会成功!”莱特兄弟几乎高兴得要把狄拉尔抬起来，抛向天空。

兄弟俩在狄拉尔技师的帮助下，经过许多曲折和艰辛，终于制造出了一部四个汽缸、12马力（1马力约为735瓦）、重70余千克的汽油发动机。接着，他们又试制了螺旋桨。当他们把一切安装就绪时，就等待机会进行试飞了。

仲秋时节，秋高气爽，万里无云，一个多么难得的试飞好天气呀。莱特兄弟心里十分高兴，看来胜利已经在向他们招手了。维尔伯转动螺旋桨，奥维尔启动汽油机，点火、给油、松开离合器，随即汽油机突突地运转起来，好兆头，飞机发动机启动十分成功。

螺旋桨呼呼地飞速旋转着，奥维尔缓慢地把油门加大，然后放开了飞机制动器。起飞，飞机缓缓地向前驶去，速度由慢变快。奥维尔想操纵飞机从滑行进入爬升状态，他把操纵杆拉到了尽头，可是飞机还在地上滑行。最后，这架不会飞的飞机撞到一个土堆上，停住了。试飞失败了，奥维尔失望地哭了起来。

“奥维尔弟弟，不要哭了。我们应该找到失败的原因!”大哥安慰着弟弟。

“什么失败的原因，我们永远不会成功。”

奥维尔是一个性格外露的人，容易感情冲动。参加试飞的狄拉尔却从试飞中看出了门道，他认为不能光从发动机减少重量一个方面考虑问题，飞机的自重也要减轻。经过发动机重量减轻和飞机自重减轻，飞机可以在瞬间离开地面飞行一段短短的距离了。

1903年11月末，一架用轻质木料为骨架、帆布为基本材料的双翼飞机终于竣工了，莱特兄弟把它命名为“飞行者号”。该机以双层机翼提供升力，活动方向舵可以操纵升降和左右盘旋，汽油发动机推动螺旋桨，驾驶者俯卧在下层主翼正中操纵飞机。1903年12月17日试飞成功，极大地鼓舞了莱特兄弟。

从此，莱特兄弟一边调试改造飞机，一边进行飞行表演，以扩大航空的社会影响，募集更多的研制资金。莱特兄弟在全国各地巡回表演他们的飞机和飞行，获得了很大的成功。

一转眼到了1908年，莱特兄弟的飞机性能已经有了很大的改进。这一年秋天，莱特兄弟应邀去法国进行飞行表演，创造了连续飞行2小时20分23秒的新纪录。

如今，航空事业已经高度发达，然而人们仍然牢记着莱特兄弟的功绩，他们的“飞行者号”被人们公认为世界上的第一架飞机。

知识点

滑翔机

滑翔机是一种没有动力装置，重于空气的固定翼航空器。它可以由飞机拖曳起飞，也可用绞盘车或汽车牵引起飞，更初级的还可从高处的斜坡上下滑到空中。在无风情况下，滑翔机在下滑飞行中依靠自身重力的分量获得前进动力，这种损失高度的无动力下滑飞行称滑翔。在上升气流中，滑翔机可像老鹰展翅那样平飞或升高，通常称为翱翔。滑翔和翱翔是滑翔机的基本飞行方式。

汽车发动机的功率、排量、扭矩之间的关系是什么？

火花塞，俗称火嘴，它的作用是把高压导线送来的脉冲高压电放电，击穿火花塞两电极间空气，产生电火花以此引燃气缸内的混合气体。主要类型有:准型火花塞、缘体突出型火花塞、电极型火花塞、座型火花塞、极型火花塞、面跳火型火花塞等。火花塞的功用是将上万伏的高压电引入燃烧室，并产生电火花点燃混合气，与点火系统和供油系统配合使发动机作功，在很大程度上共同动机的性能

