汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體組之詳細(xì)圖解

1、注:文章版權(quán)屬于原著者.機(jī)體是構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)的骨架，是發(fā)動(dòng)機(jī)各機(jī)構(gòu)和各系統(tǒng)的安裝基礎(chǔ)，其內(nèi)、外安裝著發(fā)動(dòng)機(jī)的所有主要零件和附件，承受各種載荷。因此，機(jī)體必須要有足夠的強(qiáng)度和剛度。機(jī)體組主要由氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋和氣缸墊等零件組成。 一. 氣缸體（圖2-1）水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體曲軸箱，也可稱為氣缸體。氣缸體一般用灰鑄鐵鑄成，氣缸體上部的圓柱形空腔稱為氣缸，下半部為支承曲軸的曲軸箱，其內(nèi)腔為曲軸運(yùn)動(dòng)的空間。在氣缸體內(nèi)部鑄有許多加強(qiáng)筋，冷卻水套和潤滑油道等。 氣缸體應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，根據(jù)氣缸體與油底殼安裝平面的位置不同，通常把氣缸體分為以下三種形式。（圖2-2)(1

2、) 一般式氣缸體 其特點(diǎn)是油底殼安裝平面和曲軸旋轉(zhuǎn)中心在同一高度。這種氣缸體的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體高度小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，便于加工，曲軸拆裝方便；但其缺點(diǎn)是剛度和強(qiáng)度較差 (2) 龍門式氣缸體 其特點(diǎn)是油底殼安裝平面低于曲軸的旋轉(zhuǎn)中心。它的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度和剛度都好，能承受較大的機(jī)械負(fù)荷；但其缺點(diǎn)是工藝性較差，結(jié)構(gòu)笨重，加工較困難。 (3) 隧道式氣缸體 這種形式的氣缸體曲軸的主軸承孔為整體式，采用滾動(dòng)軸承，主軸承孔較大，曲軸從氣缸體后部裝入。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強(qiáng)度好，但其缺點(diǎn)是加工精度要求高，工藝性較差，曲軸拆裝不方便。 為了能夠使氣缸內(nèi)表面在高溫下正常工作，必須對(duì)氣缸和氣缸蓋進(jìn)行適當(dāng)?shù)乩鋮s。冷卻方

3、法有兩種，一種是水冷，另一種是風(fēng)冷（圖2-3）。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸周圍和氣缸蓋中都加工有冷卻水套，并且氣缸體和氣缸蓋冷卻水套相通，冷卻水在水套內(nèi)不斷循環(huán)，帶走部分熱量，對(duì)氣缸和氣缸蓋起冷卻作用。 現(xiàn)代汽車上基本都采用水冷多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)于多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，氣缸的排列形式?jīng)Q定了發(fā)動(dòng)機(jī)外型尺寸和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的剛度和強(qiáng)度也有影響，并關(guān)系到汽車的總體布置。按照氣缸的排列方式不同，氣缸體還可以分成單列式，V型和對(duì)置式三種（圖2-4）。(1) 直列式發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)氣缸排成一列，一般是垂直布置的。單列式氣缸體結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，但發(fā)動(dòng)機(jī)長度和高度較大。一般六缸以下發(fā)動(dòng)機(jī)多采用單列式。例如捷達(dá)轎車、富康轎車、紅

4、旗轎車所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)均采用這種直列式氣缸體。有的汽車為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)的高度，把發(fā)動(dòng)機(jī)傾斜一個(gè)角度。 (2) V型 氣缸排成兩列，左右兩列氣缸中心線的夾角180°，稱為V型發(fā)動(dòng)機(jī)，V型發(fā)動(dòng)機(jī)與直列發(fā)動(dòng)機(jī)相比，縮短了機(jī)體長度和高度，增加了氣缸體的剛度，減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量，但加大了發(fā)動(dòng)機(jī)的寬度，且形狀較復(fù)雜，加工困難，一般用于8缸以上的發(fā)動(dòng)機(jī)，6缸發(fā)動(dòng)機(jī)也有采用這種形式的氣缸體。 (3) 對(duì)置式 氣缸排成兩列，左右兩列氣缸在同一水平面上，即左右兩列氣缸中心線的夾角 180°，稱為對(duì)置式。它的特點(diǎn)是高度小，總體布置方便，有利于風(fēng)冷。這種氣缸應(yīng)用較少。 氣缸直接鏜在氣缸體上叫做整體式氣

5、缸，整體式氣缸強(qiáng)度和剛度都好，能承受較大的載荷，這種氣缸對(duì)材料要求高，成本高。如果將氣缸制造成單獨(dú)的圓筒形零件(即氣缸套)，然后再裝到氣缸體內(nèi)。這樣，氣缸套采用耐磨的優(yōu)質(zhì)材料制成，氣缸體可用價(jià)格較低的一般材料制造，從而降低了制造成本。同時(shí)，氣缸套可以從氣缸體中取出，因而便于修理和更換，并可大大延長氣缸體的使用壽命。氣缸套有干式氣缸套和濕式氣缸套兩種（圖2-5）。 干式氣缸套的特點(diǎn)是氣缸套裝入氣缸體后，其外壁不直接與冷卻水接觸，而和氣缸體的壁面直接接觸，壁厚較薄，一般為13mm。它具有整體式氣缸體的優(yōu)點(diǎn)，強(qiáng)度和剛度都較好，但加工比較復(fù)雜，內(nèi)、外表面都需要進(jìn)行精加工，拆裝不方便，散熱不良。 濕式氣

6、缸套的特點(diǎn)是氣缸套裝入氣缸體后，其外壁直接與冷卻水接觸，氣缸套僅在上、下各有一圓環(huán)地帶和氣缸體接觸，壁厚一般為59mm。它散熱良好，冷卻均勻，加工容易，通常只需要精加工內(nèi)表面，而與水接觸的外表面不需要加工，拆裝方便，但缺點(diǎn)是強(qiáng)度、剛度都不如干式氣缸套好，而且容易產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。應(yīng)該采取一些防漏措施。 二. 曲軸箱 氣缸體下部用來安裝曲軸的部位稱為曲軸箱，曲軸箱分上曲軸箱和下曲軸箱。上曲軸箱與氣缸體鑄成一體，下曲軸箱用來貯存潤滑油，并封閉上曲軸箱，故又稱為油底殼圖（圖2-6）。油底殼受力很小，一般采用薄鋼板沖壓而成，其形狀取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的總體布置和機(jī)油的容量。油底殼內(nèi)裝有穩(wěn)油擋板，以防止汽車顛動(dòng)時(shí)油

7、面波動(dòng)過大。油底殼底部還裝有放油螺塞，通常放油螺塞上裝有永久磁鐵，以吸附潤滑油中的金屬屑，減少發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損。在上下曲軸箱接合面之間裝有襯墊，防止?jié)櫥托孤?三. 氣缸蓋（圖2-7）氣缸蓋安裝在氣缸體的上面，從上部密封氣缸并構(gòu)成燃燒室。它經(jīng)常與高溫高壓燃?xì)庀嘟佑|，因此承受很大的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋內(nèi)部制有冷卻水套，缸蓋下端面的冷卻水孔與缸體的冷卻水孔相通。利用循環(huán)水來冷卻燃燒室等高溫部分。 缸蓋上還裝有進(jìn)、排氣門座，氣門導(dǎo)管孔，用于安裝進(jìn)、排氣門，還有進(jìn)氣通道和排氣通道等。汽油機(jī)的氣缸蓋上加工有安裝火花塞的孔，而柴油機(jī)的氣缸蓋上加工有安裝噴油器的孔。頂置凸輪軸式發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋上

