汽车发动机构造与检修（书证融通版）课件 项目4-7 发动机燃料供给系统-混合动力发动机构造与检修

项目四发动机燃料供给系统任务一电控燃油喷射系统检查与维护【任务描述】客户王先生的别克威朗轿车已经行驶了40000Km，王先生开车来到别克4S店，服务顾问在询问和检查后将车辆交给维修技师，维修技师根据保养手册要求对此车进行40000Km保养，其中保养手册要求进行燃油滤清器的更换。下面将学习燃料供给系统的相关知识并按流程进行燃油滤清器的更换。【知识储备】一、燃料供给系统的作用燃料供给系统是根据发动机不同工况的要求，配制出一定数量和浓度的可燃混合气，供入气缸，并在压缩终了时燃烧做功，同时将燃烧产生的废气净化后排出。二、燃料供给系统的组成燃料供给系统主要由油箱、油管、燃油泵、燃油滤清器、空气滤清器、燃油压力调节器、喷油器、冷起动喷油器、油压脉冲衰减器、进气管、排气管等组成，如图4-1所示。1.汽油供给装置：油箱、燃油泵、油管、燃油滤清器、燃油压力调节器等。2.空气供给装置：进气管、空气滤清器等。3.喷油装置：高压油管、喷油器等。4.废气排放装置：排气管、排气消声器等。图4-1燃料供给系统组成三、电控燃油喷射系统的特点1.能根据发动机工况的变化供给最佳空燃比的混合气。2.供入各气缸内的气体，数量大致相等。3.由于进气管道中没有狭窄的喉管，因此进气阻力小，充气效率高。因此，电控燃油喷射式发动机具有较高的动力性、经济性和良好的排放性，发动机的振动有所减轻，汽车的加速性也有显著改善，如图4-2所示。图4-2电控燃油喷射发动机四、电控燃油喷射系统的分类1.按汽油喷射系统的控制方法分为机械控制式、电子控制式及机电混合控制式三种。其中电控燃油喷射系统工作可靠、维修方便，目前被广泛使用。2.按喷射部位的不同可分为缸内喷射和缸外喷射两种，如图4-3所示。缸内喷射是通过安装在气缸盖上的喷油器，将汽油直接喷入气缸内，这种喷射系统需要较高的喷射压力，约3～5MPa，因而喷油器的结构和布置都比较复杂。缸外喷射系统是将喷油器安装在进气管或进气歧管上，以0.20～0.35MPa的喷射压力将汽油喷入进气管或进气歧管内。图4-3缸外喷射和缸内喷射3.缸外喷射系统分进气歧管喷射和进气道喷射，即多点喷射与单点喷射，如图4-4所示。汽油喷射方式按喷油器安装位置与工作原理的不同可分为进气道多点喷射（MFI）、进气总管或中央单点喷射（SPI）。图4-4单点喷射和多点喷射4.按喷射的连续性将汽油喷射系统分为连续喷射式和间歇喷射式。连续喷射是指在发动机工作期间，喷油器连续不断地向进气道内喷油，且大部分汽油是在进气门关闭时喷射的。这种喷射方式大多用于机械控制式或机电混合控制式汽油喷射系统。间歇式喷射是指在发动机工作期间，汽油被间歇地喷入进气道内。

电控燃油喷射系统都采用间歇喷射方式。间歇喷射还可按各缸喷射时间分为同时喷射、分组喷射和按序喷射等三种形式。五、电控燃油喷射系统的基本类型电控燃油喷射系统(EFI系统)是以电控单元为控制中心，并利用安装在发动机上的各种传感器获得发动机的运行参数，再按照计算机中预存的控制程序精确地控制喷油器的喷油量，使发动机在各种工况下都能获得最佳空燃比的可燃混合气，如图4-5所示。图4-5电控燃油喷射系统（EFI系统）1.D型(D叶特朗尼克)汽油喷射系统D型汽油喷射系统是最早应用在汽车发动机上的电控多点间歇式汽油喷射系统，工作原理如图4-6所示，其基本特点是以进气管压力和发动机转速作为基本控制参数，用来控制喷油器的基本喷油量。

