汽車發(fā)動機結構與故障診斷 精品.docVIP

題目： 汽車發(fā)動機結構與電控汽油發(fā)動機的診斷第1章 緒論 汽車業(yè)的發(fā)展真是迅速，汽車已經成為人們不可缺少的交通工具，汽車的普遍也給汽車業(yè)帶來了不少的問題，最初人們對汽車的認識只是潛意識的，沒有確切的知識，隨著汽車的發(fā)展，人們越來越喜歡汽車，了解汽車，通過各種手段學習汽車方面的知識，這樣人們已經了解了不少的汽車知識和文化。但是汽車的發(fā)展幾年就有一個新的變化，發(fā)動機的構造及工作原理也越來越復雜我們要保養(yǎng)好自己的汽車，就要不斷的去學習。由于該部分內容在教材中以理論形式出現，學生理解有困難，教學效果不明顯。為此我運用所學知識將理論知識與現實問題加以聯系將汽車汽油發(fā)動機的結構、工作原理進行了詳細介紹。使人們對汽車汽油發(fā)動機有一個全新的認識，由原理推至運用。本內容新，系統(tǒng)性強，程度適中，通俗易懂，圖文并茂，實用性強，能幫助廣大讀者及汽車修理工和汽車專業(yè)師生對汽車汽油發(fā)動機進行全面了解掌握其最新發(fā)展方向。并且能幫助廣大汽車修理工和汽車專業(yè)師生對汽車汽油發(fā)動機全面了解，初步掌握其維修技能對研究課題有較全面的論述，將理論知識與現實問題加以聯系；運用所學知識對汽車常見故障進行判斷并能從事簡單的汽車修理工作。對廣大汽車消費者及汽車維護人員有一定的參考價值。第二章 汽車發(fā)動機的構造2.1汽車發(fā)動機的構造汽車一般由發(fā)動機、底盤、車身和電氣設備等四個基本部分組成。2.1.1汽車發(fā)動機的構造 汽車發(fā)動機：發(fā)動機是汽車的動力裝置。由機體，曲柄連桿機構，配氣機構，冷卻系，潤滑系，供油系，點火系(柴油機沒有點火系)和啟動系等組成。按燃料分發(fā)動機有汽油和柴油發(fā)動機兩種；按工作方式分有二沖程和四沖程兩種，一般發(fā)動機為四沖程發(fā)動機。1 四沖程發(fā)動機的工作過程： 四沖程發(fā)動機是活塞往復四個行程完成一個工作循環(huán)，包括進氣、壓縮、做功、排氣四個過程。四行程柴油機和汽油機一樣經歷進氣、壓縮、做功、排氣的過程。但與汽油機的不同之處在于：汽油機是點燃，柴油機是壓燃。 2.1.2汽車發(fā)動機系統(tǒng)的組成（1）冷卻系：一般由水箱、水泵、散熱器、風扇、節(jié)溫器、水溫表和放水開關組成。汽車發(fā)動機采用兩種冷卻方式，即空氣冷卻和水冷卻。一般汽車發(fā)動機多采用水冷卻。（2）潤滑系：發(fā)動機潤滑系由機油泵、集濾器、機油濾清器、油道、限壓閥、機油表、及油尺等組成。（3）點火系：點火系統(tǒng)在汽油機中，氣缸內的可燃混合氣是靠電火花點燃的，為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內。能夠按時在火花塞電極間產生電火花的全部設備稱為點火系。（4）供油系：是控制進入進氣歧管的燃料流量，使燃料與空氣正確混合。(5)啟動系：啟動系統(tǒng)的功用是通過啟動機將蓄電池的電能轉換成機械能，啟動發(fā)動機運轉。2.2汽車發(fā)動機的組成2.2.1氣缸體 水冷發(fā)動機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，其內腔為曲軸運動的空間。在氣缸體內部鑄有許多加強筋，冷卻水套和潤滑油道等。 現代汽車上基本都采用水冷多缸發(fā)動機，對于多缸發(fā)動機，氣缸的排列形式決定了發(fā)動機外型尺寸和結構特點，對發(fā)動機機體的剛度和強度也有影響，并關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型二種。 (1) 直列式 發(fā)動機的各個氣缸排成一列，一般是垂直布置的。單列式氣缸體結構簡單，加工容易，但發(fā)動機長度和高度較大。一般是六缸以下的發(fā)動機多采用單列式。例如捷達轎車、富康轎車、紅旗轎車所使用的發(fā)動機均采用這種直列式氣缸體。有的汽車為了降低發(fā)動機的高度，把發(fā)動機傾斜一個角度。 (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)動機，V型發(fā)動機與直列發(fā)動機相比，縮短了機體長度和高度，增加了氣缸體的剛度，減輕了發(fā)動機的重量，但卻加大了發(fā)動機的寬度，且形狀較復雜，加工困難，一般用于8缸以上的發(fā)動機，6缸發(fā)動機也有采用這種形式的氣缸體。 2.2.2氣缸蓋氣缸蓋安裝在氣缸體的上面，從上部密封氣缸并構成燃燒室。它經常與高溫高壓燃氣相接觸，因此承受很大的熱負荷和機械負荷。水冷發(fā)動機的氣缸蓋內部有冷卻水套，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、排氣門座，氣門導管孔，用于安裝進、排氣門，還有進氣通道和排氣通道等。汽油機的氣缸蓋上加工有安裝火花塞的孔，而柴油機的氣缸蓋上加工有安裝噴油器的孔。頂置凸輪軸式發(fā)動機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，燃燒室的形狀對發(fā)動機的工作影響很大，由于汽油機和柴油機的燃燒方式不同，其氣缸蓋上組成燃燒室的部分差別較大。