8、還加工有凸輪軸軸承孔，用以安裝凸輪軸。 圖2-7 氣缸蓋一般采用灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄成，鋁合金的導(dǎo)熱性好，有利于提高壓縮比，所以近年來鋁合金氣缸蓋被采用得越來越多。 氣缸蓋是燃燒室的組成部分，燃燒室的形狀對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作影響很大，由于汽油機(jī)和柴油機(jī)的燃燒方式不同，其氣缸蓋上組成燃燒室的部分差別較大。汽油機(jī)的燃燒室主要在氣缸蓋上，而柴油機(jī)的燃燒室主要在活塞頂部的凹坑。這里只介紹汽油機(jī)的燃燒室，而柴油機(jī)的燃燒室放在柴油供給系里介紹。 汽油機(jī)燃燒室常見的三種形式（圖2-8）。 (1) 半球形燃燒室 半球形燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，火花塞布置在燃燒室中央，火焰行程短，故燃燒速率高，散熱少，熱效率高。這種燃燒室結(jié)構(gòu)上

9、也允許氣門雙行排列，進(jìn)氣口直徑較大，故充氣效率較高，雖然使配氣機(jī)構(gòu)變得較復(fù)雜，但有利于排氣凈化，在轎車發(fā)動(dòng)機(jī)上被廣泛地應(yīng)用。 (2) 楔形燃燒室 楔形燃燒室結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，散熱面積小，熱損失也小，能保證混合氣在壓縮行程中形成良好的渦流運(yùn)動(dòng)，有利于提高混合氣的混合質(zhì)量，進(jìn)氣阻力小，提高了充氣效率。氣門排成一列，使配氣機(jī)構(gòu)簡單，但火花塞置于楔形燃燒室高處，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x長些，切諾基轎車發(fā)動(dòng)機(jī)采用這種形式的燃燒室。 (3) 盆形燃燒室 盆形燃燒室，氣缸蓋工藝性好，制造成本低，但因氣門直徑易受限制，進(jìn)、排氣效果要比半球形燃燒室差。捷達(dá)轎車發(fā)動(dòng)機(jī)、奧迪轎車發(fā)動(dòng)機(jī)采用盆形燃燒室。 四. 氣缸墊（圖2-9）

10、氣缸墊裝在氣缸蓋和氣缸體之間，其功用是保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣，漏水和漏油。 氣缸墊的材料要有一定的彈性，能補(bǔ)償結(jié)合面的不平度，以確保密封，同時(shí)要有好的耐熱性和耐壓性，在高溫高壓下不燒損、不變形。目前應(yīng)用較多的是銅皮棉結(jié)構(gòu)的氣缸墊，由于銅皮棉氣缸墊翻邊處有三層銅皮，壓緊時(shí)較之石棉不易變形。有的發(fā)動(dòng)機(jī)還采用在石棉中心用編織的綱絲網(wǎng)或有孔鋼板為骨架，兩面用石棉及橡膠粘結(jié)劑壓成的氣缸墊。 安裝氣缸墊時(shí)，首先要檢查氣缸墊的質(zhì)量和完好程度，所有氣缸墊上的孔要和氣缸體上的孔對(duì)齊。其次要嚴(yán)格按照說明書上的要求上好氣缸蓋螺栓。擰緊氣缸蓋螺栓時(shí)，必須由中央對(duì)稱地向四周擴(kuò)展的順序分23次進(jìn)行，最后

11、一次擰緊到規(guī)定的力矩。 -  發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程和原理基本分析發(fā)動(dòng)機(jī)是一種能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，它將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。那么，它是怎樣完成這個(gè)能量轉(zhuǎn)換過程呢？也就是說它是怎樣把熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的呢？要完成這個(gè)能量轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過進(jìn)氣，把可燃混合氣(或新鮮空氣)引入氣缸；然后將進(jìn)入氣缸的可燃混合氣(或新鮮空氣)壓縮，壓縮接近終點(diǎn)時(shí)點(diǎn)燃可燃混合氣(或?qū)⒉裼透邏簢娙霘飧變?nèi)形成可燃混合氣并引燃)；可燃混合氣著火燃燒，膨脹推動(dòng)活塞下行實(shí)現(xiàn)對(duì)外作功；最后排出燃燒后的廢氣。即進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)過程。把這四個(gè)過程叫做發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)，工作循環(huán)不斷地重復(fù)，就實(shí)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)換，使發(fā)動(dòng)機(jī)能

12、夠連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。把完成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)兩圈(720°)，活塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)四次，稱為四行程發(fā)動(dòng)機(jī)。而把完成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)一圈(360°)，活塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩次，稱為二行程發(fā)動(dòng)機(jī)。下面介紹一下四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和工作過程。 一.四行程汽油機(jī)的工作原理 四行程汽油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)是按進(jìn)氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程的順序不斷循環(huán)反復(fù)的。 （1) 進(jìn)氣行程 （圖1-22）由于曲軸的旋轉(zhuǎn)，活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)排氣門關(guān)閉，進(jìn)氣門打開。進(jìn)氣過程開始時(shí)，活塞位于上止點(diǎn)，氣缸內(nèi)殘存有上一循環(huán)未排凈的廢氣，因此，氣缸內(nèi)的壓力稍高于大氣壓力。隨著活塞下移，氣缸內(nèi)容積增大，壓力減

13、小，當(dāng)壓力低于大氣壓時(shí)，在氣缸內(nèi)產(chǎn)生真空吸力，空氣經(jīng)空氣濾清器并與化油器供給的汽油混合成可燃混合氣，通過進(jìn)氣門被吸入氣缸，直至活塞向下運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)。在進(jìn)氣過程中，受空氣濾清器、化油器、進(jìn)氣管道、進(jìn)氣門等阻力影響，進(jìn)氣終了時(shí)，氣缸內(nèi)氣體壓力略低于大氣壓，約為0.0750.09MPa，同時(shí)受到殘余廢氣和高溫機(jī)件加熱的影響，溫度達(dá)到370400K。實(shí)際汽油機(jī)的進(jìn)氣門是在活塞到達(dá)上止點(diǎn)之前打開，并且延遲到下止點(diǎn)之后關(guān)閉，以便吸入更多的可燃混合氣。 （2) 壓縮行程（圖1-23）曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，氣缸內(nèi)成為封閉容積，可燃混合氣受到壓縮，壓力和溫度不斷升高，

14、當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)壓縮行程結(jié)束。此時(shí)氣體的壓力和溫度主要隨壓縮比的大小而定，可燃混合氣壓力可達(dá)0.61.2MPa，溫度可達(dá)600700K。 壓縮比越大，壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)的壓力和溫度越高，則燃燒速度越快，發(fā)動(dòng)機(jī)功率也越大。但壓縮比太高，容易引起爆燃。所謂爆燃就是由于氣體壓力和溫度過高，可燃混合氣在沒有點(diǎn)燃的情況下自行燃燒，且火焰以高于正常燃燒數(shù)倍的速度向外傳播，造成尖銳的敲缸聲。會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，功率下降，汽油消耗量增加以及機(jī)件損壞。輕微爆燃是允許的，但強(qiáng)烈爆燃對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)是很有害的，汽油機(jī)的壓縮比一般為610。 （3) 作功行程（圖1-24）作功行程包括燃燒過程和膨脹過程，在這一行程中，進(jìn)氣門和排氣

15、門仍然保持關(guān)閉。當(dāng)活塞位于壓縮行程接近上止點(diǎn)(即點(diǎn)火提前角)位置時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃可燃混合氣，可燃混合氣燃燒后放出大量的熱使氣缸內(nèi)氣體溫度和壓力急劇升高，最高壓力可達(dá)35MPa，最高溫度可達(dá)22002800K，高溫高壓氣體膨脹，推動(dòng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)并輸出機(jī)械功，除了用于維持發(fā)動(dòng)機(jī)本身繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)外，其余用于對(duì)外作功。隨著活塞向下運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)容積增加，氣體壓力和溫度降低，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，作功行程結(jié)束，氣體壓力降低到0.30.5MPa，氣體溫度降低到13001600K。 4) 排氣行程（圖1-25） 可燃混合氣在氣缸內(nèi)燃燒后生成的廢氣必須從氣缸中排出去以便進(jìn)行下

