喷油泵仿真设计毕业论文绪论

我校机电系机械专业的一篇论文： 【论文摘要】 机械传动式轮胎定型硫化机横梁运动形式已知有三种，即升降翻转运动，升降平移运动，直接升降运动。三种运动都是由曲柄滑块机构实现的。由于在前两种运动中横梁必须通过一拐点，因而其滑块变异为导轮，而直接升降运动，既可使用滑块，也可使用导轮。曲柄由减速机经减速齿轮获得转。曲柄的固定支点为机架，运动支点与主连杆下端活销连接，主连杆上端与横梁端轴活销连接。曲柄转动时，经由主连杆推动横梁端轴沿既定的轨迹运动。三种运动形式中，前两种运动的轨迹基本相同，但辅助运动不同，而第三种只是前两种运动的一部分。由此，在硫化机开模到终点时，横梁处于三种不同的状态。因而适用于不同类型的硫化机。 一、升降翻转型运动 据文献介绍，升降翻转运动形式分为：间接导向的升降翻转运动；直接导向的升降翻转运动；单槽杠杆导向的升降翻转运动。其中最常用也最简单的是直接导向的升降翻转运动。单槽杠杆导向的升降翻转运动在大规格B型定型硫化机如1900B，2160B等机型上曾经使用过，但已逐渐被直接导向的升降翻转运动取代。而间接导向的升降翻转运动在国内的定型硫化机上尚未见使用。本文介绍的升降翻转型运动就是直接导向的升降翻转型运动。梁端轴外的主导轮和副连杆上的副导轮，直接讨论横梁端轴的运动。 横梁的运动轨道由一竖直开式主导槽和与其相接且夹角小于90°的开式导轨组成。为保持横梁运动的平稳性并实现横梁的自转，还有一个与开式主导槽平行的闭式副导槽。开模时，横梁端轴在开式主导槽中上升，与横梁固定连接的副连杆 下 端中心轴在闭式副导槽中同步上升，此时横梁做平动。当横梁端轴离开竖直开式主导槽进入开式导轨后，横梁端轴的运动轨迹便不再与闭式副导槽平行。此时，在主连杆和副连杆的共同作用下，横梁端轴在开式主导轨上边移动边自转。在横梁运动极限位置，主连杆两活销中心连线与曲柄支点中心连线重合。实际运动中，一般不会到达极限位置。 Φ=α+β 其中α为副连杆与横梁竖直中心线间的夹角 β=arcSin 上式中，h，l是由横梁本身结构决定的，它们也决定了α的值。由此式可知，横梁的翻转角度首先取决于其自身的结构。在其结构确定之后，与硫化机的开模长度有关。开模到极限时，其翻转角度达到最大值。 直到二十世纪末，几乎所有的B型定型硫化机都使用升降翻转运动。这是由B型硫化机的特点和它的适用范围决定的。首先，B型中心机构在装胎和卸胎时，胶囊都是完全拉直的，这使得上环升得很高。其次，早期使用的硫化机的抓胎爪都是长式的，而且当时的轮胎主要是斜交胎，其生胎高度也较大。为了将生胎顺利地装入下模，中心机构上方必须有足够的空间。使用升降翻转的运动形式，在完全开模的状态下，中心机构上方是完全敞开的，使装胎，卸胎操作十分方便。再次，我们知道，轮胎硫化后，与硫化模型间的粘着力是很大的。其值不仅与轮胎和模型间的接触面积成正比，而且随着接触面积的增大，单位面积的粘着力也随着增大。这就使得大型轮胎如载重轮胎，工程轮胎等的粘着力非常之大，从而极大地增加了脱模的难度，甚至将轮胎拉伤。为了减小粘着力，目前最常用的方法是往模型上喷洒隔离剂（硅油与水的混合液）。而要进行这种操作，只有在上模翻转一定的角度之后才便于进行。 一般地说，规格在1525以上的定型硫化机应该有自动喷洒隔离剂装置。国外企业对此比较重视，国内企业似乎不太在意。 几乎所有的轮胎定型硫化机的调模机构都使用螺纹副结构。在保持良好润滑的条件下，这种结构调整方便、可靠，承载能力也较大。但螺纹副较其它配合的间隙偏大。尤其是调模机构受硫化室高温的影响，其螺纹副的间隙较常温下使用的又偏大。硫化机开模合模时，螺蚊副由竖直状态转入接近水平状态或反过来由近水平状态转入垂直状态时，其间隙的分布是不断变化的。随着硫化机不断地开模、合模，这种间隙分布的变化周而复始地进行。很显然，它不但影响运动的平穩性，也损害了螺纹副的配合精度，进而影响上下模间，上模和中心机构间的同轴度。在使用活络模时，横梁翻转后，活络模操纵缸的活塞杆压向一侧。活塞杆与活络模的上胎侧模连接，又会影响模型的精度和寿命，还会影响活塞杆与缸的配合，甚至引起缸的泄漏。 二、升降平移型运动 采用升降平移运动形式时，横梁端轴的运动轨迹与采用升降翻转运动形式基本相同。根本区别在于，它的副导槽是一个中心线与横梁端轴中心运动轨迹完全相同的封闭式导槽。因而在横梁的整个运动过程中，其端轴中心轨迹与副连杆轴中心的轨迹完全相同。横梁保持平动。图2为其机构运动简图。 不考虑装胎机构固定在横梁前面的结构，与升降翻转型运动一样，完全开模时，中心机构上方也是完全敞开的。由于横梁没有翻转，调模机构的螺纹副始终处于竖直状态。与升降翻转型运动相比，它不但提高了运动的平稳性，而且极大地提高了开合模的重复精度，更容易保证上下模型及其与中心机构间的同轴度，也改善了模型尤其是活络模型及其操纵缸的使用条件。 到二十世纪末，如同所有的机械传动式B型定型硫化机都使用升降翻转运动一样，B型以外的所有机型，如A型、AB型、C型等，则全都采用升降平移运动。这是因为A型、AB型、C型等机型一般都只用于硫化中小型轮胎，通常不需要喷洒隔离剂。尤其对于硫化中小型子午线轮胎，使用升降平移运动在一定程度上能提高轮胎的硫化质量。 根据前面的论述，大型B型硫化机由于需要喷洒隔离剂而采用升降翻转运动是合理的。而所有的B型硫化机包括硫化小胎的1030B型硫化机也使用升降翻转运动则有些让人费解。能让人接受的解释只能是为了設备的标准化、系列化，便于管理。 三、直接升降型运动 直接升降型运动实际上只是升降翻转和升降平移运动的一部分。它借鉴液压传动式轮胎定型硫化机的运动方式，横梁只在中心机构的正上方升降。很显然，直接升降型运动较前两种运动形式更简捷，也更容易实现。同时由于横梁只在一个方向做上下运动，其运动精度也得以大大提高。 在升降翻转和升降平移运动中，曲柄绕固定支点在一定的角度范围内摆动，整个传动装置做正反转运动。而直接升降型运动，曲柄旋转一周，横梁便完成一个升降周期，传动装置无须反转。 采用直接升降型运动，横梁的最大升降高度等于两倍的曲柄长度。由于设备体度的限制，曲柄不可能做的很长，因而开模的高度就非常有限。它不适用于B型硫化机，只能用于A型、AB型、C型等硫化机中硫化乘用子午胎、轿车子午胎。 直接升降的运动形式，使机械传动式轮胎定型硫化机的精度达到一个新的高度。当前，在液压传动式轮胎定型硫化机还不普及的条件下，它可以部分地代替液压硫化机用以硫化高等级小型子午胎。 综上所述，机械传动式轮胎定型硫化机三种运动形式的应用应该这样划分：硫化大型轮胎的B型硫化机（一般为1525B以上规格），使用升降翻转运动；一般的B型硫化机，使用升降平移运动；B型以外的其它类型硫化机，尤其是用于硫化子午线轮胎的，优先采用直接升降运动，不能使用的，用升降平移运动。 随着科学技术的进步，轮胎硫化技术也将不断发展。如果能取消往上模喷洒隔离剂的工序，则可以予言，升降翻转运动将从轮胎定型硫化机的运动中消失。那时，机械传动式轮胎定型硫化机将只有升降平移和直接升降两种运动形式。所有的B型硫化机都使用升降平移运动，其它类型的硫化机则两种运动形式兼而用之。若是这样，则机械传动式轮胎定型硫化机的运动精度将会得到极大的改善

