汽車(chē)知識(shí)---發(fā)動(dòng)機(jī)及冷卻系統(tǒng)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、發(fā)動(dòng)機(jī)目錄 簡(jiǎn)介 歷史 參數(shù) 結(jié)構(gòu) 二行程發(fā)動(dòng)機(jī) 一、基本理論 二、燃燒是關(guān)鍵 三、汽缸數(shù) 四、排量 五、發(fā)動(dòng)機(jī)的其他部分 六、發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車(chē)中的放置與結(jié)構(gòu)安排 · 四、排量 · 五、發(fā)動(dòng)機(jī)的其他部分 · 六、發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車(chē)中的放置與結(jié)構(gòu)安排 編輯本段簡(jiǎn)介發(fā)動(dòng)機(jī),又稱為引擎,是一種能夠把一種形式的能轉(zhuǎn)化為另一種更有用的能的機(jī)器,通常是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。(把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)器能的稱謂電動(dòng)機(jī))有時(shí)它既適用于動(dòng)力發(fā)生裝置,也可指包括動(dòng)力裝置的整個(gè)機(jī)器.比如汽油發(fā)動(dòng)機(jī),航空發(fā)動(dòng)機(jī). 編輯本段歷史發(fā)動(dòng)機(jī)最早誕生在英國(guó),所以,發(fā)動(dòng)機(jī)的概念也源于英語(yǔ),它的本義是指那種“產(chǎn)生動(dòng)力的機(jī)

2、械裝置”。隨著科技的進(jìn)步,人們不斷地研制出不同用途多種類(lèi)型的發(fā)動(dòng)機(jī),但是,不管哪種發(fā)動(dòng)機(jī),它的基本前提都是要以某種燃料燃燒來(lái)產(chǎn)生動(dòng)力。所以,以電為能量來(lái)源的電動(dòng)機(jī),不屬于發(fā)動(dòng)機(jī)的范疇?;仡櫚l(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生和發(fā)展的歷史,它經(jīng)歷了外燃機(jī)和內(nèi)燃機(jī)兩個(gè)發(fā)展階段。所謂外燃機(jī),就是說(shuō)它的燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)的外部燃燒,發(fā)動(dòng)機(jī)將這種燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能,瓦特發(fā)明的蒸汽機(jī)就是一種典型的外燃機(jī),當(dāng)大量的煤燃燒產(chǎn)生熱能把水加熱成大量的水蒸汽時(shí),高壓便產(chǎn)生了,然后這種高壓又推動(dòng)機(jī)械做功,從而完成了熱能向動(dòng)能的轉(zhuǎn)變。明白了什么是外燃機(jī),也就知道了什么是內(nèi)燃機(jī)。這一類(lèi)型的發(fā)動(dòng)機(jī)與外燃機(jī)的最大不同在于它的燃料在其內(nèi)部燃燒。內(nèi)燃機(jī)的

3、種類(lèi)十分繁多,我們常見(jiàn)的汽油機(jī)、柴油機(jī)是典型的內(nèi)燃機(jī)。我們不常見(jiàn)的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)上裝配的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)也屬于內(nèi)燃機(jī)。不過(guò),由于動(dòng)力輸出方式不同,前兩者和后兩者又存在著巨大的差異。一般地,在地面上使用的多是前者,在空中使用的多是后者。當(dāng)然有些汽車(chē)制造者出于創(chuàng)造世界汽車(chē)車(chē)速新紀(jì)錄的目的,也在汽車(chē)上裝用過(guò)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī),但這總是很特殊的例子,并不存在批量生產(chǎn)的適用性。此外還有燃?xì)廨啓C(jī),這種發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特點(diǎn)是燃燒產(chǎn)生高壓燃?xì)?,利用燃?xì)獾母邏和苿?dòng)燃?xì)廨啓C(jī)的葉片旋轉(zhuǎn),從而輸出動(dòng)力。燃?xì)廨啓C(jī)使用范圍很廣,但由于很難精細(xì)地調(diào)節(jié)輸出的功率,所以汽車(chē)和摩托車(chē)很少使用燃?xì)廨啓C(jī),只有部分賽車(chē)裝用過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)。人類(lèi)的智慧是