16、一個(gè)進(jìn)氣行程。當(dāng)作功接近終了時(shí)，排氣門開啟，進(jìn)氣門仍然關(guān)閉，靠廢氣的壓力先進(jìn)行自由排氣，活塞到達(dá)下止點(diǎn)再向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，繼續(xù)把廢氣強(qiáng)制排出到大氣中去，活塞越過上止點(diǎn)后，排氣門關(guān)閉，排氣行程結(jié)束。實(shí)際汽油機(jī)的排氣行程也是排氣門提前打開，延遲關(guān)閉，以便排出更多的廢氣。由于燃燒室容積的存在，不可能將廢氣全部排出氣缸。受排氣阻力的影響，排氣終止時(shí)，氣體壓力仍高于大氣壓力，約為0.1050.115MPa，溫度約為9001200K。 曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，又開始了下一個(gè)新的循環(huán)過程?？梢娝男谐唐蜋C(jī)經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)行程完成一個(gè)工作循環(huán)，這期間活塞在上、下止點(diǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)了四個(gè)行

17、程，相應(yīng)地曲軸旋轉(zhuǎn)了兩圈。 二.四行程柴油機(jī)的工作原理 四行程柴油機(jī)和四行程汽油機(jī)的工作過程相同，每一個(gè)工作循環(huán)同樣包括進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)行程，但由于柴油機(jī)使用的燃料是柴油，柴油與汽油有較大的差別，柴油粘度大，不易蒸發(fā)，自燃溫度低，故可燃混合氣的形成，著火方式，燃燒過程以及氣體溫度壓力的變化都和汽油機(jī)不同，下面主要分析一下柴油機(jī)和汽油機(jī)在工作過程中的不同點(diǎn)。 四行程柴油機(jī)在進(jìn)氣行程中所不同的是柴油機(jī)吸入氣缸的是純空氣而不是可燃混合氣，在進(jìn)氣通道中沒有化油器，進(jìn)氣阻力小，進(jìn)氣終了時(shí)氣體壓力略高于汽油機(jī)而氣體溫度略低于汽油機(jī)。進(jìn)氣終了時(shí)氣體壓力約為0.07850.0932MPa，氣體溫度約

18、為300370K。 壓縮行程壓縮的也是純空氣，在壓縮行程接近上止點(diǎn)時(shí)，噴油器將高壓柴油以霧狀噴入燃燒室，柴油和空氣在氣缸內(nèi)形成可燃混合氣并著火燃燒。柴油機(jī)的壓縮比比汽油機(jī)的壓縮比大很多(一般為1622)，壓縮終了時(shí)氣體溫度和壓力都比汽油機(jī)高，大大超過了柴油機(jī)的自燃溫度。壓縮終了時(shí)，氣體壓力約為3.54.5MPa，氣體溫度約為7501000K，柴油機(jī)是壓縮后自燃著火的，不需要點(diǎn)火，故柴油機(jī)又稱為壓燃機(jī)。 柴油噴入氣缸后，在很短的時(shí)間內(nèi)與空氣混合后便立即著火燃燒，柴油機(jī)的可燃混合氣是在氣缸內(nèi)部形成的，而不象汽油機(jī)那樣，混合氣主要是在氣缸外部的化油器中形成的。柴油機(jī)燃燒過程中氣缸內(nèi)出現(xiàn)的最高壓力要比

19、汽油機(jī)高得多，可高達(dá)69MPa，最高溫度也可高達(dá)20002500K。作功終了時(shí)，氣體壓力約為0.20.4MPa，氣體溫度約為12001500K。 柴油機(jī)的排氣行程和汽油機(jī)一樣，廢氣同樣經(jīng)排氣管排入到大氣中去，排氣終了時(shí)，氣缸內(nèi)氣體壓力約為0.1050.125MPa，氣體溫度約為8001000K。 柴油機(jī)與汽油機(jī)比較，柴油機(jī)的壓縮比高，熱效率高，燃油消耗率低，同時(shí)柴油價(jià)格較低，因此，柴油機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性能好，而且柴油機(jī)的排氣污染少，排放性能較好。但它的主要缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)速低，質(zhì)量大，噪聲大，振動(dòng)大，制造和維修費(fèi)用高。在其發(fā)展過程中，柴油機(jī)不斷發(fā)揚(yáng)其優(yōu)點(diǎn)，克服缺點(diǎn)，提高速度，有望得到更廣泛地應(yīng)用。 三.二

20、行程汽油機(jī)的工作原理 二行程汽油機(jī)的工作循環(huán)也是由進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣過程組成，但它是在曲軸旋轉(zhuǎn)一圈(360°)，活塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)行程內(nèi)完成的。因此，二行程發(fā)動(dòng)機(jī)與四行程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理不同，結(jié)構(gòu)也不一樣。 例如曲軸箱換氣式二行程汽油機(jī)，氣缸上有三排孔，利用這三排孔分別在一定時(shí)刻被活塞打開或關(guān)閉進(jìn)行進(jìn)氣、換氣和排氣的。工作原理如下： 圖1-27a 表示活塞向上運(yùn)動(dòng)，將三排孔都關(guān)閉，活塞上部開始?jí)嚎s，當(dāng)活塞繼續(xù)上行時(shí)，活塞下方打開了進(jìn)氣孔，可燃混合氣進(jìn)入曲軸箱（圖1-27 b），活塞接近上止點(diǎn)時(shí)（圖1-27c），火花塞點(diǎn)燃混合氣，氣體燃燒膨脹，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣孔關(guān)閉，曲

21、軸箱內(nèi)的混合氣受到壓縮，當(dāng)活塞接近下止點(diǎn)時(shí)，排氣孔打開，排出廢氣，活塞再向下運(yùn)動(dòng)，換氣孔打開，受到壓縮的混合氣便從曲軸箱經(jīng)進(jìn)氣孔流入氣缸內(nèi)，并掃除廢氣（圖1-27d）。 第一行程：活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，事先已充滿活塞上方氣缸內(nèi)的混合氣被壓縮，新的可燃混合氣又從化油器被吸入活塞下方的曲軸箱內(nèi)。第二行程：活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，活塞上方進(jìn)行作功過程和換氣過程，而活塞下方則進(jìn)行可燃混合氣的預(yù)壓縮。 四.二行程柴油機(jī)的工作原理 二行程柴油機(jī)和二行程汽油機(jī)工作類似，所不同的是，柴油機(jī)進(jìn)入氣缸的不是可燃混合氣，而是純空氣。例如帶有掃氣泵的二行程柴油機(jī)工作過程如下（圖1-28）： 第一行程：活塞從下止

22、點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，行程開始前不久，進(jìn)氣孔和排氣門均以開啟，利用從掃氣泵流出的空氣使氣缸換氣。當(dāng)活塞繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)進(jìn)氣孔被關(guān)閉，排氣門也關(guān)閉，空氣受到壓縮，當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，噴油器將高壓柴油以霧狀噴入燃燒室，燃油和空氣混合后燃燒，使氣缸內(nèi)壓力增大。 第二行程：活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，開始時(shí)氣體膨脹，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，對(duì)外作功，當(dāng)活塞下行到大約2/3行程時(shí)，排氣門開啟，排出廢氣，氣缸內(nèi)壓力降低，進(jìn)氣孔開啟，進(jìn)行換氣，換氣一直延續(xù)到活塞向上運(yùn)動(dòng)1/3行程進(jìn)氣孔關(guān)閉結(jié)束。 五.多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理 前面介紹的是單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程，而現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)都是多缸四行程發(fā)動(dòng)機(jī)，那么，多缸四行程發(fā)動(dòng)機(jī)與單缸四行