现代的轿车发动机大多是电子控制燃油喷射型的汽油发动机，自动熄火的原因很多，首先要分析自动熄火的症状。汽车发动机经过长期的使用后或者人为的原因导致发动机自动熄火，那是什么原因导致发动机自动熄火呢？那就要我们带着问题来探研问题的所在，从中认我们知道发动机为什么自动熄火，这样我们才可以以后避免发动机自动熄火后带给我们的麻烦，防范于未然。关键词: 发动机 自动熄火 诊断分析 检测 维修 熄火故障原因绪论在汽车技术日新月异的今天，电脑控制技术已经应用到汽车的各个系统，各种新结构、新技术的不断涌现，使汽车维修人员面临着更加大的挑战。现代汽车维修技术的特征表现为“七分诊断，三分修理” ，发动机常见故障现象、故障原因、诊断方法和思路、诊断与排除等发生了很大的改观，因此，我通过长时间的在校学习，并参考了大量的维修资料写下了该文。一 发动机的概述1.1发动机的简介发动机机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。1.2发动机的工作原理（配图）发动机是一种能量转换机构，它将燃料燃烧产生的热能转变成机械能。要完成这个能转换必须经过进气，把可燃混合气(或新鲜空气)引入气缸；然后将进入气缸的可燃混合气(或新鲜空气)压缩，压缩接近终点时点燃可燃混合气(或将柴油高压喷入气缸内形成可燃混合气并引燃)；可燃混合气着火燃烧，膨胀推动活塞下行实现对外作功；最后排出燃烧后的废气。即进气、压缩、作功、排气四个过程。把这四个过程叫做发动机的一个工作循环，工作循环不断地重复，就实现了能量转换，使发动机能够连续运转。把完成一个工作循环，曲轴转两圈(720°)，活塞上下往复运动四次，称为四行程发动机。而把完成一个工作循环，曲轴转一圈(360°)，活塞上下往复运动两次，称为二行程发动机。1.3常见发动机的结构（图）发动机的结构主要由以下的两大机构和五大系统组成。曲柄连杆机构：包括活塞、连杆、曲轴、飞轮、活塞环及活塞销等；配气机构： 包括凸轮轴、进排气门、正时齿轮、气门弹簧及气门座等部份；燃油供给系：包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、燃油喷射系统、空气滤清器、进排气管及消声器等部份；冷却系：包括水泵、散热器、风扇、节温器及水管等部份；润滑系：包括机油泵、机油滤清器、机油集滤器及油道等部份；点火系：包括蓄电池、发电机、点火线圈、火花塞及高压线等部份；起动系：包括起动机及其附属装置。其中气缸盖、气缸体、进气歧管由铝合金制成，而气缸套及凸轮轴则由铸铁制成；并采用平衡轴的方式平平衡因曲柄连杆机构产生的旋转惯性力和往复惯性力，以降低发动机的振动。二 发动机的检修2.1发动机的拆卸（步骤）拆下蓄电池的负极接线，把发动机室机盖提起到垂直位置，再卸下空气滤清器。放掉冷却液，然后拆下散热器。对装有空调的发动机，卸下空调压缩机的动皮带，然后拆下压缩机，并在不拆软管的情况下把它移到一边。松开动力泵储液罐的注液盖，然后用注射器抽净罐中的液压油，再拧上储液罐盖。拆下油门拉线，拆下液压制动助力器的固定螺栓或在进气歧管上的固定螺母，撒下安装接头用的两个密封垫圈。从缸盖后面的支架上松开真空助力器软管。拆下水泵上的散热器上软管和节温器壳上的储液罐软管。拆下水泵出水口右侧的暖风水箱软管和缸盖后面的左侧的软管。对装有液压气动悬架的车辆，从缸盖的右侧卸开液压泵。拆下燃油分配器和燃油压力调节器上的软管，然后用干净的抹布在装配螺栓处堵住油管以防燃油外泄。拆除全部影响发动机拆卸的导线和软管以及与此有关的例如冷启动阀、电磁压力调节器、空气流量传感器、节气门壳、辅助空气装置、冷却液温度传感器和缸盖温度开关、油底壳油位传感器、交流发电机、起动机和点火线圈等零部件、元器件和总成。拆下点火系统电子开关装置的两个电气连接器。然后拆下诊断插座与翼子板的固定螺栓，从插座的后面拆下电气导线连接器。拆下进气歧管上的机油滤清器导线护罩支撑与安装支架的固定螺栓。从各个连接件和电缆夹上松开导线和电缆并把拆下的导线和电缆与发动机分离开来。提升车辆并把它可靠地支承在支撑台架上。对装有发动机下托架的车辆，卸下前支撑、螺栓、后凸缘螺母和螺栓，然后拆下下托架。对于早期的车辆，松开座架并拆下发动机前减震垫。拆下凸缘螺母或螺栓，然后把排气管与歧管分离开来。松开软管夹，拆下螺母以松开发动机右侧连接件上的动力转向软管，并用干净抹布堵住软管和金属管。拆下发动机搭铁线的固定螺栓和螺母，然后取下搭铁线。拆卸下传动轴，拆下发动机支架与托架的固定螺栓。用提升装置把发动机连同变速器一起从发动机室中提。2.2发动机的安装发动机组装程序与要求如下：（步骤）在组装发动机时要全部使用新垫和新油封，并且保证全部零件都涂有适量的机油以及在缸筒中和曲轴箱内不残留金属多余物。在安装活塞与连杆组件时，要翻转缸体使之右侧面朝上，然后把连杆伸进缸筒中，再用活塞环夹紧器夹紧活塞环并把活塞引进到缸筒中，再用木锤把或类似的硬木棒把活塞与连杆组件顶到位。用规定的力矩拧紧连杆轴承盖螺母和主轴承盖螺栓，然后用手转动曲轴以确定其转动阻力适度。对于拉伸螺栓的连杆，不要使用扭力扳手拧紧，而要用转角器拧紧，而且要确保拉伸段的直径大于8.89-0.076mm、被连杆轴承盖挡住部分的直径应不小于7.87mm。出于标准化上的原因，对于全部连接用螺栓相对于转角器的拧紧转角为90°+10°，也就是在以29.83N·m-33.9N·m的扭矩拧紧后再拧转90°；请注意对于190E款型，在第三个主轴承盖处装有曲轴止推垫。此止推垫的两个凸耳放在主轴盖的凹槽中以防止其转动，在安装时应使止推垫带有槽的一面面向曲轴的止推面。分解机油泵并检查齿轮的齿隙，然后检查泵盖安装面的翘曲量，若超过规定，则用机械加工的方式使其平整，若泵盖的内表面磨损严重，则予以更换。安装上机油泵。再安装上油底壳、下曲轴箱，并按规定的力矩拧紧固定螺栓，然后把缸体的上表面转动向上，装上缸垫和缸盖，按规定顺序和力矩拧紧缸盖固定螺栓。安装上气门室盖，并按规定的力矩拧紧固定螺栓，最后把余下的全部零部件安装到发动机上。利用吊装设备把发动机装入发动机室中。2．3发动机的磨合发动机总成装配后,一般要求经过冷磨合与热试后才能投入使用,通过冷磨与热试对提高零件配合质量,保证正确的间隙(如气门间隙和准确的正时),从而提高发动机的动力性,经济性,工作可靠性和使用寿命.2.3.1 发动机的冷磨合发动机的冷磨合是指以发动机或其他动力带动发动机运转磨合的过程.其功用是使相对配合的零件之间进行自然磨合.由于冷磨合后,还必须对发动机进行拆检与清洗,所以冷磨时可不安装燃油供给系统和点火系统各附件,如果已安装上,则应拆下汽油机活塞,以减小冷磨合汽缸内的压力,减小发动机零件的机械负荷.2.3.2 发动机的热试将装配好的发动机,以其本身产生的动力进行运转试验的过程,热试可将发动机安装到车上后进行.热试时,发动机工作温度达到正常后,应使发动机在不同的转速下运转.此外,还应该检查有无漏水,气及油现象,检查调整气门间隙,点火正时,怠速转速等,观察电流表,冷却液温度表,机油压力表指示灯是否正常,听该发动机工作是否有异响,检查发动机汽缸是否符合规定标准,热试的时间为1.5-2.0小时。三 发动机自动熄火的故障维修3.1故障现象故障现象 发动机运转或汽车行驶过程中自动熄火，而再起动并没有多大困难的现象。3.2常见故障原因进气管路真空泄漏；怠速调整不当、节气们体过脏、怠速系统控制不良等造成的怠速不稳；燃油压力不稳定，例如电动燃油泵电刷过度磨损或接触不良，或燃油泵滤网堵塞等；废气再循环阀门阻塞或底部泄漏；燃油泵电路、喷油器驱动电路等电路有接触不良等故障；燃油泵继电器、EFI继电器、点火继电器不良等；点火系工作不良。例如高压火弱，火花塞使用时间过久，点火正时不对，点火线圈接触不良或热态时存在匝路导致没有高压火花或高压火花弱，低压线路接触不良，绝缘胶损坏间歇搭铁等；节气门位置传感器不良；空气流量计或进气压力传感器有故障；冷却液温度传感器、氧传感器有故障；曲轴位置传感器有故障，如无转速信号（插头末插好、曲轴位置传感器信号线断、传感器定位螺钉松动、间隙失调、传感器损坏等）；曲轴位置传感器信号齿圈断齿，会引起加速时熄火，曲轴位置传感器内电子元件温度稳定性能差，会导致信号不正常，会引发间歇性熄火故障；ECU有故障。3.3故障诊断的一般步骤（步骤次序）先进行故障自诊断，检查有无故障码出现。如有，则按所显示的故障码查找故障原因。