汽油機的燃燒室主要在氣缸蓋上，而柴油機的燃燒室主要在活塞頂部的凹坑。 2.2.3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，能補償結合面的不平度，以確保密封，同時要有好的耐熱性和耐壓性，在高溫高壓下不燒損、不變形。目前應用較多的是銅皮棉結構的氣缸墊，由于銅皮棉氣缸墊翻邊處有三層銅皮，壓緊時較之石棉不易變形。有的發(fā)動機還采用在石棉中心用編織的綱絲網或有孔鋼板為骨架，兩面用石棉及橡膠粘結劑壓成的氣缸墊。2.3本章小結1汽車一般由發(fā)動機、底盤、車身和電氣設備等四個基本部分組成。2汽車發(fā)動機由機體，曲柄連桿機構，配氣機構，冷卻系，潤滑系，供油系，點火系(柴油機沒有點火系)和啟動系等組成。3按照氣缸的排列方式不同，氣缸體還可以分成單列式，V型二種。 4氣缸蓋安裝在氣缸體的上面，從上部密封氣缸并構成燃燒室。第三章 發(fā)動機各系統(tǒng)的組成3.1.潤滑系統(tǒng)3.1.1潤滑系統(tǒng)的組成 雖然潤滑系統(tǒng)的設計要根據各種機械設備的特點和使用條件而定，但它總是由幾種主要元件（如液壓泵、油箱、過濾器、冷卻裝置、加熱裝置、密封裝置、緩沖裝置、安全裝置、報警器等）所組成，可以根據機械設備的具體工況選擇或設計出由各種元件組成的潤滑系統(tǒng)。 3.1.2保證潤滑系統(tǒng)的基本要求 一般而言，機械設備的潤滑系統(tǒng)應滿足以下要求：1)保證均勻、邊續(xù)地對各潤滑點供應一定壓力的潤滑劑，油量充足，并可按需要調節(jié)。2)工作可靠性高。采用有效的密封和過濾裝置，保持潤滑劑的清潔，防止外界環(huán)境中灰塵、水分進入系統(tǒng)，并防止因泄漏而污染環(huán)境。3)結構簡單，盡可能標準化，便于維修及高速調整，便于檢查及更換潤滑劑，起始投資及維修費用低。4)帶有工作參數的指示、報警保護及工況監(jiān)測裝置，能及時發(fā)現潤滑故障。5)當潤滑系統(tǒng)需要保證合適的潤滑劑工作溫度時，可加裝冷卻及預熱裝置以及熱交換器。3.1.3集中潤滑系統(tǒng)的類型集中潤滑系統(tǒng)是在機械設備中應用最廣泛的系統(tǒng)，類型很多，大致可分為以下7種類型：(1)節(jié)流式是利用流體阻力分配潤滑劑，所分配的潤滑劑量與壓力及流孔尺寸成正比，供油壓力的范圍為0.21.5MPa，潤滑點可多至300以上。(2)單線式潤滑劑在間歇壓力(直接的或延遲的)下通過單線的主管道被送至噴油嘴，然后送至各潤滑點.供油壓力的范圍為0.321MPa，潤滑點可多至此200以上。 (3)雙線式潤滑劑在壓力作用下通過由一個方向控制閥交替變換流向的兩條主管道送至定量分配器，依靠主管路中潤滑劑壓的交替升降操縱量分配器，領先主管路中潤滑劑壓力的交替升降操縱定量分配器，使定量潤滑劑供送至潤滑點.供油壓力的范圍0.340MPa潤滑點可多達2000個。(4)多線式多頭油泵的多個出口各有一條管路直接將定量的潤滑劑送至相應的潤滑點.管路的布置可以是并聯或串聯安裝.供油壓力的范圍0.340MPa，潤滑點亦可多達2000個。(5)遞進式由壓力升降操縱定量分配器按預定的遞進程序將潤滑劑送至各潤滑點.供油壓范圍0.340MPa，潤滑點在800個以上。(6)油霧油氣式 油霧油氣潤滑是壓縮空氣與潤滑油液混合后經凝縮嘴或噴嘴后呈現出油霧或微細油滴送向潤滑點的潤滑方式.供油量可以調整，潤滑油能隨壓縮空氣中含有懸浮的油霧，對環(huán)境有污染，必要時可用通風裝置排除廢氣.采用此潤滑方式時，必須采用經過除水分和凈化的壓縮空氣，同時，潤滑油最好加抗氧化添加劑.油霧和油氣潤滑的區(qū)別是，前者的油顆粒尺寸為13m，而后者的油顆粒尺寸為50100m，通常為微小油滴狀，其輸送距離較前者短得多. (7)混合式是由上述潤滑系統(tǒng)組成而成的潤滑系統(tǒng)。3.1.4 潤滑系統(tǒng)常見問題及處理方法潤滑系統(tǒng)中的潤滑油有下面四個方面作用：減輕滑動部位的磨損，延長零件壽命；減少摩擦功耗；冷卻作用，可導走摩擦熱，使零件的工作溫度不過高，從而保證滑動部分必要的運轉間隙，防止接觸面被燒傷。這些作用都與設備的效率有著直接或間接的關系。但在高溫下潤滑油會氧化，這些作用效果都會降低。且會生成固體物，造成運行部件的磨損，導致被壓縮氣體的泄漏 。處理方法：合理使用質量高的潤滑油，這些潤滑油必須具有在高溫條件下有足夠的黏度，以便對各密封間隙能保持一定的密封能力；應有一定高的閃點；要有良好的化學穩(wěn)定性，較好的氧化安全性，并使膠質和積炭減少到最低限度。除此還要定期檢查、更換潤滑油，要定期清洗油池、油管、油過濾器及注油器等，保證油路暢通。43.2 供油系統(tǒng)近年來上市的車輛，幾乎都是采用噴射供油系統(tǒng)，最主要的原因也是因為要因應日趨嚴苛的環(huán)保法規(guī)。噴射供油系統(tǒng)從早期的機械式單點噴射一直演化至目前的電子式多點噴射，那么，何謂單點噴射及多點噴射呢？假設一個四缸的引擎，由單個噴油嘴置于進氣歧管分支之前，油料由一處噴入后在隨著進氣分布到四個汽缸內，這是單點噴射；而將噴油嘴置于四個汽缸之各氣缸的進氣道者，其每一汽缸各有一個噴油嘴，四缸引擎則有四個噴油嘴，這稱為多點噴射。 