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發動機

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中文名  : 發動機 外文名  : Engine 分 類  : 內燃機、外燃機、電動機 基本參數  : 排量、缸數 基本結構  : 動力轉化裝置 工作原理  : 內能轉化為機械能

發動機（Engine）是一種能夠把其它形式的能轉化為機械能的機器，包括如內燃機（往復活塞式發動機）、外燃機（斯特林發動機、蒸汽機等）、噴氣發動機、電動機等。如內燃機通常是把化學能轉化為機械能。發動機既適用於動力發生裝置，也可指包括動力裝置的整個機器（如：汽油發動機、航空發動機）。發動機最早誕生在英國，所以，發動機的概念也源於英語，它的本義是指那種「產生動力的機械裝置」。

分類

外燃機

外燃機，就是說它的燃料在發動機的外部燃燒，1816年由蘇格蘭的R.斯特林所發明，故又稱斯特林發動機。發動機將這種燃燒產生的熱能轉化成動能，瓦特改良的蒸汽機就是一種典型的外燃機，當大量的煤燃燒產生熱能把水加熱成大量的水蒸汽時，高壓便產生了，然後這種高壓又推動機械做功，從而完成了熱能向動能的轉變。

內燃機

明白了什麼是外燃機，也就知道了什麼是內燃機。內燃機即往復活塞式發動機，這一類型的發動機與外燃機的最大不同在於它的燃料在其內部燃燒。內燃機的種類十分繁多，常見的汽油機、柴油機是典型的內燃機。

燃氣輪機

此外還有燃氣輪機，這種發動機的工作特點是燃燒產生高壓燃氣，利用燃氣的高壓推動燃氣輪機的葉片旋轉，從而輸出動力。燃氣輪機使用範圍很廣，但由於很難精細地調節輸出的功率，所以汽車和摩托車很少使用燃氣輪機，只有部分賽車裝用過燃氣輪機。

噴氣發動機

噴氣發動機，是指靠噴管高速噴出的氣流直接產生反作用推力的發動機。廣泛用作飛行器的動力裝置。燃料和氧化劑在燃燒室內起化學反應而釋放熱能.然後熱能在噴管中轉化為調整氣流的功能。除燃料外，氧化劑由飛行器攜帶的稱為火箭發動機，包括固體燃料火箭發動機和液體燃料火箭發動機。

內燃機基本參數

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排量

首先來看看最常見的一個發動機參數——發動機排量。發動機排量是發動機各汽缸工作容積的總和，一般用升（L）表示。而汽缸工作容積則是指活塞從上止點到下止點所掃過的氣體容積，又稱為單缸排量，它取決於缸徑和活塞行程。發動機排量是非常重要的發動機參數，它比缸徑和缸數更能代表發動機的大小，發動機的許多指標都同排氣量密切相關。一般來說，排量越大，發動機輸出功率越大。

缸數

了解了排量，再來看發動機的其他常見參數。很多初級車友都反映經常在汽車資料的發動機一欄中見到「L4」、「V6」、「V8」、「W12」等字樣，想弄明白究竟是什麼意思。這些都表示發動機汽缸的排列形式和缸數。汽車發動機常用缸數有3缸、4缸、6缸、8缸、10缸、12缸等。

汽缸排列形式

氣缸排列形式，顧名思義，是指多氣缸內燃機各個氣缸排布的形式，直白的說，就是一台發動機上氣缸所排出的隊列形式。

目前主流發動機汽缸排列形式：

L：直列

V：V型排列

其他非主流的汽缸排列方式：

W：W型排列

H：水平對置發動機

直列發動機：

直列發動機，一般縮寫為L，比如L4就代表着直列4缸的意思。

直列布局是如今使用最為廣泛的氣缸排列形式，尤其是在2.5L以下排量的發動機上。這種布局的發動機的所有氣缸均是按同一角度並排成一個平面，並且只使用了一個氣缸蓋，同時其缸體和曲軸的結構也要相對簡單，好比氣缸們站成了一列縱隊。

具體來說，我們常見的大致有L3、L4、L5、L6型四款（數字代表氣缸數量）。這種布局發動機的優勢在於尺寸緊湊，穩定性高，低速扭矩特性好並且燃料消耗也較少，當然也意味着製造成本更低。同時，採用直列式氣缸布局的發動機體積也比較緊湊，可以適應更靈活的布局。也方便於布置增壓器類的裝置。但其主要缺點在於發動機本身的功率較低，並不適合配備6缸以上的車型。