23、程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程有什么區(qū)別呢？就能量轉(zhuǎn)換過程，發(fā)動(dòng)機(jī)的每一個(gè)氣缸和單缸機(jī)的工作過程是完全一樣的，都要經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)行程。但是單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的四個(gè)行程中只有一個(gè)行程作功，其余三個(gè)行程不作功，即曲軸轉(zhuǎn)兩圈，只有半圈作功，所以運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性較差，功率越大，平穩(wěn)性就越差。為了使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，單缸機(jī)一般都裝有一個(gè)大飛輪。而多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的作功行程是差開的，按照工作順序作功，即曲軸轉(zhuǎn)兩圈交替作功，因此，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動(dòng)小。缸數(shù)越多，作功間隔角越小，同時(shí)參與作功的氣缸越多，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)越平穩(wěn)。多缸機(jī)使用最多的有四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，六缸發(fā)動(dòng)機(jī)和八缸發(fā)動(dòng)機(jī)。 -  作者：沒當(dāng)過領(lǐng)導(dǎo)- 

24、60;發(fā)布時(shí)間：2006-2-10 14:13:11-  圖解發(fā)動(dòng)機(jī)分類和各大系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一.分類內(nèi)燃機(jī)的分類方法很多，按照不同的分類方法可以把內(nèi)燃機(jī)分成不同的類型，下面讓我們來看看內(nèi)燃機(jī)是怎樣分類的。 （1) 按照所用燃料分類 內(nèi)燃機(jī)按照所使用燃料的不同可以分為汽油機(jī)和柴油機(jī)(圖1-1)。使用汽油為燃料的內(nèi)燃機(jī)稱為汽油機(jī)；使用柴油機(jī)為燃料的內(nèi)燃機(jī)稱為柴油機(jī)。汽油機(jī)與柴油機(jī)比較各有特點(diǎn)；汽油機(jī)轉(zhuǎn)速高，質(zhì)量小，噪音小，起動(dòng)容易，制造成本低；柴油機(jī)壓縮比大，熱效率高，經(jīng)濟(jì)性能和排放性能都比汽油機(jī)好。 （2) 按照行程分類 內(nèi)燃機(jī)按照完成一個(gè)工作循環(huán)所需的行程數(shù)可分為四行程內(nèi)燃機(jī)和二

25、行程內(nèi)燃機(jī)(圖1-2 )。把曲軸轉(zhuǎn)兩圈(720°)，活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)四個(gè)行程，完成一個(gè)工作循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)稱為四行程內(nèi)燃機(jī)；而把曲軸轉(zhuǎn)一圈(360°)，活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩個(gè)行程，完成一個(gè)工作循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)稱為二行程內(nèi)燃機(jī)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛使用四行程內(nèi)燃機(jī)。（3) 按照冷卻方式分類內(nèi)燃機(jī)按照冷卻方式不同可以分為水冷發(fā)動(dòng)機(jī)和風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)(圖1-3)。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)是利用在氣缸體和氣缸蓋冷卻水套中進(jìn)行循環(huán)的冷卻液作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的；而風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)是利用流動(dòng)于氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片之間的空氣作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻均勻，工作可靠，冷卻效果好，被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代

26、車用發(fā)動(dòng)機(jī)。 （4) 按照氣缸數(shù)目分類 內(nèi)燃機(jī)按照氣缸數(shù)目不同可以分為單缸發(fā)動(dòng)機(jī)和多缸發(fā)動(dòng)機(jī)(圖1-4)。僅有一個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為單缸發(fā)動(dòng)機(jī)；有兩個(gè)以上氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。如雙缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸發(fā)動(dòng)機(jī)?，F(xiàn)代車用發(fā)動(dòng)機(jī)多采用四缸、六缸、八缸發(fā)動(dòng)機(jī)。 （5) 按照氣缸排列方式分類 內(nèi)燃機(jī)按照氣缸排列方式不同可以分為單列式和雙列式(圖1-5)。單列式發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)氣缸排成一列，一般是垂直布置的，但為了降低高度，有時(shí)也把氣缸布置成傾斜的甚至水平的；雙列式發(fā)動(dòng)機(jī)把氣缸排成兩列，兩列之間的夾角<180°(一般為90°)稱為V型發(fā)動(dòng)機(jī)，若兩列之

27、間的夾角=180°稱為對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)。（6) 按照進(jìn)氣系統(tǒng)是否采用增壓方式分類 內(nèi)燃機(jī)按照進(jìn)氣系統(tǒng)是否采用增壓方式可以分為自然吸氣(非增壓)式發(fā)動(dòng)機(jī)和強(qiáng)制進(jìn)氣(增壓式)發(fā)動(dòng)機(jī)(圖1-6)。汽油機(jī)常采用自然吸氣式；柴油機(jī)為了提高功率有采用增壓式的。 二.基本構(gòu)造 發(fā)動(dòng)機(jī)是一種由許多機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成的復(fù)雜機(jī)器。無論是汽油機(jī)，還是柴油機(jī)；無論是四行程發(fā)動(dòng)機(jī)，還是二行程發(fā)動(dòng)機(jī)；無論是單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，還是多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。要完成能量轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，保證長時(shí)間連續(xù)正常工作，都必須具備以下一些機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)。 （1) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)(圖1-7) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動(dòng)零件。它由機(jī)

28、體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在作功行程中，活塞承受燃?xì)鈮毫υ跉飧變?nèi)作直線運(yùn)動(dòng)，通過連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并從曲軸對(duì)外輸出動(dòng)力。而在進(jìn)氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成活塞的直線運(yùn)動(dòng)。 （2) 配氣機(jī)構(gòu)（圖1-8 配氣機(jī)構(gòu)的功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和工作過程，定時(shí)開啟和關(guān)閉進(jìn)氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出，實(shí)現(xiàn)換氣過程。配氣機(jī)構(gòu)大多采用頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)，一般由氣門組、氣門傳動(dòng)組和氣門驅(qū)動(dòng)組組成。 （3) 燃料供給系統(tǒng)（圖1-9） 汽油機(jī)燃料供給系的功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求，配制出一定數(shù)量和濃度的混合氣，供入氣缸，并將燃燒后的廢

29、氣從氣缸內(nèi)排出到大氣中去；柴油機(jī)燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室內(nèi)形成混合氣并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排出。 （4) 潤滑系統(tǒng)（圖1-10）潤滑系的功用是向作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實(shí)現(xiàn)液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機(jī)件的磨損。并對(duì)零件表面進(jìn)行清洗和冷卻。潤滑系通常由潤滑油道、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器和一些閥門等組成。 （5) 冷卻系統(tǒng)（圖1-11） 冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時(shí)散發(fā)出去，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器等組成。 （6) 點(diǎn)火系統(tǒng)（圖1-12） 在汽油機(jī)中，氣缸內(nèi)的可燃混合

30、氣是靠電火花點(diǎn)燃的，為此在汽油機(jī)的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內(nèi)。能夠按時(shí)在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為點(diǎn)火系，點(diǎn)火系通常由蓄電池、發(fā)電機(jī)、分電器、點(diǎn)火線圈和火花塞等組成。 （7) 起動(dòng)系統(tǒng)（圖1-13） 要使發(fā)動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)過渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，使活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)使曲軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)才能自行運(yùn)轉(zhuǎn)，工作循環(huán)才能自動(dòng)進(jìn)行。因此，曲軸在外力作用下開始轉(zhuǎn)動(dòng)到發(fā)動(dòng)機(jī)開始自動(dòng)地怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的全過程，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。完成起動(dòng)過程所需的裝置，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)系。 汽油機(jī)由以上兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機(jī)構(gòu)，配氣

