汽车发动机结构与电控汽油发动机故障诊断.doc

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1、 本科生（自考）毕业论文（设计）题目： 汽车发动机结构与电控汽油发动机的诊断 学生姓名 准考证号 学 院 专 业 汽车电子技术 指导教师 摘要发动机是汽车的心脏，很大一部分的汽车故障都来源于此，所以高效、准确的对发动机进行故障分析并排除是汽车检修和维护的一项重要工作。对发动机不同部位的故障分析方法进行分析，最后对一种发动机不能起动的故障，给出具体的故障排除方法。对于汽车发动机其故障分析可采用的方法包括经验诊断法、仪器诊断法、自诊断法，对其所造成的故障、具体的故障排除方法为检查其所有关系的一些传感器、执行器等是否工作正常。关键词：组成 ,功用, 诊断步骤, 不能起动, 怠速控制阀, 控制单元Ab

2、stractThe engine is a large part of the heart of the car, the car trouble comes from this, so efficient and accurate to engine for failure analysis and ruled out inspection and maintenance of the car is an important work. The engine in different parts of the fault analysis, finally to a kind of engi

3、ne cant start fault, give a concrete troubleshooting methods. For the car engine, the fault analysis can use methods including experience, instrument, the diagnosis method diagnosis method, The diagnosis method by the fault, specific troubleshooting methods for all of the relationship between the ch

4、eck some sensors, actuators, etc are working properly. Keywords: composition, function, diagnostic step, cant start, idle speed control valves, control unit 目 录第1章 绪论6第二章 汽车发动机的构造82.1汽车发动机的构造82.1.1汽车发动机的构造82.1.2汽车发动机系统的组成82.2汽车发动机的组成102.2.1气缸体102.2.2气缸盖102.2.3气缸垫112.3本章小结11第三章 发动机各系统的组成123.1.1润滑系统的组

5、成123.1.2保证润滑系统的基本要求123.1.3集中润滑系统的类型123.1.4 润滑系统常见问题及处理方法143.2 供油系统143.3点火系统153.3.1分类153.3.2作用153.3.3原理163.4 汽车启动系统163.5 冷却系统163.5.1 冷却发动机的主循环173.5.2冷却系统部件173.5.3冷却系统的作用183.5.4冷却系工作原理193.6本章小结20第四章 发动机的工作原理224.1发动机四冲程汽油机工作原理224.1.1 吸气冲程224.1.2压缩冲程224.1.3 做功冲程224.1.4排气冲程234.2 发动机四冲程柴油机工作原理244.2.1进气冲程2

6、44.2.2压缩冲程244.2.3做功冲程244.2.3排气冲程244.3本章小结26第五章 电控系统的典型维修275.1发动机电控技术发展275.2、电控技术对发动机性能的影响275.3电控系统的基本组成与类型275.3.1电控系统的基本组成275.3.2类型：275.4传感器的类型及功用285.5电子控制单元（ECU）的基本功能285.6执行元件的类型295.7电控燃油喷射系统的组成及功用295.7.1控燃油喷射系统的组成295.7.2电控燃油喷射系统的功用295.8故障诊断步骤305.9发动机起动困难315.10发动机不能起动315.10.1发动机不能起动（1）315.10.2发动机不能

7、起动（2）32511怠速控制阀引起的怠速不稳325.12下雨后发动机不能起动335.13本章小结33第五章 结论42参考文献43致谢441 第1章 绪论 汽车业的发展真是迅速，汽车已经成为人们不可缺少的交通工具，汽车的普遍也给汽车业带来了不少的问题，最初人们对汽车的认识只是潜意识的，没有确切的知识，随着汽车的发展，人们越来越喜欢汽车，了解汽车，通过各种手段学习汽车方面的知识，这样人们已经了解了不少的汽车知识和文化。但是汽车的发展几年就有一个新的变化，发动机的构造及工作原理也越来越复杂我们要保养好自己的汽车，就要不断的去学习。由于该部分内容在教材中以理论形式出现，学生理解有困难，教学效果不明显。

8、为此我运用所学知识将理论知识与现实问题加以联系将汽车汽油发动机的结构、工作原理进行了详细介绍。使人们对汽车汽油发动机有一个全新的认识，由原理推至运用。本论文内容新，系统性强，程度适中，通俗易懂，图文并茂，实用性强，能帮助广大读者及汽车修理工和汽车专业师生对汽车汽油发动机进行全面了解掌握其最新发展方向。并且能帮助广大汽车修理工和汽车专业师生对汽车汽油发动机全面了解，初步掌握其维修技能对研究课题有较全面的论述，将理论知识与现实问题加以联系；运用所学知识对汽车常见故障进行判断并能从事简单的汽车修理工作。对广大汽车消费者及汽车维护人员有一定的参考价值。第二章 汽车发动机的构造2.1汽车发动机的构造汽车

