Veel mensen willen meer over auto's leren om hun begrip van auto's te verdiepen, maar vanwege de complexiteit van autostructuren geven ze het allemaal op. Hieronder hebben we een aantal geïllustreerde autoartikelen voor u opgesteld, waarin de interne structuur van de auto met afbeeldingen wordt geanalyseerd, waardoor complexe principes gemakkelijk te begrijpen zijn.
afbeelding
Analyse van typen motorconstructies
De motor is de krachtbron van de auto, net als het menselijk hart. De grootte en structuur van de harten van verschillende mensen zijn echter niet veel verschillend, maar de interne structuren van de motoren van verschillende auto's zijn heel verschillend. Dus wat zijn de verschillen in de structuren van verschillende motoren? Laten we het hieronder samen ontdekken.
● Bron van auto-energie
afbeelding
De krachtbron van een auto is de motor, en de kracht van de motor komt van binnenuit de cilinder. De motorcilinder is een plaats waar de interne energie van de brandstof wordt omgezet in kinetische energie. Het kan eenvoudigweg worden begrepen dat de brandstof in de cilinder wordt verbrand, waardoor een enorme druk wordt gegenereerd om de zuiger op en neer te duwen, en dat de kracht via de drijfstang wordt overgebracht naar de krukas en uiteindelijk wordt omgezet in een roterende beweging, en vervolgens via de transmissie en aandrijfas wordt het vermogen overgebracht naar de aandrijfwielen om de auto voort te stuwen.
●Het aantal cilinders mag niet te veel zijn
afbeelding
De meeste auto's hebben over het algemeen viercilinder- en zescilindermotoren. Aangezien het vermogen van de motor voornamelijk uit de cilinders komt, betekent dit dan dat hoe meer cilinders, hoe beter? Naarmate het aantal cilinders toeneemt, nemen ook de onderdelen van de motor toe. Met de overeenkomstige toename zal de structuur van de motor complexer zijn, wat ook de betrouwbaarheid van de motor zal verminderen. Bovendien zullen hierdoor ook de productiekosten van de motor en de daaropvolgende onderhoudskosten toenemen. Daarom wordt het aantal cilinders in een automotor geselecteerd na een uitgebreide afweging op basis van het gebruik en de prestatie-eisen van de motor. Motoren als V12, W12 en W16 worden slechts in enkele krachtige auto's gebruikt.
● V-type motorstructuur
afbeelding
In feite is een eenvoudig begrip van een V-vormige motor dat aangrenzende cilinders onder een bepaalde hoek zijn gegroepeerd. Vanaf de zijkant gezien lijkt het op een V-vorm, wat een V-vormige motor is. Vergeleken met de lijnmotor zijn de hoogte en lengte van de V-type motor verminderd, waardoor de motorkap lager kan worden en aan de aerodynamische eisen wordt voldaan. De cilinders van de V-type motor zijn in tegengestelde richtingen onder een hoek opgesteld, waardoor een deel van de trillingen kan worden gecompenseerd. Het nadeel is echter dat er twee cilinderkoppen moeten worden gebruikt en dat de constructie relatief ingewikkeld is. Hoewel de hoogte van de motor is verkleind, is de breedte ook dienovereenkomstig toegenomen, waardoor het moeilijk wordt om andere apparaten in een motorruimte met een vaste ruimte te installeren.
●W-type motorstructuur
afbeelding
De cilinders aan beide zijden van de V-vormige motor zijn onder een kleine hoek versprongen om een W-vormige motor te vormen. Vergeleken met V-type motoren is het voordeel van W-type motoren dat de krukas korter kan zijn en het gewicht lichter kan zijn, maar dat de breedte ook navenant toeneemt en de motorruimte voller gevuld zal worden. Het nadeel is dat de W-type motor structureel in twee delen is verdeeld, de structuur complexer is en tijdens bedrijf veel trillingen zal veroorzaken, zodat deze slechts in een paar voertuigen wordt gebruikt.