燃油箱内的汽油被电动燃油泵泵出并加压至0.35MPa左右，经燃油滤清器过滤后被送至燃油分配管。燃油分配管与安装在各缸进气歧管上的喷油器相通。在燃油分配管的末端装有油压调节器，用来调节油压使其保持稳定，多余的汽油经回油管返回油箱。图4-6D型汽油喷射系统2.L型(L-叶特朗尼克)汽油喷射系统L型汽油喷射系统是在D型汽油喷射系统的基础上，发展起来的多点间歇式汽油喷射系统。其构造和工作原理与D型基本相同，如图4-7所示，只是L型汽油喷射系统采用翼片式空气流量计直接测量发动机的进气量，并以发动机的进气量和发动机转速作为基本控制参数，从而提高了喷油量的控制精度。图4-7L型汽油喷射系统3.LH型(LH-叶特朗尼克)汽油喷射系统LH型汽油喷射系统是L型汽油喷射系统的变型产品，两者的结构与工作原理基本相同，不同之处是LH型采用热线式空气流量计，而L型采用翼片式空气流量计。热线式空气流量计无运动部件，进气阻力小，信号反应快，测量精度高。LH型汽油喷射系统的电控装置采用大规模数字集成电路，运算速度快，控制范围广，功能更加完善。LH型汽油喷射系统的工作原理如图4-8所示。图4-8波许LH型汽油喷射系统4.M型(莫特朗尼克)汽油喷射系统M型汽油喷射系统将L型汽油喷射系统与电子点火系统结合起来，用一个由大规模集成电路组成的数字式微型计算机同时对这两个系统进行控制，从而实现了汽油喷射与点火的最佳配合，进一步改善了发动机的起动性、怠速稳定性、加速性、经济性和排放性。M型汽油喷射系统的工作原理如图4-9所示。图4-9M型汽油喷射系统六、电控燃油喷射系统主要组件的构造和工作原理虽然电子控制燃油喷射系统有多种类型，但其组成和工作原理却大同小异。主要的区别是电控单元的控制方式、控制范围和控制程序不同，所用传感器和执行组件的构造也有所差别。各种类型的电子控制燃油喷射系统基本是由燃料供给系统、进气系统和控制系统三部分组成。1.燃料供给系统主要组件的结构与工作原理电控燃油喷射系统的燃料供给系统由燃油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、燃油分配管、油压调节器、喷油器、冷起动喷嘴和输油管等组成，有的还设有油压脉动缓冲器，如图4-10所示。图4-10电控燃油喷射系统基本组成（1）电动燃油泵在电控燃油喷射系统中，电动燃油泵通常有两种类型，即滚柱式电动燃油泵和叶片式电动燃油泵，如图4-11所示。图4-11滚珠式与叶片式电动燃油泵（2）燃油分配管燃油分配管，也被称作"共轨"，其作用是将汽油均匀、等压地输送给各缸喷油器。由于它的容积较大，故有储油蓄压、减缓油压脉动的作用，如图4-12所示。图4-12燃油分配管（3）喷油器喷油器的作用是按照电控单元的指令将一定数量的汽油适时地喷入进气管或气缸内，并与其中的空气混合形成可燃混合气。喷油器的通电、断电由电控单元控制。电控单元以电脉冲的形式向喷油器输出控制电流。当电脉冲从零升起时，喷油器因通电而开启；电脉冲回落到零时，喷油器又因断电而关闭。电脉冲从升起到回落所持续的时间称为脉冲宽度，若电控单元输出的脉冲宽度短，则喷油持续时间短，喷油量少；若电控单元输出的脉冲宽度长，则喷油持续时间长，喷油量多。一般喷油器针阀升程约为0.1mm，而喷油持续时间在2～10ms范围内，如图4-13所示。图4-13喷油器（4）油压调节器油压调节器的作用是使燃料供给系统的压力与进气管压力之差即喷油压力保持恒定。喷油器的喷油量除了取决于喷油持续时间外，还与喷油压力有关。在相同的喷油持续时间内，喷油压力越大，喷油量越多，反之亦然。所以只有保持喷油压力恒定不变，才能使喷油量在任何负荷下都取决于喷油持续时间或电脉冲宽度，以实现电控单元对喷油量的精确控制，如图4-14所示。图4-14油压调节器（5）油压脉动缓冲器当燃油泵泵油、喷油器喷射及油压调节器的回油平面阀开闭时，都将引起燃油管路中油压的脉动和脉动噪声。燃油压力脉动过大会导致油压调节器工作失常。油压脉动缓冲器的作用是减小燃油管路中油压的脉动和脉动噪声，并能在发动机停机后保持油路中有一定的压力，以便于发动机重新起动，如图4-15所示。图4-15油压脉动缓冲器（6）燃油箱燃油箱的作用是存储燃油，一般是由金属材料制成，现多用合成材料以满足轻量化和结构设计的要求，多安装在后排座椅下部，如图4-16所示。图4-16燃油箱（7）燃油滤清器燃油滤清器的作用是过滤燃油中的颗粒物、水以及杂质，保证燃油系统中精密部件免受磨损、堵塞及损伤。一般来说，燃油滤清器按安装在汽车上的位置分为内置式和外置式。内置式燃油滤清器安装在油箱内，外置式安装在油箱外燃油管路中，如图4-17所示。图4-17外置式燃油滤清器（8）燃油蒸汽回收装置将燃油蒸汽回收再利用，减少燃料浪费与污染物排放，其工作原理如图4-18所示。图4-18燃油蒸汽回收原理2.控制系统主要组件的构造与工作原理电控燃油喷射系统中的控制系统由电控单元、各种传感器、执行器，以及连接它们的控制电路所组成。不同类型的电控燃油喷射系统的控制功能、控制方式和控制电路的布置不完全一样，但基本原理相似。（1）传感器①发动机温度传感器发动机的温度用冷却液的温度表征，所以发动机温度传感器又称冷却液温度传感器，如图4-19所示。一般安装在发动机机体或气缸盖上，与冷却液接触，用来检测发动机冷却液的温度，并将检测结果传输给电控单元以便修正喷油量。发动机温度传感器内部是一个半导体热敏电阻。冷却液温度越低，热敏电阻的阻值越大，反之亦然。传感器的两根导线都和电控单元连接。图4-19发动机温度传感器②进气温度传感器进气温度传感器一般安装在进气管路中，用来测量进气温度，并将温度变化的信息传输给电控单元作为修正喷油量的依据之一。进气温度传感器内部也是一个热敏电阻，其电阻温度特性、构造、工作原理以及与电控单元的连接方式均与发动机温度传感器相同，如图4-20所示。图4-20进气温度传感器③节气门位置传感器节气门位置传感器一般安装在节气门轴上，与节气门联动。作用是将节气门的位置或开度转换成电信号传输给电控单元，作为电控单元判定发动机运行工况的依据。节气门位置传感器有开关型和线性输出型两种。开关型节气门位置传感器内有两个触点，分别为怠速触点和全负荷触点。与节气门同轴的接触凸轮控制两个触点的闭合或断开。当发动机在怠速时，节气门接近关闭，怠速触点闭合，这时电控单元将指令喷油器增加喷油传感器油量以加浓混合气。全负荷时，节气门全开，接触凸轮使全负荷触点闭合，这时电控单元将输出脉冲宽度最长的电脉冲，以实现全负荷加浓。线性输出型节气门位置传感器是一个线性电位计，由节气门轴带动电位计的滑动触点。当节气门开度不同时，电位计输出的电压也不同，从而将节气门由全闭到全开的各种开度转换为大小不等的电压信号传输给电控单元，使其精确地判定发动机的运行工况。④曲轴位置传感器曲轴位置传感器一般安装在飞轮上，用来检测发动机转速、曲轴转角，同时作为控制点火和喷射信号源的第一缸和各缸压缩行程上止点信号。现在应用较多的是霍尔效应式曲轴位置传感器，由霍尔组件、永久磁铁和带缺口的转子组成，如图4-21所示。霍尔组件是带有集成电路的半导体基片，当把霍尔组件置于磁场中并通以电流，且使电流方向与磁场方向垂直，这时霍尔组件将在垂直于电流及磁场的方向产生霍尔电压，这一现象称作霍尔效应。改变磁场强度可以改变霍尔电压的大小，磁场消失霍尔电压为零。霍尔效应式曲轴位置传感器输出的信号是矩形脉冲，适用于电控单元的数字系统，且其信号电压的大小与发动机转速无关，在发动机低速状态下仍可获得很高的检测精度。图4-21霍尔效应式曲轴位置传感器⑤氧传感器氧传感器是电子控制燃油喷射系统进行回馈控制的传感器，一般安装在排气管上，应用较多的是氧化锆氧传感器，如图4-22所示。在这种控制方式中，利用氧传感器检测尾气中氧分子的浓度，并将其转换成电压信号输入电控单元。尾气中氧分子的浓度与进入发动机的混合气成分有关。当混合气太稀时，排气中氧分子的浓度较高，氧传感器便产生一个低电压信号；当混合气太浓时，排气中氧分子的浓度低，氧传感器将产生一个高电压信号。电控单元根据氧传感器的回馈信号，不断地修正喷油量，使混合气成分始终保持在最佳范围内。通常氧传感器和三元催化转换器同时使用，由于后者只有在混合气的空燃比接近理论空燃比的狭小范围内净化效果才最好，因此在这种情况下，电控单元必须根据氧传感器的回馈信号，控制混合气的空燃比更接近于理论空燃比。图4-22氧传感器⑥爆震传感器爆震传感器作为点火定时控制的回馈组件用来检测发动机的爆燃强度，从而实现点火正时的控制，以便有效地抑制发动机爆燃的发生。爆震传感器一般安装在发动机的机体上，它能将发动机爆燃而引起的机体振动信号转换为电压信号，且当机体的振动频率与传感器的固有振动频率一致而发生共振时，传感器将输出最大电压信号。电控单元将根据此最大电压信号判定发动机是否发生爆燃。爆震传感器有多种，其中应用较多的是磁致伸缩式爆震传感器，主要由磁心、永久磁铁及感应线圈等组成。当发动机振动时，磁心受振偏移，使感应线圈内的磁通量发生变化，而在感应线圈内产生感生电动势，如图4-23所示。图4-23爆震传感器（2）电控单元电控单元是电子控制单元的简称，作用是对各种传感器输入的电信号进行运算、处理、判断，然后输出指令，向喷油器提供一定宽度的电脉冲信号以控制喷油量，如图4-24所示。电控单元由微型计算机，输入、输出及控制电路等组成。图4-24电控单元【总结及拓展训练】