9、一般由发动机、底盘、车身和电气设备等四个基本部分组成。2.1.1汽车发动机的构造 汽车发动机：发动机是汽车的动力装置。由机体，曲柄连杆机构，配气机构，冷却系，润滑系，供油系，点火系(柴油机没有点火系)和启动系等组成。按燃料分发动机有汽油和柴油发动机两种；按工作方式分有二冲程和四冲程两种，一般发动机为四冲程发动机。1 四冲程发动机的工作过程： 四冲程发动机是活塞往复四个行程完成一个工作循环，包括进气、压缩、做功、排气四个过程。四行程柴油机和汽油机一样经历进气、压缩、做功、排气的过程。但与汽油机的不同之处在于：汽油机是点燃，柴油机是压燃。 2.1.2汽车发动机系统的组成（1）冷却系：一般由水箱、水

10、泵、散热器、风扇、节温器、水温表和放水开关组成。汽车发动机采用两种冷却方式，即空气冷却和水冷却。一般汽车发动机多采用水冷却。（2）润滑系：发动机润滑系由机油泵、集滤器、机油滤清器、油道、限压阀、机油表、及油尺等组成。（3）点火系：点火系统在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系。（4）供油系：是控制进入进气歧管的燃料流量，使燃料与空气正确混合。(5)启动系：启动系统的功用是通过启动机将蓄电池的电能转换成机械能，启动发动机运转。2.2汽车发动机的组成2.2.1气缸体 水冷发动机的

11、气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体曲轴箱，也可称为气缸体。气缸体一般用灰铸铁铸成，气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等。 现代汽车上基本都采用水冷多缸发动机，对于多缸发动机，气缸的排列形式决定了发动机外型尺寸和结构特点，对发动机机体的刚度和强度也有影响，并关系到汽车的总体布置。按照气缸的排列方式不同，气缸体还可以分成单列式，V型二种。 (1) 直列式 发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的。单列式气缸体结构简单，加工容易，但发动机长度和高度较大。一般是六缸以下的发动机多采用单列式。例如捷达轿车

12、、富康轿车、红旗轿车所使用的发动机均采用这种直列式气缸体。有的汽车为了降低发动机的高度，把发动机倾斜一个角度。 (2) V型 气缸排成两列，左右两列气缸中心线的夹角180，称为V型发动机，V型发动机与直列发动机相比，缩短了机体长度和高度，增加了气缸体的刚度，减轻了发动机的重量，但却加大了发动机的宽度，且形状较复杂，加工困难，一般用于8缸以上的发动机，6缸发动机也有采用这种形式的气缸体。 2.2.2气缸盖气缸盖安装在气缸体的上面，从上部密封气缸并构成燃烧室。它经常与高温高压燃气相接触，因此承受很大的热负荷和机械负荷。水冷发动机的气缸盖内部有冷却水套，缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通。利用

13、循环水来冷却燃烧室等高温部分。 缸盖上还装有进、排气门座，气门导管孔，用于安装进、排气门，还有进气通道和排气通道等。汽油机的气缸盖上加工有安装火花塞的孔，而柴油机的气缸盖上加工有安装喷油器的孔。顶置凸轮轴式发动机的气缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔，用以安装凸轮轴。 气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成，铝合金的导热性好，有利于提高压缩比，所以近年来铝合金气缸盖被采用得越来越多。 气缸盖是燃烧室的组成部分，燃烧室的形状对发动机的工作影响很大，由于汽油机和柴油机的燃烧方式不同，其气缸盖上组成燃烧室的部分差别较大。汽油机的燃烧室主要在气缸盖上，而柴油机的燃烧室主要在活塞顶部的凹坑。 2.2.3气缸垫气缸垫

14、装在气缸盖和气缸体之间，其功用是保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气，漏水和漏油。 气缸垫的材料要有一定的弹性，能补偿结合面的不平度，以确保密封，同时要有好的耐热性和耐压性，在高温高压下不烧损、不变形。目前应用较多的是铜皮棉结构的气缸垫，由于铜皮棉气缸垫翻边处有三层铜皮，压紧时较之石棉不易变形。有的发动机还采用在石棉中心用编织的纲丝网或有孔钢板为骨架，两面用石棉及橡胶粘结剂压成的气缸垫。2.3本章小结1汽车一般由发动机、底盘、车身和电气设备等四个基本部分组成。2汽车发动机由机体，曲柄连杆机构，配气机构，冷却系，润滑系，供油系，点火系(柴油机没有点火系)和启动系等组成。3按照气缸的排列方式不

