影响汽车发动机动力因素的分析.doc

第1页共33页影响汽车发动机动力因素的分析摘要：发动机动力不足或动力性能下降，反映在车上就是加速性能、爬坡能力差。汽车启步困难，爬坡能力差；忽然加大油门时汽车反应缓慢，行驶中很难在规定的时间内达到最高车速，或完全达不到最高车速，这主要是汽车加速无力的故障。影响汽车动力和加速性能的主要原因有油路原因、电路原因、发动机缸压不足原因等等。关键字：发动机油路原因电路原因缸压不足Abstract:Poweroftheengineorpowerperformancedegradation,reflectedintheperformanceofthecarisaccelerating,hillclimbingabilityispoor.Autostart-stepproblems,poorclimbingability；suddenlysteppedonthegaswhenthecarslowtorespond,movingwithintheprescribedtimeisdifficulttoachievethehighestspeed,orwillnotachievemaximumspeed,vehicleaccelerationlargelypowerlessfailure.Vehiclepowerandaccelerationofthemainreasonsareoil,circuitreasons,reasonsoflackofcylinderpressureandsoon.Keywords:engineoilbecausecircuitbecauselackofcylinderpressure目录摘要·····························································11发动机的概述·················································2第2页共33页2发动机的总体构造·············································23发动机的种类·················································63.1按结构分类····················································63.2按发动机布局分类··············································73.3按燃料分类····················································84发动机的工作原理··············································84.1柴油发动机工作原理············································94.2汽油发动机工作原理········································104.2.1四行程汽油机的工作原理····································124.2.2多缸发动机的工作原理······································135发动机的主要性能指标··········································135.1发动机的最大功率···········································135.2发动机的最大扭矩···········································155.3发动机的最低燃油消耗量······································155.3.1燃油消耗量·················································155.3.2燃油消耗率·················································165.3.3燃油消耗量与燃油消耗率的关系·······························165.4发动机的升功率··············································166影响发动机的动力因素··········································186.1发动机动力不足故障···········································186.1.1故障现象··············································186.1.2故障原因···············································186.1.3故障检查的一般步骤·······································186.2故障诊断排除要点············································196.3油、电路有故障···············································216.3.1解决油、电路故障······································