通过本任务的学习，同学们了解了燃料供给系统的作用和组成，掌握电控燃油喷射系统的特点及类型以及燃料供给系统的主要部件构造，掌握了燃油滤清器的更换方法。本任务与汽车专业领域职业技能等级证书标准中的1-1【汽车动力与驱动系统综合分析技术-模块】—燃油和进排气系统检查保养职业技能要求相对应。同学们要勤加练习，为以后考取相应等级的职业技能等级证书打下基础。现有一台大众桑塔纳汽车需要进行燃油滤清器的更换，经过观察此车也是外置式燃油滤清器，请同学们根据已学知识并结合该车辆具体情况，进行燃油滤清器更换。项目四发动机燃料供给系统任务二进气系统检查与维护【任务描述】客户王先生的别克威朗轿车已经行驶了5000Km，王先生开车来到别克4S店，服务顾问在询问和检查后将车辆交给维修技师，维修技师根据保养手册要求对此车进行5000Km保养，其中保养手册要求进行发动机空气滤芯的更换。下面将学习发动机进气系统的相关知识并按流程进行空气滤芯的更换。【知识储备】一、进气系统的作用进气系统作用是向发动机输送清洁、干燥、充足而稳定的空气以满足发动机的需求，避免空气中杂质或粉尘进入发动机气缸内造成发动机异常磨损。二、进气系统的工作过程发动机工作时，驾驶员通过加速踏板操纵节气门的开度，以此来改变进气量，控制发动机的运转。进入发动机的空气经空气滤清器过滤后，流经空气流量计，通过节气门体后，再经进气歧管分配到各个气缸中，如图4-25所示。图4-25进气系统工作原理三、进气系统的组成进气系统由空气滤清器、空气流量传感器、进气压力传感器、节气门体、附加空气阀、怠速控制阀、谐振腔以及进气歧管等组成，如图4-26所示。图4-26进气系统组成图四、空气滤清器1.空气滤清器的作用空气滤清器是对空气进行净化的装置，如图4-27所示。空气中的灰尘、砂粒以及各种杂质如果直接进入发动机气缸内，将加速发动机的磨损，从而降低发动机的使用寿命甚至造成发动机的严重损坏。图4-27空气滤清器结构空气滤芯分为干式和湿式两种类型，如图4-28所示，其中干式是轿车车型上最常用的，材料为滤纸或无纺布，为了增加空气通过面积，滤芯一般都加工出许多细小的褶皱。图4-28空气滤芯2.空气滤清器的安装位置空气滤清器一般安装在发动机进气系统前端，如图4-29所示，后面依次为进气传感器、节气门体、进气歧管等部件。图4-29空气滤清器位置五、进气歧管1.进气歧管的作用进气歧管的作用是将可燃混合气或洁净空气尽可能均匀地分配到各个气缸。为此进气歧管内气体流道的长度应尽可能相等，如图4-30所示。为了减小气体流动阻力，提高进气效率，进气歧管的内壁应该光滑。图4-30进气歧管2.谐振进气系统由于进气过程具有间歇性和周期性，导致进气歧管内会产生一定幅度的压力波。此压力波以声速在进气系统内传播和反射。如果利用一定长度和直径的进气歧管与一定容积的谐振室组成谐振进气系统，并使其固有频率与气门的进气周期调谐，那么在特定的转速下，就会在进气门关闭之前，在进气歧管内产生大幅度的压力波，使进气歧管的压力增高，从而增加进气量，如图4-31所示，这种效应称作进气波动效应。谐振进气系统的优点是没有运动件，工作可靠，成本低，但只能增加特定转速下的进气量和发动机转矩。图4-31谐振进气系统3.可变进气歧管为了充分利用进气波动效应和尽量缩小发动机在高、低速运转时进气速度的差别，从而达到改善发动机经济性及动力性，特别是改善发动机在中、低速和中、小负荷时的经济性和动力性，一般在高转速、大负荷时使用粗短的进气歧管，而在中、低转速和中、小负荷时使用细长的进气歧管。可变进气歧管就是为适应这种要求而设计的，如图4-32所示。可变进气歧管在所有转速下都可以使发动机转矩平均提高5%。图4-32可变进气歧管六、节气门体节气门体是控制发动机进气的一个阀门，内有一个圆形的钢片，中间有一根轴，和加速踏板拉线相连并由其控制。节气门体一般由执行器、节气门片和节气门位置传感器组成，它们一般被封装为一体，如图4-33所示。图4-33节气门体电子节气门由节气门体、节气门阀片、节气门轴、直流电机和齿轮减速机构、节气门位置传感器、扭簧、怠速调节装置等部件组成，如图4-34所示。电子节气门工作原理是驾驶员操纵加速踏板，加速踏板位置传感器产生相应的电压信号输入节气门控制单元，控制单元首先对输入的信号进行滤波，以消除环境噪声的影响，然后根据当前的工作模式、踏板移动量和变化率解析驾驶员意图，计算出对发动机扭矩的基本需求，得到相应的节气门转角的基本期望值。然后再经过CAN总线和整车控制单元进行通讯，获取其他工况信息以及各种传感器信号如发动机转速、档位、节气门位置、空调能耗等等，由此计算出整车所需求的全部扭矩，通过对节气门转角期望值进行补偿，得到节气门的最佳开度，并把相应的电压信号发送到驱动电路模块，驱动控制电机使节气门达到最佳的开度位置。节气门位置传感器则把节气门的开度信号反馈给节气门控制单元，形成闭环的位置控制。图4-34电子节气门体【总结及拓展训练】通过本任务的学习，同学们了解了进气系统的作用及工作过程，掌握了进气系统的作用，了解了空气滤清器的作用，掌握了空气滤芯的更换方法。本任务与汽车专业领域职业技能等级证书标准中的1-1【汽车动力与驱动系统综合分析技术-模块】—燃油和进排气系统检查保养职业技能要求相对应。同学们要勤加练习，为以后考取相应等级的职业技能等级证书打下基础。现有一辆丰田亚洲龙汽车同样需要更换空气滤芯，经过观察丰田空气滤清器的固定壳体为卡箍形式如图4-35所示，请同学们根据已学知识并结合该车辆具体情况，进行空气滤芯更换。图4-35丰田亚洲龙空气滤清器项目四发动机燃料供给系统任务三排气系统检查与维护【任务描述】客户王先生的别克威朗轿车已经行驶了5000Km,王先生开车来到别克4S店，服务顾问在询问和检查后将车辆交给维修技师，维修技师根据保养手册要求对此车进行5000Km保养，其中保养手册要求进行排气系统的检查。下面将学习排气系统的相关知识并按流程检查排气系统。【知识储备】一、排气系统的作用及工作过程1.作用排气系统作用是汇集发动机各缸产生的废气，并降低废气中有害气体和颗粒物的排放量，使排出的废气污染减小，噪音减小。2.工作过程发动机各气缸中的废气由排气门排出后，经各缸排气歧管汇至排气总管，经过三元催化转换器净化处理及消音器消声后从排气尾管排出。二、排气系统的组成及结构1.组成排气系统主要由排气歧管、排气管、三元催化转换器、汽车消声器和排气尾管等组成，如图4-36所示。图4-36排气系统组成2.结构发动机排气系统分为单排气系统和双排气系统（1）单排气系统直列式发动机在排气行程期间，气缸中的废气经排气门进入排气歧管，再由排气歧管进入排气管、三元催化转换器和消声器，最后由排气尾管排出，如图4-37所示。图4-37单排气系统结构（2）双排气系统V型发动机有两个排气歧管，即每个排气歧管各自都连接一个排气管、催化转换器、消声器和排气尾管，这种布置形式称作双排气系统，如图4-38所示。双排气系统降低了排气系统内的压力，使发动机排气更为顺畅，气缸中残余的废气较少，因而可以充入更多的可燃混合气或洁净的空气，发动机的功率和转矩相应地都有所提高。图4-38双排气系统3.排气歧管排气歧管一般由铸铁或球墨铸铁制造，如图4-39所示，近年来采用不锈钢材质的排气歧管较多，因为不锈钢排气歧管质量轻、耐久性好，同时内壁光滑、排气阻力小。为了使各缸排气不相互干扰及不出现排气倒流现象，并尽可能地利用惯性排气，通常将排气歧管做得尽可能的长，而且各缸歧管应相互独立、长度相等。图4-39排气歧管4.消声器发动机的排气压力为0.3～0.5MPa，温度在500～700℃，这表明排气有一定的能量。同时，由于排气的间歇性，在排气管内引起排气压力的脉动。若将发动机的废气直接排放到大气中，将产生强烈的、频谱比较复杂的噪声，其频率从几十赫到一万赫以上，因此在排气系统中安装了排气消声器，作用是降低排气噪声。消声器通过逐渐降低排气压力和衰减排气压力的脉动，使排气能量最大限度减弱，从而消除噪声，如图4-40所示。图4-40排气消声器5.三元催化转化器三元催化转化器可将汽车尾气中的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物以及颗粒等有害物质通过氧化或还原反应转变为无害的二氧化碳、水和氮气，如图4-41所示。当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物三种气体的活性，促使其发生氧化或还原反应，其中一氧化碳在高温下被氧化成二氧化碳，碳氢化合物在高温下被氧化成二氧化碳和水，氮氧化合物被还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。由于这种催化器可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质，故称三元催化转化器。图4-41三元催化转换器6.排气管从排气歧管以后的管道，均属于排气管，如图4-42所示。共有三段排气管，中间分别安装催化转换装置与消声器，排气管长度与排气背压和噪声控制有关。图4-42排气管三、排气净化装置1.二次空气喷射系统目前较多的发动机装有二次空气喷射系统，如图4-44所示。虽然二次空气喷射系统有各种各样的结构，但其作用基本相同，即利用空气泵将新鲜空气经空气喷管喷入排气管或催化转换器，使废气中的一氧化碳和碳氢化合物进一步燃烧氧化成为二氧化碳和水。图4-43二次空气喷射系统2.废气再循环(EGR)系统废气再循环是指把发动机排出的部分废气回送到进气歧管，并与可燃混合气一起再次进入气缸。废气再循环系统的结构和工作原理如图4-45所示。图4-44废气再循环系统由于废气中含有大量的二氧化碳，而二氧化碳不能燃烧却吸收大量的热，使气缸中混合气的燃烧温度降低，从而减少了氮氧化合物的生成量。但是在可燃混合气中掺入废气之后，混合气的热值降低，致使发动机的有效功率下降。为了作到既能减少氮氧化合物的排放，又能保持发动机的动力性，必须根据发动机运转的工况对再循环的废气量加以控制。氮氧化合物的生成量随发动机负荷的增大而增多，因此，再循环的废气量也应随负荷而增加。在暖机期间或怠速时，氮氧化合物生成量不多，为了保证发动机运转的稳定性，不进行废气再循环。