主要种类

按照热值高低来分，有冷型和热型；按照电极材料来分，有镍合金、银合金和铂合金等；如果更专业一下，火花塞的类型大体上有如下几种：

1、准型火花塞：其绝缘体裙部略缩入壳体端面，侧电极在壳体端面以外，是使用最广泛的一种。

2、缘体突出型火花塞：绝缘体裙部较长，突出于壳体端面以外。它具有吸热量大、抗污能力好等优点，

且能直接受到进气的冷却而降低温度，因而也不易引起炽热点火，故热适应范围宽。

3、电极型火花塞：其电极很细，特点是火花强烈，点火能力好，在严寒季节也能保证发动机迅速可靠地

起动，热范围较宽，能满足多种用途。

4、座型火花塞：其壳体和旋入螺纹制成锥形，因此不用垫圈即可保持良好密封，从而缩小了火花塞体积，对发动机的设计更为有利。

5、极型火花塞：侧电极一般为两个或两个以上，优点是点火可靠，间隙不需经常调整，故在电极容易烧蚀和火花塞间隙不能经常调节的一些汽油机上常常用。

6、面跳火型火花塞：即沿面间隙型，它是一种最冷型的火花塞，其中心电极与壳体端面之间的间隙是同心的。

柴油机高压泵工作原理？

　普通汽车发动机以四个冲程为一个循环，此技术是由德国科学家尼古拉斯·奥托于1876年发明的，所以又叫奥托循环。一个奥托循环分为四个步骤：进气、压缩、做工、排气。这个问题我就不再详述，各位看动画就明白了。

通过这一巧妙的设计，一部分热能被转化为机械能，驱动车辆，这就是我们平时所说的“动力”，那么要扭矩和功率做什么用呢？

什么是扭矩？扭矩是怎样产生的？百度百科里写道：“扭矩在物理学中就是力矩的大小，等于力和力臂的乘积，国际单位是牛米Nm...”。好了，我们知道了扭矩通俗点、不那么严谨点说就是力。有力才能推动车辆前进。

为了更好的说明这个问题，我举个简单的例子：在换轮胎的时候如果我们想把车轮上的螺丝拧下来，只靠手的力量一般人是不可能做到的，解决办法就是用脚去踩扳手。其实这是个很简单的道理，无非就是初中学过的力和力臂的关系，这样的例子很多，总而言之，如果施加的力不变，想增加力矩，唯一的办法就是增长力臂。

　在活塞发动机中，活塞做往复运动，曲轴做旋转运动，他们之间由连杆相连。在做工冲程我们可以发现，其实可以把连杆和曲轴的连接轴中心到曲轴旋转中心的距离看做是力臂，这样以来就很容易理解扭矩是怎样产生的了，跟我们平时拧螺母是一个原理。气缸做工向下运动就是力，力经过连杆施加到曲轴上，驱动曲轴旋转，也就成了我们所说的扭矩。

功率：

在我们汽车之家的术语库里功率是这样解释的：“功率是指物体在单位时间内所做的功。功率越大转速越高，汽车的最高速度也越高,常用最大功率来描述汽车的动力性能。最大功率一般用公制马力(PS)或千瓦(kW)来表示，1PS等于0.735kW。”

物理中我们学过公式：W=F·s，它告诉我们做工需要具备两个条件，一是有力，二是沿着力的方向发生位移。而功率是单位时间内做的功，P=W/t，也就是说P=F·s/t，而s/t就是速度，所以这样看来，如果力相同的情况下，想得到更大的功率关键在速度。

扭矩和功率的关系

通过P=F·s/t这个公式我们已经能够得出扭矩和功率的关系了，这个公式中的F就是力，简单说就是扭矩，s/t可理解为转速，所以功率就是扭矩和转速的乘积。

排量和扭矩、功率的关系

然后我们说排量和扭矩功率的关系。排量就是气缸容积，气缸容积越大也就意味着能吸入更多的油气混合汽，做工时的爆炸能量就更强，曲轴输出的扭矩也就越大。

柴油机开锅怎么解决？

级别:学姐

2004年8月16日 柴油发动机的工作过程其实跟汽油发动机一样的，每个工作循环也经历进气、压缩、作功、排气四个行程。但由于柴油机用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸发，而其自燃温度却较汽油低，因此可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。

