影響汽車發(fā)動機動力因素的分析.doc

第1頁共33頁影響汽車發(fā)動機動力因素的分析摘要：發(fā)動機動力不足或動力性能下降，反映在車上就是加速性能、爬坡能力差。汽車啟步困難，爬坡能力差；忽然加大油門時汽車反應(yīng)緩慢，行駛中很難在規(guī)定的時間內(nèi)達到最高車速，或完全達不到最高車速，這主要是汽車加速無力的故障。影響汽車動力和加速性能的主要原因有油路原因、電路原因、發(fā)動機缸壓不足原因等等。關(guān)鍵字：發(fā)動機油路原因電路原因缸壓不足Abstract:Poweroftheengineorpowerperformancedegradation,reflectedintheperformanceofthecarisaccelerating,hillclimbingabilityispoor.Autostart-stepproblems,poorclimbingability；suddenlysteppedonthegaswhenthecarslowtorespond,movingwithintheprescribedtimeisdifficulttoachievethehighestspeed,orwillnotachievemaximumspeed,vehicleaccelerationlargelypowerlessfailure.Vehiclepowerandaccelerationofthemainreasonsareoil,circuitreasons,reasonsoflackofcylinderpressureandsoon.Keywords:engineoilbecausecircuitbecauselackofcylinderpressure目錄摘要11發(fā)動機的概述2第2頁共33頁2發(fā)動機的總體構(gòu)造23發(fā)動機的種類63.1按結(jié)構(gòu)分類63.2按發(fā)動機布局分類73.3按燃料分類84發(fā)動機的工作原理84.1柴油發(fā)動機工作原理94.2汽油發(fā)動機工作原理104.2.1四行程汽油機的工作原理124.2.2多缸發(fā)動機的工作原理135發(fā)動機的主要性能指標(biāo)135.1發(fā)動機的最大功率135.2發(fā)動機的最大扭矩155.3發(fā)動機的最低燃油消耗量155.3.1燃油消耗量155.3.2燃油消耗率165.3.3燃油消耗量與燃油消耗率的關(guān)系165.4發(fā)動機的升功率166影響發(fā)動機的動力因素186.1發(fā)動機動力不足故障186.1.1故障現(xiàn)象186.1.2故障原因186.1.3故障檢查的一般步驟186.2故障診斷排除要點196.3油、電路有故障216.3.1解決油、電路故障216.4配氣相位失常226.4.1解決配氣相位失常226.5缸壓不足246.5.1故障原因246.5.2解決缸壓不足256.6發(fā)動機氣缸的磨損256.7發(fā)動機溫度過高276.8少數(shù)缸不工作286.8.1少數(shù)缸不工作的檢修方法297總結(jié)30參考文獻311發(fā)動機的概述發(fā)動機是汽車的心臟，為汽車的行走提供動力，汽車的動力性、經(jīng)濟性、環(huán)保性。簡單講發(fā)動機就是一個能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)，即將汽油(柴油)的熱能，通過在密第3頁共33頁封汽缸內(nèi)燃燒氣體膨脹時，推動活塞作功，轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，這是發(fā)動機最基本原理。