在全负荷或高转速下工作时，为了使发动机有足够的动力性，也不进行废气再循环。废气再循环（EGR）系统的控制阀门有很多种，常见的有真空直接控制EGR阀、正背压EGR阀、电子控制EGR阀。3．强制式曲轴箱通风系统强制式曲轴箱通风系统又称PCV系统，如图4-46所示。在发动机工作时，会有部分可燃混合气和燃烧产物经活塞环由气缸窜入曲轴箱内。当发动机在低温下运行时，还可能有液态燃油漏入曲轴箱。这些物质如不及时清除，将加速机油变质并使机件受到腐蚀或锈蚀。又因为窜入曲轴箱内的气体中含有碳氢化合物及其它污染物，所以不允许把这些气体直接排放到大气中。现代汽车发动机所采用的强制式曲轴箱通风系统就是防止曲轴箱气体排放到大气中的净化装置。图4-45PCV系统示意图四、排气系统检查方法车辆举升后，在确认车辆已被可靠牢固的支撑后，戴上安全帽进对排气系统进行检查作业。为避免被烫伤，在排气系统很烫时不要检查排气系统。请在排气系统冷却后再进行检修。（1）检查各节之间的装配螺栓和螺母是否松动。（2）检查吊胶环是否损蚀、磨损、损坏和硬化。（3）检查隔热板安装螺母是否松动。（4）检查插头之间的间隙是否漏气、是否生锈，以及焊缝处是否生锈和裂开。（5）检查主消声器、副消声器、各节排气管等是否有生锈或被严重腐蚀。检查时从发动机处的排气歧管开始，用锤子或其它工具沿着排气系统轻敲，轻敲时发出低沉声音的部分可能是内部生锈或腐蚀。所以，应立即拆卸进行进一步检查，如有必要，进行更换。表面生锈的部分可能从内至外都已被腐蚀。（6）三元催化转化器在的温度较高的情况下处理较浓的废气，随着时间的推移三元催化装置将老化甚至失效，仔细检查三元催化转化器是否有积炭迹象或是否有焦油渗漏。（7）检查氧传感器的线束及其它线束是否离排气管过近，若有应通过捆扎等方式让其尽可能远离排气管。【总结及拓展训练】通过本任务的学习，同学们了解了排气系统的作用及工作过程，掌握了排气系统的组成及结构，掌握了发动机排气净化的相关知识，熟练掌握了排气系统的检查方法。本任务与汽车专业领域职业技能等级证书标准中的1-1【汽车动力与驱动系统综合分析技术-模块】—燃油和进排气系统检查保养职业技能要求相对应。同学们要勤加练习，为以后考取相应等级的职业技能等级证书打下基础。现有一辆雪佛兰科鲁兹汽车需要进行排气系统的检查，经过观察该车排气系统的结构如图4-47所示，请同学们根据已学知识并结合该车辆具体情况，进行排气系统检查。图4-47雪佛兰科鲁兹排气系统项目五发动机点火系统任务一点火系统检查与维护【任务描述】客户王先生的别克威朗轿车已经行驶了40000Km，王先生开车来到别克4S店，服务顾问在询问和检查后将车辆交给维修技师，维修技师根据保养手册要求对此车进行40000Km保养，其中保养手册要求进行火花塞的更换。下面将学习火花塞的相关知识并按流程进行火花塞的更换。【知识储备】一、发动机点火系统1.点火系统的作用汽油发动机工作时，混合气的燃烧是通过火花塞点火控制的，点火系统的作用就是根据发动机的工作状态，按照发动机的工作顺序，在合适的时刻供给火花塞以足够能量的高压电，使其电极间产生火花，确保能点燃混合气，使发动机做功。点火系统是汽油发动机各系统中故障率最高的系统。点火系统技术状况不仅严重影响发动机的动力性、经济性和排放性能，还决定了发动机能否正常工作。点火能量不够或不点火，会导致发动机工作困难，严重时甚至不能工作。若点火时间不合适，过晚会导致发动机动力下降，油耗升高，发动机温度上升；点火时间过早，导致发动机爆燃，甚至造成零部件损坏。2.点火系统的组成发动机点火系统主要由以下部件组成，如图5-1所示。（1）电源：一般由蓄电池和发电机共同组成，主要是给点火系统提供所需的电能。（2）传感器：用于检测发动机各种运行参数，为电控单元提供点火控制所需的信号。（3）电控单元：是电控点火系统的中枢。（4）点火线圈：储存点火所需的能量，并将电源提供的低压电转变为足以在电极间产生击穿火花的15～20KV的高压电。（5）火花塞：利用点火线圈产生的高压电产生点火花，点燃气缸内的可燃混合气。图5-1点火系统基本组成3.点火系统的工作原理发动机工作时，电控单元根据接收到的各传感器信号，按存储器中存储的有关程序和数据，确定出最佳点火提前角和通电时间，电控单元控制点火线圈初级电路的导通和截止。当电路导通时，有电流从点火线圈中的初级电路通过，点火线圈将点火能量以磁场的形式储存起来。当初级电路被切断时，次级线圈中产生很高的感应电动势（15～20KV），经高压线或直接送至工作气缸的火花塞，如图5-2所示。图5-2点火系统工作原理二、火花塞1.火花塞的分类火花塞的型号，如图5-3所示。按材质可以分为镍合金火花塞、铂金火花塞和铱金火花塞。按外形可以分为准型火花塞、电极型火花塞、缘体突出型火花塞、座型火花塞、面跳火型火花塞。按照热值可以分为冷型火花塞和热型火花塞。图5-3火花塞外形结构2.火花塞的结构火花塞是由机械箱、绝缘体和电极三个主要部件构成，如图5-4所示。（1）绝缘体：使用高纯度的氧化铝，使中心电极和侧电极间绝缘（2）终端螺母：连接高压线（3）密封环：防止漏气（4）中心轴：导电（5）机械箱（壳体）：固定在发动机壳上；导热、散热；导电，接侧电极（6）导电玻璃，增加阻抗（7）垫片：密封（8）轴电极：导电（9）密封垫圈（10）中心电极侧电极图5-4火花塞结构3.火花塞的工作原理点火装置所产生的高电压加在火花塞的中心电极和侧电极之间，使它们之间的气体电离，由此电极间的绝缘状态被破坏而产生电流，放电生成电火花。由电火花所引起的点火是通过电极之间的火花放电而使燃烧粒子活性化，并发生热效应，形成火焰核，最终形成以自身燃烧为中心向周边扩大的火焰。但是如果电极吸热使火焰核消除，叫做消炎作用，火焰核会因此而消失导致失火。4.火花塞的主要参数（1）火花塞的热值火花塞吸收热量和的散发热量的能力称为热值，吸热量少而散热量大的称为高热值（冷型），相反则称为低热值（热型）。火花塞的热值用度数表示，度数越大热值越高。轿车常用的是6～7度，属中等热值火花塞（不同的厂家标识有差异）。值得注意的并不是热型火花塞工作时温度较高，冷型火花塞工作时温度较低。火花塞工作的最佳温度是500～600℃，此时落在绝缘体上的油滴能立即烧去不会形成积炭，低于这个温度会形成积炭，高于这个温度会早燃，发生爆燃，易使火花塞头部陶瓷烧损，电极溶解。因此高热值（冷型）火花塞应用在发动机缸内温度较高的情况下，利用其吸热量少而散热量大的特性来维持其最佳工作温度，低热值（热型）火花塞则相反。高热值火花塞一般用于高转速、高压缩比、大功率的发动机，低热值火花塞则相反。热值的高低主要由火花塞的设计决定。（2）火花塞的阻抗火花塞在轴电极中常加上导电玻璃增加阻抗，叫电阻型火花塞，一般在编号上用R表示。火花塞在点火的时候，火花塞内芯会通过强电流，所以火花塞在每一次工作时会有电磁波产生，这些电磁波易干扰发动机周边的电气元件，增加阻抗的目的是减少火花塞点火时产生的电磁波对相关设备的干扰。根据欧姆定律如果电阻为零，点火时的瞬间电流会相当大，从而产生强大的电磁波，增加电阻，可抑制电流，降低电磁波强度。缸线的电阻也是起同样的作用，但根据欧姆定律电阻两端会形成电压差，即在系统中产生电压降，因此增加阻抗会降低点火电压。所以阻抗越大，火花塞点火时产生对电气元件的干扰越少，但点火电压降低越多。根据相关标准，火花塞的电阻在1～20K欧姆之间。但一般的火花塞电阻在1～12K欧姆之间。其中1～3K欧姆的火花塞叫小电阻火花塞，3～12K欧姆的火花塞叫一般电阻火花塞。（3）火花塞的间隙火花塞间隙大时，优点是易产生电弧长，跳火火花强；产生火焰核较大，消炎作用不易使火焰消失导致失火；易于点燃空燃比高的可燃混合气。但这些优点的前提是有足够的点火电压。火花塞过大也有如下缺点，间隙越大越需要高电压才能跳火，而点火系统能供给的电压是限定的。当火花隙过宽时，则需要较大的放电电压，从而超过了线圈的性能界限，反而不能放电，加上高转速、高压缩比、低温等都会增加点火所需电压，因而火花塞间隙过大时高转速、高压缩比、低温等情况下就可能发生失火。火花塞间隙小时，优点是易点火所需电压小；跳火稳定性高，在高转速、高压缩比、低温等情况下不易失火。缺点是产生的电弧短；跳火火花能量低，产生火焰核较小；消炎作用易使火焰消失，导致失火；不易点燃空燃比高的可燃混合气；积炭时易跨接短路。中央电极变细、成角都有利于放电，因此厂家使用白金、铱金等贵金属材料的稳定性来使中央电极变细、成角（普通金属电极太细易烧蚀、变钝），可适当增加火花塞间隙，从而克服火花塞间隙大时对电压需要高的缺点，又利用火花塞间隙大时的点火优势。火花塞间隙的大小可作适当调整。综上所述，火花塞的热值、阻抗、和电极间隙对发动机点火的影响是多样的，并非越大越好，也非越小越好，应根据发动机的类型、工况、工作条件等因素来决定。【总结及拓展训练】通过本任务的学习，同学们了解了点火系统作用、组成及工作原理，掌握了火花塞的分类和结构，熟练掌握了火花塞的更换方法。本任务与汽车专业领域职业技能等级证书标准中的1-1【汽车动力与驱动系统综合分析技术-模块】—点火系统一般维修职业技能要求相对应。同学们要勤加练习，为以后考取相应等级的职业技能等级证书打下基础。现有一辆雪佛兰科鲁兹汽车需要进行火花塞的检查和更换，如图5-5所示，请同学们根据已学知识并结合该车辆具体情况，完成火花塞的检查和更换。图5-5雪佛兰科鲁兹点火系统项目五发动机点火系统任务二点火系统故障检修【任务描述】客户王先生的别克威朗轿车在行驶过程中突然出现发动机抖动，在仪表上出现“”，王先生将车辆开进别克4S店，服务顾问在询问和检查后将车辆交给维修技师，维修技师根据故障现象及维修经验，判断出故障范围出现在点火系统电路或者元件中。下面将学习点火系统电路的相关知识并按流程进行点火系统元件的更换。【知识储备】一、点火系统电路及元件要对发动机相关系统的故障进行诊断和排除，首先要能识读该系统的电路图，掌握其控制原理，如图5-6所示为别克威朗点火系统电路图。图5-6别克威朗点火系统电路图1.点火系统电路识读（1）电路颜色如表5-1所示表5-1汽车电路颜色缩略语（2）点火系统电路元件认知X50A为保险丝继电器盒，位置位于发动机舱内左侧，发动机及部分车身电气使用的保险丝和继电器集成如此。

