揭秘汽车及其主要部件工作原理二

　　多数发动机子系统可以通过不同的技术加以改进，更好的技术能提高发动机的性能。下面我们将从气门机构开始看一看现代发动机中使用的各种子系统。
　　气门机构由气门以及开合气门的机构组成。 开合系统称作凸轮轴。 凸轮轴上有凸轮，可以向上和向下移动气门。
　　大多数现代发动机都有称为顶置凸轮轴的机构，也就是说，凸轮轴位于气门上方（如图1 所示）。凸轮轴上的凸轮直接控制气门，或者通过一个很短的连杆控制气门。 老式的发动机使用的凸轮轴位于曲轴附近的油槽中。 使用横杆将下方的凸轮连接到位于气门上方的气门挺杆。 这种方法使用的运动零件较多，并且会导致凸轮激活气门的动作大大滞后于气门的后续运动。 使用正时皮带或正时链条将曲轴与凸轮轴联系在一起，以便气门与活塞保持同步。 凸轮轴的连接方式使得它的转动速度是曲轴的一半。 许多高性能发动机的每个气缸有四个气门（两个进气门，两个排气门），这种布置方式需要为每组气缸提供两个凸轮轴，因此称作＂双顶置凸轮轴＂。
　　点火和冷却系统
　　点火系统（图2）可产生高压电荷并通过点火线将其输送到火花塞。 电荷首先流向分配器，可以很容易在大多数汽车的发动机盖下找到该分配器。 分配器的中央有一根输入电流的导线，有四、六或八根输出电流的导线（取决于气缸数量）。 这些点火线可将电荷输送到每个火花塞。 发动机经过设置，可使一个时间只有一个气缸会从分配器获得点火火花，这样可以获得最大的平滑性。
　　发动机的冷却、进气和启动系统
　　冷却系统
　　大多数汽车中的冷却系统由散热器和水泵组成。 水在气缸周围的通道中循环，然后流过散热器使之得到冷却。 在少数车辆（最著名的是大众的甲壳虫车型）以及大多数摩托车和割草机中，发动机使用的是空气冷却（可以通过安装在每个气缸外部用于散发热量的散热片来识别出气冷发动机）。气冷方式让发动机更轻但是更热，通常会降低发动机的使用寿命和整体性能。 图3所示的冷却系统示意图显示了所有管路的连接方式。
　　进气和起动系统
　　大多数汽车都使用自然吸气式发动机，也就是说气流通过空气滤清器直接进入气缸。 高性能发动机可以涡轮增压，也可以机械增压，也就是说空气在进入发动机前首先经过压缩（以便能够向每个气缸压入更多空气/燃油混合物）以提高性能。 加压量被称作＂助力＂。涡轮增压器使用连接到排气管的一个小涡轮来推动进气流中的压缩涡轮发生旋转。 机械增压器直接连接到发动机来使压缩机旋转。
　　可以提高发动机的性能当然很好，但当旋动钥匙启动发动机时究竟发生了什么呢？
　　启动系统由电子起动机电机和起动机电磁开关线圈组成，在转动点火钥匙时，起动机电机让发动机旋转几次，以便能够开始燃烧过程， 它使用一个强劲的电机来驱动冷的发动机。 起动机电机必须克服： 由活塞环导致的所有内部摩擦；任何气缸在压缩冲程中产生压缩压力；使用凸轮轴开合气门所需的能量；所有直接连接到发动机的其他东西，例如水泵、机油泵、交流发电机等。
　　由于需要如此之多的能量并且汽车使用的是12V电气系统，因此必须向起动机电机输送数百安的电流。 起动机电磁开关线圈实际上是一个可以处理大电流的大电气开关。 在转动点火钥匙时，它会激活电磁开关线圈，为电机供电。
　　发动机的润滑、燃料、排气和电气系统
　　润滑和燃油系统
　　油液起着很重要的作用。润滑系统可确保发动机中的所有运动零件都能得到机油，以便轻快地运转。 需要机油的两个主要零件是活塞（这样就可在气缸中轻松滑动）和所有轴承（让曲轴和凸轮轴这样的部件可以自如转动）。 在大多数汽车中，通过油泵从油槽中汲取机油，机油流过机油滤清器以去除杂质，然后在高压下喷到轴承和气缸壁上。 随后，机油滴落到油槽中，在油槽中被收集在一起并循环使用。
　　燃油系统
　　当涉及汽车的日常维护时，你首先关心的可能是车内还剩多少油。那么加入油箱中的油是如何启动汽缸的呢？
　　燃油系统将汽油从油箱泵出，然后将其与空气混合，以便适当的空气/燃油混合物能够进入气缸。 通常使用如下3种方式输送燃油： 雾化、进气燃油喷射和直接燃油喷射。
　　在雾化方式中，当空气进入发动机时，使用称作化油器的装置将汽油与空气进行混合。
　　在燃油喷射发动机中，将合适数量的燃油分别喷射到每个气缸中，要么喷射到进气门上方（进气燃油喷射），要么直接喷射到气缸中（直接燃油喷射）。
　　排气、排放控制和电气系统
　　排气系统包括排气管和消声器。 如果没有消声器，会听到排气尾管中发出成千上万次小爆炸的声音。 消声器可以减弱这种声音。 排气系统还包括一个催化转化器。
　　排放控制
　　现代汽车中的排放控制系统由催化转化器、一套传感器和执行器以及一个执行监视和调节工作的计算机组成。 例如，催化转化器使用催化剂和氧来烧掉废气中未使用的燃油和其他化学物质。 排气系统中的氧传感器可确保为催化剂提供足够的氧，并可在需要时进行调节。
　　除了汽油之外，还有什么能为汽车提供动力呢？答案就是电气系统。
　　电气系统
　　电气系统由蓄电池和交流发电机组成。 交流发电机通过皮带连接到发动机，并能够发电以便对蓄电池充电。 蓄电池可通过电路为汽车中的所有用电设备（点火系统、收音机、前照灯、雨刷器、电动车窗和座椅、车载电脑等）提供12伏电流。