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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电喷车冷起动困难故障的修复
姓名XXX工作单位 XXXXX
一、摘要
本文主要介绍一部曰产蓝鸟轿车，由于发动机ECU的部分控制功能有故障，造成该车冷起动困难，通过增加一个由水温传感器和继电器组成的电路，即使不更换新的ECU这一昂贵电脑部件，也能使该轿车回复良好的起动性能。
关键词：冷起动困难；喷油脉宽；水温传感器
二、前言
汽车电子控制燃油喷射发动机是机电一体化高新技术的产物，尤其是发动机的控制系统，它设置有多个传感器、执行器和电子控制元件。控制系统工作时，各种信号相互交叉渗透，控制进气、喷油和点火。一旦发生故障，则症状的界限模糊。而且只是局部发生故障而其他部分仍完好的可能性极高。而控制单元一般都是一个整体，为排除局部故障而去整体更换总成，经济上不合算。所以我们必须全面深刻了解电子控制燃油喷射发动机的结构原理，掌握有关功能作用，运用科学的分析方法和维修技巧，制定出切实可行而又经济的维修方案，通过采取一些简单的补偿措施，去弥补这部分的功能作用。以达到排除此局部故障的目的。
三、正文
(一)故障现象
有台曰产蓝鸟U13的轿车，发动机型号为SB20DE，冷起动时，要起动十多次才能着车，起动时踩不踩油门对着车影响不大，热车相对好一些，起动后发动机工作一切正常，无其他异常现象。但这起动困难的现象会大大缩短蓄电池和起动机的使用寿命。
(二)故障检测与分析
电子控制燃油喷射系统的发动机，工作时，通过控制系统不断地检测各传感器输入的信号，按程序中设定的算法进行运算，计算出最佳喷油量、最佳初级电路导通时间，并转变成控制信号，控制喷油器、点火线圈等执行机构工作，以控制喷油量和点火提前角。从而使发动机在各种工况下都能获得最佳工作状态。
从汽油发动机的工作原理可知，要使发动机能顺利着车，必须具备以下条件：①供给的混合气要符合工作状况所需的空燃比(浓度)；②工作时要有合适的气缸压缩压力和喷油压力；③点火时要有足够的电火花能量。为诊断出上述车辆故障的原因，根据上述的分析进行如下的检测：
(1)起动发动机，连续4次起动，都没有着车迹象。把油门踏到底，再继续起动2次，依然没有着火迹象。用万用表测量，起动时蓄电池电压为11V，属于正常。用声音探听器对着喷油器，起动时可听到针阀“嗒、嗒”的动作声，喷油器动作正常。
(2)拔掉中央高压线对着缸盖约距7mm，起动发动机试火，高压线发出呈蓝白色的强火花，声音响亮、不断火。拆下4个缸的火花塞，没有发现湿润现象。把火花塞分别插到分火线上，插回中央高压线试火，发出火花也正常。
(3)拔下燃油泵保险丝，起动3次，释放燃油压力，测量冷车状态下的气缸压力。依次测得4个气缸的气缸压力值为1108kPa、1110kPa、1112kPa、1110kPa，与标准值1226kPa(热机状态下测得)及最小值1030kPa(热机状态下测得)相比较是正常的。
(4)测量燃油压力。把燃油压力表用三通管连接在汽油滤清器至发动机输油管中间，装回燃油泵保险丝，打开点火开关，重复一次，看到压力表读数为295kPa，起动时燃油压力不下降，与标准值294kPa相比是正常的。
(5)分析以上测试结果，发动机起动时喷油压力、电火花能量、压缩压力等均正常，故障原因可能是混合气的浓度过稀所致。于是拆开空气滤清器上盖，用化油器清洗剂边加浓、边起动，结果一起动，即能着车，再重复2次，都能顺利着车，证明上述判断是正确的。