要特别注意会影响点火、喷油、怠速、配气相位变化的传感器和执行器（如发动机转速及曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、冷却液温度传感器、节气门位置传感器、怠速控制阀等）有无故障。如发动机自动熄火发生在怠速工况，且熄火后可立即起动可按怠速不稳易熄火进行检查。采用故障模拟征兆法振动熔丝盒，各线束接头，看故障能否出现。然后进一步检查各线事业接头有无接触不良，各搭铁线有无搭救铁不良，目视检查线事业绝缘层有无损坏和间歇搭铁现象。采用故障模拟征兆法改变ECU、点火器等工作环境温度，重现故障，进而诊断故障原因。试更换点火线圈、火花塞等。在不断试车过程中，有多通道示波器同时监测发动机转速及曲轴位置传感器、空气流量计、电脑的5V参考电压等信号。如果在熄火前有喘振、加速不良的现象再慢慢熄火的话，故障可能发生在供油不畅上。可接上燃油压力表，最好能将压力表用透明胶固定于前挡风玻璃上，再试车确定。如存在熄火时油压力过低的现象，则应检查油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、油压调节器及燃油泵控制电路。试车时接上专用诊断仪，读取故障出现前后的数据，进行对比分析，从而找出故障。按故障逐个检查排除。3.4故障诊断的相关要点（分点讲出来）在对电控系统引出的故障诊断时，千万不要忘记先进行基本检查。例如：在试图诊断电控单元控制的燃油喷射系统故障之前，一定要确保进气管路无泄漏，配气正时、点火正时。如果存在这些不良现象，发动机的抗负荷交变能力就差，在工作状况突变的情况下可能熄火，如加速熄火、制动熄火、开空调熄火、挂档熄火等。有些汽车的间歇性故障是难于诊断的，除非是检查汽车时正好显示故障。因此，当进行诊断测试时，故障症状不出现，故障就难以诊断。解决方法是放车到维修站，由技师驾车在可能出现出问题的状态下行驶，直到故障出现。这种方法就不凑巧了，因为这样故障短时间不出现，就得无休止地驾车。还在一种方法就是故障出现就打电话给维修站，这一方法对长时间熄火无法起动很受用。一般就来这种现象只会越来越严重，如一时无法确诊，也可待故障明显后再作检查。检查不定时的怠速熄火故障时，有时换火花塞是必要的。当怀疑空气流量计不良（如空气流量计热线过脏；内部电路连接焊点脱落、接触不良等）时，可用示波器检查空气流量计信号电压波形。当怀疑进气压力传感器不良时，应先检查传感器真空胶管，看是否破裂，弯折，是否有时漏气，有时不漏气，使进气压力传感器信号时而正常，时而不正常，造成发动机收加速踏板时熄火。还应检查对喷油量影响较大的传感器。冷却液温度传感器不仅对喷油量有影响，也对修正点火提前角的信号之一，应要重视。有时某些车型的氧传感器信号电压无变化，容易造成发动机加速时熄火。如果在较高速行驶中先出现加速不良而造成的熄火，要重点检查油路；如果较高速过程中突然熄火则重点检查电路方面，高压火花是否过弱是必要检查项目之一。突然熄火、间歇熄火还应该对控制点火的主要传感器发动机转速用曲轴位置传感器进行检查。故障模拟试验方法。在故障诊断中最困难的情形是有故障，但没有明显的故障征兆。在这种情况下必须进行彻底的故障分析，然后模拟与用户车辆出现故障时相同的条件和环境，进行就车诊断。这样有助于故障处理。四 故障实例4.1道奇车自动熄火故障故障现象一辆三星道奇乘用车，在行使了一段路程后其发动机突然自动熄火，再起动时发动机不能着火，但过了大约15min后起到发动机时又能正常起到，且怠速平稳，加速性能良好。故障分析在冷机状态下测量燃油系统压力，压力正常；在发动机自动熄火后测量燃油系统压力，该系统的压力明显低于正常值；进一步检查时发现在冷机时燃油泵输出的燃油压力正常，在热机时燃油泵输出的燃油压力偏低，因此燃油泵本身油问题。排除方法更换该燃油泵。4.2康明斯发动机自动熄火故障Cummins康明斯发动机-自动熄火-的故障原因分析与处理方法1：燃油用完或燃油关断阀切断油路处理：检查燃油关断阀，看它是否开启。如系关闭，应予打开。检查油箱中有否燃油。如果油箱无油，则加油原因。2：燃油质量低劣处理：检查更换燃油原因。3：燃油输油管道漏气处理：检查连接件有无松动，管道有无破裂，滤清器是否未上紧等，并一一校正原因。4：内输油路或外输油路漏油处理：对所有滤清器、密封垫、管道和连接件作外油路漏油检查。用加压办法作内油路漏油检查。修理或更换原因。5：燃油泵驱动轴断裂处理：检查齿轮泵驱动轴是否断裂。重新调校或更换原因。6：节气门传动杆调整不当或磨损处理：检查磨损情况，更换并调整传动杆原因。7：怠速弹簧装配不对处理：重新装配调整原因。8：限速器离心锤装配不当处理：重新调校原因。9：燃油中有水分或蜡质处理：更换燃油，更换所有滤清器，装设燃油加热器原因。10：燃油泵校准不正确处理：重新调校燃油泵原因。11：密封垫漏气处理：进行压力检查，找出漏气的气缸，更换并修理。4.3奔驰轿车自动熄火故障故障现象一款1996年产奔驰豪华型W140 S320轿车。该车在行驶中突然熄火，再次着车，ABS、ASR、驻车制动报警灯和制动蹄片报警灯都同时点亮，并且着车几分钟后，车辆再次熄火。故障原因及分析接车后，打开发动机舱盖，发动机及线束一切都十分整齐，看来此车保养得非常好，车主说此车从来没出现过大毛病，所以不必考虑发动机有什么问题。打开点火开关，仪表灯微亮，将点火开关旋至起动挡，起动机“哒哒”作响不运转，好像蓄电池严重亏电。用万用表测起动时电压，只有9V，利用强起动蓄电池着车后，ABS、ASR、驻车制动灯及制动蹄片报警灯都常亮不灭，取下起动蓄电池，不一会儿发动机又熄火。再次强起动，测发电机的电压为蓄电池电压，说明发电机不发电。测量发电机D+端子，有＋14V电压输出，证明发电机良好。为什么发电机良好却不发电，而且发电机充电指示灯也不亮。于是拆下组合仪表，取出充电指示灯灯泡，没有烧坏，线路也没有问题。无奈之下，只有人为强行让发电机发电。这样做有一定的危险，但为了进一步验证发电机是否真是好的，只好采取此办法。方法是：取一个点火开关处火线，接在一个二极管的正极上，二极管负极接在发电机D＋端子上，人为给一个激励信号；利用这种办法着车，测发电机电压果然能达到13.9—14.3V，加油时也正常，说明发电机是好的。虽然发电机电压正常了，但4个故障灯仍然常亮不灭，利用奔驰专用电脑STAR2000专用诊断仪准备进入ABS系统，发现通信错误，根本无法进入。取下ABS电脑盒，按资料电路图，找到电脑端子的火线和地线，发现ABS电脑缺少一个常电源。从蓄电池上取一常电源接入后，ABS、ASR灯熄灭，诊断仪也能进入且无故障，但驻车制动及制动蹄片报警灯仍然亮。逐个进行检查，驻车制动制动开关正常，制动蹄片及制动油液位都正常，再次从ABS电脑端子常火入手查看电路图。此常火是从基本电脑内部输出供给，检查基本电脑上的4个10A熔丝，结果3号10A熔丝烧断，取一个10A熔丝插上后又被烧断。仔细检查，发现3号熔丝上被人接了一根线，顺线找到一个防盗报警喇叭。此喇叭是后加装的，取下此线，再接一个10A熔丝，没有再烧断，原来防盗喇叭负载电流过大，只要一工作就会烧断10A熔丝。再测ABS电脑端子电源线，恢复正常，着车观察，驻车制动报警灯及制动蹄片报警灯也不亮了，一切正常。难道不发电也是此熔丝造成的吗？于是把发电机线恢复成原车线，测量发电机发电机电压13.8V正常，至此故障全部排除。一个小小的熔丝竟然惹出这么大的麻烦，使维修走了不少弯路。基本电脑是给其他电脑模块及仪表供电的一个中转站，所有模块的电源供给都从基本电脑输出，所以基本电脑上的4个熔丝十分重要。在此提醒维修界人士，千万不要胡乱改动原车线路，给维修带来困难，此例故障就是因加装防盗器的那个修理工，没有找到常电源，（奔驰车蓄电池在行李舱）就从电脑处取一个电源，但此10A熔丝无法带动防盗器喇叭，故防盗器喇叭一工作就把10A熔丝烧了，所以提醒朋友们检修车辆一定要找到根源，才能根治故障。