4、無(wú)窮無(wú)盡的,各種新型的發(fā)動(dòng)機(jī)不斷地被研制出來(lái),但是,出于安全操控的需要,到目前為止,我們可愛(ài)的摩托車(chē)還只有一種選擇往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)。 編輯本段參數(shù)首先來(lái)看看最常見(jiàn)的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)排量。發(fā)動(dòng)機(jī)排量是發(fā)動(dòng)機(jī)各汽缸工作容積的總和,一般用升(L)表示。而汽缸工作容積則是指活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過(guò)的氣體容積,又稱為單缸排量,它取決于缸徑和活塞行程。發(fā)動(dòng)機(jī)排量是非常重要的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù),它比缸徑和缸數(shù)更能代表發(fā)動(dòng)機(jī)的大小,發(fā)動(dòng)機(jī)的許多指標(biāo)都同排氣量密切相關(guān)。一般來(lái)說(shuō),排量越大,發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率越大。了解了排量,我們?cè)賮?lái)看發(fā)動(dòng)機(jī)的其他常見(jiàn)參數(shù)。很多初級(jí)車(chē)友都反映經(jīng)常在汽車(chē)資料的發(fā)動(dòng)機(jī)一欄中見(jiàn)到“L4”、“V6

5、”、“V8”、“W12”等字樣,想弄明白究竟是什么意思。這些都表示發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的排列形式和缸數(shù)。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)常用缸數(shù)有3缸、4缸、6缸、8缸、10缸、12缸等。一般說(shuō)來(lái),排量1升以下的發(fā)動(dòng)機(jī)常用3缸,例如0.8升的奧拓和福萊爾轎車(chē)。排量1升至2.5升一般為4缸發(fā)動(dòng)機(jī),常見(jiàn)的經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)以及中檔轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)基本都是4缸。3升左右的發(fā)動(dòng)機(jī)一般為6缸,比如排量3.0升的君威和新雅閣轎車(chē)。排量4升左右的發(fā)動(dòng)機(jī)一般為8缸,比如排量4.7升的北京吉普的JEEP4700。排量5.5升以上的發(fā)動(dòng)機(jī)一般用12缸發(fā)動(dòng)機(jī),例如排量6升的寶馬760Li就采用V12發(fā)動(dòng)機(jī)。在同等缸徑下,通常缸數(shù)越多排量越大,功率也就越高;而在

6、發(fā)動(dòng)機(jī)排量相同的情況下,缸數(shù)越多,缸徑越小,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就可以提高,從而獲得較大的提升功率。以上是有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)的知識(shí),下面我們接著了解“汽缸排列形式”這個(gè)重要參數(shù)。一般5缸以下發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸多采用直列方式排列,常見(jiàn)的多數(shù)中低檔轎車(chē)都是L4發(fā)動(dòng)機(jī),即直列4缸。另外,也有少數(shù)6缸發(fā)動(dòng)機(jī)采用直列方式排列。直列發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸體成一字排開(kāi),缸體、缸蓋和曲軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造成本低,低速扭矩特性好,燃料消耗少,尺寸緊湊,應(yīng)用比較廣泛,缺點(diǎn)則是功率較低。一般1升以下的汽油機(jī)多采用直列3缸,1至2.5升的汽油機(jī)多采用直列4缸,有的四輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)采用直列6缸,因?yàn)槠鋵挾刃?,可以在旁邊布置增壓器等設(shè)施,例如北京吉普的JEE

7、P4000就采用直列6缸發(fā)動(dòng)機(jī)。另?yè)?jù)專(zhuān)業(yè)人士介紹,直列6缸發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)平衡較好,振動(dòng)相對(duì)較小,所以也為一些中、高級(jí)轎車(chē)所采用。6到12缸的發(fā)動(dòng)機(jī)一般采用V形排列,其中V10發(fā)動(dòng)機(jī)主要裝在賽車(chē)上。V形發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度和高度尺寸小,布置起來(lái)非常方便。一般認(rèn)為V形發(fā)動(dòng)機(jī)是比較高級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī),因而成為轎車(chē)級(jí)別的標(biāo)志之一。V8發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,制造成本很高,所以使用的較少,V12發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)大過(guò)重,只有極個(gè)別的高級(jí)轎車(chē)采用,比如上面提到的寶馬760Li。而大眾公司近來(lái)還新開(kāi)發(fā)出了W型發(fā)動(dòng)機(jī),有W8和W12兩種,即汽缸分四列錯(cuò)開(kāi)角度布置,形體緊湊,大眾的頂級(jí)轎車(chē)輝騰就有一款采用了排量6.0升的W12發(fā)動(dòng)機(jī)。 編輯本段

