每天都在開車,那你知道汽車發(fā)動機是如何啟動與熄火的嗎?
大家在開車時都知道擰鑰匙門就能讓汽車點火啟動,把鑰匙門一關(guān)車就熄火了。可是汽車為什么會啟動、為什么會熄火,大家知道嗎?今天老侯就來給大家說說汽車啟動及熄火的全過程,看起來很簡單,其實原理非常復(fù)雜。另外發(fā)動機分為汽油機和柴油機,它們的工作原理是不同的,啟動與熄火的過程也不同,下面我分別來講解。
首先來說說汽油機。汽油機能夠正常運轉(zhuǎn)有三個要素:汽油、空氣、火源(火花塞)。當這三個要素都存在時,只要它們的步調(diào)協(xié)調(diào)一致,適量的汽油與適量的空氣混合并進入氣缸,然后火花塞再適時點火,發(fā)動機就正常運轉(zhuǎn)了;如果這三個要素缺失一個,發(fā)動機就會熄火。
接下來我們來看看汽油機的啟動過程。現(xiàn)在的汽油機都是電控燃油噴射的,當我們把鑰匙擰到“ON”檔時,電瓶給發(fā)動機控制單元供電,發(fā)動機控制單元開始自檢,檢查各傳感器信號是否正常,并點亮相應(yīng)的故障燈,同時給點火系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)供電,燃油泵開始預(yù)先工作,讓燃油系統(tǒng)保持一定的壓力;當自檢結(jié)束后,如果系統(tǒng)正常,各故障燈會相繼熄滅,發(fā)動機已經(jīng)做好了啟動的準備工作。
當我們把鑰匙擰到“啟動”檔的時候,起動機開始運轉(zhuǎn),并帶動發(fā)動機曲軸旋轉(zhuǎn)。與此同時,噴油器開始噴油,并與進氣歧管中的空氣混合形成可燃混合氣;活塞在曲軸的帶動下,在氣缸中上下運動時,產(chǎn)生一定的真空吸力,把可燃混合氣吸入氣缸并被壓縮。在活塞運行到上止點附近時,火花塞開始點火,這些可燃混合氣開始劇烈燃燒,產(chǎn)生高溫高壓的氣體推動活塞向下運動,并帶動曲軸隨之高速旋轉(zhuǎn),發(fā)動機的動力就是這樣生成的。隨后這些燃燒后的廢氣排出發(fā)動機之外,又重復(fù)進氣-壓縮-做功-排氣這一循環(huán)。這樣的循環(huán)往復(fù)進行,發(fā)動機就順利的點火啟動了。隨后我們松開手,鑰匙在彈簧的作用下回到“ON”檔,起動機斷電停止運轉(zhuǎn),發(fā)動機在自身的慣性作用下維持運轉(zhuǎn)。
那么汽油機又是如何熄火的呢?當我們把鑰匙從“ON”檔擰回到“OFF”檔時,汽車上絕大多數(shù)的電氣設(shè)備都斷電了。發(fā)動機電控單元停止供電后,點火系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)也斷電了,隨后汽油泵停止運轉(zhuǎn),噴油器不再噴油,火花塞不再點火,發(fā)動機不再有動力產(chǎn)生。然后發(fā)動機就在內(nèi)部摩擦力的作用下,迅速的停止了轉(zhuǎn)動,這就是汽油機熄火的全過程。
在早期的化油器式汽油機上,有一種有趣的現(xiàn)象,那就是把鑰匙門關(guān)閉了,發(fā)動機卻不熄火,仍然在運轉(zhuǎn),這是怎么回事呢?原來,這種現(xiàn)象叫做“表面點火”,就是汽車鑰匙門關(guān)閉后,雖然火花塞不再點火,但是燃燒室內(nèi)部有積碳,這些積碳形成了一個個熾熱的火焰中心,可以代替火花塞來點火;而化油器式汽油機斷電后并不切斷汽油的供給,只要發(fā)動機運轉(zhuǎn)就會供給汽油,這樣就仍然會形成可燃混合氣并進入氣缸燃燒,發(fā)動機就會繼續(xù)運轉(zhuǎn)。但是這種燃燒是不可控的,發(fā)動機運轉(zhuǎn)的也很不均勻,抖動嚴重,甚至會逆向旋轉(zhuǎn)。“表面點火”是汽油機非正常燃燒方式之一,應(yīng)該盡量避免的。遇到這種情況需要解體發(fā)動機清理積碳。