柴油机在进气行程中吸入的是纯空气。在压缩行程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。由于柴油机压缩比高（一般为16-22），所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.5-4.5MPa，同时温度高达750-1000K（而汽油机在此时的混合气压力会为0.6-1.2MPa，温度达600-700K），大大超过柴油的自燃温度。因此柴油在喷入气缸后，在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧。气缸内的气压急速上升到6-9MPa，温度也升到2000-2500K。在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转而作功，废气同样经排气管排入大气中。

普通柴油机的是由发动机凸轮轴驱动，借助于高压油泵将柴油输送到各缸燃油室。这种供油方式要随发动机转速的变化而变化，做不到各种转速下的最佳供油量。而现在已经愈来愈普遍用的电控柴油机的共轨喷射式系统可以较好解决了这个问题。

共轨喷射式供油系统由高压油泵、公共供油管、喷油器、电控单元（ECU）和一些管道压力传感器组成，系统中的每一个喷油器通过各自的高压油管与公共供油管相连，公共供油管对喷油器起到液力蓄压作用。工作时，高压油泵以高压将燃油输送到公共供油管，高压油泵、压力传感器和ECU组成闭环工作，对公共供油管内的油压实现精确控制，彻底改变了供油压力随发动机转速变化的现象。其主要特点有以下三个方面:

1、喷油正时与燃油计量完全分开，喷油压力和喷油过程由ECU适时控制。

2、可依据发动机工作状况去调整各缸喷油压力，喷油始点、持续时间，从而追求喷油的最佳控制点。

3、能实现很高的喷油压力，并能实现柴油的预喷射。

相比起汽油机，柴油机具有燃油消耗率低（平均比汽油机低30％），而且柴油价格较低，所以燃油经济性较好；同时柴油机的转速一般比汽油机来得低，扭距要比汽油机大，但其质量大、工作时噪音大，制造和维护费用高，同时排放也比汽油机差。但随着现代技术的发展，柴油机的这些缺点正逐渐的被克服，现在的不是高级轿车都已经开始使用柴油发动机了。

发动机可为二冲发动机和四冲程发动机。

二冲程发动机:凡发动机曲轴每旋转一转，即活塞下下往复运动两个行程而完成一个工作循环的发动机。

四冲程发动机:凡发动机曲轴每旋转两转，即活塞上下往复动动四个行程而完成一个工作循环的发动机。

柴油机的工作原理是什么？

　“妈妈，我想买辆柴油的哈弗H5！皮实耐操走天下！”

上面两张图，可以说概括了很多年轻人的“柴油车之梦”是如何断送的。上一期黑科技，我们带大家领教了马自达HCCI把原本的柴油压燃移植到汽油机上面，这次我们就来看看柴油发动机是如何“逆袭”的。

提起柴油发动机，大家的第一反应往往是公路上笨重的卡车和田野间的手扶拖拉机。粗野的扭矩、巨大的噪音和滚滚的黑烟成了国人对柴油机的一贯印象。殊不知时光荏苒，工程师们对柴油机的研究如同汽油机一样，从未停歇。目前，世界上领先的乘用车柴油机技术，已经完全颠覆我们对其固有的观念了。在此方面，国内推出的乘用车柴油机有欧意德、华泰等品牌，国外做得比较好的有奥迪TDI、路虎的TD系列等。

为什么“粗放”的柴油机能用到豪华车型上面？为什么我们国内却很少见到高端柴油机车型？今天的@汽车黑科技，我们准备了十足的干货，和大家分享目前柴油机上面搭载的各种牛叉技术——事实上，现在的柴油发动机早已不是我们印象中的那个样子。

柴油机是怎么工作的？

黑科技有必要先向大家简单介绍一下柴油机的工作原理。目前，绝大多数乘用车上面使用的是四冲程柴油机，而二冲程柴油机则更多使用在大型货车、拖拉机上面。如果大家了解自家车的汽油机工作过程的话，那么四冲程柴油机就不难理解了。