那么，影响混合气浓度的因素有哪些呢?辅助空气控制AAC阀、节气门传感器、空气流量计、水温传感器等都有可能。但从该车故障现象和已检测的结果分析，起动后发动机工作正常。发动机故障灯又没有亮起，以及参照ECU的故障——保险系统的设置条件，节气门传感器、空气流量计、水温传感器至少没有存在硬性故障。辅助空气控制AAC阀也不会在起动时造成混合气过稀现象。根据电子控制燃油喷射系统的工作原理，发动机在起动时，ECU在收到起动信号后，会提供起动加浓补偿喷油脉宽，补偿量的大小取决于检测到的发动机温度。现在问题是在起动时ECU有没有收到起动信号?水温传感器信号有没有问题?提供的喷油脉宽补偿量够不够?参阅BLUEBIRD U13 SR20DE发动机的线路图(见附页)，用万能表测量ECU的34号脚，在起动时的电压为llV，证明已有起动信号送至ECU。拔掉水温传感器配线插头，打开点火开关，测量信号电压为4.9V，属于正常。测量此时水温传感器的电阻为1.4kΩ。关闭点火开关，拆下电池头，拔掉ECU配线插头，测量水温传感器配线到对应ECU的18号、21号脚接柱，正常导通。装回配线插头及电池头。再更换一个新的水温传感器、实测电阻为1.5kΩ，插上配线插头，起动发动机，仍然不能马上着车。说明该车水温传感器无问题。
(6)用发动机故障检测仪测量喷油脉宽，连接好配线，打开点火开关，点击菜单进入故障诊断程序。首先，读取发动机故障码，显示“系统正常”。选择“读取数据流”显示当前温度为30℃起动发动机，喷油脉宽为8.8ms。由于查不到起动时相关详细的喷油脉宽数据资料，故只能用另外一台同一型号的正常车去测取数据作为参考。用检测仪实测得到的不同温度下正常车起动时的喷油脉宽数值如表1。
表1
发动机温度(℃) 起动时喷油脉宽(ms)
26 sp; 12.4
30 11.3
60 9.5
80 9.0
(三)故障诊断
通过与测得的数据对比分析，发现该车在起动时的喷油脉宽加浓补偿痹积常车小了。会不会是ECU自身出了问题呢?为了尽快得出结论，决定将正常车的ECU与其互换。结果该车互换ECU后冷起动能顺利着车，重复几次，都能顺利起动。而另外一台“正常车”却不能马上起动，要在第四次起动后才能着车。试验结果说明了该车冷起动困难就是由于ECU自身存在故障造成的。
装回该车有故障的ECU，拔下水温传感器插头，冷车起动发动机，着车顺利，但此时发动机故障灯亮起，读取发动机故障码为“13”，表示水温传感器故障，表明ECU已启动故障—保险系统。按20℃时预存值进行起动，此时测得20℃的预存起动喷油脉宽为17.8ms。根据前面检查，正常车发动机在温度30℃时起动喷油脉宽为11.5ms，而测得该车在当前温度30℃时，喷油脉宽只为8.7ms，由此得出结论，在同一温度下，ECU内预存的起动喷油脉宽与依据水温传感器信号所提供的起动喷油脉宽存在一定的差值。
这就反映出该ECU在发动机冷起动时所检测到的信号，不能运算出对应起动温度所需要的喷油脉宽，使喷油脉宽减少，造成起动时喷油量减少，令混合气的浓度变稀，不适应起动状态的需要，故要多次起动待混合气浓度加大了才能着车。
起动后发动机工作一切正常的现象表明，该ECU只是冷起动这部分功能失效而其他功能还是正常的，如更换新的ECU，价钱很昂贵。只是为恢复起动功能而去换新的ECU，既浪费也不值得，能否在不需要换新的ECU的情况下，去克服冷起动困难的故障呢?