F13UA保险丝为点火系统正极供电保险丝规格为15A，位于发动机舱内保险盒内。主要作用是保护电路。

K20发动机控制模块，位于发动机舱内，作用是处理控制发动机的各种信号，也是发动机电控系统中最重要的元件之一。

T8为点火线圈，安装在发动机顶部，是点火系统重要的执行元件之一。G122为点火系统车身搭铁点，安装发动机侧面。二、点火线圈认知

1.作用点火线圈的作用是储存点火所需的能量，并将电源提供的低压电转变为可以在电极间产生击穿火花的15～20KV的高压电。2.分类点火线圈一般分为独立点火线圈和双缸点火线圈，如图5-7所示。独立点火线圈双缸点火线圈图5-7点火线圈3.结构点火线圈内部主要有铁芯、永磁铁、绕线骨架、安装孔、连接插头、电子元件、高压二极管、抗干扰电阻、弹簧、护套等组成，如图5-8所示。图5-8点火线圈结构4.原理点火线圈本质上就是由两组线圈构成的高压变压器，如图5-9所示。当初级线圈接通电源时，随着电流的增长四周产生一个很强的磁场，铁芯储存了磁场能。当开关装置使初级线圈电路断开时，初级线圈的磁场迅速衰减，次级线圈被一个强大而剧烈变化的磁场吞没。由于次级线圈的匝数非常大，因此次级线圈感应出来高电压，最高可达10万伏。图5-9点火线圈内部绕组三、点火系统工作过程1.磁场产生过程根据车辆各传感器的信息，电控单元向点火线圈发出产生磁场信号，此时点火线圈开关管导通，电源电流经点火线圈初级绕组后搭铁，随着电流的增长四周产生较强的磁场，铁芯储存了磁场能，如图5-10所示。图5-10点火线圈工作过程图2.火花产生过程当需要点火时，电控单元向点火线圈发出产生电火花信号，开关管切断，初级绕组电流突然中断，电流所产生的磁场骤然衰减，从而在次级绕组上产生很高的感应电压，在高电压作用下，火花塞间隙被击穿产生电火花，火花点燃气缸内可燃混合气。3.点火顺序一般直列四缸发动机的点火顺序为1→3→4→2，直列六缸发动机的点火顺序为1→5→3→6→2→4。但也有采用其它点火顺序的，应以制造厂商提供的技术数据为准，如图5-11所示。图5-11发动机各缸点火顺序【总结及拓展训练】通过本任务的学习，同学们学会了识读点火系统电路图，掌握了点火线圈工作原理，熟练掌握了点火系统电路的测量以及点火线圈的更换方法。本任务与汽车专业领域职业技能等级证书标准中的1-1【汽车动力与驱动系统综合分析技术-模块】—点火系统一般维修职业技能要求相对应。同学们要勤加练习，为以后考取相应等级的职业技能等级证书打下基础。现有一辆雪佛兰科鲁兹汽车需要进行点火线圈的检查和更换，如图5-12所示，请同学们根据已学知识并结合该车辆具体情况，完成点火线圈的检查和更换。图5-12雪佛兰科鲁兹点火线圈项目六发动机润滑冷却系统任务一润滑系统检查与保养【任务描述】客户王先生的别克威朗轿车已经行驶了5000Km，王先生开车来到别克4S店，服务顾问在询问和检查后将车辆交给维修技师，维修技师根据保养手册要求对此车进行5000Km保养，其中保养手册要求进行机油及机油滤清器的更换。下面将学习发动机润滑系统的相关知识并按流程完成机油及机油滤清器的更换。【知识储备】一、润滑系统的作用发动机在工作过程中，内部的金属零部件之间相互运动，产生摩擦磨损，工作温度可达400～600°C。发动机润滑系统可以将足量清洁的机油不断地供给各运动部件的表面，并形成一层油膜，从而减少磨损并降低摩擦所产生的高温，减小摩擦阻力，提高发动机的运转效率，延长发动机零部件的使用寿命，如图6-1所示。图6-1润滑系统由于发动机各部件的工作条件不相同，因此，对负荷及相对运动速度不同的部件采用不同的润滑方式。发动机的润滑方式有三种：压力润滑、飞溅润滑和润滑脂润滑。1.压力润滑：压力润滑是以一定的压力把机油供入摩擦表面的润滑方式。这种方式主要用于主轴承、连杆轴承及凸轮轴承等负荷较大的摩擦表面的润滑。2.飞溅润滑飞溅润滑是利用发动机工作时运动件溅泼起来的油滴或油雾润滑摩擦表面的润滑方式。该方式主要用来润滑负荷较轻的部件，如配气机构的凸轮、挺柱、气门杆以及摇臂等零件的工作表面。3.润滑脂润滑润滑脂润滑通过润滑脂嘴定期加注润滑脂来润滑零部件的工作表面，如水泵及发电机轴承。二、润滑系统的组成和工作原理润滑系统的润滑介质是机油，润滑系统主要由机油供给装置、滤清装置和仪表及信号装置三部分组成。机油供给装置：油底壳、机油泵、油道、限压阀等。滤清装置：集虑器、机油滤清器等。仪表及信号装置：油压传感器、油压警告灯等。1.机油机油是润滑系统的润滑介质，如图6-2所示。它具有润滑减磨、冷却降温、清洗清洁、密封防漏、防锈防蚀和减震缓冲的作用。图6-2机油机油的分类主要是按黏度等级和质量等级分类。机油的黏度多使用SAE等级别标识，SAE是美国汽车工程师协会的英文缩写。机油的黏度分类，例如“15W-40、5W-40”中，“W”表示Winter（冬季），其前面的数字越小说明机油的低温流动性越好，代表可供使用的环境温度越低，在冷起动时对发动机的保护能力越好，如5W代表耐外部低温-30°C，而20W耐低温为-15°C。W后面的数字代表机油在100℃时的运动粘度，数值越高说明粘度越高，如40代表100摄氏度时运动粘度标准为12.5mm2/s到16.3mm2/s之间。机油质量等级用API等级表示，API是美国石油协会的英文缩写。机油质量等级使用两个字母组合表示，“S”开头系列代表汽油发动机用油，一般规格依次由SA至SN（按字母顺序，但其中没有SI），每递增一个字母，机油的性能都会优于前一种，机油中会有更多用来保护发动机的添加剂；字母越靠后，质量等级越高，国际品牌中机油级别多是SF级别以上的。“C”开头系列则代表柴油发动机用油。若“S”和“C”两个字母同时存在，则表示此机油为汽柴通用型。选择机油的牌号时，必须按车辆发动机的工作条件来选择相应质量等级的机油，必须按车辆使用环境温度来选用相应黏度等级的机油。2.油底壳油底壳用来贮存机油，在大多数发动机上，油底壳还起到为机油散热的作用，如图6-3所示。油底壳内部装有稳油挡板，以避免发动机颠簸时造成的油面震荡激溅，有利于机油杂质的沉淀，侧面装有油尺，用来检查油量。此外，油底壳底部最低处还装有放油螺塞。常见的油底壳有两种，一种是由薄钢板冲压而成，一种是铝合金铸造而成。图6-3油底壳3.机油泵机油泵的作用是将机油提高到一定压力后输送到发动机各零件的运动表面上。机油泵结构形式可以分为齿轮式和转子式两类。齿轮式机油泵又分为内接齿轮式和外接齿轮式，一般把后者称为齿轮式油泵。由于齿轮式机油泵工作可靠、结构简单、制造方便和泵油压力较高，所以应用较为广泛，如图6-4和6-5所示。图6-4齿轮式机油泵图6-5内、外啮合式机油泵当发动机工作时，机油泵的主动轴被带动，从而使主动齿轮轴上的主动齿轮旋转，并带动从动齿轮作反方向旋转，将机油从进油腔沿齿隙与泵壁送至出油腔。进油腔处便形成低压而产生吸力，把油底壳内的机油吸进油腔。由于主、从动齿轮不断地旋转，机油便不断地被压送到需要的部位。4.油道油道是润滑系统的重要组成部分，直接在缸体与缸盖上铸出，并向各润滑部位输送机油。5.限压阀限压阀与机油泵油路并联，其作用是调节、控制主油道的机油压力。