四冲程柴油机的工作原理与汽油机类似，每个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个行程组成。不同之处是，由于柴油的燃点较低（220℃），因此不需要点火装置，用压燃的方式即可点燃缸内的燃油混合气，所以柴油机的压缩比普遍较高，在16-22之间。

高压缩比带来更大的噪音，最直观的感受莫过于拖拉机“突突突”的那种霸气，连喇叭都省了。另一方面，高压缩比加上柴油本身的特性，也使得柴油机在低转速状态下的扭矩明显高于汽油机，我们通常所说的“柴油机有劲”根源就在于此。但转速升高后（一般为3000rpm），柴油机扭矩明显下降，功率也达到峰值，无法再提高。

柴油中碳原子含量较高，且成分复杂，导致传统柴油机燃油利用率不高。由于燃烧不完全，排放物中氮氧化物、含硫化合物、含碳颗粒物的含量也非常高，“冒黑烟、气味大”正是这个原因。

总结起来，传统柴油机有如下特点：

1、压燃方式→压缩比高→低转高扭，噪音、震动大

2、柴油含碳量高→能量密度大→油耗低

3、成分复杂+压燃方式→燃油利用率低、排放问题

这样看来，貌似柴油机只适合粗暴的大货车嘛。可为什么奥迪、路虎等厂商多年来一直在坚持柴油机，并且将排量拓展到1.4L-6.0L上呢？因为工程师们坚信，柴油机可以在保证低油耗高扭矩的优势下，变得更精致、更清洁，而且他们做到了。那我们就来看看，先进的柴油机使用了哪些技术，从“傻大黑粗”变成“小家碧玉”。

燃油喷射有门道

·高压共轨

这项技术到现在已经有14年历史了，其作用之大不得不提。所谓高压共轨，简单来讲就是让燃油喷入各气缸之前，先在一条筒状的高压蓄力器中“逗留”一下，压力得到提高达到接近2000个大气压，并保证分布均匀，然后再流向喷油器。共轨和喷油器都连接着汽车的大脑——ECU，由其决定最佳的喷油时间、喷油量。

共轨技术另一个贡献在于，它将压力的生成与燃料的喷射分离开来，工程师能够对所有喷射自由配置，为开发设计带来很大的自由度。例如，奥迪的TDI柴油机可以将每个工作循环的8种喷射进行分类，2次预喷射使得燃烧更加安静，1次主喷射提供主要动力，5次后喷射能够减少污染物排放。

·压电式喷油器

高压共轨系统使得燃油压力非常高，因此需要极其精确的喷油装置才能Hold住，压电式喷油器就是最好的搭配。该喷油器的核心结构是压电执行器里的上百层压电晶体。

在对晶体施加电压时，单片晶体略微膨胀，在千分之一秒内迅速改变结构。上百个压电晶圆在喷油器中堆叠起来，产生明显的量变，顶开下方的喷油器针阀，这种传导中间没有机械连接，最为直接。这种压电喷油器的响应速度是传统喷油器的4倍，可以更加精准地配合共轨，控制喷油。同时，喷油孔的直径只有0.1mm，以此保证喷入气缸中的燃油雾化良好。

也就是说，共轨技术组合在很大程度上改善了柴油机“傻”的问题。

涡轮增压的发掘

·双涡轮增压+电子涡轮

对于增压技术的发掘，似乎永远没有止境，柴油机亦是如此。

以柴油机中的新TDI机型为例，其3.0TDI使用了串联的双涡轮增压器，来弥补柴油机在高转速情况下动力的不足。转速低于2500rpm时，具有可变截面技术的小涡轮增压器完成大部分的增压工作。从大约2500rpm起，转换阀开始打开，小涡轮增压器逐渐将主要增压工作转交给大涡轮增压器。在转速为3500-4000rpm时，阀门完全打开，这时只有大涡轮增压器在增压。