V型發動機：

所謂V型發動機，簡單的說就是將所有汽缸分成兩組，把相鄰汽缸以一定夾角布置一起（左右兩列氣缸中心線的夾角γ<180°），使兩組汽缸形成一個夾角的平面，從側面看汽缸呈V字形（通常的夾角為60°），故稱V型發動機。

與直列布局形式相比，V型發動機縮短了機體的長度和高度，而更低的安裝位置可以便於設計師設計出風阻係數更低的車身，同時得益於汽缸對向布置，還可抵消一部分振動，使發動機運轉更為平順。比如一些追求舒適平順駕乘感受的中高級車型，還是在堅持使用大排量V型布局發動機，而不使用技術更先進的「小排量直列型布局發動機+增壓器」的動力組合。

W型發動機：

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許多人以為就像V型發動機的汽缸呈V形排列那樣，W型發動機的汽缸排列形式也一定是呈W形，其實不然，它只是近似W形排列，嚴格說來還應屬V型發動機，至少是V型發動機的一個變種。

W型發動機，W型發動機是德國大眾專屬發動機技術。將V型發動機的每側汽缸再進行小角度的錯開，就成了W型發動機。或者說W型發動機的汽缸排列形式是由兩個小V形組成一個大V形,兩組V型發動機共用一根曲軸。嚴格說來W型發動機還應屬V型發動機的變種。

W型與V型發動機相比可將發動機做得更短一些，曲軸也可短些，這樣就能節省發動機所占的空間，同時重量也可輕些，但它的寬度更大，使得發動機艙更滿。

W型發動機最大的問題是發動機由一個整體被分割為兩個部分，在運作時必然會引起很大的振動。針對這一問題，大眾在W型發動機上設計了兩個反向轉動的平衡軸，讓兩個部分的振動在內部相互抵消。

水平對置發動機：

在上面介紹氣缸V型排列發動機的時候已經提過，V型布局形成的夾角通常為60°（左右兩列氣缸中心線的夾角γ<180°），而水平對置發動機的氣缸夾角為180度。但是水平對置發動機的製造成本和工藝難度相當高，所以目前世界上只有保時捷和斯巴魯兩個廠商在使用。

VR發動機：

VR發動機是大眾的專屬產品，1991年，大眾公司開發了一種15°夾角的V6 2.8L發動機，稱做VR6，並安裝在第三代高爾夫上。這種發動機結構緊湊，寬度接近於直列發動機，長度不比直列4缸發動機長多少。

眾所周知，對於V型6缸發動機而言，60度夾角是最優化的設計，這是經過無數科學實驗論證過的結果。因而絕大多數的V6發動機都是採用這種布局形式的。但為了能在更小的空間內放下V6發動機，大眾集團另闢蹊徑的研發出了夾角為15度、體積更小的VR6發動機。而從動力參數來看，它並不遜色與普通的V6發動機，但在研發之初就暴露了明顯的抖動問題。通過一系列的平衡穩定手段雖使問題得以明顯改善。但這依然無法超越改變其本身結構上的特性，就像普通直列發動機的震動通常都會大於V型發動機一樣，夾角更小的VR6從結構本身就決定了它的震動會大於V6。

VR發動機的汽缸夾角非常小，兩列汽缸接近平行，汽缸蓋上火花塞的孔幾乎並在一條直線上。VR發動機的特點就是體積特別小，所以非常適用於大眾車系的前置發動機平台，因為大眾的前置發動機前輪驅動底盤都是縱置式的設計，而且發動機在前軸之前所以發動機不能過長否則難以布置前懸掛。這款發動機非常緊湊，雖然是V缸機，但由於兩列汽缸相離很近所以只需要一個汽缸蓋就可以搞定，比90度和60度夾角的V6成本低很多。

內燃機基本結構

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簡述

內燃機的機體是構成發動機的骨架，是發動機各機構和各系統的安裝基礎，其內、外安裝着發動機的所有主要零件和附件，承受各種載荷。因此，機體必須要有足夠的強度和剛度。機體組主要由氣缸體、汽缸套、氣缸蓋和氣缸墊等零件組成。

氣缸體

水冷發動機的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體——曲軸箱，也可稱為氣缸體。氣缸體一般用灰鑄鐵鑄成，氣缸體上部的圓柱形空腔稱為氣缸，下半部為支承曲軸的曲軸箱，其內腔為曲軸運動的空間。在氣缸體內部鑄有許多加強筋，冷卻水套和潤滑油道等。

氣缸體應具有足夠的強度和剛度，根據氣缸體與油底殼安裝平面的位置不同，通常把氣缸體分為以下三種形式。

1、一般式氣缸體：其特點是油底殼安裝平面和曲軸旋轉中心在同一高度。這種氣缸體的優點是機體高度小，重量輕，結構緊湊，便於加工，曲軸拆裝方便；但其缺點是剛度和強度較差

