浅谈汽车尾气排放的控制
摘要:发动机燃烧后排放出的废气是我国城乡大气污染的重要源头之一。本文主要论述了几种降低废气对环境的污染的措施。
关键词:汽车尾气环境控制
随着我国汽车工业的迅速发展,汽车
保有量也在急剧增加,汽车现已成为人类
重要的运输工具,它提高了社会生产效率,
改善了人们的生活质量。汽车在促进经济
繁荣,给人民生活带来方便的同时,也给环
境带来了负面影响。它给人类赖以生存的
环境带来了日益严重的危害,发动机燃烧
后排放出的废气污染了大气环境。据统
计,在我国大城市大气污染中,汽车尾气排
放量已占大气污染源85%左右,全球10个
大气污染最严重的城市中,我国就占了7
个。因此,控制汽车尾气排放,治理城市大
气污染已成为我国各市刻不容缓的重要任
务。
控制汽车尾气排放是一项庞大而复杂
的系统工程,它与汽车的设计、制造、使
用、维护保养、燃油品质等直接相关,同时
也与城市交通管理以及财税政策密切相
关。要抓住每一个影响汽车污染排放的环
节,才能使汽车污染排放得到有效的控制。
1严格执行废气排放的国家标准和地方标
准与法规
通过法规和标准来约束汽车制造厂家
和改造维修厂家,以此来推动汽车制造技
术水平,特别是排放技术的进步。从2000
年开始,我国就开始加大控制汽车尾气排
放的力度,实施了相当于欧Ⅰ标准的国家
第一阶段排放标准(简称“国Ⅰ”),2004年
开始实施相当于欧Ⅱ标准的第二阶段排放
标准(简称“国Ⅱ”)。目前国家环保总局已
公布轻型汽车自2007年7月1日起实施国
Ⅲ号、国Ⅳ号(与欧洲Ⅴ号接近)标准。这
些标准的实施将会使汽车尾气排放的污染
大为减少。
2改进燃料品质
燃料的品质与汽车发动机的燃烧过程
和燃烧效果有直接关系,改进燃料品质是
控制汽车排放污染相当重要的途径之一。
首先是淘汰含铅汽油,四乙基铅是一种低
号汽油抗爆剂,它随着排气进入大气后,通
过呼吸或食物链进入人体,并蓄积在体内,
引发各种疾病,特别是对儿童和孕妇的危
害极大,我国已在2000年7月1日起全面禁
止使用铅汽油。另外还要对车用汽油中的
硫含量、烯烃和芳香烃含量以及饱和蒸汽
压加以限制,以减少有害气体的生成,减少
汽油的蒸发。此外,汽油中加入清洁剂,减
少胶质和沉积物,也是改善燃烧的措施之
一。为进一步调整能源消费结构,开发石
油替代资源,更有效降低汽车尾气污染物
的排放,目前,在我国部分省市已经开始推
广车用乙醇汽油,即在90%的车用无铅汽
油中加入10%的燃料乙醇,可以替代10%的
车用无铅汽油。使用一部分燃料乙醇替代
车用无铅汽油,即能改善汽车尾气排放,同
时也改善了我国能源结构,推动了可再生
能源的发展。
3增加排气净化的附加装置
采取的措施有加装尾气催化净化装
置,即借助催化器作用,使催化器与尾气排
放中的污染物通过化学反应生成对人体没
有直接伤害的物质,最常见的是三元催化
器。采用高能电子点火装置,即通过精确
控制汽油机点火提前和提高点火能量,以
创造理想的燃烧条件,从而减少发动机的
污染排放。采用电子控制燃油喷射,即将
发动机空燃比控制在最佳理论值附近,使
发动机无论在任何环境条件和何种工况下
都能精确地控制混合气的浓度,使汽油得
到完全充分燃烧,从而降低废气中有害成
分的含量。
4推行代用燃料
用天燃气或者液化石油气等气体作为
燃料来替代汽油、柴油,由于气体燃料含
硫、氮等杂质少,燃烧完全,可显著减少汽
车污染物的排放,而且燃料系统是封闭的,
不存在燃料蒸发现象,因此受到广泛欢迎。
燃气汽车也被称为清洁能源车、环保汽
车、绿色汽车,推行代用燃气车改造已成
为控制汽车尾气排放污染的措施之一。
5加强对在用车的检查和维护,推行I/M
制度
I/M制度即在用车检查和维护制度,是
通过立法、标准、科学的质量控制、质量
保证体系和管理机制,对在用车进行定期
或不定期的排放检测,发现排放超标车和
篡改排放控制装置的车辆,责令其限期进
行修理,使在用车最大限度的发挥自身的
排放净化能力。
汽车排放污染仅仅是车辆性能指标不
稳定或恶化的一种表征,其内在原因是多
方面的,对排放超标的汽车,必须要由有经
验的技术人员按作业规范认真对其进行检
测、诊断、判明故障点。在消除相应故障
的同时,有针对性地对汽车故障的相关部
位认真进行检查维护作业,使汽车恢复正
常的工作状态,减少和消除因故障或参数
变化造成的排放超标。
6优先发展公共交通
发展公共交通,减少市区、特别是市
中心的车流量,是减少汽车污染物排放、
改善城市大气环境质量的有效措施。尽管
我国道路建设有了很大发展,道路系统逐
步完善,但是仍满足不了车辆迅猛发展的
需要。交通阻塞问题仍然十分严重,城市
汽车经常在怠速、低速、加速、减速等排