發(fā)動機所有結(jié)構(gòu)都是為能量轉(zhuǎn)換服務(wù)的，雖然發(fā)動機伴隨著汽車走過了100多年的歷史，無論是在設(shè)計上、制造上、工藝上還是在性能上、控制上都有很大的提高，其基本原理仍然未變，這是一個富于創(chuàng)造的時代，那些發(fā)動機設(shè)計者們，不斷地將最新科技與發(fā)動機融為一體，把發(fā)動機變成一個復(fù)雜的機電一體化產(chǎn)品，使發(fā)動機性能達到近乎完善的程度，各世界著名汽車廠商也將發(fā)動機的性能作為競爭亮點。汽車整體技術(shù)日新月異，而作為汽車的心臟發(fā)動機技術(shù)的進步顯得更受關(guān)注。如今介紹一輛汽車的發(fā)動機時其技術(shù)有很多，比如；可變氣門正時技術(shù)，雙頂置凸輪軸技術(shù)，缸內(nèi)直噴技術(shù)，VCM氣缸管理技術(shù)，渦輪增壓技術(shù)等等，都已經(jīng)運用的相當(dāng)廣泛；發(fā)動機在用量上也是往輕量化的方向發(fā)展，全鋁發(fā)動機目前的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛。但是其中汽車的污染也是不可避免，于是新能源技術(shù)，包括柴油機的高壓共軌，燃料電池，混合動力，純電動，生物燃料技術(shù)也已經(jīng)有普及的趨向，回顧一下發(fā)動機的歷史或許更能理解這一百年來汽車技術(shù)所發(fā)生的巨大變革。2發(fā)動機的總體構(gòu)造汽車發(fā)動機主要結(jié)構(gòu)簡述如下。（一）機體組發(fā)動機的機體組包括氣缸蓋、氣缸體和機油盤。氣缸體的上部為氣缸，下部為曲軸箱，一般簡稱為缸體。發(fā)動機機體的作用時作為發(fā)動機各機構(gòu)、各系統(tǒng)的安裝和配合的基體，而且本身的許多部分又分別是曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、汽油噴射系、冷卻系、潤滑系的組成部分。因此，嚴(yán)格的區(qū)別發(fā)動機各系統(tǒng)所歸屬零部件是困難的。氣缸蓋和缸體內(nèi)壁與活塞頂部組成一個單坡屋脊性燃燒室，燃燒室中央有一個電火花塞，用來點燃混合氣體，所以，機體組是承受高溫高壓的機件。（二）曲柄連桿機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)包括活塞、連桿、帶飛輪的曲軸。這是發(fā)動機借以產(chǎn)生動力，并將活塞的往復(fù)直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動而輸出動力的機構(gòu)。在結(jié)構(gòu)分析時，常把機體組和曲柄連桿機構(gòu)合并一起。第4頁共33頁（三）配氣機構(gòu)配氣機構(gòu)包括進氣門、排氣門、挺桿、進氣凸輪軸、排氣凸輪軸以及凸輪軸正時皮帶（由曲軸正時齒輪驅(qū)動）。配氣機構(gòu)的作用是將可燃氣體及時充入氣缸和及時地將燃燒作過功的廢氣從氣缸中排走。（四）電子控制汽油噴射系統(tǒng)電子控制汽油噴射系統(tǒng)(如圖2-1)包括下列三個子系統(tǒng)：燃油供應(yīng)系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)。燃油供應(yīng)系統(tǒng)由汽油箱、輸油泵、汽油濾清器、壓力調(diào)節(jié)器、脈動衰減器、噴油器以及輸油管、回油管等組成。（圖2-1）1一燃油箱2一燃油泵3一燃油濾清器4一脈動減振器5一噴油器6一低溫啟動噴油器7一穩(wěn)壓箱8一壓力調(diào)節(jié)器9一回油管進氣系統(tǒng)（如圖2-2）包括空氣濾清器、節(jié)氣門、空氣流量計、進氣室、怠速控制閥以及及空氣控制閥組成。第5頁共33頁（圖2-2）1一發(fā)動機2一穩(wěn)壓箱3一節(jié)流閥體4一空氣流量計5一空氣濾清器6一空氣閥7一噴油器。