为了保证发动机正常工作，主油道的油压必须适当，通过机油泵限压阀能调节主油道的机油压力。当发动机转速增高或机油粘度变大时，机油压力就会增高，此时限压阀自动开启，通过机油泵回油(即机油泵出油口的机油经限压阀流向进油口)，控制主油道的油压。6.集滤器集滤器的作用是滤除机油中的杂物、胶质和水分，向各润滑部位输送清洁的机油，集滤器装在机油泵前油底壳中，一般采用金属滤网式，如图6-6所示。图6-6集滤器7.机油滤清器机油滤清器用于去除机油中的灰尘、金属颗粒、碳沉淀物和煤烟颗粒等杂质，保护发动机，如图6-7所示。图6-7机油滤清器发动机工作过程中，金属磨屑、尘土、高温下被氧化的积炭和胶状沉淀物、水等不断混入机油。机油滤清器的作用就是滤掉这些机械杂质和胶质，保待机油的清洁，延长发动机使用寿命。8.油压传感器机油压力传感器是对发动机的机油压力进行检测的重要装置，检测的数据可以帮助控制润滑系统的正常运转，如图6-8所示。图6-8机油压力传感器9.油压警告灯油压警告灯亮起时在仪表盘上显示。当发动机停机时或油压异常降低时，油压传感器探测到异常信息，经信号处理和传输，最终在仪表盘上油压警告灯亮起，如图6-9所示。图6-9油压警告灯【总结及拓展训练】通过本任务的学习，同学们了解了润滑系统的构造和工作原理，掌握了机油和机滤的更换方法。本任务与汽车专业领域职业技能等级证书标准中的1-1【汽车动力与驱动系统综合分析技术-模块】—润滑及冷却系统检查保养职业技能要求相对应。同学们要勤加练习，为以后考取相应等级的职业技能等级证书打下基础。现有一辆雪佛兰科鲁兹汽车需要进行5000Km保养，其中也需要更换机油及机滤，经过观察该车机滤为上置式，如图6-10所示，请同学们根据所学知识并结合车辆具体情况，完成机油和机滤的更换。图6-10雪佛兰科鲁兹润滑系统项目六发动机润滑冷却系统任务二冷却系统检查与保养【任务描述】客户王先生的别克威朗轿车已经行驶了40000Km，并且在行驶过程中发现水温过高，王先生开车来到别克4S店，服务顾问在询问和检查后将车辆交给维修技师，维修技师根据保养手册要求对冷却系统进行检查并维修。下面将学习冷却系统的相关知识并按流程完成冷却系统的检查和冷却液的更换。【知识储备】一、冷却系统的作用冷却系统的作用是把受热零部件吸收的部分热量及时的散发出去，以保证发动机在最适宜的温度下工作。发动机工作过程中，气缸内的气体温度高达1500～2500℃，若不及时冷却，将造成发动机零部件温度过高，特别是与高温气体直接接触的零件，会因受热膨胀影响正常的配合间隙，导致运动件受阻甚至卡死。此外，高温还会造成发动机零部件机械强度下降，机油失去作用等。二、冷却系统的组成及工作原理发动机冷却系统根据冷却介质的不同可分为风冷系和水冷系。将发动机高温零部件的热量直接散入大气而冷却的装置称为风冷系；而将以上热量先传给冷却液，再通过冷却液散入大气中的冷却装置称为水冷系。由于水冷系冷却均匀、冷却效果好、发动机运转噪音小，被汽车发动机广泛采用，如图6-11所示。图6-11水冷系在汽车发动机冷却系统中，冷却介质是冷却液，主要组成零部件有节温器、水泵、水泵皮带、散热器、冷却风扇、水温传感器、储液罐、暖风装置等。1.冷却液冷却液又称防冻液、抗冻液等。常见的冷却液以乙二醇溶液为主要成分，添加有防止金属生锈的添加剂等成分，它具有防冻、防沸、防腐、防垢等特性。大多防冻液的颜色为红色或绿色，以方便观察是否泄露，或与发动机其它液体相区别，避免混淆。2.节温器节温器装在冷却水循环的通路中，根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，以达到调节冷却系统的冷却强度。发动机冷却系统中广泛采用蜡式节温器，如图6-12所示，它由石蜡感温器、阀、弹簧、橡胶管、推杆等部件组成。图6-12节温器当冷却温度低于规定值时，节温器感温器内的精致石蜡呈固态，节温器阀在弹簧的作用下关闭发动机与散热器之间的通道，冷却液经水泵返回发动机，进行发动机内小循环。当冷却液温度达到规定值后，石蜡开始融化逐渐变为液体，体积随之增大并压迫橡胶管使其收缩。在橡胶管收缩的同时对推杆作用以向上的推力，推杆对阀门有向下的反推力使阀门开启，这时冷却液经由散热器和节温器阀，再经水泵流回发动机，进行大循环。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。发动机上广泛采用离心式水泵，如图6-13所示，它主要由壳体、泵轴、叶轮和进、出水口等部件组成。曲轴通过水泵皮带带动水泵轴旋转，水泵轴带动叶轮在泵体内旋转，产生旋转离心力，并在进水口处形成部分真空，冷却液从进水口进入叶轮中心，由叶轮片将水甩向泵体内壁，由于水的流速增大，产生一定的压力，冷却液又由出水口流出，实现冷却系统的液体循环。图6-13水泵4.散热器发动机散热器，又叫发动机水箱，通过流动的空气使冷却液降温，以保证发动机在适宜的温度下工作。散热器一般由上水室、下水室、散热器芯等组成，如图6-14所示。散热器芯的构造形式多样，常用的有管片式和管带式两种，如图6-15和6-16所示。图6-14散热器图6-15管片式图6-16管带式散热器的上水室和下水室分别装有进水管和出水管，进水管和出水管分别用橡胶软管和气缸盖的出水管和水泵的进水管相连。在散热器下面一般装有减震垫，防止散热器受振动损坏。来自发动机水套的高温冷却液，自上而下或横向的被分成许多小股并将其热量散发给周围的空气。散热器增大了散热面积，加速了水的冷却。冷却水经过散热器后，其温度可降低10～15℃，为了将散热器传出的热量尽快带走，在散热器后面装有冷却风扇与散热器配合工作。5.冷却风扇冷却风扇装配在散热器后部，通过增大流过散热器的空气流速，加速冷却液的冷却，如图6-17所示。冷却风扇由风扇控制模块控制。发动机控制模块接收到水温传感器的水温信号后，通过向冷却风扇控制模块发送脉宽调制信号控制风扇是否运转及转速大小。图6-17冷却风扇6.水温传感器发动机水温传感器安装在气缸体或气缸盖的水套上，与冷却液直接接触，用于测量发动机的冷却液温度，如图6-18所示。水温传感器将测得的冷却液温度通过电信号的方式传输给发动机控制模块，以便发动机燃油喷射和点火正时的修正，同时控制冷却风扇转速。图6-18水温传感器7.储液罐 储液罐的作用是补充冷却液和缓冲液体热胀冷缩的变化。储液罐上有冷却液位高度标记，冷却液位高度应保持在MIN和MAX之间，如图6-19所示。图6-19储液罐【总结及拓展训练】通过本任务的学习，同学们了解了冷却系统的作用，熟悉了冷却系统的组成及工作原理，掌握了冷却系统的检查及冷却液的更换，掌握了发动机工作温度的检测方法。本任务与汽车专业领域职业技能等级证书标准中的1-1【汽车动力与驱动系统综合分析技术-模块】—润滑及冷却系统检查保养职业技能要求相对应。同学们要勤加练习，为以后考取相应等级的职业技能等级证书打下基础。现有一辆雪佛兰科鲁兹汽车需要进行40000Km保养，其中也需要更换冷却液，如图6-20所示，请同学们根据所学知识并结合车辆具体情况，完成冷却液的更换。图6-20雪佛兰科鲁兹冷却系统项目七混合动力发动机构造与检修【任务描述】