放恶劣的情况下工作,加重了城区特别是
城区道路的空气污染,同时也造成能源的
浪费。
7广泛宣传、提高驾驶员的环保意识
如果驾驶员都有保护环境的意识,都
懂得怎样驾驶汽车可以减少排气污染,我
们的环境会大有改观。
汽车排放控制涉及的范围极其广泛,
需要得到全社会的关心和支持。抓好排放
控制的各个环节,每个单位、每个部门、每
个公民都应积极参与支持汽车污染的控
制,使减少汽车排气污染成为每个人的自
觉行动,为保护和改善大气环境质量做出
努力,共同营造一个美好家园。
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引言近年来，随着人们对环境保护的日趋重视，世界各国对内燃机废气排放的法规变得越来越严格对发动机排放控制技术的研究也在不断深入，各种类型的排气净化装置为机动车的污染控制提供了新的方法和途径。
车用柴油机排放物中碳氢化合物（HC）和一氧化碳（CO）的量较少，而NOx及微粒的排放量相对较多，其控制的难度较大，国外在相关领域已经有成功的技术，国内也正在加紧研究和开发有效的控制技术和装置。
1 柴油机排放物的组成和降低方法柴油机排放物是一个复杂的气态、液态和固态物质的混合物。主要的有害排放物包括碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx）、碳烟及微粒排放物。
为满足日益严格的排放法规的要求，出现了各种柴油机污染物控制技术，针对不同的成分及其控制目标而采用不同的技术手段。
碳氢化合物（HC）是在燃烧过程中处于相对温度较低的区域的未燃燃料。主要来自润滑油、喷油器的压力室和喷孔中的燃料、活塞环上被冷却的混合气、着火期内形成的过稀混合气以及燃烧结束时混合不好的燃料[1]。降低HC的措施[2,6]主要包括：①消除喷油系统的各种问题（二次喷射、较大的喷嘴压力室容积等）；②改造燃烧室，减小死区容积；③提高压缩比；④合理的供油规律；⑤控制初期喷油速率。
氮氧化物（NOx）主要取决于燃烧室局部的最高温度。可采取下列措施减少NOx:①多气门技术；②增压中冷技术；③控制喷油速率；④废气再循环。
碳烟（烟度）主要是由于燃烧室局部空气不足，燃油与空气混合不好而产生的，可通过燃油与空气的精确控制及充分混合以减少碳烟。具体措施：①采用废气涡轮增压；②采用进气压力/燃料流量控制装置；③提高喷油压力；④增大低速时的燃油喷射速率；⑤减小传动机构磨损的敏感性。
微粒排放物（PM）主要取决于燃料燃烧是否完全，由燃烧后的一些固体和液体残余物组成，包括润滑油、未燃燃料、HC、碳烟等。为减少微粒要求燃料迅速而完全地燃烧，可采取下列一些措施：①提高喷射压力；②改进燃烧室结构；③减少机油消耗；④使用低硫燃油；⑤改善低速时的喷油率；⑥喷油提前；⑦增加着火延迟期内的燃油量。
以上措施有时是相互矛盾的，或者与发动机的其它特性（如经济性）相矛盾。比如，喷油定时对降低氮氧化物与减少微粒的作用相矛盾。燃烧室结构、进排气系统特性及燃油喷射装置的喷射特性等对排放的影响较大，必须寻求相关结构和参数的最佳匹配。
2 柴油机电子控制技术与排放控制柴油机的电子控制推动了柴油机的技术进步柴油机电控包含整机的控制与各子系统的控制。由于电子控制的柴油机具有控制的灵活性，这样有可能通过对各系统的优化控制，使柴油机在各种工况以及环境条件下实现各系统（如喷射系统、增压系统等）的最佳匹配，因此，柴油机采用电控技术为控制排放、节约能源、降低噪声、改善性能提供了灵活而有效的手段。
电控柴油机的核心部分是电控燃油喷射系统自70年代末期开始，国外在电控燃油喷射系统研究方面取得了巨大的进步。国外研制的电控燃油喷射系统有多种多样的结构形式，不同的系统应用于不同的领域。从技术发展的角度来看，柱塞泵式的燃油喷射系统已经由位置控制方式向时间控制方式发展，同时，共轨式电控喷射系统也正处于试用化研究和开发阶段。在我国，电子控制技术应用于柴油机的研究起步较晚，近几年来，对电控燃油喷射系统的研究在不断加强。燃油喷油系统正朝着高压喷射、喷油量、喷油时刻及喷射压力的灵活控制以及喷油速率柔性控制的方向发展。
柴油机电控技术的应用能极大地改善柴油机的综合性能，但并不是说柴油机采用电控就能使排放大幅度的降低。影响柴油机排放的结构因素多种多样，必须从改善柴油机工作过程的角度，实现进排气系统、燃烧系统、喷油系统结构与特性的优化从根本上减少有害排放物的生成，才能达到减少排气污染的目的。柴油机的电子控制能根据发动机的工况变化实现发动机各系统的结构与特性的优化匹配，从而达到降低柴油机排放的目的。