4.4阳光车发动机自动熄火故障现象一辆东风日产阳光乘用车，在行驶3.3万km时到专营店进行正常维护，但两天后出现怠速转速较低，当车速达到100km/h—120km/h的条件下紧急制动时发动机会自然熄火，而且该现象出现的频率越来越高，每天达到五次以上,根据以上故障现象得出下列分析。故障原因分析利用CONSULT-Ⅱ故障检测仪进行故障检测，检测到“CMP SEN/ CIR-B1[P0340]”，即曲轴位置传感器及其故障线路故障。清除线路代码后，重新调取故障代码，该故障代码不再出现，但仍有紧急制动时熄火的现象。检查曲轴位置传感器（位于分电器内）及其线路，未见异常。利用替换法更换了分电器总成，故障未能排除。后经进一步检查发现，该车没有冷机提速功能，在发动机温度为37℃时，其怠速转速只有450r/min，但发动机运转平稳；当发动机达到正常工作温度后，在接通前照灯、空调等负荷的情况下行驶紧急制动，才会出现熄火现象，在熄火前发动机转速先将到400r/min以下，然后再慢慢熄火，不是立即熄火。熄火后发动机可立即起动。根据以上故障特征，判断故障发生在发动机的燃油系统或进气系统上，因为如果点火系统出现了故障，导致发动机熄火，其熄火具有突然性，并且熄火后发动机不易重新起动。为找到故障的原因，又做了以下检测：1、测量燃油系统压力。在发动机熄火时，燃油系统的油压始终保持在250kpa，说明燃油系统正常；2、检测发动机的基本怠速状况。热机后拔掉节气门位置传感器（TPS）线束侧连接器，发动机怠速在788r/min左右，说明发动机基本怠速正常；3、利用检测仪测试发动机加速后迅速松开加速踏板时的转速特性曲线，发现该车发动机在怠速补偿方面不良，就重点检查怠速控制系统。利用检测仪读取乘用车的数据流，并与其正常值进行比较。通过比较发现，该车在37℃时发动机转速只有450r/min，但发动机ECU向怠速电动机却已经下达了转动54步的指令；而在正常情况下，怠速电动机只要转动15步，发动机转速就能达到513r/min。由此断定怠速电动机或其控制线路可能存在故障。利用检测仪对怠速电动机进行执行测试。正常情况下，热机后当怠速电动机达到100步时，发动机转速可达到2000r/min左右，但该车在改变怠速电动机转动的步数时，发动机转速没有改变。从而进一步确认怠速电动机或其控制线路存在故障。更换怠速电动机，该故障无法排除。拔下怠速电动机线束侧连接器，接通点火开关，检查怠速电动机线束侧连接器的电源端子，其电压正常。（注意：必须用测试灯进行测量，这样可以排除电源线路接触不良或虚接电阻过大的现象，如果用万用表检测，容易忽视这方面的故障。）经测量发现怠速电动机线束侧连接器上各端子与ECU线束侧连接器上相应端子的导通性良好，怠速电动机控制线路中没有塔铁现象；进一步检查发现，在ECU线束侧连接器上有一个端子脱出，将其重新装复到原位，用检测仪测试乘用车在加速后迅速松开加速踏板时特性曲线，发现该曲线恢复正常，对怠速电动机进行执行测试，也正常，路试过程中没有出现发动机自动熄火的现象。该故障排除。4.5捷达王突然熄火故障原因故障原因行驶中突然慢慢熄火，再启动后发动机工作不稳，接着很快又熄火。诊断与排除发动机慢慢熄火与燃油系统有关，但经检查燃油系统工作正常。拔下中央高压线做跳火试验，发现火花很强，说明点火系统正常。再检查点火正时，发现分电器固定螺栓松动，上下活动分电器，分电器可上下窜动。将分电器固定好后，发动机能顺利启动。但发动机工作不稳定，加速时排气管放炮。从新出现的故障现象分析，该车可能是点火错乱。检查分电器盖、分火头，均无故障。检查正时皮带，松紧合适，不可能发生跳齿现象。这时想起分电器固定螺栓曾松动过，会不会发生分电器齿轮折断现象呢？由于分电器固定螺栓松动，造成分电器向上窜动，齿轮不规则折断，同时螺栓松动使分电器左右转动，造成发动机熄火。重新启动发动机时，由于分电器齿轮断齿，使点火正时错乱，发动机工作不稳，加速不良。这时，再怎么调分电器，也调不出正确的点火正时。折下分电器，结果发现分电器齿轮有不规则断齿现象。更换分电器后，故障排除。4.6时代超人发动机自动熄火故障的诊断与排除故障现象一辆桑塔纳2000时代超人，发动后不能正常运行，运转几分钟后就自行熄火，并且熄火后短时间内无法再启动着车；停放十几分钟后又能正常启动了，但过几分钟后又自动熄火。故障如此反复，无法正常使用。故障诊断与排除接修此车后，首先试启动发动机，发动机启动成功，运转较为平稳；原地加速试验，感到发动机很闷，响应不够灵敏，加速性能较差；运转大约3min左右，发动机怠速出现不稳且抖动了几次就自行熄火了；立刻再次启动发动机，没有任何着车的迹象。接上VAG1552诊断仪，读取发动机故障码，没有故障代码。随后又对汽油压力、高压线、火花塞进行了检查，未发现异常。检查配气正时的情况，也未发现问题。经过以上几项检查，时间大约已用了十几分钟，而后再次试启动发动机，发动机居然又能正常启动运转了。趁着发动机尚能运转的时机，立刻读取了该车的数据流，也未发现明显的异常。大约3min后，发动机再次自行熄火，仍旧是当时无法立即启动着车。这个故障确实很奇怪！各项检查和数据都显示该车没有任何能造成发动机不着车的问题，那么问题究竟出在哪里呢？仔细回想一下之前的一系列检查过程，再结合加速性能较差的现象，最后把问题的焦点集中在了排气系统上。笔者让一名员工启动发动机，自己到车尾观察消声器的排气情况，发现在启动过程中，消声器处竟然一丝的尾气也未排出，由此可以断定问题的确出在排气系统上。将车辆架起，断开排气管与三元催化器的接口，再启动发动机，发动机顺利着车，怠速运转较长时间，也未出现自行熄火的现象。拆下三元催化器检查，发现三元催化器的内芯已经被严重堵塞。由此断定，这个怪病的根源就在这个堵死的三元催化器上。更换新的三元催化器后，试车，运转平稳，加速有力，故障彻底排除。当三元催化器完全堵死后，发动机运转时的废气无法正常排出；当排气侧的废气压力增大到和作功压力相近的时候，发动机就自动熄火；熄火后排气管内的压力无法马上消除，所以在熄火后立刻启动时，无法再次着车。当排气管内的废气通过三元催化器内芯上残存的微小缝隙逐渐缓慢的卸压后，又能再次启动着车，这就出现熄火后等待十几分钟又能启动的现象。通过这个故障让我们认识到，对于一个故障的诊断，要全方位地去分析和思考，不能只局限于依靠仪器诊断的数据来判断。结论： 发动机是汽车的动力装置,其作用是将燃烧产生的热能转变为机械能来驱使汽车行驶的.它是汽车的唯一动力输出源，发动机自动熄火的诊断分析是对汽车发动机维修的一种技术要求，由于发动机维修复杂、涉及面广，对我们的诊断与维修造成一定困难。因此对汽车维修人员需要更高的要求。但在我们许多的维修人员中，对发动机的理论知识、各系统的工作原理不够了解，在分析问题时考虑不全面，同时在自动熄火的诊断分析问题的过程中条理不清晰，不能对症下药，常带一种漫无目的碰运气的心理进行维修，往往花了大钱、更换了许多零件却仍不能解决问题。本文对发动机自动熄火诊断分析进行了全面的分析，优化了维修工艺的程序。更进一步提高了维修人员的维修技能。