31、機(jī)構(gòu)、燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點(diǎn)火系和起動(dòng)系組成；柴油機(jī)由以上兩大機(jī)構(gòu)和四大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系、潤滑系、冷卻系和起動(dòng)系組成，柴油機(jī)是壓燃的，不需要點(diǎn)火系。 -  冷卻系統(tǒng)的循環(huán)淺解和常見零部件提起冷卻系統(tǒng)，大多數(shù)開車人都知道冷卻液、水泵、散熱器、節(jié)溫器等等冷卻系統(tǒng)中的零部件；但冷卻系統(tǒng)是如何在進(jìn)行循環(huán)，知道的人就相對(duì)少了許多。在冷卻系統(tǒng)中，其實(shí)有兩個(gè)散熱循環(huán)：一個(gè)是冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的主循環(huán)，另一個(gè)是車內(nèi)取暖循環(huán)。這兩個(gè)循環(huán)都以發(fā)動(dòng)機(jī)為中心，使用是同一冷卻液。一、冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的主循環(huán)：這主循環(huán)中包括了兩種工作循環(huán)，即“冷車循環(huán)”和“正常循環(huán)”。冷車著

32、車后，發(fā)動(dòng)機(jī)在漸漸升溫，冷卻液的溫度還無法打開系統(tǒng)中的節(jié)溫器，此時(shí)的冷卻液只是經(jīng)過水泵在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)進(jìn)行“冷車循環(huán)”，目的是使發(fā)動(dòng)機(jī)盡快地達(dá)到正常工作溫度。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度，冷卻液溫度升到了節(jié)溫器的開啟溫度(通常這溫度在80攝氏度后)，冷卻循環(huán)開始了“正常循環(huán)”。這時(shí)候的冷卻液從發(fā)動(dòng)機(jī)出來，經(jīng)過車前端的散熱器，散熱后，再經(jīng)水泵進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。二、車內(nèi)取暖的循環(huán)：這是一個(gè)取暖循環(huán)，但對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)來說，它同樣是一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻循環(huán)。冷卻液經(jīng)過車內(nèi)的采暖裝置，將冷卻液的熱量送入車內(nèi)，然后回到發(fā)動(dòng)機(jī)。有一點(diǎn)不同的是：取暖循環(huán)不受節(jié)溫器的控制，只要打開暖氣，這循環(huán)就開始進(jìn)行，不管冷卻液是冷的、還是熱的。粗略介紹了

33、冷卻循環(huán)，現(xiàn)在來介紹和分析各零部件的工作和可能的故障。在整個(gè)冷卻系統(tǒng)中，冷卻介質(zhì)是冷卻液(或者水)，主要零部件有節(jié)溫器、水泵、水泵皮帶、散熱器、散熱風(fēng)扇、水溫感應(yīng)器、蓄液罐、采暖裝置(類似散熱器)。1)冷卻液：由于不清楚國內(nèi)汽車用液的情況，不敢亂說。在北美，汽車一年四季使用同一冷卻液，從不用水來冷卻，冷卻液的濃度是根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖畹蜌鉁厍闆r配制。不過，從效果上說，冷卻液不如水。2)節(jié)溫器：從介紹冷卻循環(huán)時(shí)，可以看出節(jié)溫器是決定走“冷車循環(huán)”，還是“正常循環(huán)”的。節(jié)溫器在80攝氏度后開啟，95攝氏度時(shí)開度最大。節(jié)溫器不能關(guān)閉，會(huì)使循環(huán)從開始就進(jìn)入“正常循環(huán)”，這樣就造成發(fā)動(dòng)機(jī)不能盡快達(dá)到或無法達(dá)到正

34、常溫度。節(jié)溫器不能開啟或開啟不靈活，會(huì)使冷卻液無法經(jīng)過散熱器循環(huán)，造成溫度過高，或時(shí)高時(shí)正常。隨便添一句：因節(jié)溫器不能開啟而引起過熱時(shí)，散熱器上下兩水管的溫度和壓力會(huì)有所不同。3)水泵：水泵是起循環(huán)作用的。水泵的故障通常為水封的損壞造成漏液，軸承毛病使轉(zhuǎn)動(dòng)不正?；虺雎?。4)水泵皮帶：在出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)過熱現(xiàn)象時(shí)，最先應(yīng)該注意的是水泵皮帶，檢查皮帶是否斷裂或松動(dòng)。5)散熱器：散熱器常見故障為漏液，如果是滲漏，可以用堵漏液堵漏。其實(shí)，散熱器上還有一個(gè)重要的小零件，就是散熱器蓋，這小零件很容易被忽略。隨著溫度變化，冷卻液會(huì)“熱漲冷縮”，散熱器器因冷卻液的膨脹而內(nèi)壓增大，內(nèi)壓到一定時(shí)，散熱器蓋開啟，冷卻液流

35、到蓄液罐；當(dāng)溫度降低，冷卻液回流入散熱器。如果蓄液罐中的冷卻液不見減少，散熱器液面卻有降低，那么，散熱器蓋就沒有工作！6)散熱風(fēng)扇：正常行駛中，高速氣流已足以散熱，風(fēng)扇一般不會(huì)在這時(shí)候工作；但在慢速和原地運(yùn)行時(shí)，風(fēng)扇就可能轉(zhuǎn)動(dòng)來助散熱器散熱。風(fēng)扇的起動(dòng)由水溫感應(yīng)器控制。7)水溫感應(yīng)器：水溫感應(yīng)器其實(shí)是一個(gè)溫度開關(guān)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水溫度超出90攝氏度以上，水溫感應(yīng)器將接通風(fēng)扇電路。如果循環(huán)正常，而溫度升高時(shí)，風(fēng)扇不轉(zhuǎn)，水溫感應(yīng)器和風(fēng)扇本身就需要檢查。8)蓄液罐：蓄液罐的作用是補(bǔ)充冷卻液和緩沖“熱漲冷縮”的變化，所以不要加液過滿。如果蓄液罐完全用空，就不能僅僅在罐中加液，需要開啟散熱器蓋檢查液面并添加

36、冷卻液，不然蓄液罐就失去功用。9)采暖裝置：采暖裝置在車內(nèi)，一般不太出問題。從循環(huán)介紹可以看出，此循環(huán)不受節(jié)溫器控制，所以冷車時(shí)打開暖氣，這個(gè)循環(huán)是會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的升溫有稍延后的影響，但影響實(shí)在不大，不用為了讓發(fā)動(dòng)機(jī)升溫而使人凍著。也正因?yàn)檫@循環(huán)的特點(diǎn)，在發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過熱的緊急情況下，打開車窗，暖氣開大最大，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的降溫會(huì)有一定的幫助。-  汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)的電子控制一.電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)的信號(hào)輸入 在有微處理器控制的點(diǎn)火系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)輸入多個(gè)傳感器信號(hào)： 基準(zhǔn)位置、曲軸轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速、水溫、進(jìn)氣壓力（或進(jìn)氣流量）、節(jié)氣門位置等等。常見的脈沖信號(hào)發(fā)生器有磁脈沖發(fā)生器、金屬探測(cè)傳