(四)故障排除
根据水温传感器的负温度变化特性，水温越低，水温传感器的电阻值就越大。令ECU所检测到输入信号后，根据运算提供的喷油脉宽也就越大，使供给发动机的混合气越浓。既然有故障的ECU把起动时检测到的输入信号变小了，不能运算出足够的喷油脉宽去提供足够的燃油，以满足低温时需要浓混合气的要求，那只要我们通过增大水温传感器两端电阻，就可以弥补ECU内起动控制部分的故障，令ECU检测到的信号相应提高，使其本身喷油脉宽相应提高，以满足起动时的浓度需要。
增加电阻值虽能使发动机在冷状态下顺利起动，但也会影响起动后发动机的正常工作。要保证起动后发动机回复正常工作状态，就要考虑冷起动时增加的电阻，在起动后能自动消除，要满足以上条件，可以通过加装一个继电器电路(如图3)来实现。
通过一个五脚继电器，利用起动信号作为控制电源，在起动时，触点1—3闭合，把电阻R串联在水温传感器的回路上增加电阻，实现起动加浓；在起动后，触点1—3断开，触点1—2闭合，恢复原水温传感器电阻以满足发动机起动后的正常工作不受影响。
电阻R的选用，根据以上的检测结果可知，当温度约为30Ω左右时，2个水温传感器的串联电阻阻值约为2.5kΩ，此时ECU提供的喷油脉宽可以使冷车顺利起动。热车是否能顺利起动呢?根据对起动时喷油脉宽的检测结果分析，从理论上讲，只要使电阻R保持不小于一定的阻值，就可以达到热车顺利起动的目的。为实现这一目的，只需将电阻R(1个水温传感器)安置在不受发动机温度影响的位置，使总的电阻值在起动时，能让ECU按收到的水温信号提供足够的喷油脉宽，满足顺利起动即可。以热车发动机80℃时为例，水温传感器标准电阻为330Ω，外界温度在29℃时，电阻R约1.3kΩ，此时的总阻值约1.63kΩ，在起动时ECU提供的喷油脉宽将为11.0ms左右，可以使发动机顺利起动。
把电阻R(1个水温传感器)、继电器用导线按照改装后的电路图(如图3)安装好。为保证电阻R在起动时保持不小于一定的阻值，把电阻R安置在ECU旁边，以避免受发动机温度的影响。然后，起动发动机，一次就能顺利起动，重复一次，测得此时的起动喷油脉宽为11.1ms，温度显示为34℃。让发动机暧机，使水温达到80℃，关闭点火开关，重新起动，顺利着车，测得起动喷油脉宽为9.1ms，重复多次，都能顺顺利利起动。实验证明，电阻R选用1个水温传感器是可行的。让发动机再次降温、试车，冷、热状态下发动机都可以顺利起动，故障排除。
(五)维修后的效果
该车经过加装电阻后，冷热状态下发动机都能顺利起动，发动机的正常工作性能没有受到影响，恢复了该车的正常使用。从维修至今仍在继续运行，再没有出现过冷起动困难的故障，实践证明这次维修是成功的，加装的设备是有效的。而且经济效益也相当可观，因为换ECU的费用约6500元，而改装所需的材料费不足130元，大大降低了维修费用。
(六)结论
综上所述，当遇上冷起动困难，且只是ECU冷起动这部分控制功能失效，而其他功能正常的故障时，我们就不必考虑更换整个ECU系统，而只需在温度传感器上再串联一个适当阻值的电阻，就可以解决冷起动困难的故障。
以上用了较多篇幅叙述轿车故障排除的方法，是为了更具体论述一个观点，就是当贵重的电脑元件有故障时，不一定非要采用更换的做法。尤其只是某部分功能有问题，而其他功能还是完好时，可否通过某种适当的措施，去恢复其有问题的那部分功能，用简单修复的方法，达到既解决问题又节约费用的效果
随着现代社会进步，汽车走进了千千万万个家庭，成为生活中的必需品，汽修专业也成为了一门热门的专业。下面是我为大家推荐的汽修专业 毕业 论文，供大家参考。
摘 要
本文论述了冷却系统的作用、组成、主要构造、工作原理、日常维护、故障的检测步骤和排除 方法 ，同时论述了冷却系统系统化、模块化设计方法，以及冷却系统的智能控制，并举例做出简单介绍。
关键词：冷却系统 冷却系统维护 温度设定点 冷却系统智能控制
1 引言：如果一台发动机,冷却系统的维修率一直居高不下,往往会引起发动机其他构件损坏,特别是随着车辆行驶里程的增加,冷却系统的工作效率逐渐下降,对发动机的整体工作能力产生较大影响,冷却系统的重要性在于维护发动机常温下工作,尤如人体的皮肤汗腺,如果有一天,人体的汗腺不能正常工作,那么身体内的热量将无法散去,轻则产生中暑,重则休克。
一 冷却系统的作用、类型与组成
1发动机冷却液的功用是对高温条件工作的发动机零件部件进行冷却，保证发动机在适宜的范围内工作。
发动机冷却液系统的冷却强度必须适宜，它的调节是不是合适，对发动机的工作影响很大。冷却不足时会造成发动机过热，导致发动机效率而影响发动机功率的输出。冷却过度，会使发动机工作温度过低，启动困难，发动机粗暴，散热损失及摩擦损失增加，零件磨损加剧，CO及HC排放增加，导致发动功率下降及燃油消耗率增加。
2冷却系统的类型
根据冷却介质不同分为水冷式和风冷式。
水冷式是以水或防冻液为介质，依靠冷却水的循环流动高温机机的热量送到散热器，通过散热器将热量送到大气中。
结 论
汽车冷却系统对汽车来说是至关重要的,发动机就如同人类的心脏,如果不好好保护就会受到威胁,现在随着科技发展,冷却系统不象以往那样只是单纯的水冷循环,现在冷却系统智能控制很受欢迎,所以在以后的汽车发展中,单纯的冷却系统不会站主导位置了,虽然智能控制要求很高,但是在高级轿车中很实用,它代表着未来冷却系统的发现方向,智能冷却系统控制将会作为标准装置在汽车上,未来一段时间在冷却系统中将占主导位置;而智能控制将会提高发动机的使用寿命,保障汽车的安全行驶,提高人身安全等原因,将来智能控制冷却系统的发展将占主导位置.