关于汽车发动机的探讨学生姓名： X X 学号：xxxxxxxxxxx入学时间： 2004 年 9 月指导老师： x x 职称： 讲师 学 校： xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 目 录第一节 发动机的分类……………………………………………3第二节 发动机的总体构造………………………………………4第三节 四冲程发动机的工作原理………………………………6第四节 二冲程发动机的工作原理………………………………10第五节 发动机的主要性能指标与特性…………………………13致谢…………………………………………………………………16参考文献……………………………………………………………171关于汽车发动机的探讨内容提要：目前汽车普遍采用的是往复活塞式内燃机，发动机是汽车的心脏，它以其热效率高、结构紧凑、机动性强、运动维护简便的优点著称于世。本文针对发动机作出详细的讲解，包括发动机的分类、发动机的结构、发动机的工作原理，并据此分析汽车发动机的性能及主要指标。关键词：汽油机 柴油机 二冲程 四冲程 性能指标 特性2第一节 发动机的分类 发动机是将自然界某种能量直接转换为机械能并拖动某些机械进行工作的机器。将热能转化为机械能的发动机，称为热力发动机(简称热机)，其中的热能是由燃料燃烧所产生的。内燃机是热力发动机的一种，其特点是液体或气体燃料和空气混合后直接输入机器内部燃烧而产生热能，然后再转变成机械能。另一种热机是外燃机，如蒸汽机、汽轮机或燃气轮机等，其特点是燃料在机器外部燃烧以加热水，产生高温、高压的水蒸气，输送至机器内部，使所含的热能转变为机械能。 内燃机与外燃机相比，具有热效率高、体积小、质量小、便于移动、起动性能好等优点，因此广泛应用于飞机、船舶以及汽车、拖拉机、坦克等各种车辆上。但是内燃机一般要求使用石油燃料，且排出的废气中所含有害气体成分较高。为解决能源与大气污染的问题，目前国内外正致力于排气净化以及其他新能源发动机的研究开发工作。 根据车用内燃机将热能转化为机械能的主要构件形式的不同，可分为活塞式内燃机和燃气轮机两大类。前者又可按活塞运动方式不同分为往复活塞式和旋转活塞式两种。往复活塞式内燃机在汽车上应用最广泛，是本文的主要讨论对象。汽车发动机(指汽车用活塞式内燃机)可以根据不同的特征分类： (1)按着火方式分类 可分为压燃式与点燃式发动机。压燃式发动机为压缩气缸内的空气或可燃混合气，产生高温，引起燃料着火的内燃机；点燃式发动机是将压缩气缸内的可燃混合气，用点火器点火燃烧的内燃机。 (2)按使用燃料种类分类可分为汽油机、柴油机、气体燃料发动机、煤气机、液化石油气发动机及多种燃料发动机等。 (3)按冷却方式分类可分为水冷式、风冷式发动机。以水或冷却液为冷却介质的称作水冷式发动机；以空气为冷却介质的称作风冷式发动机。(4)按进气状态分类可分为非增压(或自然吸气)和增压发动机。非增压发动机为进入气缸前的空气或可燃混合气未经压气机压缩的发动机，仅带扫气泵而不带增压器的二冲程发动机亦属此类；增压发动机为进入气缸前的空气或可燃混合气已经在压气机内压缩，藉以增大充量密度的发动机。3 (5)按冲程数分类 可分为二冲程和四冲程发动机。在发动机内，每一次将热能转变为机械能，都必须经过吸人新鲜充量(空气或可燃混合气)、压缩(当新鲜充量为空气时还要输入燃料)，使之发火燃烧而膨胀作功，然后将生成的废气排出气缸这样一系列连续过程，称为一个工作循环。对于往复活塞式发动机，可以根据每一工作循环所需活塞行程数来分类。凡活塞往复四个单程(或曲轴旋转两转)完成一个工作循环的称为四冲程发动机；活塞往复两个单程(或曲轴旋转一转)完成一个工作循环的称为二冲程发动机。 (6)按气缸数及布置分类仅有一个气缸的称为单缸发动机，有两个以上气缸的称为多缸发动机；根据气缸中心线与水平面垂直、呈一定角度和平行的发动机，分别称为立式、斜置式与卧式发动机；多缸发动机根据气缸间的排列方式可分为直列式(气缸呈一列布置)、对置式(气缸呈两列布置，且两列气缸之间的中心线呈180。)和V形(气缸呈曲列布首，且两列气缸之问夹角为V形)等发动机。第二节 发动机的总体构造 发动机是一部由许多机构和系统组成的复杂机器。现代汽车发动机的结构形式很多，即使是同一类型的发动机，其具体构造也是各种各样的。我们可以通过一些典型汽车发动机的结构实例来分析发动机的总体构造。下面以CA1014系列轻型货车用的CA488Q型汽油发动机为例，介绍四冲程剐机的一般构造(图1-1)。(1) 机体组 CA488Q型发动机的机体组包括气缸盖14、气缸体7及油底壳37。有的发动机将气缸体分铸成上下两部分，上部称为气缸体，下部称为曲轴箱。机体组的作用足作为发动机各机构、各系统的装配基体，而且其本身的许多部分又分别是曲柄连杆机构、配气机构、供给系统、冷却系统和润滑系统的组成部分。气缸盖和气缸体的内壁共同组成燃烧室的一部分，是承受高温、高压的机件。在进行结构分析时，常把机体组列入曲柄连杆机构。(2) 曲柄连杆机构 曲柄连杆机构包括活塞13、连杆10、带有飞轮28的曲轴5等。它是将活塞的直线往复运动变为曲轴的旋转运动并输出动力的机构。(3) 配气机构 配气机构包括进气门19、排气门15、摇臂45、气门间隙调节器46、凸轮轴25以及凸轮轴定时带轮20(由曲轴定时带轮6驱动)等。其作用是使可燃混合气及时充入气缸并及时从气缸排除废气。4 图2-1 解放CA488Q型汽油机的构造5(4) 供给系统 供给系统包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器38、空气滤清器、进气管39、排气管53、排气消声器等。其作用是把汽油和空气混合为成分合适的可燃混合气供入气缸，以供燃烧，并将燃烧生成的废气排出发动机。 (5) 点火系统 点火系统的功用是保证按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的混合气。其中包括供给低压电流的蓄电池和发电机以及分电器、点火线圈与火花塞等。 （6） 冷却系统 冷却系统主要包括水泵、散热器、风扇22、分水管以及气缸体和气缸盖里铸出的空腔——水套等。其功用是把受热机件的热量散到大气中去，以保证发动机正常工作。 (7) 润滑系统 润滑系统包括机油泵50、机油集滤器51、限压阀、润滑油道、机油滤清器等，其功用是将润滑油供给作相对运动的零件，以减少它们之间的摩擦阻力，减轻机件的磨损，并部分地冷却摩擦零件，清洗摩擦表面。 (8) 起动系统 包括起动机及其附属装置，用以使静止的发动机起动并转入自行运转。 车用汽油机一般都由上述两个机构和五个系统组成。第三节 四程发动机的工作原理一、四冲程汽油机工作原理 现代汽油发动机的构造如图3-1所示。气缸内装有活塞10，活塞通过活塞销、连杆11与曲轴12相连接。活塞存气缸内作往复运动，通过连杆推动 曲轴转动。为了吸入新鲜充量和排除废气，设有进、排气系统等。图3-2所示为发动机示意图。活塞往复运动时，其顶面从一个方向转为相反方向的转变点的位置称为止点。活塞顶面离曲轴中心线最远时的止点，称为上止点(TDC——Top Dead Center)；活塞顶面离曲轴中心线最近时的止点称为下止点(BDC——Bottom Dead Centel)，活塞运行的上、下两个止点之间的距离s称为活塞行程。曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴中心的垂直距离月称为曲柄半径。对于气缸中心线与曲轴中心线相交的发动机，活塞行程5等于曲柄半径R的两倍。6四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程：进气行程、压缩冲程、作功行程、和排气行程。（1） 进气行程 汽油机将空气与燃料先在气缸的外部的化油器中、节气门体处或进气道内进行混合，形成可燃混合气后被吸入气缸。进气过程中进气门开启，节气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积变大，从气缸内的压力将到大气压以下，即在气缸内形成真空度。这样可眼燃混合气便经进气门被吸入气缸。由于进气系统的阻力，进气终了时气缸内的气体压力约为0.075～0.09Mpa。 (2) 压缩行程 为使吸入气缸的可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而使发动机发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使其容积缩小，密度加大，温度升高，故需要有压缩过程。