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Kamg课堂__汽车发动机结构及其原理

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先来让大家看看发动机的基本参数,基本参数有排量、最大功率、最大扭矩、汽缸排列方式
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IP属地:广东来自Android客户端1楼2013-03-08 16:47回复
    排量
    首先来看看最常见的一个发动机参数——发动机排量。发动机排量是发动机各汽缸工作容积的总和,一般用升(L)表示。而汽缸工作容积则是指活塞从上止点到下止点所扫过的气体容积,又称为单缸排量,它取决于缸径和活塞行程。发动机排量是非常重要的发动机参数,它比缸径和缸数更能代表发动机的大小,发动机的许多指标都同排气量密切相关。一般来说,排量越大,发动机输出功率越大。
    缸数
    了解了排量,再来看发动机的其他常见参数。很多初级车友都反映经常在汽车资料的发动机一栏中见到“L4”、“V6”、“V8”、“W12”等字样,想弄明白究竟是什么意思。这些都表示发动机汽缸的排列形式和缸数。汽车发动机常用缸数有3缸、4缸、6缸、8缸、10缸、12缸等。
    汽缸排列形式
    气缸排列形式,顾名思义,是指多气缸内燃机各个气缸排布的形式,直白的说,就是一台发动机上气缸所排出的队列形式。
    目前主流发动机汽缸排列形式:
    L:直列(市面上绝大多数家用车都是直列的,例如捷达、雨燕)
    V:V型排列(这个相对而言就高级一点,可以排列更多的汽缸,例如丰田皇冠、丰田锐志等中高级汽车)
    其他非主流的汽缸排列方式:
    W:W型排列(这个貌似是大众的专利,其实就是两个v6发动机加起来,用这种发动机的有辉腾以及鼎鼎大名的布加迪威龙)
    B:水平对置发动机(用它的基本是日本斯巴鲁自己保时捷)
    R:转子发动机(马自达曾经的招牌,这种发动机排量小动力大,1300cc可以达到2000cc的动力水平,但因为制作工艺问题和污染问题停产了)
    直列发动机:
    直列发动机,一般缩写为L,比如L4就代表着直列4缸的意思。
    直列布局是如今使用最为广泛的气缸排列形式,尤其是在2.5L以下排量的发动机上。这种布局的发动机的所有气缸均是按同一角度并排成一个平面,并且只使用了一个气缸盖,同时其缸体和曲轴的结构也要相对简单,好比气缸们站成了一列纵队。
    具体来说,我们常见的大致有L3、L4、L5、L6型四款(数字代表气缸数量)。这种布局发动机的优势在于尺寸紧凑,稳定性高,低速扭矩特性好并且燃料消耗也较少,当然也意味着制造成本更低。同时,采用直列式气缸布局的发动机体积也比较紧凑,可以适应更灵活的布局。也方便于布置增压器类的装置。但其主要缺点在于发动机本身的功率较低,并不适合配备6缸以上的车型。
    V型发动机:
    所谓V型发动机,简单的说就是将所有汽缸分成两组,把相邻汽缸以一定夹角布置一起(左右两列气缸中心线的夹角γ<180°),使两组汽缸形成一个夹角的平面,从侧面看汽缸呈V字形(通常的夹角为60°),故称V型发动机。
    与直列布局形式相比,V型发动机缩短了机体的长度和高度,而更低的安装位置可以便于设计师设计出风阻系数更低的车身,同时得益于汽缸对向布置,还可抵消一部分振动,使发动机运转更为平顺。比如一些追求舒适平顺驾乘感受的中高级车型,还是在坚持使用大排量V型布局发动机,而不使用技术更先进的“小排量直列型布局发动机+增压器”的动力组合。
    W型发动机:
    许多人以为就像V型发动机的汽缸呈V形排列那样,W型发动机的汽缸排列形式也一定是呈W形,其实不然,它只是近似W形排列,严格说来还应属V型发动机,至少是V型发动机的一个变种
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    IP属地:广东来自Android客户端2楼2013-03-08 16:56
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      W型发动机,W型发动机是德国大众专属发动机技术。将V型发动机的每侧汽缸再进行小角度的错开,就成了W型发动机。或者说W型发动机的汽缸排列形式是由两个小V形组成一个大V形,两组V型发动机共用一根曲轴。严格说来W型发动机还应属V型发动机的变种。
      W型与V型发动机相比可将发动机做得更短一些,曲轴也可短些,这样就能节省发动机所占的空间,同时重量也可轻些,但它的宽度更大,使得发动机舱更满。
      W型发动机最大的问题是发动机由一个整体被分割为两个部分,在运作时必然会引起很大的振动。针对这一问题,大众在W型发动机上设计了两个反向转动的平衡轴,让两个部分的振动在内部相互抵消。
      水平对置发动机:
      在上面介绍气缸V型排列发动机的时候已经提过,V型布局形成的夹角通常为60°(左右两列气缸中心线的夹角γ<180°),而水平对置发动机的气缸夹角为180度。但是水平对置发动机的制造成本和工艺难度相当高,所以目前世界上只有保时捷和斯巴鲁两个厂商在使用。
      转子发动机:
      相比常见的L型、V型气缸布局形式,可能很多朋友会对三角转子发动机感到陌生。转子发动机又称为米勒循环发动机,由德国人菲加士·汪克尔发明,之后这项技术由马自达公司收购。我们都知道:传统的气缸往复运动式发动机,工作时活塞在气缸里做往复直线运动,而为了把活塞的直线运动转化为旋转运动,必须使用曲柄连杆机构。转子发动机则不同,它直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。与往复式发动机相比,转子发动机取消了无用的直线运动,因而同样功率的转子发动机尺寸较小,重量较轻,而且振动和噪声较低,具有较大优势。
      VR发动机:
      VR发动机是大众的专属产品,1991年,大众公司开发了一种15°夹角的V6 2.8L发动机,称做VR6,并安装在第三代高尔夫上。这种发动机结构紧凑,宽度接近于直列发动机,长度不比直列4缸发动机长多少。