再來說說柴油機。柴油機與汽油機不同,它是壓燃的,所以沒有點火系統(tǒng);早期的機械泵式柴油機也沒有電控系統(tǒng),所以它在工作時只要有柴油和空氣就可以了。并且柴油是以高壓直接噴入燃燒室中與空氣混合的,所以柴油機熄火時,只要切斷柴油的供給就可以了。
我們把柴油車的鑰匙擰到“ON”檔時,它只是給汽車的附屬用電設(shè)備供電,發(fā)動機上幾乎沒有用電設(shè)備。有些車型有熄火電磁閥,在通電后會打開,讓噴油泵處于啟動位置;對于電控柴油噴射系統(tǒng)來說,此時各傳感器會通電自檢,并做好噴油的準備。
當我們把鑰匙擰到“啟動”檔的時候,起動機開始得電運轉(zhuǎn),并帶動發(fā)動機曲軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)動機活塞在曲軸的帶動下也高速的上下運動,產(chǎn)生一定的真空吸力,將大量的空氣吸入發(fā)動機中并壓縮;與此同時,曲軸也會帶動噴油泵轉(zhuǎn)動并產(chǎn)生高壓油,通過高壓油管進入噴油器,頂開噴油器的針閥,將高壓柴油噴入燃燒室中。這些柴油遇到被壓縮的高溫高壓的空氣后,就會自行發(fā)火燃燒,產(chǎn)生高溫高壓的氣體推動活塞向下運動,并帶動曲軸隨之高速旋轉(zhuǎn),發(fā)動機的動力就這樣產(chǎn)生了。隨后這些燃燒后的廢氣排出發(fā)動機之外,又重復(fù)進氣-壓縮-做功-排氣這一循環(huán)。這樣的循環(huán)往復(fù)進行,發(fā)動機就順利的啟動了。隨后我們松開手,鑰匙在彈簧的作用下回到“ON”檔,起動機斷電停止運轉(zhuǎn),發(fā)動機在自身的慣性作用下維持運轉(zhuǎn)。
如果是高壓共軌的電控柴油噴射系統(tǒng),那么噴油泵產(chǎn)生的高壓油會進入到一個公共的軌道中,然后通過高壓油管連接噴油器。當需要噴油時,噴油器上部的電磁閥通電打開,高壓柴油就會進入噴油器中并頂開針閥,將高壓柴油噴入燃燒室中與空氣混合燃燒。這種方式可以更精準的控制噴油量與噴油時間以及噴油過程,讓柴油得以更充分的燃燒,發(fā)揮出最大的能量和動力。
那么柴油機又是怎樣熄火的呢?對于高壓共軌的電控柴油噴射系統(tǒng)來說,熄火是非常簡單的,當我們把鑰匙從“ON”檔擰回到“OFF”檔時,噴油器上面的電磁閥斷電,將噴油器全部頂死,不再打開,柴油就無法進入燃燒室了,發(fā)動機沒有燃油供給,自然就會熄火了;如果是普通的機械泵,在噴油泵上有一個熄火閥,這個閥可以用電來控制,也可以用拉線來控制,原理都是一樣的,就是把噴油泵中的供油齒條扳到停止供油的位置,不再產(chǎn)生高壓柴油,自然也就不能把柴油供給到燃燒室中了,發(fā)動機就熄火了。
以上就是發(fā)動機啟動及熄火的過程及原理。事實上這個過程是極其復(fù)雜的,看起來一筆帶過的地方,實際運行起來可能需要幾個零部件同時動作才行。并且啟動會受到很多因素的影響,比如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、火花塞點火能量、噴油壓力與噴油量、節(jié)氣門、發(fā)動機積碳以及電控系統(tǒng)等等,所以,發(fā)動機無法啟動是一個非常難處理的故障,我們遇到這樣的故障時,要配合并理解修理工,給予他們足夠是時間和耐心。
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