37、感器、霍爾效應(yīng)傳感器和光電傳感器。二.電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)的控制策略在微處理器控制的點(diǎn)火系統(tǒng)中，電控單元（ECU）不僅可以產(chǎn)生一個(gè)點(diǎn)火信號(hào)，而且還可以對(duì)點(diǎn)火信號(hào)的位置（決定點(diǎn)火時(shí)刻）和形狀（決定初級(jí)回路閉合角的大?。┻M(jìn)行控制，因而控制系統(tǒng)的控制策略在很大程度上決定著點(diǎn)火系統(tǒng)的優(yōu)劣和發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)的好壞。1、點(diǎn)火提前角的控制方法ECU根據(jù)汽油機(jī)的各種工況信號(hào)對(duì)點(diǎn)火時(shí)刻進(jìn)行控制。首先根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣壓力信號(hào)從存儲(chǔ)器存的數(shù)據(jù)中找到相應(yīng)的基本點(diǎn)火提前角，然后根據(jù)有關(guān)傳感器信號(hào)值加以修正，得出實(shí)際的點(diǎn)火提前角。實(shí)際點(diǎn)火提前角由三部分組成：初始點(diǎn)火提前角、基本點(diǎn)火提前角和修正點(diǎn)火提前角。點(diǎn)火提前角的修正

38、：暖機(jī)修正、過熱修正、空燃比反饋修正、怠速穩(wěn)定性的修正、爆震修正、最大和最小提前角控制2、閉合角的控制方法點(diǎn)火線圈的通電時(shí)間就是它以建立磁場(chǎng)的形式蓄積點(diǎn)火能量的時(shí)間，這段時(shí)間所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角叫做閉合角。通電時(shí)間控制的原則是在不影響火花放電的前提下，保證點(diǎn)火線圈有足夠的時(shí)間蓄積能量而又不會(huì)造成過熱損失和破壞。三.曲軸位置的測(cè)量方法要做到對(duì)點(diǎn)火時(shí)刻的控制就必須精確測(cè)量曲軸的位置（在順序噴射的燃油噴射系統(tǒng)中噴油時(shí)刻的控制也需測(cè)量曲軸的位置），方法主要有：計(jì)數(shù)器延時(shí)技術(shù)法、1度曲軸轉(zhuǎn)角計(jì)數(shù)法、脈沖計(jì)數(shù)和延時(shí)計(jì)數(shù)綜合法。四.爆震控制當(dāng)發(fā)生劇烈爆震時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)各部分溫度上升，使輸出功率下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起活

39、塞燒結(jié)、活塞環(huán)粘著、軸承破壞和氣門燒蝕等。推遲點(diǎn)火可以減輕甚至避免爆震，保震控制的目的就是根據(jù)爆震傳感器的信號(hào)調(diào)整點(diǎn)火時(shí)刻使汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作在臨界爆震狀態(tài)。五.無分電器點(diǎn)火系統(tǒng)的控制（電子配電控制）無分電器點(diǎn)火系統(tǒng)由于取消了分電器，所以可以消除配電部分的磨損和能量損失。同時(shí)由于配電部分不再有火花放電現(xiàn)象，所以極大地減少了電磁干擾。無分電器點(diǎn)火系統(tǒng)，根據(jù)結(jié)構(gòu)和點(diǎn)火方式的不同，可以分為兩缸同時(shí)點(diǎn)火（冗余火花方式）和每缸獨(dú)立點(diǎn)火兩種。-  可燃混合氣的形成與燃燒知識(shí)一可燃混合氣的形成與燃燒 柴油機(jī)可燃混合氣的形成和燃燒都是直接在燃燒室內(nèi)進(jìn)行的。當(dāng)活塞接近壓縮上止點(diǎn)時(shí)，柴油噴入氣缸，

40、與高壓高溫的空氣接觸，混合，經(jīng)過一系列的物理，化學(xué)變化才開始燃燒。之后便是邊噴射，邊燃燒。其混合氣的形成和燃燒是一個(gè)非常復(fù)雜的物理化學(xué)變化過程，其主要特點(diǎn)是： （1）燃料的混合和燃燒是在氣缸內(nèi)進(jìn)行的。 （2）混合與燃燒的時(shí)間很短0.00170.004秒（氣缸內(nèi)） （3）柴油粘度大，不易揮發(fā)，必須以霧狀噴入。 （4）可燃混合氣的形成和燃燒過程是同時(shí)，連續(xù)重疊進(jìn)行的，即邊噴射，邊混合，邊燃燒。 二可燃混合氣的形成與燃燒大體分四個(gè)時(shí)期 （1）備燃期: 從噴油開始開始著火燃燒為止 噴入氣缸中的霧狀柴油并不能馬上著火燃燒，氣缸中的氣體溫度，雖然已高于柴油的自燃點(diǎn)，但柴油的溫度不能馬上升高到自燃點(diǎn)，要經(jīng)過

41、一段物理和化學(xué)的準(zhǔn)備過程。也就是說，柴油在高溫空氣的影響下，吸收熱量，溫度升高，逐層蒸發(fā)而形成油氣，向四周擴(kuò)散并與空氣均勻混合（物理變化）。 隨著柴油溫度升高，少量的柴油分子首先分解，并與空氣中的氧分子進(jìn)行化學(xué)反映，具備著火條件而著火，形成了火源中心，為燃燒作好了準(zhǔn)備。這一時(shí)期很短，一般僅為0.00070.003 秒。 （2）速燃期 :從燃燒開始?xì)飧變?nèi)出現(xiàn)時(shí)為止火源中心已經(jīng)形成，已準(zhǔn)備好了的混合氣迅速燃燒，在這一階段由于噴入的柴油幾乎同時(shí)著火燃燒，而且是在活塞接近上止點(diǎn)，氣缸工作容積很小的情況下進(jìn)行燃燒的，因此，氣缸內(nèi)的壓力P迅速增加,溫度升高很快。 （3）緩燃期 :從出現(xiàn)出現(xiàn)為止這一階段噴油

42、器繼續(xù)噴油，由于燃燒室內(nèi)的溫度和壓力都高，柴油的物理和化學(xué)準(zhǔn)備時(shí)間很短，幾乎是邊噴射邊燃燒。但因?yàn)闅飧字醒鯕鉁p少，廢氣增多，燃燒速度逐漸減慢，氣缸容積增大。所以氣缸內(nèi)壓力略有下降，溫度達(dá)到最高值，通常噴油器已結(jié)束噴油。 （4）后燃期 :緩燃期以后的燃燒 這一時(shí)期，雖然不噴油，但仍有一少部分柴油沒有燃燒完，隨著活塞下行繼續(xù)燃燒。后燃期沒有明顯的界限，有時(shí)甚至延長到排氣沖程還在燃燒。后燃期放出的熱量不能充分利用來作功，很大一部分熱量將通過缸壁散至冷卻水中，或隨廢氣排出，使發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，排氣溫度升高，造成發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性下降，經(jīng)濟(jì)性下降。 因此，要盡可能地縮短后燃期。 綜上所述，要使燃燒過程進(jìn)行得好，混合

43、氣形成的好環(huán)是關(guān)鍵，所以對(duì)混合氣形成的要求如下： 必須要有足夠的空氣量和適當(dāng)?shù)牟裼土?因?yàn)椴裼腿紵懦鰺崃渴怯捎诓裼秃涂諝庵械难鯕庠谝欢囟群蛪毫l件下產(chǎn)生化學(xué)作用的結(jié)果，所以空氣與柴油是放熱的兩個(gè)重要因素。 空氣量與柴油量比例不同，所形成的可燃混合氣的成分也就不同，一般要求：=1.31.5 ；過大，混合氣過稀，燃燒速度慢，散發(fā)熱量多，Ne ； 過小，混合氣過濃，燃燒不完全，油耗增加，冒黑煙，經(jīng)濟(jì)性變壞?？梢娛怯绊懓l(fā)動(dòng)機(jī)功率和油耗的重要因素。 噴油時(shí)刻要準(zhǔn)確，混合氣形成的規(guī)律應(yīng)合適 氣缸中燃燒過程的主要放熱階段應(yīng)該是上止點(diǎn)稍后，容積小可得到較高的壓力，熱效率高，熱損失小，所以要求噴油時(shí)刻要準(zhǔn)確