15、同，气缸体还可以分成单列式，V型二种。 4气缸盖安装在气缸体的上面，从上部密封气缸并构成燃烧室。3 第3章 发动机各系统的组成第三章 发动机各系统的组成3.1.润滑系统3.1.1润滑系统的组成 虽然润滑系统的设计要根据各种机械设备的特点和使用条件而定，但它总是由几种主要元件（如液压泵、油箱、过滤器、冷却装置、加热装置、密封装置、缓冲装置、安全装置、报警器等）所组成，可以根据机械设备的具体工况选择或设计出由各种元件组成的润滑系统。 3.1.2保证润滑系统的基本要求 一般而言，机械设备的润滑系统应满足以下要求：1)保证均匀、边续地对各润滑点供应一定压力的润滑剂，油量充足，并可按需要调节。2)工作可

16、靠性高。采用有效的密封和过滤装置，保持润滑剂的清洁，防止外界环境中灰尘、水分进入系统，并防止因泄漏而污染环境。3)结构简单，尽可能标准化，便于维修及高速调整，便于检查及更换润滑剂，起始投资及维修费用低。4)带有工作参数的指示、报警保护及工况监测装置，能及时发现润滑故障。5)当润滑系统需要保证合适的润滑剂工作温度时，可加装冷却及预热装置以及热交换器。3.1.3集中润滑系统的类型集中润滑系统是在机械设备中应用最广泛的系统，类型很多，大致可分为以下7种类型：(1)节流式是利用流体阻力分配润滑剂，所分配的润滑剂量与压力及流孔尺寸成正比，供油压力的范围为0.21.5MPa，润滑点可多至300以上。(2)

17、单线式润滑剂在间歇压力(直接的或延迟的)下通过单线的主管道被送至喷油嘴，然后送至各润滑点.供油压力的范围为0.321MPa，润滑点可多至此200以上。 (3)双线式润滑剂在压力作用下通过由一个方向控制阀交替变换流向的两条主管道送至定量分配器，依靠主管路中润滑剂压的交替升降操纵量分配器，领先主管路中润滑剂压力的交替升降操纵定量分配器，使定量润滑剂供送至润滑点.供油压力的范围0.340MPa润滑点可多达2000个。(4)多线式多头油泵的多个出口各有一条管路直接将定量的润滑剂送至相应的润滑点.管路的布置可以是并联或串联安装.供油压力的范围0.340MPa，润滑点亦可多达2000个。(5)递进式由压力

18、升降操纵定量分配器按预定的递进程序将润滑剂送至各润滑点.供油压范围0.340MPa，润滑点在800个以上。(6)油雾油气式 油雾油气润滑是压缩空气与润滑油液混合后经凝缩嘴或喷嘴后呈现出油雾或微细油滴送向润滑点的润滑方式.供油量可以调整，润滑油能随压缩空气中含有悬浮的油雾，对环境有污染，必要时可用通风装置排除废气.采用此润滑方式时，必须采用经过除水分和净化的压缩空气，同时，润滑油最好加抗氧化添加剂.油雾和油气润滑的区别是，前者的油颗粒尺寸为13m，而后者的油颗粒尺寸为50100m，通常为微小油滴状，其输送距离较前者短得多. (7)混合式是由上述润滑系统组成而成的润滑系统。3.1.4 润滑系统常见

19、问题及处理方法润滑系统中的润滑油有下面四个方面作用：减轻滑动部位的磨损，延长零件寿命；减少摩擦功耗；冷却作用，可导走摩擦热，使零件的工作温度不过高，从而保证滑动部分必要的运转间隙，防止接触面被烧伤。这些作用都与设备的效率有着直接或间接的关系。但在高温下润滑油会氧化，这些作用效果都会降低。且会生成固体物，造成运行部件的磨损，导致被压缩气体的泄漏 。处理方法：合理使用质量高的润滑油，这些润滑油必须具有在高温条件下有足够的黏度，以便对各密封间隙能保持一定的密封能力；应有一定高的闪点；要有良好的化学稳定性，较好的氧化安全性，并使胶质和积炭减少到最低限度。除此还要定期检查、更换润滑油，要定期清洗油池、油