本项目主要介绍典型混合动力系统布局、混合动力发动机电控系统，技能任务包括混合动力发动机节气门的拆装及清洗、混合动力发动机电控系统检修。通过本项目的学习，学生可以掌握混合动力发动机的知识要点，并能完成汽车专业领域职业技能等级证书标准中增程混动动力系统检测维修的技能操作任务。任务一混合动力发动机机械系统检修【任务描述】

客户王先生的混合动力汽车在使用时启动困难,行驶中伴随发动机抖动，油耗增加。王先生进入4S店，在服务顾问的询问与检查后将车辆交给维修技师，维修技师根据工单要求对此车发动机进行检查并维修。本次课我们将学习混合动力发动机的相关知识，并学会按流程检修混合动力发动机节气门。项目七混合动力发动机构造与检修【知识储备】

混合动力汽车（HybridVehicle，简称HV或HEV）是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，其行驶功率依据实际行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供。通常混合动力汽车是指油、电类型的混合动力汽车，即发动机与动力电池、电机的驱动混合。因其具有节能环保、无续航焦虑、性能平衡等优势得到了广泛的发展和使用。一、混合动力汽车的分类1.根据驱动连接方式分类

根据发动机和驱动电机之间的连接关系，将混合动力汽车分成串联式、并联式和混联式三种类型。2.根据混合程度分类

根据驱动电机的有效功率占车辆驱动系统总功率的百分比，可以将混合动力汽车分为轻度混合动力、中度混合动力和重度混合动力三个等级。3.根据充电方式分类根据混合动力汽车的充电方式，可以分为非插电式混合动力和插电式混合动力两种类型。非插电式混合动力汽车的动力电池仅来自发动机及能量回收。4.根据燃料种类分类

根据混合动力汽车的燃料种类不同，可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。

二、典型混合动力系统布局1.串联式混合动力汽车

串联式混合动力汽车是由发动机驱动发电机产生电能驱动电机，从而驱动车轮，同时由电池系统提供部分能量。其基本结构是由电机、发动机、发电机、动力蓄电池和变压器等组成，如图7-1所示。图7-1串联式混合动力系统2.并联式混合动力汽车

并联式混合动力汽车是以先进控制技术为纽带，将发动机与电动机通过机械连接接入驱动系统，由两个动力源根据不同工作模式，分别进行驱动或者联合驱动，进而结合传统发动机汽车与纯电动汽车的优点而生产出来的新能源汽车，如图7-2所示。

图7-2并联式混合动力系统

为了发挥系统的优势，并联式混合动力系统可以根据不同运行工况,采取与之相适应的工作模式,以提高车辆整体动力性、经济性及排放性。（1）纯电动模式（2）纯发动机模式（3）混合驱动模式（4）行车充电模式（5）再生制动模式（6）怠速停车模式3.混联式混合动力汽车