如何让发动机在怠速起步阶段，转速很低的情况下也能有良好的动力输出呢？奥迪颇具创新地想了这么一个点子——电子涡轮。该装置相当于一台压气机，由电机驱动，位于中冷器的下游。在大多工作状态下，空气不会流经此处，只有在较低的发动机转速下，废气能量较低时，旁通阀关闭，空气才会流经此处加压。由于是电力驱动，工程师专门为这台电子涡轮提供了一个48V电路，并结合制动能量回收功能。

加装电子涡轮后，这台3.0TDI发动机的峰值扭矩由580Nm提高到了750Nm，转速点也由1400rpm提前至1250rpm，扭矩峰值和平台的提升还是很明显的。

·VTG可变涡轮截面

上面提到小涡轮增压器具有可变涡轮截面技术，这里有必要展开一下。涡轮增压器的工作原理想必大家多少都了解，那么可变截面又是什么意思呢？原来，在涡轮的四周，有一圈导流叶片，废气经过导流叶片后才会吹向涡轮。当驾驶员深踩油门时，导流叶片会在机械压感的作用下发生旋转，叶片间的夹角变小，这样一来能量不高的废气经过叶片后流速会提高，以更高的速度吹向涡轮，让涡轮更快地被催动起来。简单理解，就好比外面刮着柔和的风，如果你的窗户开得很大，吹进来的风也就很轻柔；如果窗户只留一道缝，你会发现进来的风速变快了。

可变截面涡轮（VTG）在保时捷的跑车上面也有搭载，是汽油机技术，现在已经推广到了柴油机，可见柴油机还有进一步挖掘的潜能。

排放控制

·SCR催化转化器

SCR指的是针对废气中的氮氧化物进行催化还原。途中红色球为NOx，灰色为碳颗粒，蓝色为氨气，绿色为生成的氮气。工作时，AdBlue溶液（蓝色）从贮槽喷射到SCR催化转换器中。这种水溶性添加剂在热废气中分解，生成氨气，将氮氧化物转化为无害的氮气和水。奥迪在新款3.0TDI发动机中将SCR催化转换器与柴油颗粒过滤器结合在了一起。由于在0℃以下时，AdBlue溶液会凝固，因此奥迪为催化转化器配置了电加热功能。

多说一句，AdBlue这种添加剂，我们通常叫它尿素。名字不好听，可确实对氮氧化物的排放抑制贡献了不少。另外，AdBlue是消耗品，日常用车中不要等到耗尽了再去添加。去年大众在美国排放折戟沉沙，吃了公司有史以来最大的一次亏，实际上就是在通过软件规避SCR的启动，因为这个装置会提高用户的养车成本。

为何先进柴油机在国内遇尴尬

相信大家对目前的柴油发动机也有了一番新的认识。柴油机目前的技术水平、复杂程度、环境友好度，已经不亚于汽油机了。同时，它还保留柴油机特有的优势——低转速下动力强劲、油耗比同排量汽油机低30-40%，甚至达到某些混合动力车型的水平。实际上，目前欧洲公路上60%的车型使用的都是柴油机，但这个数字在我国只有1%。

像TDI这样的柴油机，欧6标准都能达到，中国的排放标准自然不在话下。可为何我们很难在城市中见到柴油轿车呢？主要原因有以下两点：

·一线大城市对柴油车政策过紧

像北京这样的城市，柴油乘用车政策“一刀切”，管你什么技术，只要烧柴油，统统不能上牌。若是坚持上了外地牌照，进京问题又随之而来。繁杂的手续、高约束的用车规定让很多人对柴油车望而却步，无奈最终选择了汽油车。对此，奥迪、起亚、双龙等国内外厂商也束手无策。

有了技术，有了消费需求，我们等到了市场，却还要等政策。

·我国柴油油品问题

大城市有购买限制，小城市没有吧？别急，我们的油品也是个大问题。先进的柴油机技术对油品的要求是比较严格的，而我们的柴油往往不能达到要求，具体表现为杂质和硫化物的含量偏高，这一点开车的朋友想必有切身体会。以我国现在的柴油油品，也只能满足公路上粗放、落后、低效的柴油机。