afbeelding
● Horizontaal tegenover elkaar liggende motorstructuur
afbeelding
De aangrenzende cilinders van een horizontaal tegenover elkaar liggende motor zijn tegenover elkaar geplaatst (de onderkant van de zuiger is naar buiten gericht). De hoek tussen de twee cilinders is 180 graden, maar wijkt wezenlijk af van de 180 graden V-type motor. Horizontaal tegenover elkaar liggende motoren zijn vergelijkbaar met lijnmotoren in die zin dat ze geen krukpen delen (dat wil zeggen, één zuiger is slechts verbonden met één krukpen), en de bewegingsrichting van de tegenoverliggende zuigers is tegengesteld, maar de 180 graden V- type motor is precies het tegenovergestelde. De voordelen van de horizontaal tegenoverliggende motor zijn dat deze trillingen goed kan compenseren en de motor soepeler kan laten draaien; het zwaartepunt ligt laag en de voorkant van de auto kan lager worden ontworpen om aan de aerodynamische eisen te voldoen; de richting van de uitgaande as komt overeen met de richting van de transmissie-as en de krachtoverbrenging is hoger rendement. Nadelen: De structuur is complex en het onderhoud is lastig; het productieproces is veeleisend en de productiekosten zijn hoog. Van de bekende merkauto's staan alleen Porsche en Subaru nog steeds op het gebruik van horizontaal tegenover elkaar liggende motoren.
● Waarom levert de motor continu vermogen?
De reden waarom de motor continu vermogen kan leveren, is te danken aan de ordelijke cyclische werking van de vier slagen van inlaat, compressie, kracht en uitlaat in de cilinder.
afbeelding
Tijdens de inlaatslag, wanneer de zuiger van het bovenste dode punt naar het onderste dode punt in de cilinder beweegt, gaat de inlaatklep open, sluit de uitlaatklep en wordt er verse lucht en een benzinemengsel in de cilinder gezogen.
Tijdens de compressieslag zijn de inlaat- en uitlaatkleppen gesloten en beweegt de zuiger van het onderste dode punt naar het bovenste dode punt, waarbij het gemengde gas naar de bovenkant van de cilinder wordt gecomprimeerd om de temperatuur van het gemengde gas te verhogen en zich voor te bereiden op de arbeidsslag .
Tijdens de arbeidsslag ontsteekt de bougie het samengeperste gas, en het gemengde gas "explodeert" in de cilinder om een enorme druk te genereren, waardoor de zuiger van het bovenste dode punt naar het onderste dode punt wordt geduwd en de krukas door de drijfstang wordt geduwd om te roteren. .
Tijdens de uitlaatslag beweegt de zuiger van het onderste dode punt naar het bovenste dode punt. Op dit moment sluit de inlaatklep en gaat de uitlaatklep open, en wordt het verbrande uitlaatgas via het uitlaatspruitstuk uit de cilinder afgevoerd.
● Het motorvermogen komt van explosies
afbeelding
Het vermogen dat de motor kan genereren, komt feitelijk voort uit de "explosieve kracht" in de cilinder. In de afgesloten verbrandingskamer van de cilinder ontsteekt de bougie op het juiste moment een bepaald deel van het benzine- en luchtmengsel, wat een enorme explosieve kracht zal veroorzaken. De bovenkant van de verbrandingskamer zit vast en de enorme druk dwingt de zuiger om naar beneden te bewegen. , waarbij de krukas door de drijfstang wordt gedrukt, en vervolgens de kracht via een reeks mechanismen naar de aandrijfwielen wordt overgebracht, en uiteindelijk de auto wordt aangedreven.
● Bougies zijn meesters in "detonatie"
afbeelding
Als je wilt dat de "explosie" in de cilinder krachtiger is, is tijdige ontsteking erg belangrijk en speelt de bougie in de cilinder de rol van "detonatie". In feite is het principe van bougieontsteking enigszins vergelijkbaar met dat van bliksem. De kop van de bougie heeft een middenelektrode en een zijelektrode (ten opzichte van twee wolken met ionen met tegengestelde polariteit). Er is een kleine opening (de ontstekingsopening genoemd) tussen de twee elektroden. Wanneer hij wordt geactiveerd, kan hij elektrische vonken van meer dan 10,000 volt produceren, die het gemengde gas in de cilinder onmiddellijk kunnen laten "ontploffen".