混联式混合动力汽车是一种创新型的驱动系统，其融合了串联合并联两种驱动模式。其独特之处在于，发动机与电动机能够协同工作，实现高效的能量转换与利用。这种车型不仅具备传统汽车的驾驶体验，更在节能减排方面取得了显著成效，如图7-3所示。图7-3混联式混合动力系统混联式混合动力系统的工作模式如下：（1）动力分流机制‌

发动机输出的动力通过行星齿轮等动力分配装置分为两条路径：‌机械传动路径‌：直接驱动车轮（并联模式特点）；电能转换路径‌：驱动发电机发电，电能供电动机使用或储存于电池（串联模式特点）。（2）智能模式切换

系统根据行驶状态动态调整工作模式：

低速/起步阶段‌：采用串联模式，发动机专注发电，由电动机驱动车辆，避免低效工况；‌

高速/稳定行驶阶段‌：切换为并联模式，发动机直接驱动车轮，同时电动机辅助提供额外动力。（3）能量回收优化

制动或减速时，电动机转换为发电机，将动能转换为电能存储于电池，提升能量利用率。

混联式混合动力系统的优点是：多模式协同驱动，能量利用高效；动能回收效率高；适应复杂工况，驾驶体验平顺。其缺点是：系统复杂度高，制造成本高；维护和维修成本较高；空间布局受限。4.插电式混合动力汽车

插电式混合动力汽车（Plug-inHybridElectricVehicle，简称PHEV），是介于纯电动汽车与燃油汽车两者之间的一种新能源汽车，既有传统汽车的发动机、变速器、传动系统、油路、油箱。也有纯电动汽车的电池、电动机、控制电路，而且电池容量比较大，有充电接口；它综合了纯电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)的优点，既可实现纯电动、零排放行驶，也能通过混动模式增加车辆的续驶里程，如图7-4所示。图7-4插电式混合动力系统（插电式混合动力汽车（PHEV）以电池和电动机驱动为主，发动机作为辅助动力源，两者可独立或协同工作。插电式混合动力汽车根据汽车的工况不同有以下工作工作模式：（1）纯电模式‌（电量充足时）

完全由电动机驱动，实现零排放，适合短途通勤。（2）混合模式‌（电量不足时）

发动机直驱‌：高速行驶时，发动机直接驱动车轮（效率更高），减少能量转换损耗。

油电协同‌：发动机与电机共同输出动力，提升加速性能或应对复杂路况。（3）充电模式‌

发动机可为电池充电（部分车型），在制动或滑行时通过能量回收系统将动能转化为电能存储。

插电式混合动力系统的优点是：具有纯电和混动两种模式的灵活性；经济性好，在限牌城市可享受绿牌、免购置税等政策优惠；电动机提供瞬时扭矩，加速性能优于同级别燃油车，理论减排效果显著。其缺点如下：价格昂贵，更换电池成本高；纯电续航短，充电依赖性强；高速低电量时性能下降，二手车保值率低。三、混合动力汽车发动机与传统发动机的区别混动发动机和普通发动机之间存在显著的区别，主要体现在以下几个方面：1.工作原理

混动发动机‌：在普通发动机的基础上增加了一套电动马达系统。这套系统可以与发动机协同工作，通过电动机的辅助，实现更高效的动力输出。

普通发动机‌：主要依赖燃油燃烧产生的热能来推动活塞运动，进而带动曲轴旋转以产生动力。2.能源消耗

混动发动机‌：在驱动过程中可以更多地依赖电动机提供动力，因此在相同条件下，混动汽车的油耗显著降低。

普通发动机‌：需要持续不断地燃烧燃油以维持运转，因此在城市低速行驶或高速巡航时，油耗相对较高。3.排放水平

混动发动机‌：电动机在运行过程中几乎不产生尾气排放，因此混动汽车的排放水平通常要低于传统发动机汽车。此外，混动汽车还配备智能控制系统，以实现更佳的燃油经济性和排放性能。普通发动机‌：由于持续燃烧燃油，尾气排放相对较多。4.驾驶体验

混动发动机‌：在需要大动力输出的情况，如加速和爬坡时，电动机可以提供强大的瞬时扭矩，使车辆反应更迅速、动力更强劲。同时，在制动过程中，混动汽车还能实现能量回收，进一步降低能耗，优化驾驶体验。

普通发动机‌：动力输出相对平稳，但可能缺乏瞬时扭矩的爆发力。5.结构差异

混动发动机‌：除了普通发动机的基本结构外，还增加了电动马达系统、高压电池组以及相关控制系统等复杂部件。

普通发动机‌：结构相对简单，主要由两大机构、五大系统等部件组成。

综上所述，混动发动机和普通发动机在工作原理、能源消耗、排放水平、驾驶体验以及结构上都存在显著差异。这些差异使得混动发动机在节能减排、提高动力性能以及优化驾驶体验等方面具有明显优势。【总结及拓展训练】

通过本任务的学习同学们掌握了混合动力汽车的基本知识，并学会了混合动力发动机节气门拆装及清洗的操作流程。同学们要勤加练习，为以后考取相应等级的职业技能等级证书打下基础。现在有一辆‌比亚迪秦PLUSDM-i需要清洗发动机节气门，如图7-5所示，请同学们根据所学知识并结合该车辆的具体情况拆卸、清洗发动机的节气门。图7-5比亚迪秦PLUSDM-i任务二混合动力发动机电控系统检修【任务描述】

客户王先生的混合动力汽车突然出现可以上高压电但是发动机不能启动故障，在仪表上出现故障指示灯，王先生将车辆开进4S店，服务顾问在询问和检查后将车辆交给维修技师，维修技师根据故障现象及维修经验，判断出故障范围出现在混合动力发动机电控系统。下面将学习混合动力发动机电控系统的相关知识并按流程进行电控系统检修。项目七混合动力发动机构造与检修一、奥托循环发动机的缺点

从混合动力驱动系统动力分配可见，混合动力汽车在其运行的大部分工况条件下依然依靠发动机提供动力，所以混合动力汽车的燃油经济性与排放性很大程度上取决于其选用的发动机。而传统的发动机常采用奥托(Otto)循环工作，如图7-6所示，由于其热效率低、泵气损失大、膨胀比小，具有怠速工况、部分负荷工况燃油消耗率高、后备功率大，不利于提高混合动力汽车的燃油经济性。图7-6奥托循环1.泵气损失

节气门在部分开度时造成的节流，以及曲轴箱和进气管的压差对活塞下行造成的阻力都会导致能量损失。采用节气门控制负荷的发动机即使在高速行驶时也存在泵气损失，只有在全力加速或爬坡时节气门全开才不存在额外的进气管节流损失。2.膨胀比

发动机的热效率与膨胀比密切相关，膨胀比为排气门打开时的气缸容积与混合气被点燃时气缸容积的比值。膨胀比越高，转化为机械功的热能越多。对于给定燃油辛烷值的汽油机来说，要避免爆燃就不能有较大的压缩比，也就限制了膨胀比的提高，所以传统奥托循环发动机的膨胀比与压缩比基本相同，如图7-7所示。图7-7奥托循环发动机膨胀比3.过浓的混合气

传统的奥托循环发动机在需要增大动力输出时基本采用加浓混合气方式，然而浓混合气在缸内的燃烧并不充分，这不但增加了HC的排放同时也恶化了燃油经济性。二、阿特金森循环发动机

针对传统奥托发动机的以上缺点，具有高膨胀比的阿特金森循环发动机在混合动力汽车发动机的设计和选择过程中显现出较好的优势。阿特金森循环发动机是在奥托循环发动机四个循环行程的基础上增加了一个回流行程，即进气、进气回流、压缩、膨胀和排气行程，如图所示7-8所示。图7-8进气回流

通过回流行程可以对发动机有效排量（进气量)进行调节来控制缸内气体质量，从而调节发动机负荷。

发动机有效排量(进气量