8、結(jié)構(gòu)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(rùn)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。(1) 一般式氣缸體其特點(diǎn)是油底殼安裝平面和曲軸旋轉(zhuǎn)

9、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(mén)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。冷卻方法有兩種,一種是水冷,另一種是風(fēng)冷。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸周?chē)蜌?/p>

10、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?,F(xiàn)代汽車(chē)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(chē)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。(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(jiǎn)單,加工容易,但發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)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(chē)、富康轎車(chē)、紅旗轎車(chē)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(chē)為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)的高度,把發(fā)動(dòng)機(jī)傾斜

11、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(zhǎng)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

12、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(zhǎng)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。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5

13、9mm。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(lái)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(lái)貯存潤(rùn)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(chē)顛動(dòng)時(shí)油面波動(dòng)過(guò)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(rùn)滑油中的金屬屑,減少發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損。在上下曲軸

14、箱接合面之間裝有襯墊,防止?jié)櫥托孤?。? 氣缸蓋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(lái)冷卻燃燒室等高溫部分。缸蓋上還裝有進(jìn)、排氣門(mén)座,氣門(mén)導(dǎo)管孔,用于安裝進(jìn)、排氣門(mén),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)的氣缸蓋上還加工有凸輪軸軸承孔,用以安裝凸輪軸。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(lái)鋁合金氣缸蓋被

15、采用得越來(lái)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(jiàn)的三種形式。(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)上也允許氣門(mén)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(chē)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(jiǎn)單、緊湊

16、,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(mén)排成一列,使配氣機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,但火花塞置于楔形燃燒室高處,火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x長(zhǎng)些,切諾基轎車(chē)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(mén)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(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、奧迪轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)采用盆形燃燒室。四. 氣缸墊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

17、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(shuō)明書(shū)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,最后一次擰緊到規(guī)定的力矩。 編輯本段二行程發(fā)動(dòng)機(jī)二行程發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)工作循環(huán),是在曲軸旋轉(zhuǎn)一周即360度,活塞上下兩個(gè)行程內(nèi)完成的。二行程柴油機(jī)的工作過(guò)程和二行程汽油機(jī)相似,不同的是:進(jìn)入柴油機(jī)氣缸的

18、是純空氣。由于二行程柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性差且排污嚴(yán)重,近幾年在汽車(chē)上已趨淘汰。在此僅介紹二行程汽油機(jī)的工作原理。是一種用曲軸箱換氣的二行程化油器式汽油機(jī)的工作原理示意圖。發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體上有三個(gè)孔,即進(jìn)氣孔、排氣孔和換氣孔,這三個(gè)孔分別在一定時(shí)刻由活塞關(guān)閉。進(jìn)氣孔與化油器相通,可燃混合氣經(jīng)過(guò)進(jìn)氣孔流人曲軸箱,繼而從換氣孔進(jìn)入氣缸;而廢氣則從排氣孔排出。其工作循環(huán)包含兩個(gè)行程:1.第一行程 活塞自下止點(diǎn)向上移動(dòng),三個(gè)氣孔被關(guān)閉后,在活塞上方,已進(jìn)入氣缸的混合氣被壓縮;而活塞下方的曲軸箱內(nèi)因容積增大,形成一定的真空度,在進(jìn)氣孔露出時(shí),可燃混合氣自化油器經(jīng)進(jìn)氣孔流人曲軸箱內(nèi)。2.第二行程 活塞壓縮到上止點(diǎn)附近