從燃油路徑來看，首先燃油泵油箱中將油料送至輸油管中，輸油管再將油料送至油軌，并且確保送至各缸的燃油壓力皆能相同。另一方面，調壓閥也會借著泄壓將過多的油料送至回油管而流回油箱中。而噴油嘴一端連接于油軌，噴嘴則位于各個氣缸的進氣道上。引擎ECU根據引擎運轉狀況會對噴油嘴下達噴油指令，噴油量是由之壓力是由歧管真空 (引擎負荷) 調整，所以ECU能控制的就是噴油時間，當引擎需要較燃油壓力及噴油嘴噴油時間所決定，燃油壓力在由調壓閥控制，而燃油調壓控制閥多的燃油時，噴油時間就會較長，反之則噴油時間較短。 5噴油嘴是一個常閉閥 (常閉閥的意思是當沒有輸入控制訊號時，閥門一直處于關閉狀態(tài)；而常開閥則是當沒有輸入控制訊號時，閥門一直處于開啟狀態(tài))，由一個閥針上下運動來控制閥的開閉。當ECU下達噴油指令時，其電壓訊號會使電流流經噴油嘴內的線圈，產生磁場閥針吸起，讓閥門開啟好使油料能自噴油孔噴出。噴射供油的最大優(yōu)點就是燃油供給控制十分精確，讓引擎在任何狀態(tài)下都能有正確的空燃比，不僅讓引擎保持運轉順暢，其廢氣也能合乎環(huán)保法規(guī)的規(guī)范。3.3點火系統(tǒng)點火系統(tǒng)在汽油機中，氣缸內的可燃混合氣是靠電火花點燃的，為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內。能夠按時在火花塞電極間產生電火花的全部設備稱為點火系，點火系通常由蓄電池、發(fā)電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成。 3.3.1分類依照運轉模式不同可分為火花點火(SI Spark Ignition)引擎及壓縮點火(CI pression Ignition)引擎，汽油引擎屬于火花點火引擎，而柴油引擎則屬于壓縮點火引擎。汽油引擎既是屬于火花點火引擎，其點火就必須借著點火系統(tǒng)來完成。汽油發(fā)動機吸入氣缸的燃油和空氣混合，在壓縮行程終了時用電火花點燃，使混合氣點燃產生強大的壓力，推動活塞向下運動而做功。為此在汽油發(fā)動機上裝有一套能在汽缸中產生電火花的裝置，稱為點火系。3.3.2作用點火系統(tǒng)在引擎運轉時所扮演的角色是在任何引擎轉速及不同的引擎負荷下，均能在適當的時機提供足夠的電壓，使火花塞能產生足以點燃汽缸內混合氣的火花，讓引擎得到最佳的燃燒效率。 點火系統(tǒng)的基本裝置包含了電源 點火系統(tǒng)（電瓶）、點火觸發(fā)裝置、點火正時控制裝置、高壓產生器（高壓線圈）、高壓電分配裝置（分電盤）、高壓導線及火花塞?，F代的點火提前裝置則已改由引擎管理電腦所控制，電腦收集引擎轉速、進氣歧管壓力或空氣流量、節(jié)氣門位置、電瓶電壓、水溫、爆震等訊號，算出最佳點火正時提前角度，再發(fā)出點火訊號，達到控制點火正時的目的。3.3.3原理汽油機點火系統(tǒng)是汽油機、煤氣機中用電火花點燃混合氣的裝置。它的功用是按氣缸點火次序定時地向火花塞提供足夠能量的高壓電，使火花塞電極間產生火花，從而點燃氣缸內被壓縮的可燃混合氣。點火系統(tǒng)通常由電源、點火線圈、分電器（包括斷電器）和火花塞等組成。其中電源、斷電器和點火線圈的初級線圈構成低壓電路部分；點火線圈的次級線圈、分電器和火花塞構成高壓電路部分。 點火線圈由初、次級線圈和鐵芯組成。初級線圈的導線粗而匝數少，次級線圈導線細而匝數多，相當于一個升壓變壓器。斷電器有機械式和晶體管式兩種，機械式的應用較普遍。當發(fā)動機運轉時，凸輪軸驅動分電器中凸輪旋轉，控制斷電器觸點啟閉。當斷電器將低壓電路閉合時，初級線圈中即產生低壓電流，在點火線圈內形成磁場。當電流達到一定值時，斷電器將低壓電路斷開，磁通消失，在次級線圈中感應出1024千伏的電動勢，通過分電器依次傳到相應氣缸的火花塞電極上，即產生電火花。當觸點斷開時，初級線圈會感應出自感電動勢，使觸點間產生電弧而引起燒蝕，并減緩磁通消失速度，降低次級線圈感應的電動勢。為了消除自感電動勢，與觸點并聯有一只0.150.30微法的電容器。點火系統(tǒng)按電源的不同可分為蓄電池點火系統(tǒng)和磁電機點火系統(tǒng)，兩者工作原理基本相同，僅低壓電路稍有差別。汽車上通常帶有蓄電池，都采用蓄電池點火系統(tǒng)。在要求工作可靠又不帶蓄電池的場合，如飛機用汽油機、拖拉機用汽油機和小型汽油機則多使用磁電機點火系統(tǒng)。3.4 汽車啟動系統(tǒng)啟動系統(tǒng)由蓄電池、點火開關、啟動繼電器、啟動機等組成。啟動系統(tǒng)的功用是通過啟動機將蓄電池的電能轉換成機械能，啟動發(fā)動機運轉?，F代汽車發(fā)動機以電動機作為啟動動力。由蓄電池、點火開關、啟動繼電器、啟動機等組成。啟動系統(tǒng)的功用是通過啟動機將蓄電池的電能轉換成機械能，啟動發(fā)動機運轉。1.啟動開關 接通啟動機電磁開關電路，以使電磁開關通電工作。汽油發(fā)動機的啟動開關與點火開關組合在一起。2.啟動繼電器 由啟動繼電器觸點（常開型）控制啟動機電磁開關電路的通斷，啟動開關只是控制啟動繼電器線圈電路，從而保護了啟動開關，有單聯型（保護啟動開關）和復合型（既保護啟動開關又保護啟動機）。