發(fā)動機——是將某一種形式的能量轉換為機械能的機器。其功用是將液體或氣體的化學能通過燃燒后轉化為熱能,再把熱能通過膨脹轉化為機械能并對外輸出動力。汽車的動力來自發(fā)動機。
按所用的燃料分類 根據(jù)所用的燃料不同,常見的發(fā)動機可分為汽油發(fā)動機(簡稱汽油機)和柴油發(fā)動機(簡稱柴油機)兩種。汽油機以汽油為燃料,柴油機以柴油為燃料。近年來,由于世界能源緊缺和對環(huán)保要求的不斷提高,人們十分重視發(fā)動機代用燃料的研究,甲醇、乙醇、液化石油氣等作為在發(fā)動機上得到應用,故又有甲醇、乙醇、液化石油氣發(fā)動機。而在一些汽車發(fā)動機上,則同時以汽油和液化石油氣作為燃料,稱雙燃料發(fā)動機。
按點火方式分類 根據(jù)點火方式不同,發(fā)動機可分為點燃式和壓燃式兩種。點燃式發(fā)動機利用電火花使可燃混合氣著火,如汽油機。壓燃式發(fā)動機則是通過噴油泵和噴油器,將燃油直接噴入氣缸,和在氣缸內經(jīng)壓縮升溫后的空氣混合,使之在高溫下自燃,如柴油機。
按活塞行程數(shù)分數(shù) 在發(fā)動機氣缸內進行的每一次將燃料燃燒的熱能轉變成機械能的一系列連續(xù)過程(進氣、壓縮、做功、排氣)稱發(fā)動機的一個工作循環(huán)。對于往復活塞式發(fā)動機,可以根據(jù)每一個工作循環(huán)所需的活塞行程數(shù)來分類。凡活塞往復4個單程完成一個工作循環(huán)的稱為四沖程發(fā)動機;活塞往復2個單程即完成一個工作循環(huán)的則稱為二沖程發(fā)動機。汽車發(fā)動機多為四沖程發(fā)動機。
按冷卻方式分類 根據(jù)冷卻方式不同,發(fā)動機可分為水冷式和分冷式兩種。水冷式發(fā)動機以水為冷卻介質,風冷式發(fā)動機以空氣作為冷卻介質。汽車發(fā)動機多為水冷式。
按氣缸數(shù)分類 發(fā)動機只有一個氣缸的稱單缸發(fā)動機;有2個以上氣缸的稱為多缸發(fā)動機。多缸發(fā)動機還可根據(jù)氣缸的具體數(shù)目及其排列進一步分類。
按進氣系統(tǒng)是否采用增壓方式分類 內燃機按照進氣系統(tǒng)是否采用增壓方式可以分為自然吸氣式(非增壓式)發(fā)動機和強制進氣式(增壓式)發(fā)動機。汽油機常采用自然吸氣式。
為了便于發(fā)動機的生產(chǎn)管理、使用與維修,我國于1991年制定了新的國家標準GB/T725 - 1991《發(fā)動機產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)則》。該標準的主要內容如下:[1]名稱。發(fā)動機產(chǎn)品名稱均按采用的燃料命名,如汽油機、柴油機。[2] 型號。發(fā)動機型號用阿拉伯數(shù)字和漢語拼音字母表示。例 1.汽油機:462Q——四缸、直列、四沖程、缸徑62mm 、水冷式、車用。例 2.柴油機:12V135Z——十二缸、V型、四沖程、缸徑135mm 、增壓、通用型。
(1)曲柄連桿機構
由汽缸體、汽缸蓋、活塞、連桿曲軸和飛輪等機件組成。
(2)配氣機構
由氣門、氣門彈簧、凸輪軸、挺桿、凸輪軸傳動機構等組件等組成。
(3)燃料供給
化油器式由汽油箱、汽油泵、汽油濾清器等組成。
電控燃油噴射式由空氣供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)組成。
(4)點火系統(tǒng)
傳統(tǒng)式由蓄電池、發(fā)電機、點火線圈、斷電器、火花塞等組成。
普通式和傳統(tǒng)式點火系統(tǒng)類似,只是用電子元件取代了斷電器。
