单缸发动机毕业论文

发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机，还是柴油机；无论是四行程发动机，还是二行程发动机；无论是单缸发动机，还是多缸发动机。要完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正常工作，都必须具备以下一些机构和系统。（1) 曲柄连杆机构曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。（2) 配气机构配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。 （3) 燃料供给系统汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。（4) 润滑系统润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。（5) 冷却系统冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。 （6) 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。（7) 起动系统要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。

怠速不稳是发动机维修中遇到最多的故障。如果诊断思路不正确会延长修理时间、降低工作效率，甚至使车主等待不及而转到另一家汽修厂。本文是笔者在长期实践中对此故障的摸索和总结，供同行参考。一、怠速不稳的分类1. 如何观察怠速不稳①观察发动机缸体抖动程度，也可以观看机油尺把晃动的程度，平稳的油尺把很清晰，抖动的油尺把看起来是双的；②从发动机转速表或读数据块观察，转速以怠速期望值为中心抖动，或在期望值一侧剧烈抖动，程序中的怠速期望值包括标准怠速值、负荷（打开灯光，自动变速器挂上挡等）怠速值、空调怠速值、暖车怠速值；③原地启动发动机，坐在座椅上感觉车身剧烈抖动。2. 按出现规律分类①冷车（冷却液温度低于50℃）有节奏的不稳；②热车（冷却液温度高于50℃）有节奏的不稳；③无规律的剧烈抖动一、两下。3、按抖动程度分类①正常，以怠速期望值±10r/min抖动；②一般不稳，以怠速期望值±20r/min抖动；③严重不稳，超过怠速期望值±20r/min抖动；④在怠速期望值的一侧剧烈抖动。4. 按原因关联分类①直接原因，指机械零件脏污、磨损、安装不正确等，导致个别汽缸功率的变化，从而造成各汽缸功率不平衡，致使发动机出现怠速不稳；②间接原因，指发动机电控系统不正常，导致混合气燃烧不良，造成各汽缸功率难以平衡，使发动机出现怠速不稳。5. 按故障系统分类①进气系统；②燃油系统；③点火系统；④发动机机械系统。6. 怠速抖动机理汽缸内气体作用力的变化（一个汽缸气体作用力变化或几个汽缸气体作用力变化），引起各汽缸功率不平衡，导致各活塞在做功行程时的水平方向分力不一致，出现对发动机横向摇倒的力矩不平衡，从而产生发动机抖动。也可以说，凡是引起发动机汽缸内气体作用力变化的故障都有可能导致发动机怠速抖动。二、怠速不稳的原因1. 进气系统(1)进气歧管或各种阀泄漏当不该进入的空气、汽油蒸汽、燃烧废气进入到进气歧管，造成混合气过浓或过稀，使发动机燃烧不正常。当漏气位置只影响个别汽缸时，发动机会出现较剧烈的抖动，对冷车怠速影响更大。常见原因有：进气总管卡子松动或胶管破裂；进气歧管衬垫漏气；进气歧管破损或其它机件将进气歧管磨出孔洞；喷油器O型密封圈漏气；真空管插头脱落、破裂；曲轴箱强制通风（PCV）阀开度大；活性炭罐阀常开；废气再循环（EGR）阀关闭不严等。