3.5 冷卻系統(tǒng)汽車發(fā)動機的冷卻系為強制循環(huán)水冷系，即利用水泵提高冷卻液的壓力，強制冷卻液在發(fā)動機中循環(huán)流動。冷卻系主要由水泵、散熱器、冷卻風扇、補償水箱、節(jié)溫器、發(fā)動機機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，其實有兩個散熱循環(huán)：一個是冷卻發(fā)動機的主循環(huán)，另一個是車內取暖循環(huán)。這兩個循環(huán)都以發(fā)動機為中心，使用是同一冷卻液。3.5.1 冷卻發(fā)動機的主循環(huán)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)”。冷車著車后，發(fā)動機在漸漸升溫，冷卻液的溫度還無法打開系統(tǒng)中的節(jié)溫器，此時的冷卻液只是經過水泵在發(fā)動機內進行“冷車循環(huán)”，目的是使發(fā)動機盡快地達到正常工作溫度。隨著發(fā)動機的溫度，冷卻液溫度升到了節(jié)溫器的開啟溫度(通常這溫度在80后)，冷卻循環(huán)開始了“正常循環(huán)”。這時候的冷卻液從發(fā)動機出來，經過車前端的散熱器，散熱后，再經水泵進入發(fā)動機。3.5.2冷卻系統(tǒng)部件在整個冷卻系統(tǒng)中，冷卻介質是冷卻液，主要零部件有節(jié)溫器、水泵、水泵皮帶、散熱器、散熱風扇、水溫感應器、儲液罐、采暖裝置(類似散熱器)。 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生銹蝕的添加劑和水組成的液體。它需要具有防凍性，防蝕性，熱傳導性和不變質的性能?，F在經常使用乙二醇為主要成分，加有防腐蝕添加及水的防凍液。2)節(jié)溫器從介紹冷卻循環(huán)時，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后開啟，95時開度最大。節(jié)溫器不能關閉，會使循環(huán)從開始就進入“正常循環(huán)”，這樣就造成發(fā)動機不能盡快達到或無法達到正常溫度。節(jié)溫器不能開啟或開啟不靈活，會使冷卻液經過散熱器循環(huán)，造成溫度過高，或時高時正常。如果因節(jié)溫器不能開啟而引起過熱時，散熱器上下兩水管的溫度和壓力會有所不同。3)水泵水泵的作用是對冷卻液加壓，保證其在冷卻系中循環(huán)流動。水泵的故障通常為水封的損壞造成漏液，軸承毛病使轉動不正常或出聲。在出現發(fā)動機過熱現象時，最先應該注意的是水泵皮帶，檢查皮帶是否斷裂或松動。4)散熱器發(fā)動機工作時，冷卻液在散熱器芯內流動，空氣在散熱器芯內通過，熱的冷卻液向空氣散熱而變冷。散熱器上還有一個重要的小零件，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“熱脹冷縮”，散熱器器因冷卻液的膨脹而內壓增大，內壓到一定時，散熱器蓋開啟，冷卻液流到儲液罐；當溫度降低，冷卻液回流入散熱器。若儲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！5)散熱風扇正常行駛中，高速氣流已足以散熱，風扇一般不會在這時候工作；但在慢速和原地運行時，風扇就可能轉動來助散熱器散熱。風扇的起動由水溫感應器控制。6)水溫感應器水溫感應器，其實是一個溫度開關，當發(fā)動機進水溫度超出90以上，水溫感應器將接通風扇電路。如果循環(huán)正常，而溫度升高時，風扇不轉，水溫感應器和風扇本身就需要檢查。7)儲液罐儲液罐的作用是補充冷卻液和緩沖“熱脹冷縮”的變化，所以不要加液過滿。如果完全用空，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冷卻液，不然儲液罐就失去功用。8)采暖裝置采暖裝置在車內，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，這個循環(huán)是會對發(fā)動機的升溫有稍延后的影響，但影響實在不大，不用為了讓發(fā)動機升溫而使人凍著。也正因為這循環(huán)的特點，在發(fā)動機出現過熱的緊急情況下，打開車窗，暖氣開大最大，對發(fā)動機的降溫會有一定的幫助。3.5.3冷卻系統(tǒng)的作用冷卻系統(tǒng)的作用是在所有工況下，保證發(fā)動機在最適宜的溫度下工作，冷卻系統(tǒng)匹配的是否合適直接影響到發(fā)動機的使用壽命和燃油經濟性，所以在冷卻系統(tǒng)的設計及計算中，散熱器的選型以及風扇的匹配對冷卻系統(tǒng)起著至關重要的作用。為便于組織氣流，散熱器布置在整車的前面，但由于受到整車布置空間的限制，在其前面還布置了空調冷凝器，這會增加風阻，影響散熱器的進風量，從而影響冷卻系統(tǒng)的冷卻能力。風扇布置在散熱器后面，靠風扇電機帶動。3.5.4冷卻系工作原理在汽車上建立冷卻系的目的是要使發(fā)動機保持在適當的溫度下工作。發(fā)動機燃燒室內混合氣燃燒后會產生高溫高壓的燃氣(約為8002000)。