19、時(shí),火花塞跳火點(diǎn)燃可燃混合氣,高溫高壓的燃?xì)馀蛎洠苿?dòng)活塞下移作功?;钊乱谱鞴r(shí)進(jìn)氣孔關(guān)閉,密閉在曲軸箱內(nèi)的可燃,混合氣被壓縮;當(dāng)活塞接近下止點(diǎn)時(shí)卜排氣孔開(kāi)啟,廢氣沖出;隨后換氣孔開(kāi)啟,受預(yù)壓的可燃混合氣沖人氣缸,驅(qū)除廢氣,進(jìn)行換氣過(guò)程。此過(guò)程一直進(jìn)行到下一行程活塞上移,三個(gè)氣孔完全關(guān)閉為止。總之,活塞上行時(shí)進(jìn)行換氣、壓縮曲軸箱進(jìn)氣;活塞下行時(shí)進(jìn)行作功飛壓縮曲軸箱混合氣、換氣。從以上四行程和二行程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)可以,看出,二行程發(fā)動(dòng)機(jī)具有以下特點(diǎn):(1)曲軸每轉(zhuǎn)一周(360度)就有一個(gè)作功沖程,因此,在理論上相同排量的二行程發(fā)動(dòng)機(jī)的功率,.應(yīng)等于四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的兩倍。(2)和四行程發(fā)動(dòng)機(jī)相比

20、,由于作功頻率較快,因而運(yùn)轉(zhuǎn)比較均勻平穩(wěn)。(3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用維護(hù)方便。但是,由于二行程發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過(guò)稞中新鮮氣體損失較多,廢氣排賒也不徹底,且氣孔占據(jù)了一部分活塞行程,作功時(shí)能量損失較大,經(jīng)濟(jì)性較差。因此,實(shí)際上二行程發(fā)動(dòng)機(jī)的功率并不等于四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的兩倍,而是1.5-1.6倍左右。由于這個(gè)缺點(diǎn),二行程汽油機(jī)在一般汽車(chē)上很少采用,僅在摩托車(chē)、少數(shù)微型汽車(chē)及其他工程,機(jī)械上應(yīng)用。 編輯本段一、基本理論汽油發(fā)動(dòng)機(jī)將汽油的能量轉(zhuǎn)化為動(dòng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē),最簡(jiǎn)單的辦法是通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒汽油來(lái)獲得動(dòng)能。因此,汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)是內(nèi)燃機(jī)-燃燒在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)生。 有兩點(diǎn)需注意: 1 內(nèi)燃機(jī)也有其他種類(lèi),比如柴油機(jī),燃

21、氣輪機(jī),各有各的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。 2 同樣也有外燃機(jī)。在早期的火車(chē)和輪船上用的蒸汽機(jī)就是典型的外燃機(jī)。燃料(煤、木頭、油)在發(fā)動(dòng)機(jī)外部燃燒產(chǎn)生蒸氣,然后蒸氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部來(lái)產(chǎn)生動(dòng)力。內(nèi)燃機(jī)的效率比外燃機(jī)高不少,也比相同動(dòng)力的外燃機(jī)小很多。所以,現(xiàn)代汽車(chē)不用蒸汽機(jī)。 相比之下,內(nèi)燃機(jī)比外燃機(jī)的效率高,比燃?xì)廨啓C(jī)的價(jià)格便宜,比電動(dòng)汽車(chē)容易添加燃料。這些優(yōu)點(diǎn)使得大部分現(xiàn)代汽車(chē)都使用往復(fù)式的內(nèi)燃機(jī)。 編輯本段二、燃燒是關(guān)鍵汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)一般都采用4沖程。(馬自達(dá)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)在此不討論,汽車(chē)畫(huà)報(bào)曾做過(guò)介紹) 4沖程分別是:進(jìn)氣、壓縮、燃燒、排氣。完成這4個(gè)過(guò)程,發(fā)動(dòng)機(jī)完成一個(gè)周期(2圈)。 理解4沖程 活塞,

22、它由一個(gè)活塞桿和曲軸相聯(lián),過(guò)程如下: 1活塞在頂部開(kāi)始,進(jìn)氣閥打開(kāi),活塞往下運(yùn)動(dòng),吸入油氣混合氣 2活塞往頂部運(yùn)動(dòng)來(lái)壓縮油氣混合氣,使得爆炸更有威力。 3當(dāng)活塞到達(dá)頂部時(shí),火花塞放出火花來(lái)點(diǎn)燃油氣混合氣,爆炸使得活塞再次向下運(yùn)動(dòng)。 4活塞到達(dá)底部,排氣閥打開(kāi),活塞往上運(yùn)動(dòng),尾氣從汽缸由排氣管排出。 注意:內(nèi)燃機(jī)最終產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)是轉(zhuǎn)動(dòng)的,活塞的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)最終由曲軸轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng),這樣才能驅(qū)動(dòng)汽車(chē)輪胎。 編輯本段三、汽缸數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件是汽缸,活塞在汽缸內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng),上面所描述的是單汽缸的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,而實(shí)際應(yīng)用中的發(fā)動(dòng)機(jī)都是有多個(gè)汽缸的(4缸、6缸、8缸比較常見(jiàn))。我們通常通過(guò)汽缸的排列方式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)