在这个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程，称为压缩行程。活塞到达上止点时压缩终了，此时，混合气被压缩到活塞上方很小的空间，即燃烧室中。可燃混合气压力升高到0.6～1.2MPa，温度可达600～700K。压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压缩比。7现代汽油发动机的压缩比一般为6～9(轿车有的达到9～11)。如一汽一大众捷达轿车EA827型1.6L发动机的压缩比为8.5，而EA113型1.6L发动机的压缩比为9.3。 压缩比越大，在压缩终了时混合气压力和温度越高，燃烧速度增快，因而发动机发出的功率增大，热效率提高，经济性越好。但压缩比过大时，不仅不能进一步改善燃烧情况，反而会出现爆燃和表面点火等不正常的燃烧现象。爆燃是由于气体压力和温度过高，在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。爆燃时，火焰以极高的速率传播，温度和压力急剧升高，形成压力波，以声速向前推进。当这种压力波撞击燃烧室壁而时就发出尖锐的敲缸声。同时，还会引起发动机过热，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。严重爆燃时，甚至造成气门烧毁、轴瓦破裂、活塞烧顶、火花塞绝缘体击穿等机件损坏现象。表面点火是由于燃烧室内炽热表面(如排气门头，火花塞电极，积炭)点燃混合气产生的另一种不正常燃烧现象。表面点火发生时，也伴有强烈的敲击声(较沉闷)，产生的高压会使发动机机件承受的机械负荷增加，寿命降低。因此，在提高发动机压缩比的同时，必须注意防止爆燃和表面点火的发生。此外，发动机压缩比的提高还受到排气污染法规的限制。(3) 作功行程 在这个行程中，进、排气门仍旧关闭。当活塞接近上止点时，装在气缸体(或气缸盖)上的火化塞即发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气燃烧后，放出大量的热能，其压力和温度迅速增加，所能达到的最高压力p，约为3～5MPa，相应温度则为2200～2800K。高温、高压燃气推动活塞从上止点向F止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械能。它除了用于维持发动机本身继续运转而外，其余即用于对外作功。(4) 排气行程 可燃混合气燃烧后生成的废气，必须从气缸中排除，以便进行下一个工作循环。当膨胀接近终了时，排气门丌启，靠废气的压力进行自由排气，活塞到达下止点后再向上止点移动时，继续将废气强制排到大气中。活塞到上止点附近时，排气行程结束。由于燃烧室占有一定的容积，因此在排气终了时，不可能将废气排尽，这一8部分留下的废气称为残余废气。综上所述，四冲程汽油机经过进气、压缩、燃烧作功、排气四个行程，完成一个工作循环。这期问活塞在上、下止点问往复移动了四个行程，曲轴旋转了两周。二、四冲程柴油机工作原理现代柴油发动机的构造如图3-3所示。四冲程柴油机(压燃式发动机)的每个工作循环也经历进气、压缩、作功、排气四个行程。但由于柴油机的燃料是柴油，其粘度比汽油大，而其自燃温度却较汽油低，故可燃混合气的形成及着火方式都与汽油机不同。柴油机在进气行程吸人的是纯空气。存压缩行程接近终了时，柴油机喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器喷人气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。因此，这种发动机的可燃混合气是在气缸内部形成的。由于柴油机的压缩比高(一般为16～22)，所以压缩终了时气缸内的空气压力可达3.5～4.5MPa，同时温度高达750～1000K，大大超过柴油的自燃温度。因此，柴油喷入气缸后，在很短时间内与空气混合便立即自行发火燃烧。气缸内气压急剧上升到6～9MPa，温度也升到2000～2500K。在高压气体推动下，活塞向下运动并带动帅轴旋转而作功。废气同样经排气管排人大气中。柴油机与汽油机比较，各有特点。汽油机具有转速高(目前轿车汽油机最高9转速达5000～6000r／min，货车汽油机转速达4000r／min左右)、质量小、工作噪声小、起动容易、制造和维修费用低等特点，故存轿车和轻型货车及越野车上得到广泛的应用；其不足之处是燃油消耗率高，燃油经济性差。柴油机因压缩比高，燃油消耗率平均比汽油机低20％～30％左右，且柴油价格较低，所以燃油经济性好。一般装载质量为5t以上的货车大都采用柴油机；其缺点是转速较汽油机低(一般最高转速在2500～3000r／min左右)、质量大、制造和维修费用高(因为喷油泵和喷油器加工精度要求高)。但目前柴油机的这些缺点正在逐渐得到克服，其应用范围正在向中、轻型货车扩展。国外有的轿车也采用柴油机，其最高转速可达5000r／min。由此可见，四冲程发动机在一个工作循环的四个活塞行程中，只有一个行程是作功的，其余三个行程则是作功的辅助行程。因此，在单缸发动机内，曲轴每转两周中只有半周是由于膨胀气体的作用使曲轴旋转，其余一周半则依靠飞轮惯性维持转动。显然，作功行程时．曲轴的转速比其他三个行程内的曲轴转速要高，所以曲轴转速是不均匀的，因而发动机运转就不平稳。为了解决这个问题，飞轮必须做成具有很大的转动惯量，而这样做将使整个发动机质量和尺寸增加。显然，单缸发动机工作振动大。采用多缸发动机可以弥补上述缺点。因此，现在汽车上基本不用单缸发动机。用得最多的是4缸、6缸、8缸发动机。在多缸四冲程发动机的每一个气缸内，所有的工作过程是相同的，并按上述次序进行，但所有气缸的作功行程并不同时发生。例如，在4气缸发动机内，曲轴每转半周便有一个气缸在作功；在8缸发动机内，曲轴每转1／4周便有一个作功行程。气缸数越多，发动机的工作越平稳。但发动机气缸数增多，一般将使其结构复杂，尺寸及质量增加。第四节 二冲程发动机的工作原理一、二冲程汽油机工作原理二冲程发动机的工作循环是在两个活塞行程内，即曲轴旋转一周的时间完成的。发动机气缸上有三个孔，这三个孔可分别在一定的时刻为活塞所关闭。进气孔与化油器相连通，可燃混合气经进气孔流入曲轴箱，继而可经扫气孔进入气缸内，而废气则可经过与排气管连通的排气孔被排出。10活塞向上移动，到活塞将三孔都关闭时，开始压缩在上一循环即已吸入缸内的可燃混合气，同时在活塞下面的曲轴箱内形成真空度(这种发动机的曲轴箱必须足密封的)。当活塞继续上行时，进气孔开启，在大气压力作用下，可燃混合气便自化油器流入曲轴箱。活塞接近上止点时，火花塞发出电火花，点燃被压缩的混合气。高温、高压气体膨胀迫使活塞向下移动。进气孔逐渐被关闭，流人曲轴箱的混合气则因活塞的下移而被预先压缩。当活塞接近下止点时，排气孔开启，废气经过排气孔、排气管、消声器流到大气中。受到预压的新鲜混合气便自曲轴箱经扫气孔流入缸内，并扫除废气。废气从气缸内被新鲜混合气扫除并取代的过程，称为气缸的换气过程。由上述可知，在二冲程发动机内，一个工作循环所包含的两个行程是： (1) 第一行程 活塞自下止点向上移动，事先已充入活塞上方气缸内的混合气被压缩，新的可燃混合气又自化油器被吸入活塞下方的曲轴箱内。 (2) 第二行程 活塞自上止点向下移动，活塞上方进行着作功过程和换气过程，而活塞下方则进行可燃混合气的预压缩。 为了防止新鲜混合气大量与废气混合并随废气一起排出气缸而造成浪费，活塞顶做成特殊的形状，使新鲜混合气的气流被引向上部。这样还可以利用新鲜混合气来扫除废气，使排气更为彻底。但是在二冲程发动机中，要完全避免可燃混合气的损失是很困难的。 图4-1为二冲程发动机示功图。它的工作循环如下：活塞由下止点向上止点运动，当将排气孔(a点)关闭时，压缩过程开始。到上止点前开始点火燃烧，缸内压力迅速增高，叮段即燃烧过程。