提高油品是最直接的办法，但要先问石化企业。这不是简单说说的事，要提高油品，在炼油的环节就要入手，升（jin）级（kou）设备。这是一项动辄几十亿上百亿的投资，并非一朝一夕就能完成。

@汽车黑科技认为，这两点原因相互间也是有牵制的。在看来，油品不提升，再好的柴油机技术也难以达标，所以我不会解禁；而在石化企业看来，不放宽柴油乘用车禁令，我何必投巨额资金提升油品？

希望有一天，我国的“三桶油”不仅价格，品质也能和国际接轨。回到技术，尽管目前国内现状尚不能完全满足先进柴油机的工况需求，但能看到柴油机在动力、排放方面的巨大进步，这本身就是一件值得高兴的事情。

1 柴油机的工作原理

柴油机的工作原理与汽油机的工作原理基本相同，也有四个冲程，通过活塞往复运动做功。主要不同之处在于可燃混合气的形成方法和着火方式，表10-6 所示为柴油机和汽油机的不同点。柴油机没有化油器，进气冲程中只有空气通过进气门进入缸体。由于柴油机的压缩比高于汽油机，因此得到的高压气体温度较高。

在压缩冲程即将结束时，燃油通过喷油嘴直接喷入缸体，高压空气与喷入的燃料混合，使燃料在高温高压的状态下自燃，这一过程需要较高的压力。燃料喷射速度和燃料与空气的混合速度共同决定了燃料的燃烧速度。为了避免一次进入燃料过多，导致缸体中压力过高，可以在做功冲程持续喷入燃料。

汽油机通过节气阀的位置改变发动机做功情况，怠速状态下，节气阀关闭，仅有少量的空气进入缸体；输出功较大时，通过节气阀进入较多的空气。而柴油机在不同的做功情况下，进入的空气量是不变的，它通过控制燃料喷射量来决定发动机的速度和输出功。

柴油机中，燃料被喷入燃烧室后，不能与空气完全混合，缸体的中心燃烧状态是富燃的，燃烧的区域不能到达缸壁。当柴油机满负荷运行时，燃烧室中的富燃区域较大，而且燃料过剩量大，就会产生大量的黑烟。

柴油发动机根据构造不同分为直喷式和预混式两种。直喷式柴油机的中央喷油嘴将燃油直接喷入燃烧室中，燃烧室中空气和燃油的混合不充分，存在富燃区和贫燃区。预混式柴油机即间喷式柴油机，燃油不是直接喷入主缸，而是在主缸前增加了一个预混缸，燃油首先在这里燃烧，燃烧的气体通过连接孔，进入主缸。这种工作方式，增加了气体混合物的紊流，使燃油和空气的混合更加充分，不存在过度富燃的区域，降低了黑烟颗粒物的形成，大多数轻型柴油机用预混式。但是气体膨胀通过连接孔进入气缸的过程中，会损失一部分能量，降低了发动机的效率。

2柴油机排放污染物的形成

柴油机排气的有害成分主要有CO、HC、NOx、硫化物以及颗粒物（或称微粒物）、臭味等。由于柴油机使用的混合气的平均空燃比较理论空燃比大，故其CO及HC排放明显低于汽油机，柴油机NO的排放几乎与汽油机相当，而颗粒物及令人讨厌的气体的排量远高于汽油机，试验证明柴油机颗粒物的排放可达汽油机的数10 倍。柴油机的排放特性与燃烧室的形式等有很大关系，特别是直喷式与间接喷射式柴油机的排放有较大的不同。涡流燃烧室柴油机的NO、CO、HC和烟度普遍低于直喷式柴油机，特别是NOx排放浓度一般比直喷式柴油机的低1／3～1／2。

结构相同而燃烧室形式不同的直喷燃烧室及涡流燃烧室柴油机上试验结果表明，直喷柴油机的NO、CO、HC及烟度都比涡流室的高，特别是高负荷时的NO、CO、烟度及低负荷时CO 及HC，差别非常明显。但是，涡流室柴油机的燃油消耗率比直喷柴油机的高。