23、分類(lèi):直列、V或水平對(duì)置(當(dāng)然現(xiàn)在還有大眾集團(tuán)的W型,實(shí)際上是兩個(gè)V組成)。不同的排列方式使得發(fā)動(dòng)機(jī)在順滑性、制造費(fèi)用和外型上有著各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),配備在相應(yīng)的汽車(chē)上。 編輯本段四、排量混合氣的壓縮和燃燒在燃燒室里進(jìn)行,活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng),你可以看到燃燒室容積的變化,最大值和最小值的差值就是排量,用升(L)或毫升(CC)來(lái)度量。汽車(chē)的排量一般在1.5L4.0L之間。每缸排量0.5L,4缸的排量為2.0L,如果V型排列的6汽缸,那就是V6 3.0升。一般來(lái)說(shuō),排量表示發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的大小。 所以增加汽缸數(shù)量或增加每個(gè)汽缸燃燒室的容積可以獲得更多的動(dòng)力。 發(fā)動(dòng)機(jī)是靠可燃?xì)怏w和空氣的混合燃燒來(lái)運(yùn)動(dòng)的,如果發(fā)動(dòng)

24、機(jī)得不到足夠的新鮮空氣,那么可燃?xì)怏w的燃燒就不會(huì)完全,造成的結(jié)果就是燃油經(jīng)濟(jì)性變差,發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降?,F(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速很高,通??梢赃_(dá)到每分鐘4500轉(zhuǎn)以上,完成一個(gè)工作循環(huán)只需要O.OO5秒左右的時(shí)間,傳統(tǒng)的兩氣門(mén)已經(jīng)無(wú)法勝任在這么短暫時(shí)間內(nèi)的換氣任務(wù),從而限制了發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提高,解決的辦法只有擴(kuò)大氣體的進(jìn)出空間,用較大的空間來(lái)贏得時(shí)間。而多氣門(mén)技術(shù)是最好的解決途徑,它的出現(xiàn)使得發(fā)動(dòng)機(jī)整體的質(zhì)量得到了本質(zhì)上提高。所謂多氣門(mén)技術(shù)就是發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)汽缸的氣門(mén)超過(guò)2個(gè),具體的有2進(jìn)1出、2進(jìn)2出、3進(jìn)2出等排列型式。但是氣門(mén)數(shù)過(guò)多進(jìn)氣量也會(huì)下降,而且會(huì)使結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜,加工工藝要求極高,增加制造成本,反而

25、不好。因此現(xiàn)在的發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用的是3到5氣門(mén)的結(jié)構(gòu),尤其是4氣門(mén)采用的較為廣泛,而且現(xiàn)代的中高檔轎車(chē)上的發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎都采用了多氣門(mén)的結(jié)構(gòu),它已經(jīng)成為現(xiàn)代轎車(chē)的一個(gè)技術(shù)指標(biāo),例如,捷達(dá)轎車(chē)就采用了5氣門(mén)技術(shù),它可使發(fā)動(dòng)機(jī)在排量相同的情況下,輸出較大的功率。 編輯本段五、發(fā)動(dòng)機(jī)的其他部分凸輪軸 控制進(jìn)氣閥和排氣閥的開(kāi)閉 火花塞 火花塞放出火花點(diǎn)燃油氣混合氣,使得爆炸發(fā)生。火花必須在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候放出。 閥門(mén) 進(jìn)氣、出氣閥分別在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候打開(kāi)來(lái)吸入油氣混合氣和排出尾氣。在壓縮和 燃燒時(shí),這兩個(gè)閥都是關(guān)閉的,來(lái)保證燃燒室的密封。 活塞環(huán) 在氣缸壁和活塞中提出密封: 1防止在壓縮和燃燒時(shí)油氣混合氣和尾氣泄漏進(jìn)