●De inlaatklep is groter dan de uitlaatklep
afbeelding
Om continu in de cilinder te kunnen "exploderen", moet er voortdurend nieuwe brandstof worden ingevoerd en moet er op tijd uitlaatgas worden afgevoerd. De inlaat- en uitlaatkleppen spelen een belangrijke rol in dit proces. De inlaat- en uitlaatkleppen worden bestuurd door nokken om de twee acties "openen" en "sluiten" tijdig uit te voeren. Waarom zijn de inlaatkleppen die je ziet altijd groter dan de uitlaatkleppen? Omdat de inlaatlucht doorgaans door vacuüm wordt aangezogen en de uitlaat wordt samengedrukt om het uitlaatgas naar buiten te duwen, is uitlaat relatief gemakkelijker dan inlaat. Om meer frisse lucht te laten deelnemen aan de verbranding, moet de inlaatklep groter zijn om meer luchtinlaat te krijgen.
● Het aantal kleppen mag niet te groot zijn
afbeelding
Als de motor meerdere kleppen heeft, is het luchtinlaatvolume groot bij hoge snelheden, is de uitlaat schoon en zijn de motorprestaties beter (net als in een bioscoop, als er veel deuropeningen zijn, zal het veel gemakkelijker zijn om binnen te komen en uit). Het ontwerp met meerdere kleppen is echter ingewikkelder, vooral de klepaandrijfmethode, de structuur van de verbrandingskamer en de positie van de bougie, die allemaal zorgvuldig moeten worden geregeld. Dit vereist een hoog productieproces, hoge productiekosten en moeilijk later onderhoud. Daarom mag het aantal kleppen niet te veel zijn. Gemeenschappelijke motoren hebben 4 kleppen per cilinder (2 in en 2 uit).
Analyse van het principe van de variabele klep van de motor
We hebben al geleerd over de basisstructuur en krachtbron van de motor. In feite is de werkelijke snelheid van de motor niet statisch, maar zoals die van een persoon die hardloopt, soms snel en soms langzaam, dus het is vooral belangrijk om je eigen ademhalingsritme aan te passen. Laten we eens kijken hoe de motor "ademt".
● Functie van de nokkenas
afbeelding
Simpel gezegd is een nokkenas een metalen staaf met meerdere schijfvormige nokken. Welke rol speelt deze metalen staaf bij de werking van de motor? Het is voornamelijk verantwoordelijk voor het openen en sluiten van de inlaat- en uitlaatkleppen. De nokkenas blijft draaien, aangedreven door de krukas, en de nok drukt voortdurend op de klep (tuimelaar of duwstang), waardoor het openen en sluiten van de inlaatklep en de uitlaatklep wordt geregeld.
●Wat betekenen OHV, OHC, SOHC en DOHC?
Op de motorbehuizing zijn vaak de letters SOHC en DOHC te zien. Wat betekenen deze letters? OHV verwijst naar bovenliggende klep en onderste nokkenas, wat betekent dat de nokkenas aan de onderkant van de cilinder is aangebracht en de kleppen aan de bovenkant van de cilinder. OHC verwijst naar bovenliggende nokkenas, dat wil zeggen dat de nokkenas bovenop de cilinder is aangebracht.
afbeelding
Als er zich bovenaan de cilinder slechts één nokkenas bevindt die verantwoordelijk is voor het tegelijkertijd openen en sluiten van de inlaat- en uitlaatkleppen, wordt dit een enkele bovenliggende nokkenas (SOHC) genoemd. Als er twee nokkenassen aan de bovenkant van de cilinder zijn die verantwoordelijk zijn voor het openen en sluiten van de inlaat- en uitlaatkleppen, wordt dit een dubbele bovenliggende nokkenas (DOHC) genoemd.
afbeelding
De nok van de onderste nokkenas en de kleptuimelaar moeten met een metalen drijfstang met elkaar verbonden zijn. De nok tilt de drijfstang op en duwt tegen de tuimelaar om de klep te openen en te sluiten. Een te hoog toerental kan er echter gemakkelijk voor zorgen dat de uitwerpstang breekt, dus dit ontwerp wordt meestal gebruikt in motoren met een grote cilinderinhoud, een laag toerental en het nastreven van een groot koppel. De bovenliggende nokkenas kan de stoterstang weglaten, wat het transmissiemechanisme van de nokkenas naar de klep vereenvoudigt, en meer geschikt is voor de vermogensprestaties van de motor bij hoge snelheid. De bovenliggende nokkenas wordt veel gebruikt.