20、管、油过滤器及注油器等，保证油路畅通。43.2 供油系统近年来上市的车辆，几乎都是采用喷射供油系统，最主要的原因也是因为要因应日趋严苛的环保法规。喷射供油系统从早期的机械式单点喷射一直演化至目前的电子式多点喷射，那么，何谓单点喷射及多点喷射呢？假设一个四缸的引擎，由单个喷油嘴置于进气歧管分支之前，油料由一处喷入后在随着进气分布到四个汽缸内，这是单点喷射；而将喷油嘴置于四个汽缸之各气缸的进气道者，其每一汽缸各有一个喷油嘴，四缸引擎则有四个喷油嘴，这称为多点喷射。 从燃油路径来看，首先燃油泵油箱中将油料送至输油管中，输油管再将油料送至油轨，并且确保送至各缸的燃油压力皆能相同。另一方面，调压阀也会借

21、着泄压将过多的油料送至回油管而流回油箱中。而喷油嘴一端连接于油轨，喷嘴则位于各个气缸的进气道上。引擎ECU根据引擎运转状况会对喷油嘴下达喷油指令，喷油量是由之压力是由歧管真空 (引擎负荷) 调整，所以ECU能控制的就是喷油时间，当引擎需要较燃油压力及喷油嘴喷油时间所决定，燃油压力在由调压阀控制，而燃油调压控制阀多的燃油时，喷油时间就会较长，反之则喷油时间较短。 5喷油嘴是一个常闭阀 (常闭阀的意思是当没有输入控制讯号时，阀门一直处于关闭状态；而常开阀则是当没有输入控制讯号时，阀门一直处于开启状态)，由一个阀针上下运动来控制阀的开闭。当ECU下达喷油指令时，其电压讯号会使电流流经喷油嘴内的线圈，

22、产生磁场阀针吸起，让阀门开启好使油料能自喷油孔喷出。喷射供油的最大优点就是燃油供给控制十分精确，让引擎在任何状态下都能有正确的空燃比，不仅让引擎保持运转顺畅，其废气也能合乎环保法规的规范。3.3点火系统点火系统在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。 3.3.1分类依照运转模式不同可分为火花点火(SI Spark Ignition)引擎及压缩点火(CI Compression Ignition)引擎，汽油引擎属于火花

23、点火引擎，而柴油引擎则属于压缩点火引擎。汽油引擎既是属于火花点火引擎，其点火就必须借着点火系统来完成。汽油发动机吸入气缸的燃油和空气混合，在压缩行程终了时用电火花点燃，使混合气点燃产生强大的压力，推动活塞向下运动而做功。为此在汽油发动机上装有一套能在汽缸中产生电火花的装置，称为点火系。3.3.2作用点火系统在引擎运转时所扮演的角色是在任何引擎转速及不同的引擎负荷下，均能在适当的时机提供足够的电压，使火花塞能产生足以点燃汽缸内混合气的火花，让引擎得到最佳的燃烧效率。 点火系统的基本装置包含了电源 点火系统（电瓶）、点火触发装置、点火正时控制装置、高压产生器（高压线圈）、高压电分配装置（分电盘）、

24、高压导线及火花塞。现代的点火提前装置则已改由引擎管理电脑所控制，电脑收集引擎转速、进气歧管压力或空气流量、节气门位置、电瓶电压、水温、爆震等讯号，算出最佳点火正时提前角度，再发出点火讯号，达到控制点火正时的目的。3.3.3原理汽油机点火系统是汽油机、煤气机中用电火花点燃混合气的装置。它的功用是按气缸点火次序定时地向火花塞提供足够能量的高压电，使火花塞电极间产生火花，从而点燃气缸内被压缩的可燃混合气。点火系统通常由电源、点火线圈、分电器（包括断电器）和火花塞等组成。其中电源、断电器和点火线圈的初级线圈构成低压电路部分；点火线圈的次级线圈、分电器和火花塞构成高压电路部分。 点火线圈由初、次级线圈和

25、铁芯组成。初级线圈的导线粗而匝数少，次级线圈导线细而匝数多，相当于一个升压变压器。断电器有机械式和晶体管式两种，机械式的应用较普遍。当发动机运转时，凸轮轴驱动分电器中凸轮旋转，控制断电器触点启闭。当断电器将低压电路闭合时，初级线圈中即产生低压电流，在点火线圈内形成磁场。当电流达到一定值时，断电器将低压电路断开，磁通消失，在次级线圈中感应出1024千伏的电动势，通过分电器依次传到相应气缸的火花塞电极上，即产生电火花。当触点断开时，初级线圈会感应出自感电动势，使触点间产生电弧而引起烧蚀，并减缓磁通消失速度，降低次级线圈感应的电动势。为了消除自感电动势，与触点并联有一只0.150.30微法的电容器。