2、龍門式氣缸體：其特點是油底殼安裝平面低於曲軸的旋轉中心。它的優點是強度和剛度都好，能承受較大的機械負荷；但其缺點是工藝性較差，結構笨重，加工較困難。

3、隧道式氣缸體：這種形式的氣缸體曲軸的主軸承孔為整體式，採用滾動軸承，主軸承孔較大，曲軸從氣缸體後部裝入。其優點是結構緊湊、剛度和強度好，但其缺點是加工精度要求高，工藝性較差，曲軸拆裝不方便。

為了能夠使氣缸內表面在高溫下正常工作，必須對氣缸和氣缸蓋進行適當地冷卻。冷卻方法有兩種，一種是水冷，另一種是風冷。水冷發動機的氣缸周圍和氣缸蓋中都加工有冷卻水套，並且氣缸體和氣缸蓋冷卻水套相通，冷卻水在水套內不斷循環，帶走部分熱量，對氣缸和氣缸蓋起冷卻作用。

曲軸箱

氣缸體下部用來安裝曲軸的部位稱為曲軸箱，曲軸箱分上曲軸箱和下曲軸箱。上曲軸箱與氣缸體鑄成一體，下曲軸箱用來貯存潤滑油，並封閉上曲軸箱，故又稱為油底殼圖。油底殼受力很小，一般採用薄鋼板衝壓而成，其形狀取決於發動機的總體布置和機油的容量。油底殼內裝有穩油擋板，以防止汽車顛動時油麵波動過大。油底殼底部還裝有放油螺塞，通常放油螺塞上裝有永久磁鐵，以吸附潤滑油中的金屬屑，減少發動機的磨損。在上下曲軸箱接合面之間裝有襯墊，防止潤滑油泄漏。

氣缸蓋

氣缸蓋安裝在氣缸體的上面，從上部密封氣缸並構成燃燒室。

它經常與高溫高壓燃氣相接觸，因此承受很大的熱負荷和機械負荷。水冷發動機的氣缸蓋內部制有冷卻水套，缸蓋下端面的冷卻水孔與缸體的冷卻水孔相通。利用循環水來冷卻燃燒室等高溫部分。

缸蓋上還裝有進、排氣門座，氣門導管孔，用於安裝進、排氣門，還有進氣通道和排氣通道等。汽油機的氣缸蓋上加工有安裝火花塞的孔，而柴油機的氣缸蓋上加工有安裝噴油器的孔。頂置凸輪軸式發動機的氣缸蓋上還加工有凸輪軸軸承孔，用以安裝凸輪軸。

氣缸蓋一般採用灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄成，鋁合金的導熱性好，有利於提高壓縮比，所以近年來鋁合金氣缸蓋被採用得越來越多。

氣缸蓋是燃燒室的組成部分，燃燒室的形狀對發動機的工作影響很大，由於汽油機和柴油機的燃燒方式不同，其氣缸蓋上組成燃燒室的部分差別較大。汽油機的燃燒室主要在氣缸蓋上，而柴油機的燃燒室主要在活塞頂部的凹坑。這裡只介紹汽油機的燃燒室，而柴油機的燃燒室放在柴油供給系裡介紹。

汽油機燃燒室常見的三種形式

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一、半球形燃燒室

半球形燃燒室結構緊湊，火花塞布置在燃燒室中央，火焰行程短，故燃燒速率高，散熱少，熱效率高。這種燃燒室結構上也允許氣門雙行排列，進氣口直徑較大，故充氣效率較高，雖然使配氣機構變得較複雜，但有利於排氣淨化，在轎車發動機上被廣泛地應用。

二、楔形燃燒室

楔形燃燒室結構簡單、緊湊並且散熱面積小，熱損失也小，能保證混合氣在壓縮行程中形成良好的渦流運動，有利於提高混合氣的混合質量，進氣阻力小，提高了充氣效率。氣門排成一列，使配氣機構簡單，但火花塞置於楔形燃燒室高處，火焰傳播距離長些，切諾基轎車發動機就是採用這種形式的燃燒室。

三、盆形燃燒室

盆形燃燒室，氣缸蓋工藝性好，製造成本低，但因氣門直徑易受限制，進、排氣效果要比半球形燃燒室差。捷達轎車發動機、奧迪轎車發動機採用盆形燃燒室。

氣缸墊

氣缸墊裝在氣缸蓋和氣缸體之間，其功用是保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣，漏水和漏油。