谢 辞
时间过的很快，两年的大学生活就这么结束了，有些匆忙、有些不舍，却也很充实。感谢我的母校株洲职业技术学院让我有一段值得回忆的快乐充实的大学生活。
感谢我的辅导员陈琨老师。他给予我学习上的指导和生活上的无私帮助，表示衷心感谢!祝老师工作顺利，桃李满天下!
谢我的论文导师，陈老师，陈老师在我写论文过程中为我提出了许多宝贵建议，指正了我论文中的诸多不足，使我的论文得以顺利完成，在此对导师的细心指导表示衷心感谢! 在两年的大学生活中还有很多老师和同学给予我学习和生活上的帮助，在此我向他们表示我衷心地感谢!
最后，祝母校蒸蒸日上!祝所有老师工作顺利!
参考文献
[1] 杨万福.发动机原理与汽车性能.北京：高等 教育 出版社，2004
[2] 孔宪辉.张广坤。汽车故障诊断技术。北京：高等教育出版社,2002
[3] 张子波.汽车发动机构造与维修。北京：高等教育出版社，2005
[4] 陈家瑞等.汽车构造.北京:人民交通出版社,2003
[5] 黄虎等.现代汽车维修.上海:上海交通大学出版社,2001
[摘 要]随着我国汽车业的发展,对汽车维护 修理 人员的要求也相应的发生了改变。针对这种情况,我们应该面向市场,以就业为导向;面向学生,以技能为中心,把学生培养成满足生产、服务、管理等一线实际需要的技能型、应用性的复合人才。
[关键词] 职业技术学校;汽修专业;教学改革
近年来,随着我国汽车业的飞速发展,对汽车专业人才的需求特别是汽车保养维修专业人才的需求与日俱增。在实践中我们发现那些进入角色快,学习能力强,动手能力强,创新能力出色的人才备受企业青睐。针对这种情况,我们应该面向市场,以就业为导向,把学生培养成满足生产、服务、管理等一线实际需要的技能型、应用性的复合人才。基于这个目标,在汽修专业课教学中,我们要探索出一套实时有效的教学模式。
一、汽车维修行业对从业人员的基本要求
1.具有较强的逻辑推理能力。
目前,汽车修理的主要任务还是“诊断”,正所谓“七分诊断、三分修理”,真正反映一个维修人员水平的是其诊断的准确程度。在诊断过程中,要求诊断人员要“懂原理,会分析、能推理、巧诊断”,能快速准确的排除疑难杂症。因此一个不会推理的人,不会逻辑分析的人是很难成为一名好的修理工的。
2.熟练的动手操作能力。
“职业资格证书”是一个技术人员的从事技术工种的准入凭证。也是证明学生动手能力的法定证书,学生在校期间,每一个课题模块结束时,学校安排相应工种的职业资格鉴定。使学生顺利完成从学校到企业、从学生到工人的过渡,将学生的动手能力的训练发展与企业的需求联系起来,使学生的操作技能方面的发展更具实用性和方向性,增强学生走向社会的实力和竞争力。
3.自理、自律能力。
自理、自律能力是学生自立的基础,也是学生进一步发展的前提。在工作岗位上的自我管理、自我约束、自我完善、自觉遵守行业规范是学生自理、自律能力的体现。通过在日常教学中的引导、灌输,使学生养成自查、自省的行为习惯,实现自我管理和自我教育的目的,形成自律感和工作责任感,使他们在道德上养成变被动为主动,变有约束感为自觉的行为,这种自觉的行动会成为学生履行道德规范的驱动力,形成稳定的品质。
4.获取修理信息的能力。
作为技能型人员,必须了解市场,了解行业,了解专业的动态,才能更好地为他人服务,才能在岗位中立足。行业信息的掌握,可使学生的学习由被动转为主动,产生专业学习兴趣,课堂中只要教师轻轻点拨,便能很快掌握相关的理论知识及技能。所以,对学生市场调研能力的培养,主要通过布置作业的形式,引导他们了解市场动态、新技术的操作方法、设备的使用等。同时教师也进行 市场调查 ,反馈给学生最新的前沿咨讯,增强他们的市场调研兴趣。