44、。噴油過早，過晚對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作都是不利的。 過早：混合氣提前形成，并在活塞到達(dá)上止點(diǎn)前像爆炸似的同時(shí)著火燃燒，結(jié)果給正在上行的活塞造成一個(gè)短時(shí)間阻力，并嚴(yán)重"敲缸"工作粗暴。 過遲：混合氣在活塞下行時(shí)才開始形成和燃燒，結(jié)果燃燒空間增大，從氣缸壁面?zhèn)髯叩臒崃吭黾?，造成發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，燃燒壓力降低（P）氣體壓力推動(dòng)活塞的效果減小，甚至有可能使部分混合氣來不及燃燒而隨廢氣排出去，使Ne。 最好的噴油時(shí)刻與燃燒室的型式和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)，對(duì)于一定結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)在規(guī)定轉(zhuǎn)速下，可通過試驗(yàn)找到一個(gè)功率大，油耗低的最好噴油時(shí)刻，通常用曲軸距活塞到達(dá)上止點(diǎn)的轉(zhuǎn)角表示，稱為噴油提前角。 噴油質(zhì)量應(yīng)與燃燒

45、室形狀相適應(yīng)，形成均勻的混合氣 霧化良好：噴油泵和噴油器的噴射質(zhì)量應(yīng)與燃燒室相適應(yīng)。燃燒室的形狀：空氣產(chǎn)生相應(yīng)流動(dòng)來促進(jìn)混合。 氣流的攪動(dòng)，燃料的性能 燃燒室的形狀，切向進(jìn)氣，形成渦流，有利于混合，柴油的16烷值高，則自燃點(diǎn)低，備燃期短。三改善燃燒性能的途徑進(jìn)氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、燃燒室、燃料。根據(jù)可燃混合氣的形成與燃燒過程得知柴油機(jī)要求：備燃期要短，速燃期壓力升高要快才能使動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性好、工作柔和、不冒煙。 因?yàn)椴裼蛽]發(fā)性差，混合時(shí)間短，要求混合均勻，燃燒完全就必須要求噴射壓力高，霧化好，噴射質(zhì)量要滿足燃燒室形狀的要求。 四燃燒室（圖5-2） （1）定義：當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，氣缸蓋和活塞頂組成

46、的密閉空間稱為燃燒室。 （2）分類：分統(tǒng)一式燃燒室和分隔式燃燒室兩大類。 統(tǒng)一式燃燒室由凹頂活塞頂部與氣缸蓋底部所包圍的單一內(nèi)腔，幾乎全部容積都在活塞頂面上。燃油自噴油器直接噴射到燃燒室中，借噴出油注的形狀和燃燒室形狀的匹配，以及燃燒室內(nèi)空氣渦流運(yùn)動(dòng)，迅速形成混合氣。所以又叫做直接噴射式燃燒室。 （3）構(gòu)造：缸蓋底面是平的，活塞頂部下凹（型、淺盆型、球型、U型） 型燃燒室（圖5-3）：柴油直接噴射在活塞頂?shù)臏\凹坑內(nèi)，噴射的柴油霧化要好，而且要均勻地分布在空氣中。要求噴射壓力高，一般1722MPa，要求霧化質(zhì)量高，因此，采用多孔噴咀，孔數(shù)一般為612個(gè)。 優(yōu)點(diǎn)：形狀簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，燃燒室與水套接

47、觸面積小，散熱少，可減少熱損失，熱效率高，經(jīng)濟(jì)性較好。 缺點(diǎn)：工作粗暴，噴射壓力高，制造困難，噴孔易堵。 球形燃燒室（圖5-4）：空氣由缸蓋螺旋形進(jìn)氣道以切線方向進(jìn)入氣缸，繞氣缸軸線作高速螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)，并一直延續(xù)到壓縮行程。噴油器沿氣流運(yùn)動(dòng)的切線方向噴入柴油，使絕大部分柴油直接噴射在燃燒室壁面上形成油膜。小部分柴油霧珠散布在壓縮空氣中，并迅速蒸發(fā)燃燒，形成火源。油膜一方面受灼熱的燃燒室壁面的加溫，同時(shí)又受已燃柴油的高溫輻射，使柴油機(jī)逐層蒸發(fā)，與渦流空氣邊混合邊燃燒。 優(yōu)點(diǎn)：工作柔和，噪音小，又叫輕聲發(fā)動(dòng)機(jī)。 缺點(diǎn)：起動(dòng)困難，螺旋形進(jìn)氣道，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難。 分隔式燃燒室由兩部分組成，一部分位于活

48、塞頂與氣缸底面之間，稱為主燃燒室，另一部分在氣缸蓋中，稱為副燃燒室。這兩部分由一個(gè)或幾個(gè)孔道相連。分隔式燃燒室的常見型式有渦流室燃燒室和預(yù)燃室燃燒室兩種。 渦流室式燃燒室（圖5-5）:它的副燃燒室是球形或圓柱形的渦流室，其容積約占燃燒室總?cè)莘e的50%80%，渦流室有切向通道與主燃燒室相通。在壓縮行程中，氣缸內(nèi)的空氣被活塞推擠，經(jīng)過通道進(jìn)入渦流室，形成強(qiáng)烈地有組織的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（幾百轉(zhuǎn)/分）柴油噴入渦流室中，在空氣渦流的作用下，形成較濃的混合氣。部分混合氣在渦流室中著火燃燒，已然與未然的混合氣高速（經(jīng)通道）噴入主燃燒室，借活塞頂部的雙渦流凹坑，產(chǎn)生第二次渦流。促使進(jìn)一步混合和燃燒。 要求：順氣流

49、方向噴射，由于渦流運(yùn)動(dòng)促進(jìn)了混合氣的形成與燃燒，可采用較大孔徑的噴油器，噴射壓力也較低（1214 MPa） 優(yōu)點(diǎn)：所以工作柔和，空氣利用率較高，噴射壓力也較低。 缺點(diǎn)：熱損失大，經(jīng)濟(jì)性差，起動(dòng)困難。 預(yù)燃室燃燒室（圖5-6）: 缸蓋上有預(yù)燃室，占燃燒室總?cè)莘e的1/3，預(yù)燃室與主燃室有通道，活塞為平頂。因?yàn)橥ǖ啦皇乔邢虻?，所以壓縮時(shí)不產(chǎn)生渦流。連通預(yù)燃室與主燃室的孔道直徑較小，由于節(jié)流作用產(chǎn)生壓力差，使預(yù)燃室內(nèi)形成紊流運(yùn)動(dòng)，油束大部分射在預(yù)燃室的出口處，只有少部分與空氣混合（出口處較濃，而上部較?。?，上部著火后，產(chǎn)生高壓，已燃的和出口處較濃的混合氣一同高速噴入主燃燒室，在主燃燒室內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的燃燒

50、攏流運(yùn)動(dòng)，使大部分燃料在主燃燒室內(nèi)混合和燃燒。 優(yōu)缺點(diǎn)與渦流室燃燒室基本相同。 -  汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行平穩(wěn)性分析一般來講，氣缸數(shù)目越多，運(yùn)行越平穩(wěn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的價(jià)格也越貴。以往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)為例，燃料在氣缸中燃燒，推動(dòng)活塞做功，使汽車克服阻力運(yùn)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)要連續(xù)運(yùn)行，就必須有循環(huán)周期，按照吸氣、壓縮、做功、排氣的動(dòng)作周而復(fù)始地運(yùn)行。其中吸氣、壓縮、排氣都是耗功的。一般的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)氣缸的活塞來回四次，也就是曲柄要旋轉(zhuǎn)兩周才做功一次。因此單靠一個(gè)氣缸工作是比較困難的。就象我們踩自行車，單腳踩很費(fèi)勁。踩過自行車的人都知道，踏板從上到下運(yùn)動(dòng)時(shí)腳能用上力，踏板從下往上運(yùn)動(dòng)時(shí)腳就用不上