電子點火式全部是全電子點火系統(tǒng),完全取消了機械裝置,由電子系統(tǒng)控制點火時刻,包括蓄電池、發(fā)電機、點火線圈、火花塞和電子控制系統(tǒng)等。
(5)冷卻系統(tǒng)
水冷式由水套、水泵、散熱器、風扇、節(jié)溫器等組成。
風冷式由風扇和散熱片等組成。
(6)潤滑系統(tǒng)
由機油泵、集濾器、限壓閥、油道、機油濾清器等組成。
(7)起動系統(tǒng)
由起動機機器附屬裝置組成。
由于柴油機是通過壓燃的方式驅動的,所以沒有點火系統(tǒng),其他部分系統(tǒng)構造和汽油機幾乎相同。
發(fā)動機是汽車上結構最復雜、故障率最高的一個總成。它的性能好壞對汽車的經(jīng)濟性、動力性及汽車大修間隔里程具有決定性的影響。發(fā)動機是產(chǎn)生動力的機器,故常稱“發(fā)動機是汽車的心臟”。它通過燃料在其內部燃燒,將熱能轉化為機械動力驅使汽車行駛,這種能量的轉化主要是靠活塞的往復運動完成的,所以叫做往復活塞式內燃發(fā)動機。
發(fā)動機是由氣缸體、氣缸蓋、活塞、活塞銷、連桿、曲軸、飛輪等主要機件組成的?;钊惭b在圓柱形的氣缸內,可在氣缸內上下移動。連桿一端用活塞銷與活塞連接,另一端安裝在曲軸的連桿軸頸上,曲軸由氣缸體上的軸承支承,可在軸承內轉動。曲軸轉動時,連桿軸頸在曲軸箱內作圓周運動,并通過連桿帶動活塞在氣缸內上下移動。反之,當活塞受高壓氣體作用,由上向下移動時,通過連桿推動曲軸旋轉。曲軸每轉一周,活塞上、下各運行一次。
1、上止點
活塞頂所能到達的最高點位置。
2、下止點
活塞頂所能到達的最低點位置。
3、活塞行程
上、下止點間的距離。
4、燃燒室容積
活塞位于上止點時,活塞頂上方的空間。
5、氣缸工作容積
活塞從上止點運行到下止點所讓出的容積。
多氣缸發(fā)動機,各氣缸工作容積之和,叫發(fā)動機工作容積,也叫發(fā)動機排量。
6、氣缸總容積
活塞位于下止點時,活塞頂上方的空間。
7、壓縮比
氣缸總容積與燃燒室容積的比值。
壓縮比表示進入氣缸內的氣體被壓縮的程度,它是發(fā)動機的一個重要參數(shù)。在一定范圍內適當提高壓縮比,可以改善發(fā)動機的經(jīng)濟性和動力性。汽油發(fā)動機的壓縮比一般為6~10,柴油發(fā)動機的壓縮比一般為16~22。
發(fā)動機的作用就是將燃料燃燒時的熱能轉化為機械能,從而輸出動力。上述能量的轉換,是通過反復進行“進氣——壓縮——作工——排氣”四個連續(xù)過程來實現(xiàn)的,每進行一次這樣的連續(xù)過程,就是一個工作循環(huán)。
活塞往復四個行程完成一次工作循環(huán)的,稱為四沖程發(fā)動機。活塞往復兩個行程完成一次工作循環(huán)的,稱為二沖程發(fā)動機?,F(xiàn)代汽車大都采用四沖程發(fā)動機。發(fā)動機的連續(xù)運轉是工作循環(huán)的重復,只要了解了一個工作循環(huán)的過程,就了解了發(fā)動機運轉的工作原理。
1、進氣行程
進氣門開,排氣門閉,活塞在曲軸帶動下由上止點向下止點移動,活塞頂上方的容積逐漸增大,氣缸內產(chǎn)生真空吸力。在真空吸力的作用下,可燃混合氣經(jīng)進氣門被吸入氣缸內。當活塞到達下止點時,曲軸轉過第1個半周(180°),進氣門關閉,進氣行程結束。在進氣終了時,氣缸內的氣體壓力略低于外界的大氣壓力。
2、壓縮行程
在壓縮行程過程中,進、排氣門均保持關閉?;钊谇S帶動下由下止點向上止點移動,活塞上方的容積逐漸減小,可燃混合氣被壓縮至燃燒室內,其溫度和壓力升高(溫度可達300~500°C,壓力約為600~1500kPa ),因而很易被點燃。當活塞到達上止點時,曲軸轉過第2個半周,壓縮行程結束。