所以必須對氣缸加以冷卻，否則其中的運動件受熱膨脹而破壞了正常間隙、機械強度降低而損壞、潤滑失效而卡死。如果冷卻過度也會造成氣缸充氣量減少、燃燒不正常、功率下降、油耗增加及潤滑不良等影響。目前汽車發(fā)動機的冷卻廣泛采用水冷式。令發(fā)動機高溫部件的熱量通過缸套、缸蓋傳導給周圍水套內的冷卻水，然后將冷卻水所吸收的熱量散人外界大氣中。發(fā)動機正常工作時水套內剛水溫應保持在8090左右。目前汽車發(fā)動機多采用強制循環(huán)水冷系統(tǒng)。發(fā)動機氣缸蓋和氣缸體中都有水套。水泵將冷卻水從機外吸入加壓，使冷水在水套內流動，帶走鄰近部件的熱量。冷卻水吸熱后自身溫度升高，進入車前端的散熱器(水箱)內。由于汽車前進和風扇的抽吸，外界冷空氣通過散熱器，帶走散熱器內冷卻水的熱量并送入大氣。當散熱器中的冷卻水得到冷卻后，在水泵的作用下，再次進入水套。如此循環(huán)不已地冷卻了發(fā)動機的高溫部件。為了保證發(fā)動機在不同負荷、轉速以及在不同季節(jié)下在最適宜的溫度范圍內工作，有些汽車還設置了百葉窗、節(jié)溫器和風扇離合器等。6散熱器位于汽車前端(個別的在車尾)汽車前進時的迎風處，上下端各有一個貯水室，其間用眾多細的冷卻管相連。冷卻管大多采用扁圓形截面。為了強化冷卻效果，在冷卻管外套上布置了許多金屬散熱片，以增加散熱面積和散熱器本身的剛度和強度。由冷卻管和散熱片組成的部件稱作散熱器芯。以上介紹的結構稱之為管片式散熱器芯。另一種被廣泛使用的是管帶式散熱器芯，它是由波紋狀散熱帶和冷卻管相間排列經焊接而成。在散熱帶上開有擾動氣流的小翅，以提高散熱能：力。由于這種形式的散熱效果好，便于制造，質量小，故被廣泛采用。缺點是結構強度不如管片式。對散熱器芯的要求是所用材料的導熱性好，一般多用黃銅片制造。為了節(jié)約用銅，鋁制的散熱器芯大有發(fā)展前途。目前多用在高級轎車和賽車上。冷卻水的加水口位于散熱器上貯水室，平時用蓋緊閉，以防冷卻水溢出。倘若冷卻水中含水蒸氣過多，壓力過大，可能導致散熱器發(fā)生破裂，因此必須設置排氣口減壓閥。由于冷卻水與大氣連通，故稱之為開式冷卻系。這種形式的缺點是冷卻水會不斷地蒸發(fā)，需經常檢查和補充。另一種為閉式。發(fā)動機在正常熱狀態(tài)下，整個系統(tǒng)封閉與大氣隔開，排氣口關閉。若系統(tǒng)內壓力過大，高于大氣壓力，排氣口開啟，與大氣相通。目前閉式冷卻系在排氣口上廣泛采用空氣蒸汽閥。近年來，大部分汽車在冷卻系里都充加防凍液，以代替冷卻水。與一般加冷卻水系統(tǒng)的不同點是：在散熱器蓋排氣口處接出一根橡膠或塑料管與貯液罐相通。當受熱膨脹時，防凍液就進入貯液罐。溫度降低時，罐內防凍液又被吸回入散熱器內。由此可避免防凍液的損失，更不必經常添加。在散熱器的后方，通常有一個風扇，它與冷卻液泵采用同一根驅動軸。風扇葉轉動時，將汽車前方的空氣吸進，令其通過散熱器芯，將芯內熱水的熱量帶走。風扇類似飛機的螺旋漿，它的葉片用薄鋼板制成，也有用高強度工程塑料或鋁合金鑄成。葉片數4。6片。為了降低噪聲和振動，葉片間夾角不等。為了提高風扇的冷卻效果，有的風扇外廓加上一個護風圈。風扇一般由曲軸前輸出端的皮帶輪帶動三角皮帶來傳動。三角皮帶的松緊程度是可調的，太松會引起皮帶打滑，扇風量減少，使發(fā)動機過熱；太緊則使各軸承的磨損加劇。所以皮帶的張緊力必須按制造廠的規(guī)定調好。 冷卻水泵用來驅使冷卻系內的冷卻水加速流動，保證帶出足夠的發(fā)動機熱量。最被廣泛采用的是離心式水泵。因為它的結構簡單，個頭小而排水量大，即使壞了也不影響冷卻水的流動。它的結構類似理發(fā)用的吹風機。水從散熱器的下蓄水室出來，進入水泵的旋轉中心，再被轉動著的葉輪甩向水泵殼四壁，最后沿切線方向從噴口噴出，進到氣缸的水套里。在車輛的使用過程中，應經常檢查水泵是否漏水。另外要按制造廠的規(guī)定，定期予以潤滑。汽車制造廠在設計某一具體車型的冷卻系時，是根據該車在某一常用工作狀況下而設計的。然而汽車的使用條件干變萬化。如在夏季高溫、發(fā)動機高負荷低轉速的條件下，需要加強冷卻，防止發(fā)動機過熱；在寒冷的冬季。發(fā)動機在低負荷高轉速的條件下，需要降低冷卻效果?，F代汽車一般都采用改變通過散熱器的空氣量或改變冷卻水的流量來控制冷卻的效果。改變通過散熱器的空氣量所采取的措施最簡單的要數在散熱器前方加裝百葉宙了。百葉窗是一扇由多個葉片構成的窗子，通常由駕車人或節(jié)溫器自動控制。冷卻水過冷時關閉百葉窗，反之則開啟至全開。另一種改變通過散熱器的空氣量的措施是變換風扇的轉速。風扇本身設有離合器。冷卻水溫低時，離合器分離，風扇轉速降低或停止。冷卻水溫高時，離合器接合，加速風扇的轉動，強化冷卻的效果。這種自動調節(jié)空氣流量的裝置還會帶來節(jié)約燃油的好處。至于利用什么媒介令離合器忽離忽合，現在常用的有硅油、溫控元件及電磁線圈等不一。改變冷卻水流量的常用辦法是在水路中增加節(jié)溫器。一般設在氣缸蓋的出水口處。當冷卻水溫過低時，節(jié)溫器堵住冷卻水不使它流入散熱器，而令冷卻水直接回到氣缸體的水套內。冷卻水溫高時，節(jié)溫器將回流到水套的通路關閉，讓冷卻水通過散熱器，加強對水的冷卻。節(jié)溫器本身起到雙通閥的作用，常用的有折疊式和蠟式。