氣缸墊的材料要有一定的彈性，能補償結合面的不平度，以確保密封，同時要有好的耐熱性和耐壓性，在高溫高壓下不燒損、不變形。目前應用較多的是銅皮——棉結構的氣缸墊，由於銅皮——棉氣缸墊翻邊處有三層銅皮，壓緊時較之石棉不易變形。

安裝氣缸墊時，首先要檢查氣缸墊的質量和完好程度，所有氣缸墊上的孔要和氣缸體上的孔對齊。其次要嚴格按照說明書上的要求上好氣缸蓋螺栓。擰緊氣缸蓋螺栓時，必須由中央對稱地向四周擴展的順序分2～3次進行，最後一次擰緊到規定的力矩。

OHV

發動機的凸輪軸布局形式分為OHC（頂置凸輪軸）和OHV（底置凸輪軸）這兩種。目前日本及歐洲的汽車廠家較為青睞頂置凸輪軸這種設計；而底置凸輪軸，通常只有在美國車上才能看見。

OHC（頂置凸輪軸），歷經發展現在被分成SOHC（單頂置凸輪軸）和DOHC（雙頂置凸輪軸）。單頂置凸輪軸就是依靠一根凸輪軸來控制進、排氣門的開合。通常來說單頂是配合兩氣門發動機的設計，由於兩氣門發動機在進、排氣效率比多氣門要低，氣門間角布置局限性大。而雙頂置凸輪軸就能把這些問題優化，因為一根凸輪軸只控制一組氣門，因此省略了氣門的搖臂，簡化了凸輪軸到氣門之間的傳動機構。總的說來，雙頂置凸輪軸由於傳動部件少，進、排氣效率高，更適合發動機高速時的動力表現。對於追求高功率的日本、歐洲廠商，凸輪軸頂置設計當然是最合適不過了。

底置凸輪軸這種設計的發動機一般都是大排量、低轉速、追求大扭矩輸出，因為底置凸輪軸，是依靠曲軸帶動，然後凸輪與氣門搖臂採用一根金屬杆來連接，是凸輪頂起連杆，連杆推動搖臂來實現發動機氣門的開合，所以過高的轉速會使頂杆承壓過大以致折斷。但是這種用頂杆的設計，也有它的優點，結構簡單，可靠性高、發動機重心底、成本低等。因為發動機轉速低，強調的是扭矩表現，所以底置凸輪軸設計是足夠滿足這種需求的。

既然這兩種設計偏向不同，前者是最求大功率，後者是追求大扭矩。我們知道汽車提速快、牽引力強靠的是扭矩，而實現最高速度是依靠功率。這裡還有一個簡單的公式：功率=轉速X扭矩。自然吸氣時發動機提升功率最簡單的辦法，就是提高轉速，轉速越高升功率自然就越高。

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爆震傳感器

發動機工作時因點火時間提前過度、發動機的負荷、溫度及燃料的質量等影響，會引起發動機爆震。發生爆震時，由於氣體燃燒在活塞運動到上止點之前，輕者產生噪音及降低發動機的功率，重者會損壞發動機的機械部件。為了防止爆震的產生，爆震傳感器是不可缺少的重要部件，以便通過電子控制系統去調整點火提前時間。

發動機發生爆震時，爆震傳感器把發動機的機械振動轉變為信號電壓送至ECU。ECU根據其內部事先儲存的點火及其他數據，及時計算修正點火提前角，去調整點火時間，防止爆震的發生。

鉑金火花塞

火花塞分很多種，就材料而言主要有：鎳合金、鉑金等，這些材料本身都有良好的導電性。火化塞散熱形式有冷型火花塞和熱型火花塞，火花塞的電極結構主要有單極、雙極、四極等。其中出於想提升車輛點火性能方面的考慮，很多人都會想着把自己的單極火花塞改為多極的，或者將自己的鎳合金火花塞改為鉑金的。

火花塞是由絕緣體和金屬殼體兩部分組成，金屬殼體帶有螺紋，擰在發動機氣缸上，在金屬殼體中有一個中心電極，它通過絕緣材料與金屬殼體絕緣，在中心電極上端有接線螺母，連接從分電器的過來的高壓線，在金屬殼體下面還焊有接地電極，在中心電極與接地電極之間有很小的間隙，脈衝高壓電擊穿兩個電極之間的空氣，產生電火花點燃可然混合氣做功，由於火花塞工作在高溫高壓的惡劣環境，對它的材料和製造工藝都要求十分高，但在大多經濟型車常採用鎳合金火花塞，只有中高檔車才會使用鉑金火花塞或白金火花塞。