燃油供應(yīng)系統(tǒng)和進氣系統(tǒng)的作用是根據(jù)節(jié)氣門位置（發(fā)動機負(fù)荷）和發(fā)動機轉(zhuǎn)速，由ECM/ECU確定的噴油量和進氣量混合成可燃混合氣，進入氣缸以供燃燒作功。電子控制系統(tǒng)（如圖2-3）由若干只檢測發(fā)動機各種狀況的傳感器、一只按傳感器信號確定噴油量的ECU，以及按ECU指令工作的噴油器組成。它的主要作用是根據(jù)發(fā)動機不同工況，決定最佳的噴油正時和噴油持續(xù)期。（圖2-3）1一燃油箱2一電動燃油泵3燃油濾清器4ECU5噴油器6一燃油分配器7一壓力調(diào)節(jié)器8一進氣總管9一節(jié)氣門位置傳感器10一空氣流量計11一氧傳感器12一冷卻水溫度傳感器13一分電器14一怠速執(zhí)行器15一蓄電池16一點火開關(guān)（五）點火系統(tǒng)第6頁共33頁點火系統(tǒng)（如圖2-4）包括點火器、點火線圈、分電器、火花塞和點火電子控制器。點火電子控制器由曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器和ECU組成。點火系的作用是ECU根據(jù)發(fā)動機的各種狀況，計算點火正時并將點火正時信號送至點火器。點火器將點火線圈產(chǎn)生的高電壓依次按序分配到各個火花塞產(chǎn)生火花，點燃可燃混合氣。（圖2-4）（六）排氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)包括排氣歧管、凈化器、前排氣管、中間管和排氣尾管，其中在中間管和尾管都裝有消聲器。在凈化器前端裝有主氧傳感器，其后端裝有副氧傳感器。氧傳感器的作用是檢測廢氣中氧的含量，幫助ECU了解燃燒過程中空氣量是不足還是過量。ECU決定下一循環(huán)的噴油量的修正，使發(fā)動機處于完全燃燒狀態(tài)。（七）冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)（如圖2-5）主要包括水泵、散熱器、電控風(fēng)扇、液力耦合器、節(jié)溫器、水閥和缸內(nèi)的冷卻水套。其作用是把發(fā)動機受熱機件的熱量帶走，散發(fā)到大氣中去，保證發(fā)動機正常工作。同時，也為空調(diào)取暖器提供熱量。第7頁共33頁（圖2-5）（八）潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)（如圖2-6）采用壓力供油潤滑系統(tǒng)，它由機油泵、機油壓力調(diào)節(jié)器、機油濾清器、機油冷卻器和油道組成，其功用是將潤滑油供給作相對運動的零件以減少它們之間的摩擦阻力，減輕相對運動機件的磨損，并部分作為冷卻摩擦零件，清洗摩擦表面，加強密封作用。（圖2-6）（九）起動系統(tǒng)起動系統(tǒng)是一種起動器，它裝有一只驅(qū)動齒輪的小型高速馬達，使靜止的發(fā)動機起動并轉(zhuǎn)入自行運轉(zhuǎn)。它包括起動器、起動繼電器和防盜系統(tǒng)。（十）充電系統(tǒng)第8頁共33頁充電系統(tǒng)由蓄電池、交流發(fā)電機和IC調(diào)節(jié)器組成。它的功能是當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)動時，發(fā)電機發(fā)電供車上電器所需的電量，同時向蓄電池沖電。3發(fā)動機的種類3.1按結(jié)構(gòu)分類一臺汽車發(fā)動機往往具有3個以上的汽缸，對于汽車發(fā)動機主要的分類方式是根據(jù)汽缸的布局及排列方式來劃分。一般有直列、V型、W型以及水平對置等幾種。直列發(fā)動機(LineEngine)，它的所有汽缸均按同一角度肩并肩排成一個平面，它的優(yōu)點是缸體和曲軸結(jié)構(gòu)十分簡單，而且使用一個汽缸蓋，制造成本較低，尺寸緊湊。