      众所周知,对于V型6缸发动机而言,60度夹角是最优化的设计,这是经过无数科学实验论证过的结果。因而绝大多数的V6发动机都是采用这种布局形式的。但为了能在更小的空间内放下V6发动机,大众集团另辟蹊径的研发出了夹角为15度、体积更小的VR6发动机。而从动力参数来看,它并不逊色与普通的V6发动机,但在研发之初就暴露了明显的抖动问题。通过一系列的平衡稳定手段虽使问题得以明显改善。但这依然无法超越改变其本身结构上的特性,就像普通直列发动机的震动通常都会大于V型发动机一样,夹角更小的VR6从结构本身就决定了它的震动会大于V6。诸如大众旗下的高尔夫R32、EOS等车型都曾装配过这款发动机。
      VR发动机的汽缸夹角非常小,两列汽缸接近平行,汽缸盖上火花塞的孔几乎并在一条直线上。VR发动机的特点就是体积特别小,所以非常适用于大众车系的前置发动机平台,因为大众的前置发动机前轮驱动底盘都是纵置式的设计,而且发动机在前轴之前所以发动机不能过长否则难以布置前悬挂。这款发动机非常紧凑,虽然是V缸机,但由于两列汽缸相离很近所以只需要一个汽缸盖就可以搞定,比90度和60度夹角的V6成本低很多(因为普通V缸机必须加工两个汽缸盖如果是DOHC的V缸机还需要加工4根凸轮轴,所以成本很高)。
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      IP属地:广东来自Android客户端3楼2013-03-08 16:57
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        故障排除
        油耗过大
        发动机耗油过大故障:
        发动机油耗过大是指它的百公里油耗超过规定的标准值。
        油耗过大,发动机的经济性就差。影响发动机油耗的因素很多,有发动机技术状况方面的因素,也有底盘技术状况方面的因素。
        1、故障现象:发动机耗油量过大。
        2、常见的故障原因
        1)冷却液温度传感器失常。
        2)空气流量计或进气压力传感器失常。
        3)节气门位置传感器失常。
        4)燃油压力过高。
        5)冷起动喷油器漏油或冷起动控制失常。
        6)喷油器漏油。
        7)氧传感器失效。
        8)点火系统故障。
        9)发动机机械部件故障(缸压过低等)。
        10)配气相位不正确。
        11)ECU及连接器故障。
        3、故障诊断与排除
        1)测量冷却液温度传感器,其不同温度下的电阻值应符合标准。电阻太大,会使电脑误认为发动机处于低温状态,从而进行冷车加浓控制,使油耗增加。也可以用电脑解码器来检测,将检测仪所显示的冷却液温度传感器传给电脑的冷却液温度数值与发动机实际冷却液温度相比较。如有差异,说明冷却液温度传感器有故障,应更换。
        2)检测空气流量计或进气压力传感器,其数值应符合标准。空气流量计或进气压力传 感器的误差会直接影响喷油量。检测结果如有异常,应更换空气流量计或进气压力传感器。
        3)检查节气门位置传感器。在节气门处于中小开度时,全负荷开关应断开。若全负荷开关始终闭合或闭合时间过早,会使电脑始终或过早地进行全负荷加浓,从而增大油耗。
        4)测量燃油压力。怠速时的燃油压力应为250kPa左右。随着节气门的开启,燃油压力应逐渐上升。节气门全开时的燃油压力约为 300kPa左右。若燃油压力能随节气门开度变化而改变,但压力始终偏高,则说明油压调节器有故障,应更换。若燃油压力不能随节气门开度变化而改变,而始终保持 300kPa左右,则说明油压调节器的真空软管破裂或脱落,或燃油压力调节控制电磁阀有故障,进气管真空度没有作用在油压调节器的真空膜片室上,导致油压过高。对此,应更换软管或电磁阀。若燃油压力过高,达 400kPa以上,说明回油管堵塞或油压调节器有故障,应检测回油管或更换油压调节器。
        5)检查点火高压与能量、点火正时。
        6)检查冷起动喷油控制是否正常。用电压表或试灯接在冷起动喷油器线束插头上,检 查发动机起动时冷起动喷油器工作的持续时间是否符合标准值。若工作时间过长或起动后一直工作,则说明冷起动喷油器控制失常,应检查冷起动温度开关及控制电路。
        7)拆卸喷油器,检查各喷油器有无漏油。如有异常,应清洗或更换喷油器。
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          发动机自动熄火故障:
          1、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。
          2、常见的故障原因:
          1)进气管路真空泄漏。
          2)怠速调整不当、节气门体过脏、怠速控制系统不良等造成的怠速不稳。
          3)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。
          4)废气再循环阀门阻塞或底部泄漏。
          5)燃油泵电路、喷油器驱动电路等电路有接触不良等故障。
          6)燃油泵继电器、EFl继电器、点火继电器不良等。
          7)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间短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。
          8)节气门位置传感器不良。
          9)空气流量计或进气压力传感器有故障。
          10)冷却液温度传感器、氧传感器有故障。
          11)曲轴位置传感器有故障,如无转速信号(插头未插好、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,会引发间歇熄火故障。
          12)ECU有故障。
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          IP属地:广东来自Android客户端6楼2013-03-08 17:01
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            7楼2013-03-08 22:56
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