頂置凸輪軸

凸輪軸英文全稱為Overhead camshaft，簡稱OHC。一般發動機的凸輪軸安裝位置有下置、中置、頂置三種形式。頂置凸輪軸是將凸輪軸被放置在汽缸蓋內，燃燒室之上，直接驅動搖臂、氣門，不必通過較長的推杆。與氣門數相同的推杆式發動機（即頂置氣門結構）相比，頂置凸輪軸結構中需要往復運動的部件要少得多，因此大大簡化了配氣結構，顯著減輕了發動機重量，同時也提高了傳動效率、降低了工作噪音。儘管頂置凸輪軸使發動機的結構更加複雜，但是它帶來的更出色的引擎綜合表現（特別是平順性的顯著提高）以及更緊湊的發動機結構，使發動機製造商很快在產品中廣泛應用這一設計。頂置凸輪軸與頂置氣門結構的驅動方式並不一定不同。動力可以通過正時皮帶、鏈條甚至齒輪組傳遞到頂置的凸輪軸上。

分電器

汽油發動機點火系統中按氣缸點火次序定時的將高壓電流傳至各氣缸火花塞的部件。在蓄電池點火系統中，通常將分電器和點火器安裝在同一軸上，並由凸輪軸驅動，同時它還帶有點火提前角調整裝置和電容器等。

點火器的斷電臂用彈簧片使觸點閉合，凸輪軸帶動斷電凸輪使觸點開啟，開啟間隙約為0.30～0.45毫米。斷電凸輪的凸起數與氣缸數相同。當觸點開啟時，分電器的分電臂正好對準相應的側電極，感應產生的高壓電由次級線圈經過分電臂、側電極、高壓導線傳至相應氣缸的火花塞。

缸線

缸線是傳統點火系中必不可少的一部分，是點火線圈把能量傳給火花塞的介質。缸線大體上分為四部分。第一是導電材料，第二是絕緣膠皮，第三是點火線圈接頭，第四是火花塞接頭（還有一些缸線外面再包裹一層隔熱材料，防止缸線被燒壞）。

缸線數目與發動機缸數相同。隨着科技發展，現在很多車已經沒有了缸線，缸線和點火線圈做到了一起，每缸一個點火線圈，體積大大減小，為每缸獨立點火提供了更加便利的條件。

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活塞

發動機好比是汽車的「心臟」，而活塞則可以理解為是發動機的「中樞」，除了身處惡劣的工作環境外，它還是發動機中最忙碌的一個，不斷的進行着從下止點到上止點、從上止點到下止點的往復運動，吸氣、壓縮、做工、排氣等，活塞的內部為掏空設計，更像是一個帽子，兩端的圓孔連接活塞銷，活塞銷連接連杆小頭，連杆大頭則與曲軸相連，將活塞的往復運動轉化為曲軸的圓周運動。

每個活塞的裙體處都有三條皺紋，是為了安裝兩道氣環和一道油環，且氣環在上。在裝配時，兩道氣環的開口需要錯開，起到密封的作用。油環的作用主要是刮除飛濺到缸壁上的多餘潤滑油，並將潤滑油刮布均勻。目前廣泛應用的活塞環材料主要有優質灰鑄鐵、球墨鑄鐵、合金鑄鐵等。

火花塞

通過電極之間的放電現象產生火花，汽油發動機是通過燃料和混合氣體的適時燃燒使之產生動力，但是作為燃料的汽油即使處於高溫環境下也很難自燃，要想使其適時燃燒有必要用「火」來點燃。這裡說的火花點火便是「火花塞」的作用。發動機整體性能的好壞完全是取決於火花塞閃出火花的良否來決定的。我們往往把發動機比作為「汽車的心臟」，但是更能把火花塞比作為「發動機的心臟」。

機濾

機濾全稱機油濾清器，它的作用是去除機油中的灰塵、金屬顆粒、碳沉澱物和煤煙顆粒等雜質，保護髮動機。

在發動機工作過程中，金屬磨屑、塵土、高溫下被氧化的積碳和膠狀沉澱物、水等不斷混入潤滑油。機油濾清器的作用就是濾掉這些機械雜質和膠質，保待潤滑油的清潔，延長其使用期限。機油濾清器應具有濾清能力強，流通阻力小，使用壽命長等性能。

機油冷卻器

機油冷卻器的作用是冷卻潤滑油，保持油溫在正常工作範圍之內。在大功率的強化發動機上，由於熱負荷大，必須裝用機油冷卻器。發動機運轉時，由於機油粘度隨溫度升高而變稀，降低了潤滑能力。因此，有些發動機裝用了機油冷卻器，其作用是降低機油溫度，保持潤滑油一定的粘度。機油冷卻器布置在潤滑系循環油路。

