增压器
的效率在汽车发动机的充电过程中,通常在发动机额定转速的一半时上升到略高于80%的峰值,然后在更高的速度时大幅下降。每循环空气充注量随发动机转速的变化反映在施加在曲轴上的扭矩或转弯力的成比例变化中,并导致发动机可以在全速时提供动力节气门当发动机转速增加时达到最大值当速度超过这个峰值速度时,每周期引入的空气电荷下降得如此之快,以至于比低速时产生的动力更少。发动机无法在高速行驶时吸入充满的新鲜空气,这限制了发动机的功率输出。
增压通过使用泵或鼓风机来提高供应到气缸的空气压力并增加装药重量来克服这一缺点。没有增压的发动机在高海拔地区(如飞行或翻山)所遭受的动力损失可以在很大程度上得到恢复。通过增压,发动机的功率也有可能增加一倍以上;然而,由增压引起的电荷密度和温度的增加,增加了火花点火发动机燃烧爆震或粗糙的倾向,因此需要不必要的降低压缩比或者使用抗爆燃料。
增压鼓风机可以与曲轴联动,在这种情况下,驱动鼓风机所消耗的动力会增加到发动机的摩擦损失中。一个涡轮增压器使用气体涡轮由废气驱动离心鼓风机运转的。涡轮增压发动机不仅获得了增加的功率容量,而且运行在改善燃油经济性.历史上,大型飞机往复汽油发动机通常由齿轮传动鼓风机和涡轮增压器增压,以提供在高空所需的大泵送能力;然而,这些引擎一般已被涡轮螺旋桨飞机引擎。高性能通用航空飞机通常使用涡轮增压发动机。
由于压缩空气之前引入它油缸如果增加充气温度,那么进入发动机的空气质量就会小于如果发动机没有充气时可能产生的空气质量压缩空气在环境温度。因此,发动机增压空气冷却器,通常被称为中间冷却器或二次冷却器,用于降低充气温度。空对空冷却剂和空对空型冷却器都是可用的。
冷却系统
内燃机的汽缸需要冷却,因为发动机不能将燃烧释放的能量全部转化为有用的功。液体冷却被用于大多数汽油发动机,无论是用于汽车或其他地方的发动机。液体在气缸周围循环以吸收热量,然后通过散热器将热量散发出去。通常是一个恒温器位于循环系统中,以保持设计的夹套温度-约88°C(190°F)。冷却系统通常加压以提高温度沸点使冷却液保持较高的出口温度,以提高热效率,增加传热能力散热器的。散热器上的压力帽通过阀门保持这种压力,阀门在设计压力下向外打开,向内打开以防止系统冷却时出现真空。
一些发动机,特别是航空发动机和割草机、链锯和其他工具的小型机组,是风冷的。空气冷却是通过形成薄金属来完成的吗在气缸外表面加装翅片以增加升压速率传热通过将更多的金属表面暴露在冷却空气中。通过向发动机输送空气,空气被迫快速流过鳍片之间的空间。
润滑系统
润滑是通过在摩擦部件之间插入一层薄膜来减少摩擦。润滑系统必须不断地更换薄膜。
通常使用的润滑剂是从原油在燃料被移除之后。它们的粘度必须适合于每台发动机石油必须适合于恶劣的操作条件。润滑油添加了减少氧化的添加剂,抑制腐蚀,并作为洗涤剂分散沉积形成胶和固体污染物。机油还包括消泡剂。各种数字系统被用来表示油的粘度;数值越低,油体就越轻。粘度的选择必须使油通过零件的流速与零件的设计冷却要求相匹配。如果油太稠,它就不能足够快地流过零件以适当地散热。某些油含有的添加剂会在冬季和夏季之间阻止粘度的变化。
油过滤器如果定期维修,可以去除曲轴箱油中的固体污染物,但化学反应可能会形成具有腐蚀性和破坏性的液体。添加剂的消耗也限制了润滑油的使用寿命。
润滑系统是由形成发动机下部外壳的油底壳。油由泵(通常是齿轮泵)从油底壳中抽出,通过过滤器,在压力下输送到通过发动机钻出的通道系统中。几乎所有现代发动机都使用全流量式机油过滤器。过滤油在压力下供应曲轴和凸轮轴主要轴承。相邻曲柄抛钻使油从主轴承的供应流向曲轴销。从所有曲轴轴承泄漏的油被喷到汽缸壁、凸轮上,并进入活塞以润滑活塞销。附加通道与凸轮从动件开口相交,并在使用时为液压阀升降器提供油。弹簧减压阀将压力维持在适当的水平。油对润滑和冷却都很重要。
排气系统
燃烧产物通过气缸盖上的排气阀排出发动机气缸。发动机可以配置排气装置廖或者排气头。排气歧管是一个公共的室,所有的气缸直接提供燃烧产物。这种方法的优点是制造和定位简单。缺点是气缸排气口背压不规则。集管由一组相同长度的管子组成,一端连接到每个气缸排气阀位置,另一端连接到公共出口喉道。
现代汽车发动机的废气接下来要经过排放控制装置。排放控制传感器和催化转换器为减少空气污染是额外的排气系统组件。通常,废气进入催化转化器减少一氧化氮排放。下一个室减少未燃烧的碳氢化合物和一氧化碳废气排放。
的控制反应堆排放的系统通常由皮带驱动空气压缩机连接到安装在排气歧管上的小喷嘴,面向每个排气阀的出口。一个小的空气射流因此被导向红色的流出燃烧产物提供氧气消耗碳氢化合物和一氧化碳。传感器监测废气参数(例如,温度和氧含量),并在电子燃油喷射系统中向控制单元提供信息,以协助减少污染物排放。
废气排放内燃机通过一个消声器抑制声音振动。当排气阀打开时,发动机内的压力导致初始气体在爆炸速度。气缸连续放电产生压力脉动,产生尖锐的吠声。消声器抑制或吸收这些脉动,使气体离开出口作为一个相对平稳,安静的流。
早期设计的消声器包含了一套挡板可以逆转气体的流动或以其他方式使气体跟随狡猾的路径使压力波之间的干扰减少了脉动。现代汽车中最常用的消声器与气体流动通道相连的共振腔。气体振动设置在每个这些室的基本频率由其尺寸决定。这些振动抵消或吸收了存在于大约相同频率的排气流中的振动。几个这样的房间,每一个都调到一个主要频率存在于排气流中,有效降低噪声。