26、点火系统按电源的不同可分为蓄电池点火系统和磁电机点火系统，两者工作原理基本相同，仅低压电路稍有差别。汽车上通常带有蓄电池，都采用蓄电池点火系统。在要求工作可靠又不带蓄电池的场合，如飞机用汽油机、拖拉机用汽油机和小型汽油机则多使用磁电机点火系统。3.4 汽车启动系统启动系统由蓄电池、点火开关、启动继电器、启动机等组成。启动系统的功用是通过启动机将蓄电池的电能转换成机械能，启动发动机运转。现代汽车发动机以电动机作为启动动力。由蓄电池、点火开关、启动继电器、启动机等组成。启动系统的功用是通过启动机将蓄电池的电能转换成机械能，启动发动机运转。1.启动开关 接通启动机电磁开关电路，以使电磁开关通电工作。

27、汽油发动机的启动开关与点火开关组合在一起。2.启动继电器 由启动继电器触点（常开型）控制启动机电磁开关电路的通断，启动开关只是控制启动继电器线圈电路，从而保护了启动开关，有单联型（保护启动开关）和复合型（既保护启动开关又保护启动机）。3.5 冷却系统汽车发动机的冷却系为强制循环水冷系，即利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动。冷却系主要由水泵、散热器、冷却风扇、补偿水箱、节温器、发动机机体和气缸盖中的水套以及附属装置等组成。在冷却系统中，其实有两个散热循环：一个是冷却发动机的主循环，另一个是车内取暖循环。这两个循环都以发动机为中心，使用是同一冷却液。3.5.1 冷却发动机的主循

28、环主循环中包括了两种工作循环，即“冷车循环”和“正常循环”。冷车着车后，发动机在渐渐升温，冷却液的温度还无法打开系统中的节温器，此时的冷却液只是经过水泵在发动机内进行“冷车循环”，目的是使发动机尽快地达到正常工作温度。随着发动机的温度，冷却液温度升到了节温器的开启温度(通常这温度在80后)，冷却循环开始了“正常循环”。这时候的冷却液从发动机出来，经过车前端的散热器，散热后，再经水泵进入发动机。3.5.2冷却系统部件在整个冷却系统中，冷却介质是冷却液，主要零部件有节温器、水泵、水泵皮带、散热器、散热风扇、水温感应器、储液罐、采暖装置(类似散热器)。 1)冷却液冷却液又称防冻液，是由防冻添加剂及防

29、止金属产生锈蚀的添加剂和水组成的液体。它需要具有防冻性，防蚀性，热传导性和不变质的性能。现在经常使用乙二醇为主要成分，加有防腐蚀添加及水的防冻液。2)节温器从介绍冷却循环时，可以看出节温器是决定走“冷车循环”，还是“正常循环”的。节温器在80后开启，95时开度最大。节温器不能关闭，会使循环从开始就进入“正常循环”，这样就造成发动机不能尽快达到或无法达到正常温度。节温器不能开启或开启不灵活，会使冷却液经过散热器循环，造成温度过高，或时高时正常。如果因节温器不能开启而引起过热时，散热器上下两水管的温度和压力会有所不同。3)水泵水泵的作用是对冷却液加压，保证其在冷却系中循环流动。水泵的故障通常为水封

30、的损坏造成漏液，轴承毛病使转动不正常或出声。在出现发动机过热现象时，最先应该注意的是水泵皮带，检查皮带是否断裂或松动。4)散热器发动机工作时，冷却液在散热器芯内流动，空气在散热器芯内通过，热的冷却液向空气散热而变冷。散热器上还有一个重要的小零件，就是散热器盖，这小零件很容易被忽略。随着温度变化，冷却液会“热胀冷缩”，散热器器因冷却液的膨胀而内压增大，内压到一定时，散热器盖开启，冷却液流到储液罐；当温度降低，冷却液回流入散热器。若储液罐中的冷却液不见减少，散热器液面却有降低，那么，散热器盖就没有工作！5)散热风扇正常行驶中，高速气流已足以散热，风扇一般不会在这时候工作；但在慢速和原地运行时，风扇