216.4配气相位失常········································226.4.1解决配气相位失常··········································226.5缸压不足·····················································246.5.1故障原因············································246.5.2解决缸压不足············································256.6发动机气缸的磨损······································256.7发动机温度过高········································276.8少数缸不工作······································286.8.1少数缸不工作的检修方法······································297总结···············································30参考文献··························································311发动机的概述发动机是汽车的心脏，为汽车的行走提供动力，汽车的动力性、经济性、环保性。简单讲发动机就是一个能量转换机构，即将汽油(柴油)的热能，通过在密第3页共33页封汽缸内燃烧气体膨胀时，推动活塞作功，转变为机械能，这是发动机最基本原理。发动机所有结构都是为能量转换服务的，虽然发动机伴随着汽车走过了100多年的历史，无论是在设计上、制造上、工艺上还是在性能上、控制上都有很大的提高，其基本原理仍然未变，这是一个富于创造的时代，那些发动机设计者们，不断地将最新科技与发动机融为一体，把发动机变成一个复杂的机电一体化产品，使发动机性能达到近乎完善的程度，各世界著名汽车厂商也将发动机的性能作为竞争亮点。汽车整体技术日新月异，而作为汽车的心脏发动机技术的进步显得更受关注。如今介绍一辆汽车的发动机时其技术有很多，比如；可变气门正时技术，双顶置凸轮轴技术，缸内直喷技术，VCM气缸管理技术，涡轮增压技术等等，都已经运用的相当广泛；发动机在用量上也是往轻量化的方向发展，全铝发动机目前的应用已经非常广泛。但是其中汽车的污染也是不可避免，于是新能源技术，包括柴油机的高压共轨，燃料电池，混合动力，纯电动，生物燃料技术也已经有普及的趋向，回顾一下发动机的历史或许更能理解这一百年来汽车技术所发生的巨大变革。2发动机的总体构造汽车发动机主要结构简述如下。（一）机体组发动机的机体组包括气缸盖、气缸体和机油盘。气缸体的上部为气缸，下部为曲轴箱，一般简称为缸体。发动机机体的作用时作为发动机各机构、各系统的安装和配合的基体，而且本身的许多部分又分别是曲柄连杆机构、配气机构、汽油喷射系、冷却系、润滑系的组成部分。因此，严格的区别发动机各系统所归属零部件是困难的。气缸盖和缸体内壁与活塞顶部组成一个单坡屋脊性燃烧室，燃烧室中央有一个电火花塞，用来点燃混合气体，所以，机体组是承受高温高压的机件。（二）曲柄连杆机构曲柄连杆机构包括活塞、连杆、带飞轮的曲轴。这是发动机借以产生动力，并将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力的机构。在结构分析时，常把机体组和曲柄连杆机构合并一起。第4页共33页（三）配气机构配气机构包括进气门、排气门、挺杆、进气凸轮轴、排气凸轮轴以及凸轮轴正时皮带（由曲轴正时齿轮驱动）。配气机构的作用是将可燃气体及时充入气缸和及时地将燃烧作过功的废气从气缸中排走。（四）电子控制汽油喷射系统电子控制汽油喷射系统(如图2-1)包括下列三个子系统：燃油供应系统、进气系统和电子控制系统。燃油供应系统由汽油箱、输油泵、汽油滤清器、压力调节器、脉动衰减器、喷油器以及输油管、回油管等组成。（图2-1）1一燃油箱2一燃油泵3一燃油滤清器4一脉动减振器5一喷油器6一低温启动喷油器7一稳压箱8一压力调节器9一回油管进气系统（如图2-2）包括空气滤清器、节气门、空气流量计、进气室、怠速控制阀以及及空气控制阀组成。第5页共33页（图2-2）1一发动机2一稳压箱3一节流阀体4一空气流量计5一空气滤清器6一空气阀7一喷油器。燃油供应系统和进气系统的作用是根据节气门位置（发动机负荷）和发动机转速，由ECM/ECU确定的喷油量和进气量混合成可燃混合气，进入气缸以供燃烧作功。电子控制系统（如图2-3）由若干只检测发动机各种状况的传感器、一只按传感器信号确定喷油量的ECU，以及按ECU指令工作的喷油器组成。它的主要作用是根据发动机不同工况，决定最佳的喷油正时和喷油持续期。（图2-3）1一燃油箱2一电动燃油泵3燃油滤清器4ECU5喷油器6一燃油分配器7一压力调节器8一进气总管9一节气门位置传感器10一空气流量计11一氧传感器12一冷却水温度传感器13一分电器14一怠速执行器15一蓄电池16一点火开关（五）点火系统第6页共33页点火系统（如图2-4）包括点火器、点火线圈、分电器、火花塞和点火电子控制器。点火电子控制器由曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器和ECU组成。