● De rol van het gasdistributiemechanisme
afbeelding
De kleppentrein omvat voornamelijk het distributietandwiel, de nokkenas en de klepoverbrengingscomponenten (kleppen, stoterstangen, tuimelaars, enz.). De belangrijkste functie is het tijdig openen en sluiten van de inlaat- en uitlaatkleppen van elke cilinder, afhankelijk van de werkomstandigheden van de motor. , zodat het verse gemengde gas de cilinder op tijd kan vullen en het uitlaatgas op tijd uit de cilinder kan worden afgevoerd.
● Wat is kleptiming? Waarom is timing nodig?
De zogenaamde kleptiming kan eenvoudig worden opgevat als het moment waarop de klep opent en sluit. Theoretisch, wanneer de zuiger tijdens de inlaatslag van het bovenste dode punt naar het onderste dode punt beweegt, gaat de inlaatklep open en sluit de uitlaatklep; tijdens de uitlaatslag, wanneer de zuiger van het onderste dode punt naar het bovenste dode punt beweegt, gaat de inlaatklep dicht en de uitlaatklep open.
afbeelding
Waarom moeten we dan op tijd zijn? Om de hoeveelheid luchtinlaat in de cilinder te vergroten, moet bij feitelijk gebruik van de motor de inlaatklep van tevoren worden geopend en later worden gesloten; Op dezelfde manier moet, om het uitlaatgas in de cilinderreiniger af te voeren, ook de uitlaatklep vooraf worden geopend en later worden gesloten. Vertraag de uitschakeling om een efficiënte werking van de motor te garanderen.
●Wat zijn variabele kleptiming en variabele kleplichthoogte?
Wanneer de motor op hoge snelheid draait, zijn de aanzuig- en uitlaattijd van elke cilinder in één werkcyclus zeer kort. Om een hoge laadefficiëntie te bereiken, moeten de zuig- en uitlaattijd van de cilinder worden verlengd, wat een vereiste is. Vergroot de overlaphoek van de klep; wanneer de motor op laag toerental draait, zal een te grote klepoverlappingshoek er gemakkelijk voor zorgen dat uitlaatgas naar achteren stroomt, en in plaats daarvan zal het inlaatvolume afnemen, wat resulteert in onstabiel stationair draaien van de motor en een laag koppel bij lage snelheden.
afbeelding
Het is moeilijk voor een vaste kleptiming om tegelijkertijd aan de behoeften van zowel hoge als lage motortoerentallen te voldoen, dus ontstond er een variabele kleptiming. De variabele kleptiming kan worden aangepast aan verschillende motortoerentallen en werkomstandigheden, zodat de motor bij hoge en lage snelheden een ideale inlaat- en uitlaatefficiëntie kan bereiken.
afbeelding
De essentie die het motorvermogen beïnvloedt, houdt feitelijk verband met de hoeveelheid zuurstof die per tijdseenheid de cilinder binnenkomt. Het variabele kleptimingsysteem kan alleen de openings- en sluitingstijd van de klep wijzigen, maar kan de hoeveelheid luchtinlaat per tijdseenheid niet wijzigen. Variabele kleptiming Lift kan aan deze vraag voldoen. Als de motorklep wordt beschouwd als een "deur" van het huis, kan de kleptiming worden opgevat als het tijdstip waarop de "deur" opengaat, en de kleplift is gelijk aan de grootte van de "deuropening".
● Toyota VVT-i systeem met variabele kleptiming
Toyota's variabele kleptimingsysteem wordt op grote schaal gebruikt. Het belangrijkste principe is om een hydraulisch mechanisme op de nokkenas te installeren en via de besturing van de ECU de openings- en sluitingstijd van de klep binnen een bepaald hoekbereik aan te passen, of vooruit te gaan, te vertragen of hetzelfde te blijven.
afbeelding
De buitenrotor van het distributietandwiel van de nokkenas is verbonden met de distributieketting (riem) en de binnenrotor is verbonden met de nokkenas. De buitenrotor kan de binnenrotor indirect via hydraulische olie aandrijven, waardoor een hoekvooruitgang of -vertraging binnen een bepaald bereik wordt bereikt.