31、就可能转动来助散热器散热。风扇的起动由水温感应器控制。6)水温感应器水温感应器，其实是一个温度开关，当发动机进水温度超出90以上，水温感应器将接通风扇电路。如果循环正常，而温度升高时，风扇不转，水温感应器和风扇本身就需要检查。7)储液罐储液罐的作用是补充冷却液和缓冲“热胀冷缩”的变化，所以不要加液过满。如果完全用空，就不能仅仅在罐中加液，需要开启散热器盖检查液面并添加冷却液，不然储液罐就失去功用。8)采暖装置采暖装置在车内，一般不太出问题。从循环介绍可以看出，此循环不受节温器控制，这个循环是会对发动机的升温有稍延后的影响，但影响实在不大，不用为了让发动机升温而使人冻着。也正因为这循环的特点，在

32、发动机出现过热的紧急情况下，打开车窗，暖气开大最大，对发动机的降温会有一定的帮助。3.5.3冷却系统的作用冷却系统的作用是在所有工况下，保证发动机在最适宜的温度下工作，冷却系统匹配的是否合适直接影响到发动机的使用寿命和燃油经济性，所以在冷却系统的设计及计算中，散热器的选型以及风扇的匹配对冷却系统起着至关重要的作用。为便于组织气流，散热器布置在整车的前面，但由于受到整车布置空间的限制，在其前面还布置了空调冷凝器，这会增加风阻，影响散热器的进风量，从而影响冷却系统的冷却能力。风扇布置在散热器后面，靠风扇电机带动。3.5.4冷却系工作原理在汽车上建立冷却系的目的是要使发动机保持在适当的温度下工作。发

33、动机燃烧室内混合气燃烧后会产生高温高压的燃气(约为8002000)。所以必须对气缸加以冷却，否则其中的运动件受热膨胀而破坏了正常间隙、机械强度降低而损坏、润滑失效而卡死。如果冷却过度也会造成气缸充气量减少、燃烧不正常、功率下降、油耗增加及润滑不良等影响。目前汽车发动机的冷却广泛采用水冷式。令发动机高温部件的热量通过缸套、缸盖传导给周围水套内的冷却水，然后将冷却水所吸收的热量散人外界大气中。发动机正常工作时水套内刚水温应保持在8090左右。目前汽车发动机多采用强制循环水冷系统。发动机气缸盖和气缸体中都有水套。水泵将冷却水从机外吸入加压，使冷水在水套内流动，带走邻近部件的热量。冷却水吸热后自身温度

34、升高，进入车前端的散热器(水箱)内。由于汽车前进和风扇的抽吸，外界冷空气通过散热器，带走散热器内冷却水的热量并送入大气。当散热器中的冷却水得到冷却后，在水泵的作用下，再次进入水套。如此循环不已地冷却了发动机的高温部件。为了保证发动机在不同负荷、转速以及在不同季节下在最适宜的温度范围内工作，有些汽车还设置了百叶窗、节温器和风扇离合器等。6散热器位于汽车前端(个别的在车尾)汽车前进时的迎风处，上下端各有一个贮水室，其间用众多细的冷却管相连。冷却管大多采用扁圆形截面。为了强化冷却效果，在冷却管外套上布置了许多金属散热片，以增加散热面积和散热器本身的刚度和强度。由冷却管和散热片组成的部件称作散热器芯。

35、以上介绍的结构称之为管片式散热器芯。另一种被广泛使用的是管带式散热器芯，它是由波纹状散热带和冷却管相间排列经焊接而成。在散热带上开有扰动气流的小翅，以提高散热能：力。由于这种形式的散热效果好，便于制造，质量小，故被广泛采用。缺点是结构强度不如管片式。对散热器芯的要求是所用材料的导热性好，一般多用黄铜片制造。为了节约用铜，铝制的散热器芯大有发展前途。目前多用在高级轿车和赛车上。冷却水的加水口位于散热器上贮水室，平时用盖紧闭，以防冷却水溢出。倘若冷却水中含水蒸气过多，压力过大，可能导致散热器发生破裂，因此必须设置排气口减压阀。由于冷却水与大气连通，故称之为开式冷却系。这种形式的缺点是冷却水会不断地

