影響汽車發(fā)動機(jī)動力因素的分析.doc

第1頁共33頁影響汽車發(fā)動機(jī)動力因素的分析摘要：發(fā)動機(jī)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(dá)到最高車速，或完全達(dá)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(jī)缸壓不足原因等等。關(guān)鍵字：發(fā)動機(jī)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(jī)的概述2第2頁共33頁2發(fā)動機(jī)的總體構(gòu)造23發(fā)動機(jī)的種類63.1按結(jié)構(gòu)分類63.2按發(fā)動機(jī)布局分類73.3按燃料分類84發(fā)動機(jī)的工作原理84.1柴油發(fā)動機(jī)工作原理94.2汽油發(fā)動機(jī)工作原理104.2.1四行程汽油機(jī)的工作原理124.2.2多缸發(fā)動機(jī)的工作原理135發(fā)動機(jī)的主要性能指標(biāo)135.1發(fā)動機(jī)的最大功率135.2發(fā)動機(jī)的最大扭矩155.3發(fā)動機(jī)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(jī)的升功率166影響發(fā)動機(jī)的動力因素186.1發(fā)動機(jī)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(diǎn)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(jī)氣缸的磨損256.7發(fā)動機(jī)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(xiàn)311發(fā)動機(jī)的概述發(fā)動機(jī)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(jì)性、環(huán)保性。簡單講發(fā)動機(jī)就是一個能量轉(zhuǎn)換機(jī)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(jī)械能，這是發(fā)動機(jī)最基本原理。發(fā)動機(jī)所有結(jié)構(gòu)都是為能量轉(zhuǎn)換服務(wù)的，雖然發(fā)動機(jī)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(jī)設(shè)計者們，不斷地將最新科技與發(fā)動機(jī)融為一體，把發(fā)動機(jī)變成一個復(fù)雜的機(jī)電一體化產(chǎn)品，使發(fā)動機(jī)性能達(dá)到近乎完善的程度，各世界著名汽車廠商也將發(fā)動機(jī)的性能作為競爭亮點(diǎn)。汽車整體技術(shù)日新月異，而作為汽車的心臟發(fā)動機(jī)技術(shù)的進(jìn)步顯得更受關(guān)注。如今介紹一輛汽車的發(fā)動機(jī)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(yùn)用的相當(dāng)廣泛；發(fā)動機(jī)在用量上也是往輕量化的方向發(fā)展，全鋁發(fā)動機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)的總體構(gòu)造汽車發(fā)動機(jī)主要結(jié)構(gòu)簡述如下。（一）機(jī)體組發(fā)動機(jī)的機(jī)體組包括氣缸蓋、氣缸體和機(jī)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(jī)機(jī)體的作用時作為發(fā)動機(jī)各機(jī)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(jī)構(gòu)、配氣機(jī)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(jī)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(diǎn)燃混合氣體，所以，機(jī)體組是承受高溫高壓的機(jī)件。（二）曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)包括活塞、連桿、帶飛輪的曲軸。這是發(fā)動機(jī)借以產(chǎn)生動力，并將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動而輸出動力的機(jī)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)分析時，常把機(jī)體組和曲柄連桿機(jī)構(gòu)合并一起。第4頁共33頁（三）配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)包括進(jìn)氣門、排氣門、挺桿、進(jìn)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(jī)構(gòu)的作用是將可燃?xì)怏w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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jī)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(jìn)氣系統(tǒng)的作用是根據(jù)節(jié)氣門位置（發(fā)動機(jī)負(fù)荷）和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，由ECM/ECU確定的噴油量和進(jìn)氣量混合成可燃混合氣，進(jìn)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(jī)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(jī)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(jìn)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(diǎn)火開關(guān)（五）點(diǎn)火系統(tǒng)第6頁共33頁點(diǎn)火系統(tǒng)（如圖2-4）包括點(diǎn)火器、點(diǎn)火線圈、分電器、火花塞和點(diǎn)火電子控制器。點(diǎn)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(diǎn)火系的作用是ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)的各種狀況，計算點(diǎn)火正時并將點(diǎn)火正時信號送至點(diǎn)火器。