(2)节气门和进气道积垢过多节气门和周围进气道的积炭、污垢过多，空气通道截面积发生变化，使得控制单元无法精确控制怠速进气量，造成混合气过浓或过稀，使燃烧不正常。常见原因有：节气门有油污或积炭；节气门周围的进气道有油污、积炭；怠速步进电机、占空比电磁阀、旋转电磁阀有油污、积炭。(3)怠速空气执行元件故障怠速空气执行元件故障导致怠速空气控制不准确。常见原因有：节气门电机损坏或发卡；怠速步进电机、占空比电磁阀、旋转电磁阀损坏或发卡。(4)进气量失准控制单元接收错误信号而发出错误的指令，引起发动机怠速进气量控制失准，使发动机燃烧不正常，属于怠速不稳的间接原因。常见原因有：空气流量计或其线路故障；进气压力传感器或其线路故障；发动机控制单元插头因进水接触不良或电脑内部故障。2. 燃油系统(1)喷油器故障喷油器的喷油量不均、雾状不好，造成各汽缸发出的功率不平衡。常见原因有：喷油器堵塞、密封不良、喷出的燃油成线状等。(2)燃油压力故障油压过低，从喷油器喷出的燃油雾化状态不良或者喷出的燃油成线状，严重时只喷出油滴，喷油量减少使混合气过稀；油压过高，实际喷油量增加，使混合气过浓。常见原因有：燃油滤清器堵塞；燃油泵滤网堵塞；燃油泵的泵油能力不足；燃油泵安全阀弹簧弹力过小；进油管变形；燃油压力调节器有故障；回油管压瘪堵塞。(3)喷油量失准各传感器或线路故障，导致控制单元发出错误指令，使喷油量不正确，造成混合气过浓或过稀，属于怠速不稳的间接原因。具体原因有：空气流量计（或进气歧管压力传感器）故障；节气门位置传感器故障；节气门怠速开关故障；冷却液温度传感器故障；进气温度传感器故障；氧传感器失效；以上传感器的线路有断路、短路、接地故障；发动机控制单元插头因进水接触不良或电脑内部故障。3. 点火系统(1)点火模块与点火线圈近些年各车型多将点火模块与点火线圈制成一体，点火模块或点火线圈有故障主要表现为高压火花弱或火花塞不点火。常见原因有：点火触发信号缺失；点火模块有故障；点火模块供电或接地线的连接松动、接触不良；初级线圈或次级线圈有故障等。(2)火花塞与高压线火花塞、高压线故障导致火花能量下降或失火。常见原因有：火花塞间隙不正确；火花塞电极烧蚀或损坏；火花塞电极有积炭；火花塞磁绝缘体有裂纹；高压线电阻过大；高压线绝缘外皮或插头漏电；分火头电极烧蚀或绝缘不良。(3)点火提前角失准由于传感器及线路故障属于引起怠速不稳的间接原因，控制单元发出错误指令，使点火提前角不正确，或造成点火提前角大范围波动。常见原因有：空气流量计或进气压力信号故障；霍尔传感器故障；冷却液温度传感器故障；进气温度传感器故障；爆震传感器故障；以上传感器的线路有断路、短路、接地故障；发动机控制单元因进水引起插头接触不良或内部电路损坏。(4)其它原因三元净化催化器堵塞引起怠速不稳，这种故障在高速行驶时最易发现。自动变速器、空调、转向助力器有故障会增加怠速负荷，引起怠速不稳。发动机控制单元与空调、自动变速器控制单元之间的怠速提升信号中断，在安装CAN-BUS的车辆存在总线系统故障。随着新技术、新结构的增加，引起怠速不稳的因素会更多，诊断者必须全面考虑问题。4. 机械结构(1)配气机构配气机构故障导致个别汽缸的功率下降过多，从而使各汽缸功率不平衡。常见原因有：正时皮带安装位置错误，使各缸气门的开闭时间发生变化，导致配气相位失准，各汽缸燃烧不正常。气门工作面与气门座圈积炭过多，气门密封不严，使各汽缸压缩压力不一致。凸轮轴的凸轮磨损，各缸凸轮的磨损不一致导致各汽缸进入空气量不一致。气门相关件有故障，如气门推杆磨损或弯曲，摇臂磨损，气门卡住或漏气，气门弹簧折断等。我曾遇到2例因气门弹簧折断而出现间断性怠速抖动，使用各种仪器检测都不能确定原因，拆卸气门弹簧后才发现故障原因。另外，装有液压挺杆的发动机，在通往汽缸盖的机油道上安装一个泄压阀，当压力高于300kPa，打开该阀。如果该阀堵塞，由于压力过高会使液压挺杆伸长过多，导致气门关闭不严。