36、蒸发，需经常检查和补充。另一种为闭式。发动机在正常热状态下，整个系统封闭与大气隔开，排气口关闭。若系统内压力过大，高于大气压力，排气口开启，与大气相通。目前闭式冷却系在排气口上广泛采用空气蒸汽阀。近年来，大部分汽车在冷却系里都充加防冻液，以代替冷却水。与一般加冷却水系统的不同点是：在散热器盖排气口处接出一根橡胶或塑料管与贮液罐相通。当受热膨胀时，防冻液就进入贮液罐。温度降低时，罐内防冻液又被吸回入散热器内。由此可避免防冻液的损失，更不必经常添加。在散热器的后方，通常有一个风扇，它与冷却液泵采用同一根驱动轴。风扇叶转动时，将汽车前方的空气吸进，令其通过散热器芯，将芯内热水的热量带走。风扇类似飞机

37、的螺旋浆，它的叶片用薄钢板制成，也有用高强度工程塑料或铝合金铸成。叶片数4。6片。为了降低噪声和振动，叶片间夹角不等。为了提高风扇的冷却效果，有的风扇外廓加上一个护风圈。风扇一般由曲轴前输出端的皮带轮带动三角皮带来传动。三角皮带的松紧程度是可调的，太松会引起皮带打滑，扇风量减少，使发动机过热；太紧则使各轴承的磨损加剧。所以皮带的张紧力必须按制造厂的规定调好。 冷却水泵用来驱使冷却系内的冷却水加速流动，保证带出足够的发动机热量。最被广泛采用的是离心式水泵。因为它的结构简单，个头小而排水量大，即使坏了也不影响冷却水的流动。它的结构类似理发用的吹风机。水从散热器的下蓄水室出来，进入水泵的旋转中心，再

38、被转动着的叶轮甩向水泵壳四壁，最后沿切线方向从喷口喷出，进到气缸的水套里。在车辆的使用过程中，应经常检查水泵是否漏水。另外要按制造厂的规定，定期予以润滑。汽车制造厂在设计某一具体车型的冷却系时，是根据该车在某一常用工作状况下而设计的。然而汽车的使用条件干变万化。如在夏季高温、发动机高负荷低转速的条件下，需要加强冷却，防止发动机过热；在寒冷的冬季。发动机在低负荷高转速的条件下，需要降低冷却效果。现代汽车一般都采用改变通过散热器的空气量或改变冷却水的流量来控制冷却的效果。改变通过散热器的空气量所采取的措施最简单的要数在散热器前方加装百叶宙了。百叶窗是一扇由多个叶片构成的窗子，通常由驾车人或节温器自

39、动控制。冷却水过冷时关闭百叶窗，反之则开启至全开。另一种改变通过散热器的空气量的措施是变换风扇的转速。风扇本身设有离合器。冷却水温低时，离合器分离，风扇转速降低或停止。冷却水温高时，离合器接合，加速风扇的转动，强化冷却的效果。这种自动调节空气流量的装置还会带来节约燃油的好处。至于利用什么媒介令离合器忽离忽合，现在常用的有硅油、温控元件及电磁线圈等不一。改变冷却水流量的常用办法是在水路中增加节温器。一般设在气缸盖的出水口处。当冷却水温过低时，节温器堵住冷却水不使它流入散热器，而令冷却水直接回到气缸体的水套内。冷却水温高时，节温器将回流到水套的通路关闭，让冷却水通过散热器，加强对水的冷却。节温器本

40、身起到双通阀的作用，常用的有折叠式和蜡式。前者对压力很敏感，后者结构简单，坚固耐用，价格便宜。为了防止在气缸水套内产生水垢，冷却液可采用软水。如雨水、雪水或凉开水。如用硬水需予以碱化处理，否则将出现传热效果差，发动机过热的现象。由于冷却水在寒冷气候条件很容易结冰而导致出现胀破冷却系部件的现象。为了降低冷却水的结冰温度，可以在冷却水中添加乙二醇或酒精。当然应按制造厂的规定比例来配制。防冻液内如加入少量添加剂可得到长效防冻液，使用它可常年无须更换，也不致使发动机出现锈蚀、冻结或结垢。此举不但可减轻维护工作量，而且还提高了发动机的寿命和汽车的使用率。6 3.6本章小结1润滑系统是由液压泵、油箱、过滤

41、器、冷却装置、加热装置、密封装置、缓冲装置、安全装置、报警器等所组成.2润滑系统中的润滑油有下面四个方面作用：减轻滑动部位的磨损，延长零件寿命；减少摩擦功耗；冷却作用，可导走摩擦热，使零件的工作温度不过高，从而保证滑动部分必要的运转间隙，防止接触面被烧伤。3点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成4汽油发动机吸入气缸的燃油和空气混合，在压缩行程终了时用电火花点燃，使混合气点燃产生强大的压力，推动活塞向下运动而做功。为此在汽油发动机上装有一套能在汽缸中产生电火花的装置，称为点火系。5点火线圈由初、次级线圈和铁芯组成。6启动系统由蓄电池、点火开关、启动继电器、启动机等组成。7冷却