二、汽修专业教学改革 措施
1.教学内容的合理定位。
理论教学内容要选择切合汽车维修一线需要、反映汽车维修最新发展动态,对于那些已经过时的内容要坚决地删除;教学内容应能够把一门学科的基本概念、基本原理和基本技能要求提炼出来,形成一个具有逻辑性、系统性的知识系统,使之有利于学生对知识的理解与迁移。实验、实习等实践性内容:对于汽车修理专业这种技能较强的课程来说,实验是必不可少的。实验是课程中理论知识的补充说明、实践认证。设计实验时,要注意实践性和可行性。
2.教学形式的合理组合。
理论教学要围绕实际的技能进行设计,在理论上以够用为度。根据不同的学习层次设置不同的知识单元体系结构,而且要建立起相关知识点间的关联,确保在学习或教学过程中可根据需要跳转。课程内容采用模块化的组织方法,模块的划分应具有相对的独立性,基本以知识点或教学单元为依据。课程内容应根据具体的知识要求采用文本、声音、图像、动画等多种表现形式。制作以教师讲授为主的视频课件,配合大量的实物图片、动画以弥补实践知识较少的缺陷。利用动画、视频等方式激发学生学习的兴趣,轻松地解决教学中的重点和难点。在理论教学时注重培养学生的分析问题、解决问题的能力,注重培养规范的实操技能。结合多媒体技术的特点,将抽象问题与实践很好地结合起来,将难点问题演绎得清晰易懂。
3.加强对学生从业意识的培养。
在加强实践技能培养的同时,必须大力加强学生的就业意识、服务意识教育,提高学生的综合素质。我国的传统教育在素质教育方面存在着很大问题,只注重理论成绩,不重视道德教育和能力教育,培养出的学生尽管对理论问题对答如流,但在实际工作中缺乏敬业精神、吃苦精神,也缺乏服务中解决问题的能力、随机应变的能力。学生也普遍对自己的认识不清楚,对学习掌握技术和眼前的利益关系不清楚,对自主创业缺乏信心和勇气,给他们的工作和发展造成了障碍,职业教育在这方面要大力加强,要让学生明白只有掌握了技术才能终身受用,把就业教育、服务教育贯穿教育的始终。
4.学校与企业零距离接触。
长期以来,我们的学校与企业各行其是,不相往来。这就造成了学校不知道企业的需要,企业不关心学校的教育方式,培养不出企业需要的人才。要改变这个现状就要加强企业与学校的联系,校企联合,互相沟通,共同承担起人才培养的重任。同时,现代汽车技术的发展日新月异,企业首先能接触到新技术,而学校在新技术的接受上总是比较滞后,学校只有与企业多联系,多沟通,依靠企业资源,与企业共享技术与设备,共同承担人才培养的重任,才能培养出掌握新知识,新技术的有用人才。
5.培养实时的双师型教师队伍。
“双师型”教师队伍的建设是推行教学的重点所在。我们要采用“送出去,引进来”的方法,一方面将教师定期送到相关的企业进行专门的培训,另一方面组织专业教师专项技能培训、专业教师技能比赛、专业教师与维修企业职工同台比赛,与此同时还要求教师通过维修工甚至维修技师考证等方法来促进教师的实际操作技能,以充分保证专业课的教学质量。
参考文献:
[1]王琪.网络课程设计之点滴思考[J].中国远程教育,2002.
[2]陆根良.汽车职业教育中的问题分析[J].科技信息,2007.
[3]朱文韬.汽车维修职业教育和培训的现状与对策[J].理论研究,2007.