點(diǎn)火器將點(diǎn)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(diǎn)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(jī)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(jī)受熱機(jī)件的熱量帶走，散發(fā)到大氣中去，保證發(fā)動機(jī)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(jī)油泵、機(jī)油壓力調(diào)節(jié)器、機(jī)油濾清器、機(jī)油冷卻器和油道組成，其功用是將潤滑油供給作相對運(yùn)動的零件以減少它們之間的摩擦阻力，減輕相對運(yùn)動機(jī)件的磨損，并部分作為冷卻摩擦零件，清洗摩擦表面，加強(qiáng)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(dá)，使靜止的發(fā)動機(jī)起動并轉(zhuǎn)入自行運(yùn)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(jī)和IC調(diào)節(jié)器組成。它的功能是當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動時，發(fā)電機(jī)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(jī)的種類3.1按結(jié)構(gòu)分類一臺汽車發(fā)動機(jī)往往具有3個以上的汽缸，對于汽車發(fā)動機(jī)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(jī)(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(diǎn)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(jī)穩(wěn)定性高，低速扭矩特性好并且燃料消耗也較少，但缺點(diǎn)是功率較低，并且不適合6缸以上的發(fā)動機(jī)采用。V型發(fā)動機(jī)，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(jī)。W型發(fā)動機(jī)，W型發(fā)動機(jī)是德國大眾專屬發(fā)動機(jī)技術(shù)。將V型發(fā)動機(jī)的每側(cè)汽缸再進(jìn)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(jī)?；蛘哒fW型發(fā)動機(jī)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(jī)還應(yīng)屬V型發(fā)動機(jī)的變種。水平對置發(fā)動機(jī)，如果將直列發(fā)動機(jī)看成夾角為0度的V型發(fā)動機(jī)，當(dāng)兩排汽缸的夾角擴(kuò)大為180度，汽缸水平對置排列，就是水平對置發(fā)動機(jī)了。轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)，傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)都是通過汽缸內(nèi)活塞的往復(fù)運(yùn)動最終驅(qū)動車子前進(jìn)，發(fā)動機(jī)及氣缸本身都是相對不動的，而轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)則是一種三角活塞旋轉(zhuǎn)式發(fā)動機(jī)，它采用三角轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來控制壓縮和排放。轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)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(jī)。3.2按發(fā)動機(jī)布局劃分按照發(fā)動機(jī)在車身上的布局，還可以分成前置發(fā)動機(jī)、中置發(fā)動機(jī)以及后置發(fā)動機(jī)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(jī)，即發(fā)動機(jī)位車前輪軸之前。前置發(fā)動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)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(jī)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(jī)構(gòu)的復(fù)雜性和故障率。因外，將發(fā)動機(jī)置駕駛員的前方，在正面撞車時，發(fā)動機(jī)可以保護(hù)駕駛員免受沖擊，從而提高了車的安全性。與前置發(fā)動機(jī)相對應(yīng)的是后置發(fā)動機(jī)，后置發(fā)動機(jī)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(jī)，即發(fā)動機(jī)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(jī)中置是一種最理想的方式，因為發(fā)動機(jī)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(dá)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(jī)布局。3.3按燃料分類柴油機(jī)與汽油機(jī)汽車發(fā)動機(jī)按所使用的燃料進(jìn)行分類，可以分為汽油機(jī)和柴油機(jī)。汽油與柴油相比較，汽油的沸點(diǎn)低、容易汽化，汽油發(fā)動機(jī)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(diǎn)燃?xì)怏w推動汽缸活塞作功；柴油的特點(diǎn)是自燃溫度低，所以柴油發(fā)動機(jī)無需要火花塞之類的點(diǎn)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(diǎn)火燃燒。兩種發(fā)動機(jī)相比較而言，一般來說，因為汽油發(fā)動機(jī)需要對汽油的噴入量、噴入時間以及點(diǎn)火時間控制得十分準(zhǔn)確，因此結(jié)構(gòu)往往比柴油機(jī)更