前者對壓力很敏感，后者結構簡單，堅固耐用，價格便宜。為了防止在氣缸水套內產生水垢，冷卻液可采用軟水。如雨水、雪水或涼開水。如用硬水需予以堿化處理，否則將出現傳熱效果差，發(fā)動機過熱的現象。由于冷卻水在寒冷氣候條件很容易結冰而導致出現脹破冷卻系部件的現象。為了降低冷卻水的結冰溫度，可以在冷卻水中添加乙二醇或酒精。當然應按制造廠的規(guī)定比例來配制。防凍液內如加入少量添加劑可得到長效防凍液，使用它可常年無須更換，也不致使發(fā)動機出現銹蝕、凍結或結垢。此舉不但可減輕維護工作量，而且還提高了發(fā)動機的壽命和汽車的使用率。3.6本章小結1潤滑系統(tǒng)是由液壓泵、油箱、過濾器、冷卻裝置、加熱裝置、密封裝置、緩沖裝置、安全裝置、報警器等所組成.2潤滑系統(tǒng)中的潤滑油有下面四個方面作用：減輕滑動部位的磨損，延長零件壽命；減少摩擦功耗；冷卻作用，可導走摩擦熱，使零件的工作溫度不過高，從而保證滑動部分必要的運轉間隙，防止接觸面被燒傷。3點火系通常由蓄電池、發(fā)電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成4汽油發(fā)動機吸入氣缸的燃油和空氣混合，在壓縮行程終了時用電火花點燃，使混合氣點燃產生強大的壓力，推動活塞向下運動而做功。為此在汽油發(fā)動機上裝有一套能在汽缸中產生電火花的裝置，稱為點火系。5點火線圈由初、次級線圈和鐵芯組成。6啟動系統(tǒng)由蓄電池、點火開關、啟動繼電器、啟動機等組成。7冷卻系主要由水泵、散熱器、冷卻風扇、補償水箱、節(jié)溫器、發(fā)動機機體和氣缸蓋中的水套以及附屬裝置等組成。8在整個冷卻系統(tǒng)中，冷卻介質是冷卻液，主要零部件有節(jié)溫器、水泵、水泵皮帶、散熱器、散熱風扇、水溫感應器、儲液罐、采暖裝置(類似散熱器)。9冷卻系統(tǒng)的作用是在所有工況下，保證發(fā)動機在最適宜的溫度下工作第四章 發(fā)動機的工作原理4.1發(fā)動機四沖程汽油機工作原理汽油機是將空氣與汽油以一定的比例混合成良好的混合氣，在吸氣沖程被吸入汽缸，混合氣經壓縮點火燃燒而產生熱能，高溫高壓的氣體作用于活塞頂部，推動活塞作往復直線運動，通過連桿、曲軸飛輪機構對外輸出機械能。四沖程汽油機在進氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程內完成一個工作循環(huán)。4.1.1 吸氣沖程吸氣沖程(intake stroke) 活塞在曲軸的帶動下由上止點移至下止點。此時進氣門開啟，排氣門關閉，曲軸轉動180。在活塞移動過程中，汽缸容積逐漸增大，汽缸內氣體壓力從pr逐漸降低到pa，汽缸內形成一定的真空度，空氣和汽油的混合氣通過進氣門被吸入汽缸，并在汽缸內進一步混合形成可燃混合氣。7由于進氣系統(tǒng)存在阻力，進氣終點 (圖中a 點)汽缸內氣體壓力小于大氣壓力0 p ，即pa= (0.800.90) 0 p 。進入汽缸內的可燃混合氣的溫度，由于進氣管、汽缸壁、活塞頂、氣門和燃燒室壁等高溫零件的加熱以及與殘余廢氣的混合而升高到340400K。4.1.2壓縮沖程壓縮沖程(pression stroke) 壓縮沖程時，進、排氣門同時關閉?；钊麖南轮裹c向上止點運動，曲軸轉動180。活塞上移時，工作容積逐漸縮小，缸內混合氣受壓縮后壓力和溫度不斷升高，到達壓縮終點時，其壓力pc可達8002 000kPa，溫度達600750K。4.1.3 做功沖程做功沖程(power stroke)當活塞接近上止點時，由火花塞點燃可燃混合氣，混合氣燃燒釋放出大量的熱能，使汽缸內氣體的壓力和溫度迅速提高。燃燒最高壓力pZ達3 0006 000kPa，溫度TZ達2 2002 800K。高溫高壓的燃氣推動活塞從上止點向下止點運動，并通過曲柄連桿機構對外輸出機械能。隨著活塞下移，汽缸容積增加，氣體壓力和溫度逐漸下降，到達 b 點時，其壓力降至300500kPa，溫度降至1 2001 500K。在做功沖程，進氣門、排氣門均關閉，曲軸轉動180。4.1.4排氣沖程排氣沖程(exhaust stroke)排氣沖程時，排氣門開啟，進氣門仍然關閉，活塞從下止點向上止點運動，曲軸轉動180。排氣門開啟時，燃燒后的廢氣一方面在汽缸內外壓差作用排出缸外，另一方面通過活塞的排擠作用下排出缸外。由于排氣系統(tǒng)的阻力作用，排氣終點r 點的壓力稍高于大氣壓力，即pr=(1.051.20)p0。排氣終點溫度Tr=9001100K?；钊\動到上止點時，燃燒室中仍留有一定容積的廢氣無法排出，這部分廢氣叫殘余廢氣。4.2 發(fā)動機四沖程柴油機工作原理四沖程柴油機和汽油機一樣，每個工作循環(huán)也是由進氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程組成。由于柴油機以柴油作燃料，與汽油相比，柴油自燃溫度低、黏度大不易蒸發(fā)，叫做壓縮燃油式點火，其工作過程及系統(tǒng)結構與汽油機有所不同.4.2.1進氣沖程進入汽缸的工質是純空氣。由于柴油機進氣系統(tǒng)阻力較小，進氣終點壓力pa= (0.850.95)p0，比汽油機高。進氣終點溫度Ta=300340K，比汽油機低。