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每天都在开车,那你知道汽车发动机是如何启动与熄火的吗?

2019-01-16 08:53
老侯解车
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大家在开车时都知道拧钥匙门就能让汽车点火启动,把钥匙门一关车就熄火了。可是汽车为什么会启动、为什么会熄火,大家知道吗?今天老侯就来给大家说说汽车启动及熄火的全过程,看起来很简单,其实原理非常复杂。另外发动机分为汽油机和柴油机,它们的工作原理是不同的,启动与熄火的过程也不同,下面我分别来讲解。

首先来说说汽油机。汽油机能够正常运转有三个要素:汽油、空气、火源(火花塞)。当这三个要素都存在时,只要它们的步调协调一致,适量的汽油与适量的空气混合并进入气缸,然后火花塞再适时点火,发动机就正常运转了;如果这三个要素缺失一个,发动机就会熄火。

接下来我们来看看汽油机的启动过程。现在的汽油机都是电控燃油喷射的,当我们把钥匙拧到“ON”档时,电瓶给发动机控制单元供电,发动机控制单元开始自检,检查各传感器信号是否正常,并点亮相应的故障灯,同时给点火系统和燃油系统供电,燃油泵开始预先工作,让燃油系统保持一定的压力;当自检结束后,如果系统正常,各故障灯会相继熄灭,发动机已经做好了启动的准备工作。

当我们把钥匙拧到“启动”档的时候,起动机开始运转,并带动发动机曲轴旋转。与此同时,喷油器开始喷油,并与进气歧管中的空气混合形成可燃混合气;活塞在曲轴的带动下,在气缸中上下运动时,产生一定的真空吸力,把可燃混合气吸入气缸并被压缩。在活塞运行到上止点附近时,火花塞开始点火,这些可燃混合气开始剧烈燃烧,产生高温高压的气体推动活塞向下运动,并带动曲轴随之高速旋转,发动机的动力就是这样生成的。随后这些燃烧后的废气排出发动机之外,又重复进气-压缩-做功-排气这一循环。这样的循环往复进行,发动机就顺利的点火启动了。随后我们松开手,钥匙在弹簧的作用下回到“ON”档,起动机断电停止运转,发动机在自身的惯性作用下维持运转。

那么汽油机又是如何熄火的呢?当我们把钥匙从“ON”档拧回到“OFF”档时,汽车上绝大多数的电气设备都断电了。发动机电控单元停止供电后,点火系统和燃油系统也断电了,随后汽油泵停止运转,喷油器不再喷油,火花塞不再点火,发动机不再有动力产生。然后发动机就在内部摩擦力的作用下,迅速的停止了转动,这就是汽油机熄火的全过程。

在早期的化油器式汽油机上,有一种有趣的现象,那就是把钥匙门关闭了,发动机却不熄火,仍然在运转,这是怎么回事呢?原来,这种现象叫做“表面点火”,就是汽车钥匙门关闭后,虽然火花塞不再点火,但是燃烧室内部有积碳,这些积碳形成了一个个炽热的火焰中心,可以代替火花塞来点火;而化油器式汽油机断电后并不切断汽油的供给,只要发动机运转就会供给汽油,这样就仍然会形成可燃混合气并进入气缸燃烧,发动机就会继续运转。但是这种燃烧是不可控的,发动机运转的也很不均匀,抖动严重,甚至会逆向旋转。“表面点火”是汽油机非正常燃烧方式之一,应该尽量避免的。遇到这种情况需要解体发动机清理积碳。

再来说说柴油机。柴油机与汽油机不同,它是压燃的,所以没有点火系统;早期的机械泵式柴油机也没有电控系统,所以它在工作时只要有柴油和空气就可以了。并且柴油是以高压直接喷入燃烧室中与空气混合的,所以柴油机熄火时,只要切断柴油的供给就可以了。

我们把柴油车的钥匙拧到“ON”档时,它只是给汽车的附属用电设备供电,发动机上几乎没有用电设备。有些车型有熄火电磁阀,在通电后会打开,让喷油泵处于启动位置;对于电控柴油喷射系统来说,此时各传感器会通电自检,并做好喷油的准备。

当我们把钥匙拧到“启动”档的时候,起动机开始得电运转,并带动发动机曲轴旋转。发动机活塞在曲轴的带动下也高速的上下运动,产生一定的真空吸力,将大量的空气吸入发动机中并压缩;与此同时,曲轴也会带动喷油泵转动并产生高压油,通过高压油管进入喷油器,顶开喷油器的针阀,将高压柴油喷入燃烧室中。这些柴油遇到被压缩的高温高压的空气后,就会自行发火燃烧,产生高温高压的气体推动活塞向下运动,并带动曲轴随之高速旋转,发动机的动力就这样产生了。随后这些燃烧后的废气排出发动机之外,又重复进气-压缩-做功-排气这一循环。这样的循环往复进行,发动机就顺利的启动了。随后我们松开手,钥匙在弹簧的作用下回到“ON”档,起动机断电停止运转,发动机在自身的惯性作用下维持运转。

如果是高压共轨的电控柴油喷射系统,那么喷油泵产生的高压油会进入到一个公共的轨道中,然后通过高压油管连接喷油器。当需要喷油时,喷油器上部的电磁阀通电打开,高压柴油就会进入喷油器中并顶开针阀,将高压柴油喷入燃烧室中与空气混合燃烧。这种方式可以更精准的控制喷油量与喷油时间以及喷油过程,让柴油得以更充分的燃烧,发挥出最大的能量和动力。

那么柴油机又是怎样熄火的呢?对于高压共轨的电控柴油喷射系统来说,熄火是非常简单的,当我们把钥匙从“ON”档拧回到“OFF”档时,喷油器上面的电磁阀断电,将喷油器全部顶死,不再打开,柴油就无法进入燃烧室了,发动机没有燃油供给,自然就会熄火了;如果是普通的机械泵,在喷油泵上有一个熄火阀,这个阀可以用电来控制,也可以用拉线来控制,原理都是一样的,就是把喷油泵中的供油齿条扳到停止供油的位置,不再产生高压柴油,自然也就不能把柴油供给到燃烧室中了,发动机就熄火了。

以上就是发动机启动及熄火的过程及原理。事实上这个过程是极其复杂的,看起来一笔带过的地方,实际运行起来可能需要几个零部件同时动作才行。并且启动会受到很多因素的影响,比如发动机转速、火花塞点火能量、喷油压力与喷油量、节气门、发动机积碳以及电控系统等等,所以,发动机无法启动是一个非常难处理的故障,我们遇到这样的故障时,要配合并理解修理工,给予他们足够是时间和耐心。

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