● Honda i-VTEC systeem met variabele kleplift
De structuur en het werkingsprincipe van Honda's i-VTEC-systeem met variabele kleplift zijn niet ingewikkeld. Het kan worden gezien als het toevoegen van een derde tuimelaar en een derde nokkenas aan de originele. Hoe verandert de kleplift? Het kan eenvoudigweg worden begrepen dat door de scheiding en integratie van drie tuimelaars het schakelen tussen hoge en lage hoeknokkenassen wordt bereikt, waardoor de kleplichthoogte verandert.
afbeelding
Wanneer de motor laag belast wordt, bevinden de drie tuimelaars zich in een gescheiden toestand. De tuimelaars aan beide zijden van de nok met lage hoek regelen het openen en sluiten van de klep en de kleplift is klein. Wanneer de motor zwaar wordt belast, worden de drie tuimelaars gecombineerd tot één en is de kleplichthoogte klein. De hoeknok drijft de tussenliggende tuimelaar aan en heeft een grote kleplichthoogte.
● BMW Valvetronic variabel kleplichtsysteem
afbeelding
BMW's Valvetronic variabele kleplichthoogte-systeem verandert voornamelijk de kleplichthoogte door componenten zoals excentrische assen, servomotoren en tussenliggende duwstangen aan het klepmechanisme toe te voegen. Wanneer de motor werkt, drijft het wormwielmechanisme de excentrische as aan om te roteren en duwt vervolgens de klep door de tussenliggende duwstang en tuimelaar. Het excentriek draait onder verschillende hoeken, en de nokkenas duwt de klep door de tussenliggende duwstang en tuimelaar om verschillende liften te produceren, waardoor de kleplift wordt geregeld.
● Audi AVS variabel kleplichtsysteem
afbeelding
Audi's AVS variabele kleplichthoogte verandert voornamelijk de kleplichthoogte door twee sets nokken met verschillende hoogtes op de nokkenas te schakelen. Het principe lijkt sterk op Honda's i-VTEC, behalve dat het AVS-systeem op de nokkenas is geïnstalleerd. De spiraalvormige groefbus op de nokkenas wordt gebruikt om de nokkenas naar links en rechts te bewegen, waardoor de hoge en lage nokken op de nokkenas worden verwisseld.
afbeelding
afbeelding
Wanneer de motor zwaar belast wordt, beweegt de elektromagnetische aandrijving de nokkenas naar rechts en schakelt over naar de hooghoeknok, waardoor de kleplichthoogte groter wordt; wanneer de motor laag belast wordt, beweegt de elektromagnetische aandrijving de nokkenas naar links en schakelt over naar de lage-hoeknok. , om de kleplichthoogte te verminderen.
Analyse van het principe van directe injectie in de motorcilinder
Nu de eisen op het gebied van energie en milieubescherming steeds strenger worden, moeten motoren voortdurend worden geüpgraded en ontwikkeld om aan de behoeften van mensen te voldoen. Ik geloof dat iedereen bekend is met termen als "directe injectie in de cilinder", "gestratificeerde verbranding" en "variabele cilinderinhoud". Hoe werken ze? Laten we het hieronder samen ontdekken.
● Zijn de zuiger en de krukas het meest "vermoeiend"?
afbeelding
Als hij eenmaal is gestart en draait, wordt de "kop" van de zuiger blootgesteld aan hoge temperaturen en hoge druk, en blijft hij met hoge snelheid op en neer bewegen. De werkomgeving is erg zwaar. Er kan worden gezegd dat de zuiger het "hart" van de motor is, dus de materiaalproductienauwkeurigheid van de zuiger stelt zeer hoge eisen.
afbeelding
De krukas waarop de zuiger trapt, is ook ongemakkelijk, omdat deze continu met hoge snelheid moet draaien. De krukas draait duizenden keren per minuut en heeft de zware taak om de oliepomp, de generator, de airconditioningcompressor, de nokkenas en andere mechanismen aan te drijven. Het is de tussenas van het motorvermogen, dus ook relatief "sterk".
● Hoe kan ik lineaire beweging omzetten in rotatiebeweging?
We weten allemaal dat de zuiger in de cilinder in een lineaire beweging op en neer beweegt, maar hoe wordt de lineaire beweging omgezet in een roterende beweging om de rotatiekracht uit te oefenen die de wielen vooruit drijft? In feite heeft dit veel te maken met de structuur van de krukas. De drijfstangas van de krukas en de hoofdas liggen niet in dezelfde rechte lijn, maar zijn tegenovergesteld opgesteld.
afbeelding
Dit bewegingsprincipe volgt mij eigenlijk