3 柴油机排气后处理的方法柴油机颗粒排放物是固态和液态的有机和无机组分的混合物，它是在某一定温度下在具有一定稀释比的通道中利用滤纸所收集到的除水以外的所有物质。柴油机微粒由三部分组成，即固态的未燃碳微粒的聚合物、可溶性有机微粒物和无机盐类。其中可溶性有机物微粒是未燃的HC,一部分吸附在碳微粒表面，另一部分呈现蒸气态单独存在。
通过排气后处理来降低柴油机微粒排放量的方式一般有微粒捕集器和催化氧化器。
3·1 微粒捕集器微粒捕集器装置主要由过滤材料制成，所采用的过滤材料主要有金属丝网、陶瓷纤维、泡沫塑料和单石体陶瓷等。微粒通过扩散、沉积和撞击作用被过滤材料所捕集。微粒捕集装置所捕集到的微粒物必须通过一定的方式及时从捕集器中清除（捕集器的再生），否则会引起柴油机排气背压升高，甚至使发动机产生破坏。微粒捕集器的再生一般采用燃烧法，可以采用外部再生或内部再生，外部再生是使柴油机工作一段时间以后将微粒捕集装置卸下来将捕集到的微粒清除掉，而内部再生则是在微粒捕集装置中自动地将捕集到的微粒烧掉。再生也可分为被动再生和主动再生，被动再生是利用柴油机本身所具有的能量进行再生，主动再生是利用外加能源进行再生。再生装置的工作可靠性是微粒捕集装置关键技术问题，尽管在技术上存在可行性，但一套高效的微粒捕集装置的成本还很高，目前还难以得到广泛的使用。
3·2 催化转化装置柴油机催化转化装置是通过采用氧化型催化器（OCC）如图1所示，降低排气微粒物中的可溶性HC （SOF）的含量，从而降低总的微粒排放量；还可以有效地降低排气中的气态有害物HC和CO。
OCC对微粒的捕集效率远不及微粒捕集器，但由于HC的点火温度较低，所以OCC不需要附加昂贵的再生系统，投资费用较低。影响OCC可靠性工作的最主要因素是排气温度和燃油的含硫量。较高的废气温度将有助于SOF的氧化，提高转化效率但在过高的温度下（400℃~500℃以上）， SOx和燃油中的S转化为硫酸盐的量将大大增加，这样有可能使总的微粒量增加而不是减少。另外，硫酸盐覆盖在OCC内表面将使得OCC失去活性，大大降低其转化效率。总而言之， OCC的使用一般要求柴油机使用燃油中的含硫量要小于0·05%,甚至达0·01%。
图1 催化转化装置的结构图4 柴油机排气净化装置的研制4·1 排气净化装置的结构特点由于微粒捕捉与再生装置的结构比较复杂，对微粒捕捉与再生过程的控制需要复杂的控制系统其成本较高。而催化转化装置具有结构简单的特点，但其转化率及工作温度范围都存在一定的局限性。在分析上述两种方法特点的基础上，作者研制了一种新型柴油机排气净化装置，如图2所示。
图2 新型柴油机排气净化装置结构原理图在该净化装置中，起燃单元主要由涂有催化剂的金属网板组成，它能使排气中的部分HC氧化而使排气温度适当升高；保温单元主要由陶瓷蜂窝构成，它能使排气保持较高的温度，以利于催化氧化；微粒催化净化单元则由催化剂和过滤器组合而成，主要作用在于捕捉部分排气微粒，在催化剂的作用下使之氧化，从而减少柴油机排气中的微粒排放；消声单元则用于降低排气噪声。该装置具有如下特点①微粒捕捉与催化转化相结合的结构设计②合理的空速，即在温度在25℃和压力为100Kpa的标准状态下，排气容积流量（L/H）与催化剂载体容积（L）之比值③适当的工作温度范围（250°-650°④不需要附加的再生装置。
4·2 排放特性试验在一台IVECO增压柴油机上，笔者按照上述原理设计了两种结构的净化器，并且对几种结构的净化装置进行了试验对比，试验结果如图3所示。
其中净化器方案1和净化器方案2为自行设计的排气净化装置，原装净化器为国外直接为IVECO发动机配套的净化器。由图2可见，所开发的净化器1和2对烟度的降低有一定的效果，特别是方案使发动机外特性的烟度降低0·5-1·0 Rb。
图3 全负荷烟度试验结果在整车上进行了自由加速试验，试验结果如表1所示。可以看出，使用净化器以后，自由加速烟度降低的幅度达50%。
表1 自由加速烟度试验结果原车净化消声器烟度变化率自由加速烟度2·6 Rb 1·5 结论（1）降低柴油机的排气污染可以从机内和机外两方面采取必要的措施，但最根本还是在发动机内部通过合理组织燃烧过程，减少有害排放物的生成。
（2）电控柴油机技术的应用为控制污染物的生成提供有效的途径。
（3）排气后处理装置在一定的程度上能减少排气污染物的排放量。
（4）所开发的排气净化装置对于减小柴油机的烟度具有一定的效果，为该项技术的应用作出了有益的尝试。
发动机自动熄火的诊断分析
发动机自动熄火的诊断分析
摘要： 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。
参考文献：
[1] 李清明，汽车发动机故障分析详解，北京：机械工业出版社， 2007
[2] 李良洪，汽车维修工，北京：化学工业出版社，2004
[3] 陈文华，汽车发动机构造与维修 北京：人民交通出版社 2003
[4] 陆刚，汽车发动机的养护与维修实例 北京：电子工业出版社2006
[5]刘越琪，发动机电控技术，北京：机械工业出版社， 2002
参考资料：
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……………………………………………………………17
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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
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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。
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(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。
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图2-1 解放CA488Q型汽油机的构造
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(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。
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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。
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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
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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
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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。
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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，
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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
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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
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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。
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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。
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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。
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【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
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