进气门背部存在大量积炭，使冷车时吸附刚喷入的燃油，而不能进入汽缸，由于混合气过稀导致冷车快怠速不稳。(2)发动机体、活塞连杆机构这些故障都会使个别汽缸功率下降过多，从而使各汽缸功率不平衡。常见原因有：汽缸衬垫烧蚀或损坏，造成单缸漏气或两缸之间漏气；活塞环端隙过大、对口或断裂，活塞环失去弹性；活塞环槽内积炭过多；活塞与汽缸磨损，汽缸圆度、圆柱度超差；因汽缸进水后导致的连杆弯曲，改变压缩比；燃烧室积炭会改变压缩比，积炭严重导致怠速不稳。(3)其它原因曲轴、飞轮、曲轴皮带轮等转动部件动平衡不合格，发动机支脚垫断裂损坏，发动机底护板因变形与油底壳相撞击等，这些原因只会造成发动机振动而不影响转速。三、怠速不稳的诊断方法进气系统、燃油系统、点火系统、发动机机械故障均会导致发动机怠速不稳现象，因此诊断产生发动机怠速不稳现象的原因是一项涉及面较广、难度较大的工作，轻易换件的方法是不可取的。怠速不稳故障的原因有百般变化，应根据检测结果、理论分析、维修经验做出正确判断，所以说诊断工作是有规律可循的。1. 询问车主接车后应向车主了解：①最早出现怠速不稳的时间；②怠速不稳时的发动机温度；③该车行驶里程；④车主经常驾驶的道路和习惯；⑤该车保养情况；⑥该车维修历史；⑦该车是否加装设备。通过以上了解可对怠速不稳有初步判断，缩短检查时间，避免在检修时做无用功。2. 外观检查打开发动机罩检查：观察发动机运转情况，抖动程度，同时观察发动机转速表指针的摆动幅度，是否偏离怠速期望值；观察是正常怠速抖动，还是负荷怠速抖动（打开空调、灯光、挂入挡位、打方向盘等）；发动机外部件是否有异常；真空管有无脱落、破损；电线插接器有无松脱；是否存在漏油、漏水、漏气、漏电的四漏现象；排气管是否“突、突”（说明燃烧不好）、冒黑烟、有生汽油味等不正常现象；节气门拉线是否调整合适。3. 查询分析故障码读码（永久性、偶发性故障码都要记录）——清码——运行（此时要再现故障发生的条件）——再读码。阅读维修手册中的故障码列表，查阅故障码发生的原因、影响、排除方法。对偶发性故障码不能忽视，往往怠速不稳时刻正是偶发故障码出现之时。经过分析确定下一步检修工作。如果没有故障码存储，要考虑控制单元不监视的元件可能存在故障，例如桑塔纳2000时代超人的控制单元不能对点火系统、燃油泵进行监控，对这两个部件应采用测量方法检查。4. 阅读分析数据块数据块可以提供发动机运转中的实时数据，能否正确分析数据块代表诊断者的技术水平，对那些不正确的数据要分析其原因。对于怠速不稳，要读发动机转速、节气门开度、发动机工况、怠速空气流量学习值、怠速空气调节值、怠速λ学习值、怠速λ调节、吸入空气量、点火提前角、λ传感器信号电压、冷却液温度、进气温度等数据。数据实时值、学习值和调整值以实际值或百分率表示，工况以文字表示。5. 检测根据故障现象、故障码内容、数据块数值确定检测内容。根据检测对象选择万用表、二极管测试笔、尾气检测仪、燃油压力表、真空表、汽缸压力表、示波器、模拟信号发生器、喷油器检测清洗仪等，选择哪一种仪器应视具体情况来定，出发点是能迅速、准确判断故障。尾气检测和波形分析很重要，也可以用断缸法迅速找到输出功率小的汽缸，使用真空表可以分析影响真空度的具体原因。检测的原则是从电到机、从简到繁。可以按电控系统、点火系统、进气系统、燃油系统、发动机机械部分的顺序进行。6. 故障排除诊断者根据上述检查结果和维修手册中的故障排除指南，制定适合本车的排除方法。排除方法一般有：清洗节气门与进气道、清洗检查喷油嘴、更换电气元件、检查线束的故障点、清洁接地点、修理发动机机械结构等工作。7. 检验交车故障排除后必须用诊断仪、尾气分析仪再检测一遍，确认故障完全排除后方能交给车主。在3天内必须电话跟踪一次，目的是：①对用户车辆的维修质量负责，提示用户使用车辆的注意事项；②将该车的最终情况记录在维修笔记中，不断积累维修经验。