節氣門

節氣門是控制空氣進入發動機的一道可控閥門，氣體進入進氣管後會和汽油混合成可燃混合氣，從而燃燒做工。它上接空氣濾清器，下接發動機缸體，被稱為是汽車發動機的咽喉。節氣門有傳統拉線式和電子節氣門兩種，傳統發動機節氣門操縱機構是通過拉索（軟鋼絲）或者拉杆，一端連接油門踏板，另一端連接節氣門連動板而工作。電子節氣門主要通過節氣門位置傳感器，來根據發動機所需能量，控制節氣門的開啟角度，從而調節進氣量的大小。

節溫器

節溫器是根據冷卻水溫度的高低自動調節進入散熱器的水量，改變水的循環範圍，以調節冷卻系的散熱能力，保證發動機在合適的溫度範圍內工作。節溫器必須保持良好的技術狀態，否則會嚴重影響發動機的正常工作。如節溫器主閥門開啟過遲，就會引起發動機過熱；主閥門開啟過早，則使發動機預熱時間延長，使發動機溫度過低。

冷卻系統

冷卻系的主要作用是把受熱零件吸收的部分熱量及時散發出去，保證發動機在最適宜的溫度狀態下工作。冷卻系按照冷卻介質不同可以分為風冷和水冷，如果把發動機中高溫零件的熱量直接散入大氣而進行冷卻的裝置稱為風冷系。

而把這些熱量先傳給冷卻水，然後再散入大氣而進行冷卻的裝置稱為水冷系。由於水冷系冷卻均勻，效果好，而且發動機運轉噪音小，目前汽車發動機上廣泛採用的是水冷系。

噴油嘴

噴油嘴其實就是個簡單的電磁閥,當電磁線圈通電時，產生吸力，針閥被吸起，打開噴孔，燃油經針閥頭部的軸針與噴孔之間的環形間隙高速噴出，形成霧狀，利於燃燒充分。

噴油嘴本身是一個常閉閥，當ECU下達噴油指令時，其電壓訊號會使電流流經噴油嘴內的線圈，產生磁場來把閥針吸起，讓閥門開啟好使油料能自噴油孔噴出。 噴射供油的最大優點就是燃油供給之控制十分精確，讓引擎在任何狀態下都能有正確的空燃比，不僅讓引擎保持運轉順暢，其廢氣也能合乎環保法規的規範。

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平衡軸

平衡軸讓發動機工作起來更加平穩、順暢。平衡軸技術是一項結構簡單並且非常實用發動機技術，它可以有效減緩整車振動，提高駕駛的舒適性。

當發動機處在工作狀態時，活塞的運動速度非常快，而且速度很不均勻。當活塞位於上下止點位置時，其速度為零，但在上下止點中間位置的速度則達到最高。由於活塞在氣缸內做反覆的高速直線運動，因此必然會在活塞、活塞銷和連杆上產生較大的慣性力。雖然連杆上的配重可以有效地平衡這些慣性力，但卻只有一部分運動質量參與直線運動，另一部分參與了旋轉。因而除了上下止點位置外，其它慣性力並不能完全達到平衡狀態，此時的發動機便產生了振動。

起動系統

為了使靜止的發動機進入工作狀態，必須先用外力轉動發動機曲軸，使活塞開始上下運動，氣缸內吸入可燃混合氣，然後依次進入後續的工作循環。而依靠的這個外力系統就是啟動系統。

目前幾乎所有的汽車發動機都採用電力起動機啟動。當電動機軸上的驅動齒輪與發動機飛輪周緣上的環齒嚙合時，電動機旋轉時產生的電磁轉矩通過飛輪傳遞給發動機的曲軸，使發動機起動。電力起動機簡稱起動機。它以蓄電池為電源，結構簡單、操作方便、起動迅速可靠。

氣門

氣門（Value）的作用是專門負責向發動機內輸入燃料並排出廢氣，傳統發動機每個汽缸只有一個進氣門和一個排氣門，這種設計結構相對簡單，成本較低，維修方便，低速性能較好，缺點是功率很難提高，尤其是高轉速時充氣效率低、性能較弱。為了提高進排氣效率，現在多採用多氣門技術，常見的是每個汽缸布置有4個氣門（也有單缸3或5個氣門的設計，原理一樣，如奧迪A6的發動機），4汽缸一共就是16個氣門，在汽車資料上經常看到的「16V」就表示發動機共16個氣門。這種多氣門結構容易形成緊湊型燃燒室，噴油器布置在中央，這樣可以令油氣混合氣燃燒更迅速、更均勻，各氣門的重量和開度適當地減小，使氣門開啟或閉合的速度更快。