点火系的作用是ECU根据发动机的各种状况，计算点火正时并将点火正时信号送至点火器。点火器将点火线圈产生的高电压依次按序分配到各个火花塞产生火花，点燃可燃混合气。（图2-4）（六）排气系统排气系统包括排气歧管、净化器、前排气管、中间管和排气尾管，其中在中间管和尾管都装有消声器。在净化器前端装有主氧传感器，其后端装有副氧传感器。氧传感器的作用是检测废气中氧的含量，帮助ECU了解燃烧过程中空气量是不足还是过量。ECU决定下一循环的喷油量的修正，使发动机处于完全燃烧状态。（七）冷却系统冷却系统（如图2-5）主要包括水泵、散热器、电控风扇、液力耦合器、节温器、水阀和缸内的冷却水套。其作用是把发动机受热机件的热量带走，散发到大气中去，保证发动机正常工作。同时，也为空调取暖器提供热量。第7页共33页（图2-5）（八）润滑系统润滑系统（如图2-6）采用压力供油润滑系统，它由机油泵、机油压力调节器、机油滤清器、机油冷却器和油道组成，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，减轻相对运动机件的磨损，并部分作为冷却摩擦零件，清洗摩擦表面，加强密封作用。（图2-6）（九）起动系统起动系统是一种起动器，它装有一只驱动齿轮的小型高速马达，使静止的发动机起动并转入自行运转。它包括起动器、起动继电器和防盗系统。（十）充电系统第8页共33页充电系统由蓄电池、交流发电机和IC调节器组成。它的功能是当发动机转动时，发电机发电供车上电器所需的电量，同时向蓄电池冲电。3发动机的种类3.1按结构分类一台汽车发动机往往具有3个以上的汽缸，对于汽车发动机主要的分类方式是根据汽缸的布局及排列方式来划分。一般有直列、V型、W型以及水平对置等几种。直列发动机(LineEngine)，它的所有汽缸均按同一角度肩并肩排成一个平面，它的优点是缸体和曲轴结构十分简单，而且使用一个汽缸盖，制造成本较低，尺寸紧凑。直列发动机稳定性高，低速扭矩特性好并且燃料消耗也较少，但缺点是功率较低，并且不适合6缸以上的发动机采用。V型发动机，将所有汽缸分成两组，把相邻汽缸以一定夹角布置一起，使两组汽缸形成有一个夹角的平面，从侧面看汽缸呈V字形，故称V型发动机。W型发动机，W型发动机是德国大众专属发动机技术。将V型发动机的每侧汽缸再进行小角度的错开(如帕萨特W8的小角度为15度)，就成了W型发动机。或者说W型发动机的汽缸排列形式是由两个小V形组成一个大V形。严格说来W型发动机还应属V型发动机的变种。水平对置发动机，如果将直列发动机看成夹角为0度的V型发动机，当两排汽缸的夹角扩大为180度，汽缸水平对置排列，就是水平对置发动机了。转子发动机，传统发动机都是通过汽缸内活塞的往复运动最终驱动车子前进，发动机及气缸本身都是相对不动的，而转子发动机则是一种三角活塞旋转式发动机，它采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放。转子发动机的优点十分明显，它尺寸较小，重量较轻，功率很大，并且振动和噪声极低。但是由于转子技术的复杂，使其制造成本极其高昂，耐用性也低于传统发动机。3.2按发动机布局划分按照发动机在车身上的布局，还可以分成前置发动机、中置发动机以及后置发动机三种。目前在国内车市所能看到的绝大部分车型都是采用的前置发动机，即发动机位车前轮轴之前。前置发动机的优点是简化了车子变速器与驱动桥的结构，特别第9页共33页是对于目前占绝对主流的前轮驱动车型而言，发动机将动力直接输送到前轮上，省略了长长的传动轴，不但减少了功率传递损耗，也大大降低了动力传动机构的复杂性和故障率。因外，将发动机置驾驶员的前方，在正面撞车时，发动机可以保护驾驶员免受冲击，从而提高了车的安全性。与前置发动机相对应的是后置发动机，后置发动机往往对应于一些后轮驱动的大马力车型，典型车型为保时捷的911系列跑车。此外，还有一种布局便是中置发动机，即发动机位于汽车的前后轮轴之间，对于一些极端追求性能的车型而言，将发动机中置是一种最理想的方式，因为发动机的位置正好位于车子重心附近，而不是重量过于集中在车头或车尾，达到最佳的配重比，这将大大提高车子的操控性和行驶稳定性。包括法拉利、兰博基尼在内的不少经典跑车都采用的是中置发动机布局。3.3按燃料分类柴油机与汽油机汽车发动机按所使用的燃料进行分类，可以分为汽油机和柴油机。汽油与柴油相比较，汽油的沸点低、容易汽化，汽油发动机通过气缸压缩，将吸入的汽油气化，并与缸内空气相混合，形成可燃混合气体，最后由火花塞放电点燃气体推动汽缸活塞作功；柴油的特点是自燃温度低，所以柴油发动机无需要火花塞之类的点火装置，它采用压缩空气的办法提高空气温度，使空气温度超过柴油的自燃测试，这时再喷入柴油、柴油喷雾和空气混合的同时自己点火燃烧。两种发动机相比较而言，一般来说，因为汽油发动机需要对汽油的喷入量、喷入时间以及点火时间控制得十分准确，因此结构往往比柴油机更复杂精密一些，而柴油机由于汽缸的压力大于汽油机，因而对材料的结构强度和刚度则要求更高一些。从性能上说，汽油发动机的长处是最大功率及转速高，运转安静平顺，排放低，而柴油发动机的优点则是燃烧效率高、油耗低，并且低转速扭矩及最大扭矩远远超过汽油机。体现在驾驶感受上，人们会发现柴油驱动的轿车起步十分迅速，在山路及坡道上后劲十足，然后在中后段的加速性以及最高车速方面又会逊于同档次的汽油机版本。国内传统柴油机一直给人以体积笨重、振动噪声大以及排放污染严重的印象，因此国产轿车基本都采用汽油发动机，然而近年来，国外知名