26、潤(rùn)滑油箱。 2防止?jié)櫥瓦M(jìn)入汽缸內(nèi)燃燒。 大多“燒機(jī)油”的汽車(chē)就是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)太舊:活塞環(huán)不再密封引起的(尾氣管冒青煙) 活塞桿 連接活塞環(huán)和曲軸,使得活塞和曲軸維持各自的運(yùn)動(dòng)。 潤(rùn)滑油槽 包圍著曲軸,里面有相當(dāng)數(shù)量的油. 編輯本段六、發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車(chē)中的放置與結(jié)構(gòu)安排(一)前置引擎1.前輪驅(qū)動(dòng)前置引擎前輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),即我們通常所說(shuō)的FF。除了一些高性能跑車(chē)以外,目前我們?cè)诖蠼稚弦?jiàn)到的小轎車(chē)一般都采用前置引擎。為什么呢?顯而易見(jiàn),把引擎放置在車(chē)頭,可以增大車(chē)箱內(nèi)部空間,令乘坐更加舒適,所以只要不是為了追求高性能表現(xiàn)的超級(jí)跑車(chē)好像房車(chē)或者SUV這類(lèi)汽車(chē)都是采用前置引擎的布局。而采用前置驅(qū)動(dòng)的好

27、處又在哪里呢?前置驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu),引擎的動(dòng)力直接傳遞給前輪,因而不需要一條驅(qū)動(dòng)軸把動(dòng)力從前面輸送到后面,這樣車(chē)廂內(nèi)部地板的中央就不會(huì)有一條突起,增大了腿部空間。而且前置引擎可以橫置于車(chē)頭,變速箱和差速器可以連成一體,相對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)得汽車(chē),制造技術(shù)上相對(duì)簡(jiǎn)單,而且采用得零件也要少,這樣也可以降低汽車(chē)的制造成本。前輪驅(qū)動(dòng)車(chē)輛在行駛間的動(dòng)態(tài)安全性要比后輪驅(qū)動(dòng)要高,前輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)在直路行駛的穩(wěn)定性較好,最常見(jiàn)的例子是在高速過(guò)彎的情況下,一般駕駛?cè)吮容^能適應(yīng)并處理前輪驅(qū)動(dòng)車(chē)的轉(zhuǎn)向不足現(xiàn)象,因?yàn)榍拜嗱?qū)動(dòng)的汽車(chē)在高速過(guò)彎會(huì)產(chǎn)生推頭作用,這時(shí)駕駛者只要松油門(mén)減速,車(chē)子的轉(zhuǎn)彎角度就會(huì)收窄,使車(chē)子返回到轉(zhuǎn)彎的路線上來(lái)

28、,然而對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)車(chē)的轉(zhuǎn)向過(guò) 度情形,除非是專(zhuān)業(yè)車(chē)手,不然發(fā)生意外的機(jī)率將遠(yuǎn)大于前輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。FF的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是引擎的曲軸與驅(qū)動(dòng)軸成一條直線,這樣就縮短了引擎動(dòng)力輸出到車(chē)輪的距離,提高了效率,也有助于減少不必要的損耗。但是如果前置引擎前輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)將驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向的功能都集中在車(chē)子的前輪上,在動(dòng)力輸出較大的汽車(chē)上,會(huì)很容易出現(xiàn)扭力轉(zhuǎn)向的情況,什么叫扭力轉(zhuǎn)向呢? 是存在于轉(zhuǎn)向軸附近所產(chǎn)生的扭力,轉(zhuǎn)向軸的位置是偏離輪子中心的地方,當(dāng)車(chē)子向左或向右轉(zhuǎn)向時(shí),“摩擦面積”會(huì)轉(zhuǎn)移到各邊的前面以及后面,這樣的轉(zhuǎn)移產(chǎn)生了一個(gè)“扭力條件”,這個(gè)扭力條件會(huì)影響車(chē)子的操控性。還有就是當(dāng)車(chē)子起步的時(shí)候,重心通常都會(huì)后移