4.2.2壓縮沖程由于壓縮的工質是純空氣，因此柴油機的壓縮比比汽油機高(一般為=1622)。壓縮終點的壓力為3 0005 000kPa，壓縮終點的溫度為7501 000K，大大超過柴油的自燃溫度(約520K)。4.2.3做功沖程當壓縮沖程接近終了時，在高壓油泵作用下，將柴油以10MPa左右的高壓通過噴油器噴入汽缸燃燒室中，在很短的時間內與空氣混合后立即自行發(fā)火燃燒。汽缸內氣體的壓力急速上升，最高達5 0009 000kPa，最高溫度達1 8002 000K。9由于柴油機是靠壓縮自行著火燃燒，故稱柴油機為壓縮燃油式發(fā)動機。4.2.3排氣沖程柴油機的排氣與汽油機基本相同，只是排氣溫度比汽油機低。一般Tr=700900K。對于單缸發(fā)動機來說，其轉速不均勻，發(fā)動機工作不平穩(wěn)，振動大。這是因為四個沖程中只有一個沖程是做功的，其他三個沖程是消耗動力為做功做準備的沖程。為了解決這個問題，飛輪必須具有足夠大的轉動慣量，這樣又會導致整個發(fā)動機質量和尺寸增加。采用多缸發(fā)動機可以彌補上述不足?，F代汽車用多采用四缸、六缸和八缸發(fā)動機4.3本章小結1汽油機是將空氣與汽油以一定的比例混合成良好的混合氣，在吸氣沖程被吸入汽缸，混合氣經壓縮點火燃燒而產生熱能，高溫高壓的氣體作用于活塞頂部，推動活塞作往復直線運動，通過連桿、曲軸飛輪機構對外輸出機械能。2四沖程汽油機在進氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程內完成一個工作循環(huán)。3吸氣沖程 活塞在曲軸的帶動下由上止點移至下止點。4壓縮沖程壓縮沖程時，進、排氣門同時關閉。5做功沖程當活塞接近上止點時，由火花塞點燃可燃混合氣，混合氣燃燒釋放出大量的熱能，使汽缸內氣體的壓力和溫度迅速提高6排氣沖程排氣沖程時，排氣門開啟，進氣門仍然關閉，活塞從下止點向上止點運動，曲軸轉動180。7四沖程柴油機和汽油機一樣，每個工作循環(huán)也是由進氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程組成。第五章 電控系統(tǒng)的典型維修5.1發(fā)動機電控技術發(fā)展始于20世紀60年代，分為三個階段：第一階段，從20世紀60年代中期到70年代中期，主要是為了改善部分性能而對汽車產品進行的技術改造，如在車上裝了晶體管收音機；第二階段，從20世紀70年代末期到90年代中期，為解決安全、污染、和節(jié)能三大問題，研制出電控汽油噴射系統(tǒng)、電子控制防滑制動裝置和電控點火系統(tǒng)；第三階段，20世紀90年代中期以后，電子技術廣泛的應用在底盤、車身、和車用柴油發(fā)動機多個領域。5.2、電控技術對發(fā)動機性能的影響1.提高發(fā)動機的動力性 2.高發(fā)動機燃油經濟性3.降低排放污染 4.發(fā)動機的加速和減速性能 5.改善發(fā)動機的起動性能5.3電控系統(tǒng)的基本組成與類型5.3.1電控系統(tǒng)的基本組成任何一種電子控制系統(tǒng)，其主要組成都可分為信號輸入裝置、電子控制單元（ECU）和執(zhí)行元件三部分。信號輸入裝置各種傳感器，采集控制系統(tǒng)的信號，并轉換成電信號輸送給ECU； 電子控制單元ECU，給各傳感器提供參考電壓，接受傳感器信號，進行存儲、計算和分析處理后執(zhí)行器發(fā)出指令。執(zhí)行元件由ECU控制，執(zhí)行某項控制功能的裝置。5.3.2類型： 開環(huán)控制系統(tǒng)的控制方式比較簡單，ECU只根據傳感器信號對執(zhí)行元件進行控制，而控制的結果是否達到預期目標對其控制過程沒有影響。 開環(huán)控制ECU根據傳感器的信號對執(zhí)行器進行控制，但不去檢測控制結果； 閉環(huán)控制也叫反饋控制，在開環(huán)的基礎上，它對控制結果進行檢測，并反饋給ECU。5.4傳感器的類型及功用1空氣流量計測量發(fā)動機的進氣量，將信號輸入ECU。2進氣絕對壓力傳感器測量進氣管內氣體的絕對壓力，將信號輸入ECU。 3節(jié)氣門位置傳感器檢測節(jié)氣門的開度及開度變化，信號輸入ECU。4凸輪軸位置傳感器提供曲軸轉角基準位置信號。 5曲軸位置傳感器檢測曲軸轉角位移，給ECU提供發(fā)動機轉速信號和曲軸轉角信號。 6進氣溫度傳感器檢測進氣溫度信號。7冷卻液溫度傳感器給ECU提供冷卻液溫度信號。 8車速傳感器檢測汽車的行駛速度，給ECU提供車速信號（SPD信號）。9氧傳感器檢測排氣中的氧含量。10爆燃傳感器檢測汽油機是否爆燃及爆燃強度。5.5電子控制單元（ECU）的基本功能1給傳感器提供電壓，接受傳感器和其他裝置的輸入信號，并轉換成數字信號；2進氣絕對壓力傳感器測量進氣管內氣體的絕對壓力，將信號輸入ECU。3儲存該車型的特征參數和運算所需的有關數據信號；4確定計算輸出指令所需的程序，并根據輸入信號和相關程序計算輸出指令數值；5將輸入信號和輸出指令信號與標準值進行比較，確定并存儲故障信息。 6向執(zhí)行元件輸出指令，或根據指令輸出自身已儲存的信息；7自我修正功能（學習功能）。