曲柄連杆機構

曲柄連杆機構是發動機實現工作循環，完成能量轉換的主要運動零件。曲柄連杆機構的主要零件可以分為三組，機體組、活塞連杆組和曲軸飛輪組。

發動機共有進氣、壓縮、做功、排氣四個行程，在做功行程中，曲柄連杆機構將活塞的往復運動轉變成曲軸的旋轉運動，對外輸出動力，而在其他三個行程中，由於慣性作用又把曲軸的旋轉運動轉變成活塞的往復直線運動。總的來說曲柄連杆機構是發動機藉以產生並傳遞動力的機構。通過它把燃料燃燒後發出的熱能轉變為機械能。

曲軸

曲軸是發動機的主要旋轉機構，它擔負着將活塞的上下往復運動轉變為自身的圓周運動，且通常我們所說的發動機轉速就是曲軸的轉速。

曲軸會因機油不清潔以及軸頸的受力不均勻造成連杆大頭與軸頸接觸面的磨損，若機油中有顆粒較大的堅硬雜質，也存在劃傷軸頸表面的危險。如果磨損嚴重，很可能會影響活塞上下運動的衝程長短，降低燃燒效率，自然也會較小動力輸出。此外曲軸還可能因為潤滑不足或機油過稀，造成軸頸表面的燒傷，嚴重情況下會影響活塞的往復運動。因此一定要用合適黏度的潤滑油，且要保證機油的清潔度。

潤滑系統

發動機工作時，各運動零件均以一定的力作用在另一個零件上，並且發生高速的相對運動，有了相對運動，零件表面必然要產生摩擦，加速磨損。因此，為了減輕磨損，減小摩擦阻力，延長使用壽命，發動機上都必須有潤滑系統。

潤滑系統的功用就是在發動機工作時連續不斷地把數量足夠、溫度適當的潔淨機油輸送到全部傳動件的摩擦表面，並在摩擦表面之間形成油膜，實現液體摩擦，從而減小摩擦阻力、降低功率消耗、減輕機件磨損，以達到提高發動機工作可靠性和耐久性的目的。潤滑方式有壓力潤滑、飛濺潤滑、潤滑脂潤滑三種方式。

中冷器

中冷器一般只有在安裝了渦輪增壓的車才能看到。因為中冷器實際上是渦輪增壓的配套件，其作用在於提高發動機的換氣效率。 對於增壓發動機來說，中冷器是增壓系統的重要組成部件。無論是機械增壓發動機還是渦輪增壓發動機，都需要在增壓器與發動機進氣歧管之間安裝中冷器，由於這個散熱器位於發動機和增壓器之間，所以又稱作中間冷卻器，簡稱中冷器。

內燃機的工作原理

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進氣衝程

進入汽缸的工質是純空氣。由於柴油機進氣系統阻力較小，進氣終點壓力pa= (0.85～0.95)p0，比汽油機高。進氣終點溫度Ta=300～340K，比汽油機低。

壓縮衝程

由於壓縮的工質是純空氣，因此柴油機的壓縮比比汽油機高(一般為ε=16～22)。壓縮終點的壓力為3 000～5 000kPa，壓縮終點的溫度為750～1 000K，大大超過柴油的自燃溫度(約520K)。

做功衝程

當壓縮衝程接近終了時，在高壓油泵作用下，將柴油以10MPa左右的高壓通過噴油器噴入汽缸燃燒室中，在很短的時間內與空氣混合後立即自行發火燃燒。汽缸內氣體的壓力急速上升，最高達5 000～9 000kPa，最高溫度達1 800～2 000K。由於柴油機是靠壓縮自行着火燃燒，故稱柴油機為壓燃式發動機。

排氣衝程

柴油機的排氣與汽油機基本相同，只是排氣溫度比汽油機低。一般Tr=700～900K。對於單缸發動機來說，其轉速不均勻，發動機工作不平穩，振動大。這是因為四個衝程中只有一個衝程是做功的，其他三個衝程是消耗動力為做功做準備的衝程。為了解決這個問題，飛輪必須具有足夠大的轉動慣量，這樣又會導致整個發動機質量和尺寸增加。採用多缸發動機可以彌補上述不足。

汽車保養

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清理空氣濾清器

空氣濾清器直接關係到汽車在行駛過程中發動機的進氣問題，車輛只在城市中行駛，空氣濾清器還不會堵塞，但是汽車如果在灰塵較多的路面上行駛後，就需要特別關注一下空氣濾清器的清潔問題了。