接着活塞下行膨胀作功，一直到6点，排气孔被打开，开始排气。此时，缸内压力较高，一般为0．3～0．6MPa，11故废气以声速从缸内排出，压力迅速下降。当活塞继续下移将换气孔打开，曲轴箱内的新鲜可燃混合气进入气缸。这段时问里的排气称为自由排气。排气一直延续到活塞下行到下止点后再向上将排气孔关闭为止。示功图bda曲线为二冲程发动机的换气过程，大约占130度～150度曲轴转角。接着活塞继续向上，便重复压缩过程，进行新的循环。 二冲程化油器式发动机与四冲程化油器式发动机相比较，其主要优点如下： 1)曲轴每转—周就有一个作功行程，因此，当二冲程发动机的工作容积和转速与四冲程发动机相同时，在理论上它的功率应等于四冲程发动机的2倍。 2)由于发生作功过程的频率较高，故二冲程发动机的运转比较均匀平稳。 3)由于没有专门的换气机构，所以其构造较简单，质量也比较小。 4)使用方便。因为附属机构少，所以易受磨损和经常需要修里理的运动部件数量也比较少。 由于构造上的原因，二冲程发动机的最大缺点是不易将废气自气缸内排除得较干净，并且在换气时减少了有效工作行程。因此，在同样的工作容积和曲轴转速下，二冲程发动机的功率并不等于四冲程发动机的2倍，只等于1.5～1.6倍；而且在换气时有一部分新鲜可燃混合气随同废气排出，因此二冲程发动机不如四冲程发动机经济。 由于上述缺点，二冲程化油器式发动机存汽车上较少被采用。但这种发动机的制造费用低廉，构造简单，质量小，所以在摩托车上广泛应用。二冲程发动机可以通过减少扫气损失来改善燃油经济性差的缺点，因此电控喷射的二冲程发动机在汽车上得到了发展。二、二冲程柴油机工作原理二冲程柴油机的工作过程和二冲程化油器式发动机的工作过程相似。所不同的是进入柴油机气缸的不是可燃混合气，而是纯空气。空气由扫气泵提高压力以后，经过装在气缸外部的空气室和气缸壁(或气缸套)上的许多小孔进入气缸内，废气经由气缸盖上的排气门排出。在第一行程中，活塞自下止点向上止点移动。行程开始前不久，进气孔和排12气门均已开启，利用自扫气泵流出的空气(压力约为0.12～0.14MPa)使气缸换气。当活塞继续向上移动，进气孔被遮盖，排气门也被关闭，空气受到压缩。当活塞接近上止点时，气缸内的压力增到3MPa，温度约升至850～1000K，燃油在高压(约17～20Mpa)下喷入气缸内，致使燃油自行着火燃烧，使气缸内压力增高。在第二行程中，活塞受燃烧气体膨胀作用自上止点向下止点移动而作功。活寒卜行2／3行程时排气门开启，排出废气，此后气缸内压力降低，进气孔开启，进行换气。换气一直继续到活塞向上移动1／3行程的距离，直到进气孔完全被遮盖为止。这种形式的发动机称为气门—窗孔直流扫气柴油机。与四冲程柴油机比较，二冲程柴油机的优缺点与上面讨论二冲程汽油机时所指出的优缺点基本相同，但由于二冲程柴油机用纯空气扫除废气，没有燃料损失，故经济件较高。第五节 发动机的主要性能指标与特性发动机的主要性能指标有动力性能指标（有效转矩、有效功率、转速等）、经济性能指标(燃油消耗率)和运转性能指标(排气品质、噪声和起动性能等)。一、动力性能指标（1）有效转矩发动机通过飞轮对外输出的平均转矩称为有效转矩。有效转矩与外界施加于发动机曲轴上的阻力矩相平衡。（2）有效功率发动机通过飞轮对外输出的功率称为有效功率。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。发动机曲轴转速的高低，关系到单位时间内作功次数的多少或发动机有效功率的大小，即发动机的有效功率随曲轴转速的不同而改变。因此，在说明发动机有效功率的大小时，必须同时指明其相应的转速。在发动机产品标牌上规定的功率及其相应的转速分别称作标定功率和标定转速。发动机在标定功率和标定转速下的工作状况，称为标定工况。标定功率是发动机所能发出的最大功率，它是根据发动机用途而制定的有效功率最大使用限度。同一种型号的发动机，当其用途不同时，其标定功率值并不相同。按照汽车发动机可靠性试验方法的规定，汽车13发动机应能在标定工况下连续运行300～1000h。二、经济性能指标发动机每发出1 kw有效功率，在1h内所消耗的燃油质量(以g为单位)，称为燃油消耗率。 发动机的性能是随着许多因素而变化的，其变化规律称为发动机特性。三、运转性能指标发动机的运转性能指标主要指排气品质、噪声、起动性能等。由于这些性能不仅与使用者利益相关，更关系到人类的健康，因此必须指定共同遵守的统一标准，并给予严格控制。（1）排气品质发动机的排气中含有对人体有害的物质，它对大气的污染已形成公害。为此，各国采取了许多对策，并制定相应的控制法规。发动机排出的有害排放物，主要有氮氧化合物，碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)等以及排气颗粒。（2）噪声噪声会刺激神经，使人心情烦躁，反应迟钝，甚至造成耳聋，诱发高血压和神经系统的疾病，因此，也必须用法规形式进行限制。汽车是城市中主要的噪声源之一，发动机又是汽车的主要噪声源，故必须给予控制。在我国制定的汽车加速行驶车外噪声限值标准(GBl495--2002)中，对不同分类的汽车以及同一分类中不同总质量及发动机不同额定功率的汽车，详细制定了噪声限值。（3）起动性能起动性能好的发动机在一定温度下能可靠地发动，起动迅速，起动消耗的功率小，起动期磨损少。发动机起动性能的好坏除与发动机结构有关外，还与发动机工作过程相联系，它直接影响汽车机动性、操作者的安全和劳动强度。我国标准规定，不采用特殊的低温起动措施，汽油机在-10℃、柴油机在-5℃以下的气温条件下起动发动机时，15s以内发动机要能自行运转。四、发动机的速度特性当燃料供给调节机构位置固定不变时，发动机性能参数(有效转矩、功率、燃油消耗率等)随转速改变而变化的曲线，称为速度特性曲线。14如果改变燃料供给调节机构的位置又可得到另外一组特性曲线，则当燃料供给调节机构位置达到最大时，所得到的是总功率特性，也称发动机外特性；而把燃料供给调节机构其他位置下得到的特性称为部分速度特性。外特性曲线下标出的发动机最大功率和最大有效转矩及其相应的转速，是表示发动机性能的重要指标。要联系汽车使用条件，诸如道路情况所要求克服的阻力数值、最高车速等，来分析发动机外特性曲线是否符合要求。五、发动机工作状况发动机运转状态或工作状态(简称发动机工况)常以功率和转速来表征，有时也用负荷与转速来表征。 发动机负荷是指发动机驱动从动机械所耗费的功率或有效转矩的大小；也可表述为发动机在某一转速下的负荷，就是当时发动机发出的功率与同一转速下所可能发出的最大功率之比，以百分数表示。15致 谢本论文的设计历时三个多月的时间。在此我要向我的讲师x老师表示最诚挚的感谢。从课题的设计方案、课题的编辑到论文的撰写和修改的各个阶段，都得到了钱老师的认真指导、严格要求。钱老师渊博的学识、严谨的治学精神以及平易近人的态度，使我在学习知识的同时，如浴春风。在整个课题的研究和设计过程中，也得到了同组的其它同学的支持和帮助，大家一起克服了一个又一个难题，在此表示感谢。在大学四年的学习过程中，我的学识有了长进，能力有了提高。为此我要感谢我的家人,以及所有教导过我的老师和长辈们，是他们鼓励着我前进。另外我要感谢我的朋友和同学，使我每天都轻松、愉快。16【参考文献】1、陈家瑞 《汽车构造 上 》 机械工业出版社2、陈家瑞 《汽车构造 下 》 机械工业出版社3、扶爱民 《汽车运用基础》 电子工业出版社4、扶爱民 《汽车发动机构造与维护》 电子工业出版社5、巫安达 乔国荣 《汽车维护技术》 高等教育出版社6、凌凯汽车资料编写组 《汽车原理》 北京邮电大学出版社17