29、,這樣就會(huì)尾重頭輕,驅(qū)動(dòng)輪(也就是前輪)的抓地能力會(huì)下降,出現(xiàn)原地空轉(zhuǎn)地情況,會(huì)白白浪費(fèi)動(dòng)力,因此起步不及后驅(qū)的車(chē)子快。還有一個(gè)問(wèn)題就是車(chē)身重量的問(wèn)題,因?yàn)榍拜嗱?qū)動(dòng)的汽車(chē)把引擎,變速箱,差速器,驅(qū)動(dòng)軸這些部件都集中在車(chē)頭,會(huì)令車(chē)身的重量不均勻,車(chē)子的動(dòng)態(tài)難以獲得很好的平衡。2.后輪驅(qū)動(dòng)前置引擎后輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),即我們通常所說(shuō)的FR。很明顯,這種驅(qū)動(dòng)方式的汽車(chē)需要有一根長(zhǎng)長(zhǎng)的傳動(dòng)軸,把位于車(chē)頭的引擎輸出的動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)輪-即后輪,這樣對(duì)于一般的車(chē)子,好像面包車(chē),車(chē)身就比較高了,因?yàn)橐谲?chē)的底盤(pán)下放置傳動(dòng)軸;而對(duì)于轎車(chē)來(lái)說(shuō),為了維持低底盤(pán)的特性,只好讓傳動(dòng)軸凸進(jìn)車(chē)廂,犧牲內(nèi)部空間來(lái)?yè)Q取舒適性了

30、。還有一個(gè)問(wèn)題就是,有了一根長(zhǎng)長(zhǎng)的傳動(dòng)軸,本身亦會(huì)消耗一部分動(dòng)力,這都是FR汽車(chē)的缺點(diǎn)。而FR的優(yōu)點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的,就是在車(chē)身的重量分布上更容易做到前后軸平衡,雖然引擎是至于前軸之上,可是變速箱已經(jīng)位于前軸的的后面了,而后軸還有差速器(即尾牙)等關(guān)鍵部件,所以對(duì)于整車(chē)的平衡來(lái)說(shuō)要較MR,RR,FF更加容易做到。阿爾法·羅密歐的75就曾經(jīng)試過(guò)把變速箱和差速器一并放到后軸上,來(lái)平衡前后軸的重量。上一節(jié)我們講過(guò),當(dāng)車(chē)子啟動(dòng)的時(shí)候,重心會(huì)自然的向后移動(dòng),這樣驅(qū)動(dòng)輪在后面,會(huì)比前輪驅(qū)動(dòng)的車(chē)子效果要好。雖說(shuō)引擎置于車(chē)頭較重,可是加速的時(shí)候重心會(huì)后移,所以重心又回到驅(qū)動(dòng)輪的后軸上,這樣起步與加速就

31、爽快多了。同時(shí),F(xiàn)R汽車(chē)的循跡也會(huì)比FF汽車(chē)強(qiáng),因?yàn)镕R汽車(chē)的動(dòng)力輸出在后輪,轉(zhuǎn)向控制在前輪,兩者各司其職,不會(huì)出現(xiàn)FF汽車(chē)的扭力轉(zhuǎn)向問(wèn)題。在轉(zhuǎn)彎又同時(shí)加速,F(xiàn)F會(huì)較容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足的情況。(二)中置/后置引擎一輛汽車(chē)的引擎可以放在乘客后面的地方有兩個(gè),后車(chē)軸前面或者后車(chē)軸后面,這兩者的區(qū)別不太明顯,通過(guò)他們的名字就可以區(qū)分開(kāi)來(lái),即通常我們說(shuō)的MR中置引擎和RR后置引擎。世界上各個(gè)超級(jí)跑車(chē)的生產(chǎn)商都采用引擎后置這種技術(shù),這樣做其中一個(gè)目的是車(chē)子可以盡量按照設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思想來(lái)設(shè)計(jì),可以造出外形獨(dú)特的車(chē)子,另外就是讓車(chē)的重量直接壓在驅(qū)動(dòng)軸上。一般FF汽車(chē)在起步加速的時(shí)候,由于重心的后移會(huì)導(dǎo)致前輪的