3、做功行程
做功行程時,進、排氣門仍保持關閉?;鸹ㄈa(chǎn)生高壓電火花,引燃被壓縮的可燃壓縮的可燃混合氣,使氣缸內的溫度和壓力急劇升高(瞬時壓力可達3~5MPa)。燃燒氣體的膨脹壓力推動活塞迅速下行,通過連桿使曲軸旋轉而做功。隨著活塞下行,其上方容積增大,溫度和壓力下降。當活塞到達下止點時,曲軸轉過第3個半周,做功行程結束。
4、排氣行程
做功行程終了時,排氣門開啟,進氣門仍關閉。活塞在曲軸帶動下由下止點向上止點移動,將氣缸內燃燒后的廢氣經(jīng)排氣門排至大氣中去。當活塞到達上止點時,曲軸轉過第4個半周,排氣門關閉,排氣行程結束。
柴油比汽油黏度大、蒸發(fā)性差,故柴油發(fā)動機采用在氣缸內部靠高壓噴射形成混合氣的方式。柴油自燃溫度比汽油低,易自燃,所以柴油發(fā)動機采用壓縮自燃的著火方式。
1、進氣行程
它不同于汽油發(fā)動機的是進入氣缸的不是可燃混合氣,而是純空氣。
2、壓縮行程
不同于汽油發(fā)動機的是壓縮的純空氣,且由于柴油壓縮比大,壓縮終了的溫度和壓力都比汽油機高(溫度可達500~700℃,壓力可達3~5MPa)。
3、做功行程
此行程與汽油機有很大不同,壓縮行程末,噴油泵將高壓柴油經(jīng)噴油器呈霧狀噴入氣缸內的高溫空氣中,迅速汽化并與空氣形成混合氣,因為此時氣缸內的溫度遠高于柴油的自燃溫度,柴油便立即著火燃燒,且此后一段時間那邊噴射邊燃燒,氣缸內溫度、壓力急劇升高(瞬時溫度可達1500~1900℃,瞬時壓力可達5~10MPa),推動活塞下行做功。
4、排氣行程
與汽油發(fā)動機排氣行程基本相同。
四沖程發(fā)動機工作時,只有一個行程產(chǎn)生動力,其余三個行程是消耗動力的。因此,單缸四沖程發(fā)動機既不能平穩(wěn)運轉,又不能發(fā)出足夠的動力,所以,汽車上實際應用的是多缸發(fā)動機,它是由若干個相同的氣缸排列在一個機體上,共用一根曲軸輸出動力。四沖程單缸發(fā)動機曲軸轉過兩周(720°),進、排氣門各開啟一次,活塞走過四個行程,發(fā)動機完成一次工作循環(huán)。多缸發(fā)動機曲軸旋轉720°,各缸均完成一次工作循環(huán)。
1、直列六缸發(fā)動機工作情況
為使發(fā)動機運轉平穩(wěn),,曲軸應每轉120°(720°/6)有一個缸做功。即直列六缸發(fā)動機做功間隔角為120°。為使曲軸受力合理,并防止相鄰兩缸發(fā)生連續(xù)進氣(搶氣)現(xiàn)象,工作順序應在發(fā)動機的前半部和后半部交替進行。直列六缸發(fā)動機的工作順序通常為 1→5→3→6→2→4 。有些直列六缸發(fā)動機工作順序為 1→4→2→6→3→5,如五十鈴TD50A—D型和日野KM400型發(fā)動機。
2、直列四缸發(fā)動機工作情況
直列四缸發(fā)動機做工間隔角為180°(720°/4)工作順序通常為 1→2→4→3。
有些直列四缸發(fā)動機工作順序為 1→3→4→2,如上海桑塔納轎車和北京切諾基汽車的發(fā)動機。
由于發(fā)動機的工作原理相似,基本結構也就大同小異。汽油發(fā)動機通常是兩大機構五大系統(tǒng)組成,柴油發(fā)動機通常是由兩大機構四大系統(tǒng)組成(無點火系)。
發(fā)動機總成
曲柄連桿機構——實現(xiàn)熱能轉換的核心,也是發(fā)動機的裝配基礎。
配氣機構——保證氣缸適時換氣。
燃料系——控制每循環(huán)投入氣缸燃油的數(shù)量,以調節(jié)發(fā)動機的輸出功率和轉速。