42、系主要由水泵、散热器、冷却风扇、补偿水箱、节温器、发动机机体和气缸盖中的水套以及附属装置等组成。8在整个冷却系统中，冷却介质是冷却液，主要零部件有节温器、水泵、水泵皮带、散热器、散热风扇、水温感应器、储液罐、采暖装置(类似散热器)。9冷却系统的作用是在所有工况下，保证发动机在最适宜的温度下工作13 第4章 发动机的工作原理第四章 发动机的工作原理4.1发动机四冲程汽油机工作原理汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机在进气冲程

43、、压缩冲程、做功冲程和排气冲程内完成一个工作循环。4.1.1 吸气冲程吸气冲程(intake stroke) 活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时进气门开启，排气门关闭，曲轴转动180。在活塞移动过程中，汽缸容积逐渐增大，汽缸内气体压力从pr逐渐降低到pa，汽缸内形成一定的真空度，空气和汽油的混合气通过进气门被吸入汽缸，并在汽缸内进一步混合形成可燃混合气。7由于进气系统存在阻力，进气终点 (图中a 点)汽缸内气体压力小于大气压力0 p ，即pa= (0.800.90) 0 p 。进入汽缸内的可燃混合气的温度，由于进气管、汽缸壁、活塞顶、气门和燃烧室壁等高温零件的加热以及与残余废气的混合而

44、升高到340400K。4.1.2压缩冲程压缩冲程(compression stroke) 压缩冲程时，进、排气门同时关闭。活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180。活塞上移时，工作容积逐渐缩小，缸内混合气受压缩后压力和温度不断升高，到达压缩终点时，其压力pc可达8002 000kPa，温度达600750K。4.1.3 做功冲程做功冲程(power stroke)当活塞接近上止点时，由火花塞点燃可燃混合气，混合气燃烧释放出大量的热能，使汽缸内气体的压力和温度迅速提高。燃烧最高压力pZ达3 0006 000kPa，温度TZ达2 2002 800K。高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，并通过

45、曲柄连杆机构对外输出机械能。随着活塞下移，汽缸容积增加，气体压力和温度逐渐下降，到达 b 点时，其压力降至300500kPa，温度降至1 2001 500K。在做功冲程，进气门、排气门均关闭，曲轴转动180。4.1.4排气冲程排气冲程(exhaust stroke)排气冲程时，排气门开启，进气门仍然关闭，活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180。排气门开启时，燃烧后的废气一方面在汽缸内外压差作用排出缸外，另一方面通过活塞的排挤作用下排出缸外。由于排气系统的阻力作用，排气终点r 点的压力稍高于大气压力，即pr=(1.051.20)p0。排气终点温度Tr=9001100K。活塞运动到上止点时，燃烧

46、室中仍留有一定容积的废气无法排出，这部分废气叫残余废气。164.2 发动机四冲程柴油机工作原理四冲程柴油机和汽油机一样，每个工作循环也是由进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程组成。由于柴油机以柴油作燃料，与汽油相比，柴油自燃温度低、黏度大不易蒸发，叫做压缩燃油式点火，其工作过程及系统结构与汽油机有所不同.4.2.1进气冲程进入汽缸的工质是纯空气。由于柴油机进气系统阻力较小，进气终点压力pa= (0.850.95)p0，比汽油机高。进气终点温度Ta=300340K，比汽油机低。4.2.2压缩冲程由于压缩的工质是纯空气，因此柴油机的压缩比比汽油机高(一般为=1622)。压缩终点的压力为3 0005 000kPa，压缩终点的温度为7501 000K，大大超过柴油的自燃温度(约520K)。4.2.3做功冲程当压缩冲程接近终了时，在高压油泵作用下，将柴油以10MPa左右的高压通过喷油器喷入汽缸燃烧室中，在很短的时间内与空气混合后立即自行发火燃烧。汽缸内气体的压力急速上升，最高达5 0009 000kPa，最高温度达1 8002 000K。9由于柴油机是靠压缩自行着火燃烧，故称柴油机为压缩燃油式发动机。4.2.3排气冲程柴油机的排气与汽油机基本相同，只是排气温度比汽油机低。一般Tr=700900K。对于单缸发动机来说，其转速不均匀，发动机工作不平稳，振动大。这是因为四