51、勁了，要靠慣性使車連續(xù)運(yùn)動(dòng)。實(shí)際上，蹬自行車最有效的位置大約只有90度左右，如圖所示。即使兩只腳一起蹬，中間一些位置仍然是空的，要靠慣性維持運(yùn)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)也一樣，如果氣缸的數(shù)目比較少，就會(huì)產(chǎn)生動(dòng)力不連續(xù)現(xiàn)象，影響運(yùn)行的平穩(wěn)性。 如果兩個(gè)人踩一部自行車，情況就不同了?？梢园阉闹荒_用力的時(shí)間均勻分布在90度間隔，四個(gè)90度剛好是一周，動(dòng)力就不會(huì)出現(xiàn)斷續(xù)現(xiàn)象了。四沖程汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)氣缸做功一次對(duì)應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)兩周，即720度。所以，一般4缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的相位角為180度，6缸發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸相位角為120度，而8缸則是90度。缸數(shù)越多，前后依次做功的間隔角度就越小，就越不會(huì)發(fā)生動(dòng)力斷續(xù)的情況，運(yùn)行的平穩(wěn)性就越好

52、。但是，為什么同樣缸數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)，運(yùn)行狀況有很大不同？多缸是發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)的一個(gè)重要條件，但不是唯一的條件，其實(shí)影響發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的原因是很多的，其中慣性力就是一個(gè)重要的因素。發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)高速運(yùn)動(dòng)的零部件會(huì)產(chǎn)生很大的慣性力，造成發(fā)動(dòng)機(jī)的劇烈振動(dòng)。雖然對(duì)于定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件如曲柄可以通過動(dòng)平衡方法減少由于慣性力對(duì)軸承產(chǎn)生的動(dòng)壓力，但對(duì)于缸數(shù)多曲軸長的情況，會(huì)因旋轉(zhuǎn)慣性力而產(chǎn)生內(nèi)力矩，使曲軸產(chǎn)生彎曲，影響運(yùn)行平穩(wěn)性。因此現(xiàn)在6缸以上高速發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸大都采用V型排列，縮短曲軸長度。而對(duì)于非定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件，如曲柄連桿機(jī)構(gòu)中活塞和連桿的運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的慣性力是無法在構(gòu)件內(nèi)部得到平衡的，這些慣性力的存在會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生搖晃。對(duì)

53、于這種類型慣性力的平衡稱為“機(jī)構(gòu)在機(jī)座上的平衡”，涉及更加復(fù)雜的技術(shù)。此外，對(duì)于多缸發(fā)動(dòng)機(jī)而言，由于結(jié)構(gòu)的差異、各零件制造尺寸加工誤差及材料密度的均勻性，都會(huì)影響到整機(jī)的平穩(wěn)性。慣性力的平衡是發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和制造中的一個(gè)關(guān)鍵問題，只有通過精心的設(shè)計(jì)和精確的測(cè)試手段，才能夠把慣性力的影響減至最小，品牌的差異在此亦可以略見一斑了。-  汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀與未來發(fā)展內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明，帶動(dòng)了汽車的發(fā)展，給世人在“行”上帶來極大的便利，使得窨距離縮小，人們的工作速度得以提高。近年來隨著電子技術(shù)的發(fā)展，又使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)如虎添翼，成為高新技術(shù)的集成。汽車用內(nèi)燃機(jī)作動(dòng)力并發(fā)展成為支柱產(chǎn)業(yè)，在歷史上

54、有幾次革命性的進(jìn)步，第一次是石油作為內(nèi)內(nèi)燃機(jī)的燃料，這使發(fā)動(dòng)機(jī)擺脫了最初建立在煤氣為燃料基礎(chǔ)上的固定式發(fā)動(dòng)機(jī)，從而邁向移動(dòng)式的車用動(dòng)力。第二次革命是汽車生產(chǎn)的工業(yè)化。第三次是電子技術(shù)與發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)相結(jié)合。電子技術(shù)最初在汽油機(jī)上的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)電子點(diǎn)火，然后到電控燃油噴射，至今天點(diǎn)火和噴射的集成管理。短短幾十年，發(fā)動(dòng)機(jī)成為高新技術(shù)的集成。無論是燃油經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、廢氣排放水平等等，是任何一種其他動(dòng)力機(jī)械所無法比擬的。這一切都來源于電子技術(shù)發(fā)揮的作用。電子技術(shù)是發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)代化的靈魂汽油機(jī)的燃油電子噴射 相比于過去采用的化油器，燃油電子噴射系統(tǒng)可以的燃油計(jì)量精確度上有較大幅度的提高。因此，采用電子控制燃油噴

55、射的汽油機(jī)，其經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性有很大的提高，使對(duì)混合氣濃度要求的三效催化轉(zhuǎn)化器降低排放成為可能。電子控制燃油噴射從單點(diǎn)式發(fā)展到多點(diǎn)式。這使汽油機(jī)不僅在動(dòng)力性上仍舊能保持其密度的特點(diǎn)，而且其燃油性幾乎可以和柴油機(jī)相媲美。有人甚至稱汽油直接噴射是汽油機(jī)的一次革命。汽油直接噴射技術(shù)已經(jīng)在日本三菱、豐田和日產(chǎn)的一些發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用。歐洲的一些汽車公司如德國大眾、法國雷諾等也在發(fā)展之中。汽油機(jī)點(diǎn)火和管理系統(tǒng) 汽油機(jī)是電火花點(diǎn)燃混合氣的點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)?；鸹ǖ陌l(fā)生過去是依靠點(diǎn)火系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)械式白金斷電器來完成的。斷電器在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下很容易磨損并燒蝕，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)失火，造成動(dòng)力性下降和有害排放物激增的后果。采用電磁式

56、或霍爾式無觸點(diǎn)的斷電器便徹底解決汽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中動(dòng)力下降的排放增加的難題，也大大地減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的維修和保養(yǎng)工作?，F(xiàn)代的高性能汽油機(jī)已經(jīng)毫無例外地采用了電子控制的無觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)。汽油機(jī)的可變氣門定時(shí)和升程系統(tǒng) 發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門是控制進(jìn)氣與換氣過程的基本機(jī)構(gòu)，主要的控制參數(shù)是氣門定時(shí)和升程。對(duì)應(yīng)于一定的運(yùn)行工況，要求的定時(shí)和升程各不相同。但一般發(fā)動(dòng)機(jī)一經(jīng)制造出后，氣門機(jī)構(gòu)的定時(shí)和升程便不能改變，這勢(shì)必造成部分工況不能在最優(yōu)的狀態(tài)下，動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放品質(zhì)達(dá)到最優(yōu)。以日本本田思域車用發(fā)動(dòng)機(jī)為例，1.5升排量、非增壓的直列4缸汽油機(jī)，采用VTEC系統(tǒng)后，功率由70kW提高至100kW。目前正在發(fā)展的完全電子控制的氣門機(jī)構(gòu)，可以取消汽油機(jī)的節(jié)氣門，進(jìn)氣量大小完全由氣門定時(shí)和升程決定。這樣可以使汽油機(jī)燃料經(jīng)濟(jì)性再提高一步。柴油機(jī)的高壓共軌噴射和可預(yù)噴的泵噴嘴技術(shù) 柴油機(jī)的高壓噴射是實(shí)現(xiàn)