如果空氣濾清器發生堵塞或積塵過多就會致使發動機進氣不暢，而且大量的灰塵進入汽缸，會加快汽缸積炭速度，使發動機點火不暢，動力不足，車輛的油耗就自然會升高。如果在正常的城市公路上行駛，空氣濾清器在汽車行駛5000公里時就應該進行檢查，如果濾清器上積塵過多，可以考慮用壓縮空氣從濾芯內部向外吹，將灰塵吹淨。但壓縮空氣的壓力也不能過高，以防濾紙被損壞。在清潔空氣濾清器時切不可用水或油，以防止油水浸染濾芯。

驅除節氣門油泥

節氣門處油泥產生的原因是多方面的，有些是燃料燃燒的廢氣在節氣門處形成積炭；再就是沒有被空氣濾清器過濾掉的雜質在節氣門處殘留形成。油泥多了進氣會產生氣阻，從而導致油耗的增加。

車一般在行駛1萬到2萬公里時就應該對節氣門進行清洗。在清洗節氣門時，首先要拆除進氣喉管，露出節氣門，拆掉電瓶負極，關閉點火開關，把節氣門翻板扳直，往節氣門內噴少量「化油器清洗劑」然後用滌綸抹布或者高紡「無紡布」小心擦洗節氣門深處，手夠不着的地方可以用夾子夾住抹布小心擦洗，清洗乾淨後裝好進氣喉管和電瓶負極就可以點火了！

清洗噴油嘴積炭

因為燃燒室容易產生積炭，而積炭會導致啟動困難；噴油嘴積炭也會導致油道堵塞、汽油噴射變形、霧化差，燃油消耗自然也會增大。

對於燃燒室的清洗可以採用專用退炭劑，使燃燒室和噴油嘴上的積炭軟化並與零件表面脫離，然後將軟化的積炭除去。這種除炭方法效果好，比起以前直接擦拭相比有不損傷零件表面等優點，並且除炭的效率也得到了大大的提高。

冬季保養問題

冬季開始的時候，相信有很多車主都會遇到過這些情況，比如發動機不能啟動，換擋時發動機熄火等。那麼動機如何預防這些問題的出現呢？

發動機冷啟動困難，主要原因就是發動機溫度太低，所以我們只要讓發動機保溫，不讓刺骨的寒風直接吹進發動機艙內，就可以避免打不着車。所以，在冬季停車時要注意車頭的方向，最好讓車頭對着建築物，利用建築物來擋風，防止引擎被寒風吹襲而過冷。夜間停車時，可將車頭對着朝陽方向，令清晨的第一縷陽光能照到車頭上，幫助引擎升溫，這樣啟動就容易多了。

換擋時發動機熄火，可能是由於當時的怠速太低了，或者是怠速的截止閥未擰緊，也有可能是是檔位過高憋死了，還有一種可能是油氣分離器被嚴重堵塞。平時的時候起步基本上應用一檔，檢查一下怠速截止閥看看是否擰緊，插頭是否插緊。同時，最好去指定的服務站清洗油氣分離器。

此外，還要定期清洗燃油系統燃油。在通過油路供給燃燒室燃燒的過程中，不可避免地會形成膠質和積碳，在油道、化油器、噴油嘴和燃燒室內沉積，干擾燃油流動，破壞正常空燃比，使燃油霧化不良，造成發動機喘抖、爆振、怠速不穩、加速不良等故障。

選擇質量等級高點的機油對於汽油發動機的養護也很重要。應根據進、排氣系統的工作原理需要和使用條件，選用SD-SF級汽油機機油。對於柴油發動機，則要根據機械負荷，選用CB-CD級柴油機機油。無論汽油機或柴油機，選用標準都以不低於生產廠家規定的要求為準。

定期更換機油及機油濾清器濾芯也是日常養護髮動機的重要工序。任何質量等級的機油在使用過程中，油質都會發生變化。達到一定行駛里程之後，機件磨損，會給發動機帶來故障，使之性能下降。為了避免故障發生，應結合行駛里程，定期更換機油，並使油量適中（一般以略低於機油標尺上限為好）。機油從濾清器的細孔通過時，機油中的固體顆粒和粘稠物會積存在濾清器中。如濾清器堵塞，機油不能通過濾芯時，會脹破濾芯或打開安全閥，從旁通閥通過，仍把髒物帶回潤滑部位，加劇發動機磨損。因此應定期清洗或更換機油濾清器濾芯。

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