冷卻系——控制發(fā)動機的正常工作溫度。
潤滑系——減少摩擦力,延長發(fā)動機的使用壽命。
點火系——適時地向汽油發(fā)動機提供電火花(柴油發(fā)動機無點火系)
起動系——使曲軸旋轉完成發(fā)動機起動過程。
曲柄兩桿機構在做功行程時,將燃料燃燒以后產(chǎn)生的氣體壓力,經(jīng)過活塞、連桿轉變?yōu)榍S旋轉的轉矩;然后,利用飛輪的慣性完成進氣、壓縮、排氣3個輔助行程。曲柄連桿機構氣缸曲軸箱組、活塞連桿組和曲軸飛輪組3部分組成。
一、氣缸體曲軸箱組
1、氣缸體和曲軸箱
氣缸體和曲軸箱通常鑄成一體,統(tǒng)稱為氣缸體,它是發(fā)動機的外殼及裝配基礎,一般采用優(yōu)質合金鑄鐵或鋁合金制成,其結構形式有直列型、V型、對置型3種。直列六缸發(fā)動機的氣缸體。該發(fā)動機為直列六缸水冷式汽油發(fā)動機。氣缸體內呈圓柱形的空間稱為氣缸,氣缸表面稱為氣缸壁。氣缸是氣體交換、燃燒的場所,也是活塞運動的軌道。為保證活塞與氣缸的密封及減少磨損,氣缸壁應具有有效較高的加工精度和較低的表面粗糙度。為了使氣缸在工作時的熱量得到散發(fā),在氣缸體、氣缸套機體之間制有能夠容納冷卻液的夾層空腔,稱為水套。
在氣缸體的下部有7道主軸承座,用于安裝曲軸飛輪組。氣缸體的側面設有挺桿室,用于安裝氣門傳動機件。氣缸體的上平面安裝氣缸蓋,下平面安裝機油盤,前端面安裝正時齒輪蓋,均加有襯墊并用螺栓緊固密封。氣缸體的后端面安裝飛輪殼。
為了增強缸體的耐磨性,延長氣缸體的使用壽命,氣缸體內大都鑲有氣缸套。氣缸套分為干式和濕示兩種。干式氣缸套不與冷卻液接觸,為防止缸套向下竄動,可在上(下)止口限位。濕式缸套外表面直接與冷卻液接觸,為防止漏冷卻液,缸套下止口處裝有1~3個橡膠密封圈。
2、機油盤
機油盤的作用是儲存潤滑油,故俗稱油底殼。它一般采用薄壁鋼板沖壓而成,內部設有穩(wěn)油擋板以防止?jié)櫥瓦^分激蕩,底部設有放油塞以便更換潤滑油。
3、氣缸蓋
氣缸蓋的主要作用是封閉氣缸上部,并與活塞頂構成燃燒室。氣缸蓋上有燃燒室、水套、火花塞座孔(柴油發(fā)動機有噴油器安裝孔)、進排氣道、氣門座、氣門導管座孔等。上部裝有搖臂軸總成,用氣缸蓋罩封閉,結合面間裝有密封點墊。汽油發(fā)動機氣缸蓋一般是整體的,但也有例外,如EQ6100—1型發(fā)動機就是兩個氣缸蓋。氣缸直徑較大的柴油發(fā)動機采用一缸一蓋或二缸一蓋,最多不超過三缸一蓋,以防止氣缸蓋變形。
4、氣缸墊
氣缸墊俗稱氣缸床,安裝在氣缸蓋與氣缸體之間,其作用是密封氣缸體與氣缸蓋的結合平面,以防止漏氣、漏冷卻液及漏油。氣缸墊多采用石棉板材料制成,有些用石棉板兩面包銅皮或鐵皮制成,有些用中間鋼片兩面貼適合應性好的乳膠石棉板制成。燃燒室孔采用雙層或單層金屬包邊,以防燃燒氣體沖壞石棉層。
活塞連桿組由活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿等組成,
1、活塞
活塞的主要作用是承受氣缸內氣體壓力,并通過活塞內氣體壓力,并通過活塞銷和連桿傳給曲軸?;钊身敳?、環(huán)槽部、裙部三部分組成?;钊斒侨紵业慕M成部分,可根據(jù)燃燒室的需要制成平頂、凸頂或凹頂。環(huán)槽部用以安裝氣環(huán)和油環(huán)。裙部包括活塞與氣缸接觸的圓柱部分及活塞銷座。圓柱部分是活塞在氣缸內運動的導向部分,并承受較大的側壓力?;钊N座是活塞與連桿相互傳力的作用面?;钊N兩端設有供安裝鎖環(huán)用的鎖環(huán)槽?,F(xiàn)代汽車發(fā)動機普遍采用鋁合金活塞。鋁合金活塞具有質量輕、導熱性和耐磨性好等性能;但線膨脹系數(shù)大,熱態(tài)時因直徑變大有可能卡滯在氣缸中,為此通常采取以下防脹措施:
1)根據(jù)活塞上下受熱程度的不同,將裙部制成上小下大的錐形或階梯形,使它在工作時上下各處的間隙趨于均勻。
2)根據(jù)活塞銷座部位膨脹量大的特點,將裙部預先加工成橢圓形,其長軸垂直于活塞銷軸線方向。
3)在裙部加工出橫槽和豎槽,橫槽位于油環(huán)槽的下面,以減少頭部的熱量向下傳導。豎槽使裙部具有一定的彈性,從而使冷態(tài)下的氣缸間隙盡可能小,而在熱態(tài)下利用豎槽的補償作用使活塞不致卡死在氣缸內。
4)采用雙金屬活塞,即在鋁合金銷座的兩側鑄入線膨脹系數(shù)較小的合金鋼片,以減少裙部的熱膨脹。這種活塞結構剛性好,允許有較小的裝配間隙。
不少高速發(fā)動機將活塞銷座向左(面對發(fā)動機前部)偏移1~2mm ,這樣可使活塞在上、下止點換向運動時側壓力變化緩和,減輕敲擊。
2、活塞環(huán)
活塞環(huán)可分為氣環(huán)和油環(huán)兩種。
氣環(huán)的作用是密封活塞與氣缸壁之間的縫隙,防止氣體漏入曲軸箱,并將活塞上部熱量傳給氣缸壁?;钊h(huán)在自由狀態(tài)下外徑大于氣缸直徑,裝入氣缸之后,產(chǎn)生彈力,緊緊貼在氣缸壁上,這樣才能起到密封、傳熱的作用。
為防止氣環(huán)因受熱膨脹卡死在氣缸和環(huán)槽中,環(huán)開口處應留出一定的間隙,稱為開口間隙或端隙;環(huán)與環(huán)槽在高度方向應留有間隙,稱為側隙;環(huán)的背面與環(huán)槽底部的間隙,稱為背隙。
油環(huán)的作用是掛掉氣缸壁上多余的潤滑油,防止竄入燃燒室形成積碳。油環(huán)可分為整體式油環(huán)和組合式油環(huán)兩種。
3、活塞銷
活塞銷用于連接活塞和連桿,并把活塞所受的力傳給連桿?;钊N為一空心軸銷,中部與連桿小頭配合,兩端支承在活塞銷座中?;钊N與連桿的連接方式分為全浮式和半浮式兩種。全浮式是指發(fā)動機在正常工作溫度下,活塞銷與連桿小頭、活塞銷座呈間隙配合,能自由轉動。半浮式是指活塞銷與連桿小頭呈緊固配合。
4、連桿
連桿的作用是連接活塞和曲軸,把活塞的往復運動變?yōu)榍S的旋轉運動,并把活塞的推力或壓力傳給曲軸。連桿由小頭、桿身和大頭三部分組成。連桿小頭制有銷孔,用于安裝活塞銷。連桿桿身制成工字形截面,具有質量輕、抗彎強度高的特點。連桿大頭由兩個半圈件組成。被分開的半圓件組成,被分開的半圓件叫連桿蓋,兩部分用高前度精制螺栓按規(guī)定力矩擰緊。連桿大頭孔內安裝兩片半圓形的連桿軸承(俗稱小瓦)。連桿軸承用低碳鋼帶做瓦背,內表面澆注有減磨合金。
曲軸飛輪組包括曲軸、正時齒輪、起動爪、帶輪、飛輪等。
1、曲軸
曲軸的作用是把連桿傳來的推力變成旋轉的扭力,經(jīng)飛輪傳給離合器,同時還帶動凸輪軸及風扇、水泵、發(fā)電機等工作。曲軸由主軸頸、連桿軸頸、曲軸、平衡塊、曲軸前端和曲軸后端等部分組成。
(1)主軸頸 主軸頸是支撐曲軸的部分,經(jīng)曲軸主軸承(俗稱大瓦)安裝在氣缸體的主軸承座上。曲軸大多采用全支承,即每道連桿軸頸的兩側均有主軸頸。
(2)連桿軸頸 連桿軸頸用來安裝連桿大頭。直列型發(fā)動機曲軸的連桿軸頸與氣缸數(shù)相同,V型發(fā)動機曲軸的連桿軸頸等于氣缸數(shù)的一半。
(3)曲軸臂 曲軸臂又稱曲柄,連桿軸頸通過它與主軸頸相連。
(4)平衡塊 平衡塊位于曲柄的延長部分,其作用是平衡連桿大頭、連桿軸頸等機件運轉時所產(chǎn)生的離心力,以及活塞連桿組作往復運動時所產(chǎn)生的慣性力。平衡塊通常與曲柄鑄為一體,也有的曲軸是把平衡塊與曲軸分開鑄造,然后用螺栓聯(lián)接在一起。