32、附著力減小,結(jié)果前輪會(huì)在原地打轉(zhuǎn),起步較慢不說(shuō)還會(huì)白白浪費(fèi)動(dòng)力,而MR和RR在起步的時(shí)候,重心向后推移,使得加在后軸的向下壓力增大,即后輪與地面的摩擦力增大,這樣就會(huì)有效的克服后輪空轉(zhuǎn)的情況發(fā)生,假若后輪發(fā)生空轉(zhuǎn),空轉(zhuǎn)只會(huì)使重心進(jìn)一步后移,這樣便會(huì)迅速使后輪停止空轉(zhuǎn)。在實(shí)際的駕駛中,輪胎空轉(zhuǎn)影響動(dòng)力的傳遞有兩種情況:起步和出彎。FF車(chē)的司機(jī)對(duì)于這兩種情況最為頭疼,一是眼睜睜看著動(dòng)力不斷從引擎輸出,可是車(chē)子就是在原地打轉(zhuǎn),再者在出彎的時(shí)候,內(nèi)側(cè)輪胎狂轉(zhuǎn),但是想加速卻沒(méi)反應(yīng)。對(duì)于MR和RR的車(chē)子來(lái)說(shuō),司機(jī)只要kick油門(mén),車(chē)子就會(huì)按照你的思想往前飛奔,而且可以承受比FF車(chē)子大得多的引擎動(dòng)力,當(dāng)你駕

33、駛一臺(tái)馬力超過(guò)250匹的FF車(chē)子時(shí),你會(huì)覺(jué)得車(chē)子開(kāi)始變得難以控制,所以對(duì)于狂熱追求馬力和速度的超級(jí)跑車(chē)來(lái)說(shuō),MR和RR時(shí)最佳選擇。以市面上唯一的RR車(chē)保時(shí)捷911為例,官方公布的前后車(chē)重比是39:61,差不多等于一部反過(guò)來(lái)的FF汽車(chē),而MR車(chē)的重量比則較為均勻,保時(shí)捷的Boxster為46:54,法拉力的360 Modena為43:57。雖然有的車(chē)廠很欣賞FR汽車(chē)可以做到50:50的汽車(chē)重量比,操控起來(lái)也較得心應(yīng)手,可是從加速的角度來(lái)說(shuō),還是頭輕尾重的MR和RR最為有利,為了前后重量比盡可能的小,跑車(chē)都會(huì)采用頭窄尾寬的車(chē)身設(shè)計(jì)以及采用較為粗大的后輪。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)冷卻系的功用是將受熱零件吸收的

34、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。發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系有風(fēng)冷和水冷之分。以空氣為冷卻介質(zhì)的冷卻系成為風(fēng)冷系;以冷卻液為冷卻介質(zhì)的稱水冷系。1、冷卻系統(tǒng)的循環(huán)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系為強(qiáng)制循環(huán)水冷系,即利用水泵提高冷卻液的壓力,強(qiáng)制冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)中循環(huán)流動(dòng)。冷卻系主要由水泵、散熱器、冷卻風(fēng)扇、補(bǔ)償水箱、節(jié)溫器、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體和氣缸蓋中的水套以及附屬裝置等組成。 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(chē)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):主循環(huán)中包括了兩種工作循環(huán),即“冷車(chē)循環(huán)”和“正常循環(huán)”。冷車(chē)著車(chē)后,發(fā)動(dòng)機(jī)

35、在漸漸升溫,冷卻液的溫度還無(wú)法打開(kāi)系統(tǒng)中的節(jié)溫器,此時(shí)的冷卻液只是經(jīng)過(guò)水泵在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)進(jìn)行“冷車(chē)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(kāi)啟溫度(通常這溫度在80攝氏度后),冷卻循環(huán)開(kāi)始了“正常循環(huán)”。這時(shí)候的冷卻液從發(fā)動(dòng)機(jī)出來(lái),經(jīng)過(guò)車(chē)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(chē)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(lái)說(shuō),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(guò)車(chē)內(nèi)的采暖裝置,將冷卻液的熱量送入車(chē)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(kāi)暖氣,這循環(huán)就開(kāi)始進(jìn)行,不管冷卻液是冷的、還是熱的。2、冷卻系統(tǒng)部件分析在整個(gè)冷卻系統(tǒng)中,冷卻介質(zhì)是冷卻液,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(lèi)似散熱器)。1)冷卻液:冷卻液又稱防凍液,是由防凍添加劑及防止金屬產(chǎn)生銹蝕的添加

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