众所周知，发动机是汽车动力的来源，所以选择适合自己的发动机就显得尤为重要。发动机气缸体决定了发动机的性能。如果一台发动机有更多的气缸体，它的动力性能会更强，但随之而来的成本会更高，维修难度会增加，发动机的体积会更大，油耗也会更高。

单缸发动机是所有发动机中最简单的。它只有一个气缸，是发动机的基本形式。单缸发动机工作时，曲轴每转一圈(两个冲程)或转一圈(四个冲程)，气缸内的混合气就会点燃并燃烧一次。从声音和震动可以明显感觉到发动机在间歇性工作，排气也是“突然”的间歇性声音。

从工作连续性来看，单缸机不稳定，转速波动大，容易熄火。但它结构简单，制造成本低，维护简单，是中、低档摩托车发动机的首选。而且，也正是因为单缸发动机的间歇性，使得搭载单缸发动机的摩托车给人一种气势和节奏感，尤其受到很多摩托车爱好者的喜爱。

单缸发动机的优缺点

优点:单缸发动机设计简单紧凑，通常可以在有限的空范围内提供更多的动力。冷却效果也优于多缸发动机。如果空气体用于冷却，质量可以进一步减少。

因为单缸发动机需要更大的惯性飞轮，所以发动机转速相对较慢。但在基本布置上，单缸发动机更容易发生振动，因此通常需要比多缸发动机更多的平衡轴，以及更极端的方法，比如在杜卡迪Supermono单缸发动机或宝马F系列双体船上使用虚拟连杆。

缺点:单缸发动机虽然结构简单，经济实惠。它们产生的振动在许多应用中是可以接受的，但在其他应用中是不可接受的。虽然可以安装平衡轴和配重来减少振动，但这种复杂性通常会抵消前面列出的优势。

单缸发动机的曲轴等部件必须几乎与每缸容量相同的多缸发动机中的部件一样坚固，这意味着有些部件实际上比发动机总排量所需的部件重四倍。因此，与类似技术的多缸发动机相比，单缸发动机几乎不可避免地会产生较低的功率重量比。

单缸和多缸有什么区别？

首先，单缸发动机。单缸发动机是所有发动机中最原始的状态，所有的多缸发动机都可以看作是单缸发动机按照不同的排列组合而成。单缸发动机分为两冲程和四冲程。区别在于二冲程发动机的曲轴旋转一次，四冲程发动机的曲轴旋转两次。

单缸发动机结构简单，维护成本低，重量轻，比多缸发动机油耗少，体积更小，所以在一些250cc以下的越野车上经常能看到。骑行感觉很轻。但是单缸发动机不稳定，转速波动幅度比较大。为了降低成本，一些厂家经常在摩托车上安装单缸高速发动机，这也损害了摩托车的寿命。但正是这种不稳定产生的节奏，让单缸机有了大量的死忠粉，其中单缸两冲程的铁粉粉丝更是对单缸疯狂。所以单缸发动机一直是很多发动机中的老大哥。

接下来是双缸发动机，由于两个气缸的布置不同，可以分为直列双缸、V型双缸和水平对置双缸三种。

顾名思义，直列式双缸就是并排放置的两个单缸，由于两个气缸活塞的运动位置不同，可以有效降低发动机的振动。在相同排量条件下，燃油燃烧效率远高于单缸发动机。重量比单个气缸的重量高。高速时马力不如四缸，低速时扭矩不如单缸，是一个中间选择。

V型双缸发动机的两个气缸呈V型布置，两个气缸之间有一定的夹角，会改变发动机的整体效率。夹角越小，发动机输出越不平稳，这也是美国大部分重型机车冲动感强的原因。当然，由于曲轴较短，V型双缸体积小，重量轻，转向轻。著名的杜卡迪L2发动机是V型双缸的代表。

水平相对的双气缸意味着两个气缸成180度布置，从而形成出色的惯性抵消。两个活塞像拳击手一样往复运动，所以这种发动机也被称为拳击手发动机。这种发动机重心低，弯道性能优异，转弯稳定，但转弯时由于侧向容积过大，不适合倾角过小的弯道。水平对置发动机也是宝马发动机的代名词，机动性极佳。

接下来是直列三缸四缸发动机。可以理解，三个或四个气缸并排放置。直列三缸发动机制造工艺要求高，但性能介于两缸和四缸之间，国内很少见到，因此非常适合用于有轨电车设备。直列四缸发动机俗称“直四”发动机，工作流畅度高，输出平顺，通过上一段楼梯省油，动力强劲，散热大，震动小，声音浑厚。相信骑士梦摩托车的声音只是一声直吼，V4发动机。V4发动机可以看作是两台V2发动机的组合。与直四发动机相比，更加复杂和昂贵，后气缸的散热也是一个非常麻烦的问题。不过敢用V4的一般都是高性能的巡航车或者重型有轨电车。比三个汽缸还少。

然后就是人们崇拜的五缸和六缸发动机。关于这些神奇的机器，我不敢多说。毕竟这已经快赶上中大型SUV的发动机缸数了。一举一动都是30多万元的价格，只能说是边肖这个_丝玩不起，只能看着的神器。况且多缸发动机虽然输出极其流畅，声音也很好听，但不可避免的是体积过大，散热不好，跑不快太热才是最中肯的评价。

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