(5)曲軸前端 曲軸前端用來安裝起動爪、帶輪、正時齒輪(切諾基汽車發(fā)動機為正時鏈輪)等。
2、飛輪
飛輪的主要作用是貯存作工行程時所獲得的能量,以克服進氣、壓縮和排氣三個輔助行程的阻力,使曲軸運轉平穩(wěn);在起動機帶動下起動發(fā)動機;安裝離合器,以輸出發(fā)動機的動力。
配氣機構的作用是根據(jù)發(fā)動機的工作順序和各缸工作循環(huán)的要求,及時地開啟和關閉進、排氣門,使可燃混合氣(汽油發(fā)動機)或新鮮空氣(柴油發(fā)動機)進入氣缸,并將廢氣排入大氣。
一、類型及工作原理
四沖程發(fā)動機廣泛采用氣門凸輪式配氣機構,它由氣門組和氣門傳動組兩部分組成。按其傳動方式不同,可分為正時齒輪傳動式和鏈條傳動式兩種;按凸輪軸的位置不同,可分為下置不同,可分為下置凸輪軸式、中置凸輪軸式和上置凸輪軸式。下置凸輪軸式配氣機構,它的工作過程是:發(fā)動機工作時,曲軸通過一對互相嚙合的正時齒輪帶動凸輪軸旋轉,當凸輪的凸尖上升到最高位置時氣門開度最大。當凸輪的凸尖向下運動時,由于氣門彈簧的彈力作用,氣門及其傳動機件恢復原位,將氣道關閉。與下置凸輪軸式配氣機構相比,中置和上置凸輪軸式配氣機構因曲軸與凸輪軸距離較大,故多為正時鏈條或正時帶傳動。中置凸輪軸式省去了推桿;上置凸輪軸式省去了挺桿及推桿,主要機件
1、氣門組
氣門組一般由氣門、氣門座、氣門導管、氣門油封、氣門彈簧和氣門鎖片等組成。
(1)氣門 氣門分為進氣門和排氣門兩種,其作用是分別用來關閉進、排氣道。氣門由頭部和桿部組成,頭部制成錐形,與氣門座的錐面配合。頭部錐角,一般為45°。同一臺發(fā)動機的進氣門頭部直徑大于排氣門頭部直徑,以提高發(fā)動機的充氣量。氣門桿部為圓柱形,與氣門導管內孔配合,桿的端部制有環(huán)槽,用來安裝氣門彈簧座鎖片。(2)氣門座 氣門座用來保證氣門密封,并將氣門頭部的熱量傳給氣缸蓋。氣門座一般用特種合金制成環(huán)狀,緊密地鑲在氣缸蓋上。
(3)氣門導管 氣門導管用來引導氣門作往復直線運動,保證氣門與氣門座閉合位置正確。為防止氣缸蓋上潤滑油從氣門與氣門導管之間的間隙進入燃燒室,氣門導管上端裝有氣門油封。
(4)氣門彈簧 氣門彈簧是圓柱形螺旋彈簧,它可使氣門迅速關閉,并使氣門頭部與氣門座相互壓緊,保證密封。
2、氣門傳動組
氣門傳動組的作用是按照發(fā)動機的工作順序,適時地開啟和關閉氣門,并保證氣門有足夠的開度。
(1)凸輪軸 凸輪軸用于控制氣門開閉,并驅動汽油泵、機油泵和分電器等機件工作。凸輪軸上制有進氣凸輪、排氣凸輪、軸頸、驅動機油泵及分電器的齒輪、推動汽油泵搖臂的偏心輪等,進氣和排氣凸輪是凸輪軸的重要組成部分,它們在凸輪軸上的排列順序由進、排氣道的布置來決定。
(2)正時齒輪及正時鏈條或正時帶輪 曲軸與凸輪軸的傳動通常是由正時齒輪、正時鏈條或正時傳動帶來完成的,如CA6102、BJ492Q型發(fā)動機為正時齒輪傳動;北京切諾基汽車發(fā)動機為正時鏈條傳動;上海桑塔納汽車發(fā)動機為正時帶傳動。四沖程發(fā)動機曲軸旋轉兩周,凸輪軸應旋轉應一周,使進、排氣門各開、閉一次,并且氣門開閉時機須與各缸工作循環(huán)的需要相適應。因此,無論是齒輪傳動還是鏈條傳動,都必須按照規(guī)定的記號裝配,其記號一般為輪齒部位的凹坑。
(3)氣門挺桿 挺桿的作用是將凸輪的推力傳給推桿或氣門。挺桿的類型有菌型、筒形非液壓式、筒形液壓式等,筒形液壓式等,筒形液壓式挺桿無氣門間隙,可以減少發(fā)動機的噪聲,但精度要求嚴、成本高,多應用于高級轎車發(fā)動機。