3 柴油机电控技术的特点 柴油机电控技术与汽油机电控技术有许多相似之处，整个系 统都是由传感器、电控单元和执行器三部分组成。在电控喷射方 面柴油机与汽油机的主要差别是，汽油机的电控喷射系统只是 控制空燃比(汽油与空气的比例)，柴油机的电控喷射系统则 是通过控制喷油时间来调节输出油量的大小，且柴油机喷油控制 是由发动机的转速和加速踏板位置(油门、供油拉杆位置)来决定 的。柴油机电控技术有两个明显的特点：一是柴油喷射电控执行 器复杂，二是柴油电控喷射系统的多样化。 3.1柴油机是一种热效率比较高的动力机械 柴油机燃油喷射具有高压、高频、脉动等特点。其喷射压力 高达200MPa，为汽油机喷射压力的百倍以上。对燃油高压喷射系 统实施喷油量的电子控制，困难大得多。而且柴油喷射对喷射正 时的精度要求很高，相对于柴油机活塞上止点的角度位置远比汽 油机要求准确，这就导致了柴油喷射的电控执行器要复杂得多。 3.2由于柴油机的喷射系统形式多样 传统的柴油机具有直列泵、分配泵、泵喷油器、单缸泵等结构完全不同的系统。实施电控技 术的执行机构比较复杂，形成了柴油喷射系统的多样化；同时柴 油机需要对油量、定时、喷油压力等多参数进行综合控制，其软 件的难度也大于汽油机。 4 电控柴油喷射系统分类 最先出现的是电控喷油泵技术，而后又发展了电控泵喷嘴技 术和高压共轨喷射技术，后两种技术是现在最主要的柴油机电控 喷射技术。其中，电控泵喷嘴技术的喷油压力非常高，可以达到 200MPa，并且泵和喷嘴装在一起，所以只需要很短的高压油引 导部分，泵喷嘴系统也可以实现很小的预喷量，其喷油特性是三 角形的，并采用了分段式预喷射，这是很符合柴油机的要求 (大众公司的TDI发动机就是使用这种技术)。但电控泵喷嘴技 术的喷油压力受柴油机转速影响，使用蓄压系统的高压共轨技 术可以解决这个问题。它的喷油压力低于泵喷嘴系统，能达到 160MPa。有些公司看中了它对任意缸数的发动机喷油压力调节 很宽泛的特点，逐步扩大其使用范围(最早使用高压共轨的轿车 是阿尔法罗密欧156和奔驰C级别车)。 4.1第一代柴油机电控燃油喷射系统也称位置控制系统，它用 电子伺服机构代替机械调速器控制供油滑套位置以实现供油 量的调整。其特点是保留了传统的喷油泵——高压油管—— 喷油器系统，只是对齿条或滑套的运动位置由原来的机械调速器控制改为计算机控制。这类技术已发展到了可以同时控制定时和预喷射的TICS系统。 4.2第二代柴油机电控燃油喷射系统也称时间控制系统，其特点 是供油仍维持传统的脉动式柱塞泵油方式，如博世公司的电控泵 喷嘴系统，但供油量和喷油定时的调节则由电脑控制的强力快速响应电磁阀的开闭时刻所 决定。一般情况下，电磁阀关闭时，执行喷油，电磁阀打开时，喷 油结束；喷油始点取决于电磁阀关闭时刻，喷油量则取决于电磁阀关闭时间的长短。时间控制系 统的控制自由度更大。 4.3第三代也称为直接数控系统，它完全脱开了传统的油泵 分缸燃油供应方式，通过共轨和喷油压力/时间的综合控制， 实现各种复杂的供油回路和特性。 因柴油机的喷射系统形式多样。国外柴油机的电控系统也型 式多样，有直列泵和分配泵的可变预行程TICS系统，有基于时间 控制的泵喷嘴系统，有蓄压共轨系统和高压共轨系统等。各种技 术方案都在原有的基础上发展，但高压共轨系统是总的发展方向。 5 高压共轨电控喷射系统 5.1共轨(Common-rail)式电控燃油喷射技术的原理 在汽车柴油机中，高速运转使柴油喷射过程的时间只有 千分之几秒。实验证明，在喷射过程中高压油管各处的压力是随时间和位置的不同而变化的。由于柴油的可压缩性和高压油 管中柴油的压力波动，使实际的喷油状态与喷油泵所规定的 柱塞供油规律有较大的差异。油管内的压力波动有时还会在 主喷射之后使高压油管内的压力再次上升，达到令喷油器的 针阀开启的压力，将已经关闭的针阀又重新打开，产生二次 喷油现象。由于二次喷油不可能完全燃烧，于是增加了烟度和碳 氢化合物(HC)的排放量，油耗增加。此外，每次喷射循环后高压 油管内的残余压力都会发生变化，随之引起不稳定的喷射，尤 其在低转速区域容易产生上述现象，严重时不仅喷油不均匀，而 且会发生间歇性不喷射现象。为了解决柴油机这个燃油压力变化 的缺陷，现代柴油机采用了一种称为“共轨”的技术。 共轨技术是指由高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环 系统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油 方式，由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管，通过对公共供 油管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转 速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化， 因此也就减少了传统柴油机的缺陷。ECU控制喷油器的喷油量， 喷油量大小取决于共轨管(公共供油管)压力和电磁阀开启时间 的长短。 共轨式电控燃油喷射技术，通过共轨直接或间接地形成恒定 的高压燃油分送到每个喷油器，并借助于集成在每个喷油器上的 高速电磁开关阀的开启与闭合，定时定量地控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量，从而保证柴 油机达到最佳的燃烧比和良好的雾化，以及最佳的着火时间、足 够的着火能量和最少的污染排放。 其主要由电控单元、高压油泵、共轨管、电控喷油器以及各 种传感器等组成。低压燃油泵将燃油输入高压油泵，高压油泵将 燃油加压送入高压共油轨，高压共油轨中的压力由电控单元根据 共油轨压力传感器测量的共油轨压力以及需要进行调节，高压共 油轨内的燃油经过高压油管，根据柴油机的运行状态，由电控单 元从预设的MAP图中确定合适的喷油定时、喷油持续期由电液 控制的电子喷油器将燃油喷入汽缸(见图4)。 5.2共轨式电控燃油喷射技术的特点 柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术，集计算 机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油器结构于一身。 它不仅能达到较高的喷射压力、实现喷射压力和喷油量的控制， 而且还能实现预喷射和分段喷射，从而优化喷油特性、减低柴 油机噪声和大大减少废气有害成分的排放量。其特点为： (1)采用先进的电子控制装置及配有高速电磁开关阀，使得 喷油过程的控制十分方便，并且可控参数多，利于柴油机燃烧过 程的全程优化。 (2)采用共轨方式供油，喷油系统压力波动小，各喷油器间相 互影响小，喷射压力控制精度较高，喷油量控制较准确。 (3)高速电磁开关阀频率高，控制灵活，使得喷油系统的喷射压力可调范围大，并且能方便地 实现预喷射等功能，为优化柴油机喷油规律、改善其性能和降低 废气排放提供了有效手段。 (4)系统结构移植方便，适应范围广，尤其是与目前的小型、 中型及重型柴油机均能很好匹配，因而市场前景广阔。 5.3高压共轨电控燃油喷射技术的发展前景 高压共轨系统被认为是20世纪内燃机技术的3大突破之一。目前，有待研究的有： (1)高压共轨系统的恒高压密封问题。 (2)高压共轨系统中共轨压力的微小波动所造成的喷油量 不均匀问题。 (3)高压共轨系统三维控制数据的优化问题。 (4)微结构、高频响应电磁开关阀在制造过程中的关键技术问 题。 综上所述，共轨式电控燃油喷射技术有助于减少柴油机的有 害尾气排放量，并具有降低噪声、降低燃油耗、提高动力输出 等方面的综合性能。高压共轨电控燃油喷射技术的应用有利于地 球环境保护，加速促进柴油机工业、汽车工业，特别是工程机械 相关工业的向前发展。 参考文献 1. 李春明.《汽车发动机燃油喷射技术》主编 北京理工大学出版社 2. 蒋向佩.《汽车柴油机构造与使用》主编 机械工业出版社 3. 朱仙鼎.《特种发动机》主编 机械工业出版社