直列發(fā)動機穩(wěn)定性高，低速扭矩特性好并且燃料消耗也較少，但缺點是功率較低，并且不適合6缸以上的發(fā)動機采用。V型發(fā)動機，將所有汽缸分成兩組，把相鄰汽缸以一定夾角布置一起，使兩組汽缸形成有一個夾角的平面，從側(cè)面看汽缸呈V字形，故稱V型發(fā)動機。W型發(fā)動機，W型發(fā)動機是德國大眾專屬發(fā)動機技術(shù)。將V型發(fā)動機的每側(cè)汽缸再進行小角度的錯開(如帕薩特W8的小角度為15度)，就成了W型發(fā)動機?；蛘哒fW型發(fā)動機的汽缸排列形式是由兩個小V形組成一個大V形。嚴(yán)格說來W型發(fā)動機還應(yīng)屬V型發(fā)動機的變種。水平對置發(fā)動機，如果將直列發(fā)動機看成夾角為0度的V型發(fā)動機，當(dāng)兩排汽缸的夾角擴大為180度，汽缸水平對置排列，就是水平對置發(fā)動機了。轉(zhuǎn)子發(fā)動機，傳統(tǒng)發(fā)動機都是通過汽缸內(nèi)活塞的往復(fù)運動最終驅(qū)動車子前進，發(fā)動機及氣缸本身都是相對不動的，而轉(zhuǎn)子發(fā)動機則是一種三角活塞旋轉(zhuǎn)式發(fā)動機，它采用三角轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運動來控制壓縮和排放。轉(zhuǎn)子發(fā)動機的優(yōu)點十分明顯，它尺寸較小，重量較輕，功率很大，并且振動和噪聲極低。但是由于轉(zhuǎn)子技術(shù)的復(fù)雜，使其制造成本極其高昂，耐用性也低于傳統(tǒng)發(fā)動機。3.2按發(fā)動機布局劃分按照發(fā)動機在車身上的布局，還可以分成前置發(fā)動機、中置發(fā)動機以及后置發(fā)動機三種。目前在國內(nèi)車市所能看到的絕大部分車型都是采用的前置發(fā)動機，即發(fā)動機位車前輪軸之前。前置發(fā)動機的優(yōu)點是簡化了車子變速器與驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)，特別第9頁共33頁是對于目前占絕對主流的前輪驅(qū)動車型而言，發(fā)動機將動力直接輸送到前輪上，省略了長長的傳動軸，不但減少了功率傳遞損耗，也大大降低了動力傳動機構(gòu)的復(fù)雜性和故障率。因外，將發(fā)動機置駕駛員的前方，在正面撞車時，發(fā)動機可以保護駕駛員免受沖擊，從而提高了車的安全性。與前置發(fā)動機相對應(yīng)的是后置發(fā)動機，后置發(fā)動機往往對應(yīng)于一些后輪驅(qū)動的大馬力車型，典型車型為保時捷的911系列跑車。此外，還有一種布局便是中置發(fā)動機，即發(fā)動機位于汽車的前后輪軸之間，對于一些極端追求性能的車型而言，將發(fā)動機中置是一種最理想的方式，因為發(fā)動機的位置正好位于車子重心附近，而不是重量過于集中在車頭或車尾，達到最佳的配重比，這將大大提高車子的操控性和行駛穩(wěn)定性。包括法拉利、蘭博基尼在內(nèi)的不少經(jīng)典跑車都采用的是中置發(fā)動機布局。3.3按燃料分類柴油機與汽油機汽車發(fā)動機按所使用的燃料進行分類，可以分為汽油機和柴油機。汽油與柴油相比較，汽油的沸點低、容易汽化，汽油發(fā)動機通過氣缸壓縮，將吸入的汽油氣化，并與缸內(nèi)空氣相混合，形成可燃混合氣體，最后由火花塞放電點燃氣體推動汽缸活塞作功；柴油的特點是自燃溫度低，所以柴油發(fā)動機無需要火花塞之類的點火裝置，它采用壓縮空氣的辦法提高空氣溫度，使空氣溫度超過柴油的自燃測試，這時再噴入柴油、柴油噴霧和空氣混合的同時自己點火燃燒。兩種發(fā)動機相比較而言，一般來說，因為汽油發(fā)動機需要對汽油的噴入量、噴入時間以及點火時間控制得十分準(zhǔn)確，因此結(jié)構(gòu)往往比柴油機更