(4)氣門推桿 其作用是將挺桿的推力傳給搖臂,驅動氣門開啟。推桿的上、下端頭經(jīng)熱處理并拋磨,以提高耐磨性;桿身有實心和空心兩種。
(5)搖臂及搖臂軸總成 其作用是改變推桿(下置凸輪軸式)、挺桿(中置凸輪軸式)或凸輪(上置凸輪軸式)的推力方向,使氣門開啟。搖臂軸總成固定在氣缸蓋上部,主要由搖臂、搖臂軸支座等組成,搖臂制成兩臂不等長,這樣使挺桿、推桿以較小的升程就能獲得氣門較大的開度。搖臂長臂一端與氣門桿相對應,短臂一端裝有調整螺釘及螺母,用來調整氣門腳間隙。搖臂軸為空心軸,與搖臂軸支座、搖臂有貫通的潤滑油道,以潤滑配氣機構部分的摩擦表面。
氣門間隙 (俗稱氣門腳間隙),是指氣門搖臂與氣門桿端的間隙,該間隙是為了給挺桿、推桿、氣門桿身在熱態(tài)時的軸向伸長留出膨脹余地。氣門間隙應按規(guī)定的數(shù)值調整,若過大會使配氣機構產(chǎn)生撞擊聲;過小會使氣門在熱態(tài)時關閉不嚴而漏氣。
四沖程發(fā)動機工作循環(huán)原理時,對氣門的開閉時間與活塞行程、曲軸轉角三者之間的關系,作了理論上的簡化。實際上因發(fā)動機轉速很高,活塞每行程所占的時間僅千分之幾秒至百分之幾秒,如EQ6100-1型發(fā)動機在最大功率時的轉速為300r/min,一個行程僅有0.01s,在這極短的時間內要使進氣充分和排氣徹底是很困難的。為了延長進排氣時間,四沖程發(fā)動機氣門采取了提前開啟和延遲關閉的措施。也就是說,氣門開啟過程中對應的曲軸轉角大于180°。用曲軸轉角表示的進、排氣門開閉時刻和開啟持續(xù)時間,稱為配氣相位。配氣相位的各個角度可用配氣相位圖來表示。
一、作用
汽油發(fā)動機燃料系的作用是根據(jù)發(fā)動機不同工作情況的需要,將純靜的空氣和汽油配制成適當比例的可燃混合氣,送入各個氣缸進行燃燒后所產(chǎn)生的廢氣排入大氣中。
二、類別及性能對比
汽油機燃料系,按照可燃混合氣形成方式的不同,可分為化油器式燃料系和汽油噴射式燃料系兩種。兩種型式的燃料的燃料系,在汽車上都有應用,汽油噴射式燃料系在汽車上得到了更快的推廣?;推魇饺剂舷翟?jīng)在汽車上有著廣泛的應用。這種結構的汽油機燃料系,具有工作可靠、結夠簡單、使用方便和成本較低的特點。但是,化油器不能滿足現(xiàn)代汽車進一部降低排污和提高動力性、經(jīng)濟性的迫切要求,而逐漸喪失昔日的主流地位。為了克服化油器式燃料系的上述缺點,人們在發(fā)展化油器式燃料系的同時,一直在尋求別的更好的混合氣形成方法。在20世紀50年代,對汽油噴射技術的研究還只是一個序幕。當時的研究重點是如何提高發(fā)動機的輸出功率和瞬間反應性能,而對燃油經(jīng)濟性考慮少,對排放污染則尚未觸及,對于電子控制系統(tǒng)的優(yōu)點也認識不足。1967年,Bosch公司推出了D-Jetronic電子控制汽油噴射系統(tǒng),迎來了發(fā)動機電控技術百花竟開的春天。排放法規(guī)出臺和汽油危機這兩個方面的壓力,加上電子技術的飛速發(fā)展,使此后的電噴技術發(fā)展駛上了快車道。1981年,熱線式空氣質量流量計的推出,提高了對空燃比的控制誤差。尤其是微機的加入以及微機速度、容量的提高,使控制功能越來越完善。進氣道汽油噴射由簡單的多點噴射技術發(fā)展到順序噴射,進一步改善了排放和瞬態(tài)性能。多種傳感器的應用,控制器能了解整個發(fā)動機的運行條件和環(huán)境條件,進而針對不同工作模式進行智能化控制。隨車故障診斷系統(tǒng)能對噴射系統(tǒng)以致控制器本身進行檢測,提高了使用的可靠性和維修的便利。