5.6執(zhí)行元件的類型 噴油器、點火器、怠速控制閥、巡航控制電磁閥、節(jié)氣門控制電動機、EGR閥、進氣控制閥、二次空氣噴射閥、活性炭罐排泄電磁閥、油泵繼電器、風扇繼電器、空調壓縮繼電器、自診斷顯示與報警裝置、儀表顯示器等 。5.7電控燃油噴射系統(tǒng)的組成及功用 5.7.1控燃油噴射系統(tǒng)的組成故障電控燃油噴射系統(tǒng)都是由空氣供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個子系統(tǒng)組成。 5.7.2電控燃油噴射系統(tǒng)的功用（一）空氣供給系統(tǒng)原理：發(fā)動機工作時，空氣經空氣濾清器過濾后，通過空氣流量計（ L 型）、節(jié)氣門體進入進氣總管，再通過進氣歧管分配給各缸。 （二）燃油供給系功用：供給噴油器一定壓力的燃油，噴油器則根據電腦指令噴油。原理：電動燃油泵將汽油自油箱內吸出，經濾清器過濾后，由壓力調節(jié)器調壓，通過油管輸送給噴油器，噴油器根據電腦指令向進氣管噴油。燃油泵供給的多余汽油經低壓回油管流回油箱。 （三）控制系統(tǒng)控制原理： ECU 根據空氣流量信號和發(fā)動機轉速信號確定基本噴油時間，再根據其他傳感器對噴油時間進行修正，并按最后確定的總噴油時間向噴油器發(fā)出指令，使噴油器噴油或斷油。 5.8故障診斷步驟（1）外觀檢察 打開發(fā)動機艙蓋，觀察發(fā)動機部件是否完整，真空管有無脫落，電線插接器有無松脫，是否存在漏油、漏液、漏氣及漏電現象，發(fā)動機怠速運轉是否平穩(wěn)，排氣管是否冒黑煙或有汽油味等異?，F象。 （2）讀碼清碼運行再讀碼 連接故障診斷儀查詢故障碼，要對讀出的永久性和偶發(fā)性故障碼進行記錄，然后清除故障碼。起動發(fā)動機，待冷卻液溫度達到80 以上，發(fā)動機高速運轉幾秒鐘，創(chuàng)造故障再現條件，再次查詢故障碼并做記錄。 （3）分析故障碼 使用維修手冊查閱故障碼產生的原因、影響及排除方法，對偶發(fā)性故障碼也不能忽視。如果未存儲故障碼，要考慮控制單元不能監(jiān)視的元件，如桑塔納時代超人轎車的點火線圈存在故障也不會有故障碼顯示，應采用其他方法判斷是否存在故障。 （4）檢查測量 根據故障現象、故障碼內容及數據流中的相關數值確定測量項目，可以使用萬用表、二極管測試筆、廢氣分析儀、燃油壓力表、真空表、氣缸壓力表、示波器、模擬信號發(fā)生器及噴油器檢測清洗儀等儀器進行必要的測量，選擇儀器的原則是能快速、準確地判斷故障。 （5）排除故障 根據以上工作記錄并參照維修手冊或相關資料，對故障進行分析，得出診斷結論和修理方案，如清洗節(jié)氣門、氣門和進氣道，調整或更換元件，剝開線束查找故障點，以及清潔接地線等。 （6）竣工檢驗 再次使用故障診斷儀、廢氣分析儀等設備進行檢測，確認故障是否排除。對于發(fā)動機行駛熄火、加速闖車及動力不足的故障必須進行路試，待故障完全排除后方能竣工交車。如果故障仍未排除或未全部排除，根據需要再重復以上的診斷步驟。只要具有堅強的自信心、正確的診斷步驟、認真的檢查測量及縝密的分析思路，任何故障都不會難住診斷者。5.9發(fā)動機起動困難車型：捷達GTX故障現象：起動車輛時，起動機轉動正常，發(fā)動機不能起動。檢查：連接故障診斷儀VAG1551檢測發(fā)動機控制系統(tǒng)無故障碼。起動發(fā)動機時發(fā)現電動燃油泵不工作，且無高壓火。后來又發(fā)現發(fā)動機控制單元有時不能通訊，故決定檢查發(fā)動機控制單元的電源線和接地線，其他接地點都良好，但發(fā)現控制單元旁邊的搭鐵點接線柱上有一層油漆。分析：該車曾因出事故而做過鈑金和噴漆修理，當時對這個接地點的油漆沒有清除，修復后的一段時間沒有出現故障，時間久后此處接地不良，最終導致車輛不能起動。故障排除：打磨緊固后進行測試，每次起動一次成功。5.10發(fā)動機不能起動5.10.1發(fā)動機不能起動（1）車型：捷達GiX故障現象：起動車輛時，起動機轉速正常，發(fā)動機不能起動，曾去過路邊修理部，建議用戶更換發(fā)動機線束。檢查：連接故障診斷儀VAG1552進入發(fā)動機控制系統(tǒng)，設備顯示發(fā)動機電控單元不能通訊。在車輛起動時，檢查火花塞無高壓火產生。分析：根據上述兩項檢查結果，可以判定發(fā)動機控制單元未工作。一般發(fā)動機控制單元不工作的原因有2個：一是控制單元未通電，二是控制單元損壞。捷達GiX轎車裝備的是西門子公司的SIMOS 3PW發(fā)動機管理系統(tǒng)，發(fā)動機控制單元為121針腳，1、2號腳為接地線，61號腳為點火開關火線，62號腳為?；鹁€。拔下發(fā)動機控制單元插頭，對插頭線束端進行測量，1、2號腳接地電阻為零，61號腳在打開點火開關的情況下對地電壓為12 V，62號腳對地電壓為零。經分析線路圖，得知連接控制單元62號腳的是一根紅色電線，截面積為035 mm2，該線另一端連接到繼電器盒G2插頭的第9腳（G2是白顏色9腳插頭）。測量該導線，導線中間無斷路故障，測量繼電器盒G2插頭的第9腳電壓為12 V，而測量控制單元的62號腳無電壓。上述測量結果沒有道理，但仔細一想應該這樣解釋：測G2插頭第9腳時表筆從插頭第9腳背面使勁插入，這樣可以把第9腳插頭按實，表筆拿開后第9腳