由于這些原因,電控汽油噴射系統(tǒng)得到了迅速的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。相比而言,汽油噴射式燃料系具有以下優(yōu)點:① 進氣管道中沒有狹窄的喉管,空氣流動阻力小,充氣性能好,有利于提高發(fā)動機的輸出功率。② 混合氣的各缸分配均勻性能好。③ 可以隨著汽車運行工礦的變化而相應地配置最佳的可燃混合氣濃度,確保發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性,特別時降低排氣污染的要求。④ 具有良好的加速等過度性能。 汽油噴射式燃料系在發(fā)展過程中尚需解決的主要的問題是系統(tǒng)的布置復雜和制造成本較高。
1、基本組成
化油器式燃料系的基本組成,它可分為汽油供給裝置(包括汽油箱、汽油濾清器、汽油泵)、空氣供給裝置(包括空氣濾清器、進氣消聲器、冷暖風轉換機構等)、混合氣形成裝置(化油器)、進氣和排氣裝置(包括進氣支管、排氣支管和消聲器)。
當發(fā)動機工作時,在汽油泵的作用下,汽油從汽油箱中被吸出,經(jīng)油管流入汽油濾清器,汽油濾清器將汽油中的雜質濾除后被汽油泵壓送到化油器中;空氣則經(jīng)空氣濾清器濾除所含雜質后,進入化油器。在化油器內部,汽油與空氣霧化混合,形成可燃混合氣,經(jīng)進氣支管分配到各個氣缸后燃燒做功。燃燒后所產(chǎn)生的廢氣經(jīng)排氣支管匯集,由排氣管及消聲器減輕噪聲并滅掉火星后,排到大氣中去。
●清理空氣濾清器
空氣濾清器直接關系到汽車在行駛過程中發(fā)動機的進氣問題,車輛只在城市中行駛,空氣濾清器還不會堵塞,但是汽車如果在灰塵較多的路面上行駛后,就需要特別關注一下空氣濾清器的清潔問題了。 如果空氣濾清器發(fā)生堵塞或積塵過多就會致使發(fā)動機進氣不暢,而且大量的灰塵進入汽缸,會加快汽缸積炭速度,使發(fā)動機點火不暢,動力不足,車輛的油耗就自然會升高。如果在正常的城市公路上行駛,空氣濾清器在汽車行駛5000公里時就應該進行檢查,如果濾清器上積塵過多,可以考慮用壓縮空氣從濾芯內部向外吹,將灰塵吹凈。但壓縮空氣的壓力也不能過高,以防濾紙被損壞。在清潔空氣濾清器時切不可用水或油,以防止油水浸染濾芯。
●清洗噴油嘴積炭
因為燃燒室容易產(chǎn)生積炭,而積炭會導致啟動困難;噴油嘴積炭也會導致油道堵塞、汽油噴射變形燃油消耗自然也會增大。 對于燃燒室的清洗可以采用專用退炭劑,使燃燒室和噴油嘴上的積炭軟化并與零件表面脫離,然后將軟化的積炭除去。這種除炭方法效果好,不損傷零件表面并且除炭的效率也得到了大大的提高。
●清除節(jié)氣門油泥
節(jié)氣門處油泥產(chǎn)生的原因是多方面的,有些是燃料燃燒的廢氣在節(jié)氣門處形成積炭;再就是沒有被空氣濾清器過濾的雜質在節(jié)氣門處殘留形成。油泥多了進氣會產(chǎn)生氣阻,從而導致油耗的增加。 車一般在行駛1萬到2萬公里時就應該對節(jié)氣門進行清洗。在清洗節(jié)氣門時,首先要拆除進氣喉管,露出節(jié)氣門,拆掉電瓶負極,關閉點火開關,把節(jié)氣門翻板扳直,往節(jié)氣門內噴少量“化油器清洗劑”然后用滌綸抹布或者高紡“無紡布”小心擦洗,節(jié)氣門深處,手夠不著的地方可以用夾子夾住抹布小心擦洗,清洗干凈后裝好進氣喉管和電瓶負極就可以點火了!
發(fā)動機是一輛汽車動力輸出的關鍵,也與油耗密切相關。所以給發(fā)動機及其附件各個系統(tǒng)定期進行清理,做好保養(yǎng)也是可以降低油耗的。