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1、项目四 车辆动力不足,一、项目分析 客户将一辆排量为1.8L、带涡轮增压、配有自动变速器的轿车开到维修厂，向维修人员抱怨汽车动力有明显不足的现象，要求维修人员进行维修恢复汽车动力。,二、相关知识,（一）发动机机械部分 1发动机的基本工作原理 四冲程汽油机的工作循环包括进气、压缩、做功、排气4个行程，如图4-1所示。,图4-1 四冲程汽油机的工作原理示意图 1进气门 2进气道 3火花塞 4排气门 5排气道 6气缸 7活塞 8连杆 9曲轴,2发动机的总体构造,汽油机的总体构造如图4-2所示。 （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
2、和曲轴飞轮组等组成。,图4-2 汽油机的总体构造 1气缸盖罩 2气门弹簧 3气缸盖 4活塞 5气缸体 6连杆 7油底壳 8集滤器 9机油管 10曲轴 11机油泵 12机油滤清器 13皮带轮 14水泵 15正时链 16进气门 17正时链轮 18排气门 19凸轮轴 20火花塞 21空气滤清器,（2）配气机构,配气机构的功能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，由气门组和气门传动组组成。,（3）燃油供给系统,汽油机燃油供给系统的功能是根据发动机的要求，配置出一定数量和浓度的可燃混
3、合气，均匀的分配到各个气缸中，并汇集各个气缸燃烧后的废气，从排气消声器排出。,（4）润滑系统,润滑系统的功能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。 润滑系统由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。,（5）冷却系统,冷却系统的功能是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在适宜的温度状态下工作。 水冷式发动机的冷却系统通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。,（6）点火系统,点火系统的功能是定时在火花塞电极间产生电火花，点燃气缸内的可燃混合气。 点火系统通常由蓄电池、发电机、点火线圈、分电器
4、、火花塞等组成。,（7）起动系统,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统。,3曲柄连杆机构,曲柄连杆机构的功用是把燃气作用在活塞顶上的压力转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能。,曲柄连杆机构的主要零件可以分成3组：机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。,（1）机体组,机体组是发动机的支架，主要由气缸体、曲轴箱、气缸套、气缸盖、气缸垫、油底壳和发动机支撑等组成。, 气缸体与曲轴箱。如图4-3所示。 气缸套。发动机上广泛采用镶入气缸体内的气缸套，形成气缸工作表面，常将气缸套分为干式和湿式两种。,图4-3 水冷式直列气
5、缸体, 气缸盖。气缸盖密封气缸并与活塞顶、气缸内壁上部共同形成燃烧室。 燃烧室。,汽油机的燃烧室是由活塞顶面和气缸盖上相应的凹坑所组成的，有以下几种：楔形燃烧室、半球形燃烧室、浴盆式燃烧室和浅蓬形燃烧室，如图4-4所示。,图4-4 燃烧室形状, 气缸垫。气缸垫置于气缸盖与气缸体之间，作用是保证燃烧室的密封，防止漏气、漏水。气缸垫应满足如下的要求。,在高温高压燃气作用下有足够的强度，不易损坏。 耐热和耐腐蚀，即在高温、高压燃气或有压力的机油和冷却水作用下不烧损或变质。 具有一定的弹性，能补偿结合面的不平度，以保证密封。 拆装方便，能重复使用，且寿命长。, 油底壳。油底壳的主要功能是存储机油并封闭
6、曲轴箱。如图4-5所示。 油底壳内还设有挡油板，防止汽车振动时油面波动过大。油底壳底部装有放油塞。 多数放油塞是磁性的，能吸附机油中的金属屑，减少发动机运动件的磨损。,图4-5 油底壳 1密封衬垫 2散热肋片 3放油螺塞,（2）活塞连杆组,活塞连杆组由活塞组和连杆组两部分组成，如图4-6所示。,图4-6 发动机的活塞连杆组 1、2气环 3油环 4活塞销 5活塞 6连杆体 7连杆螺栓 8连杆轴瓦 9连杆盖, 活塞组。活塞组包括活塞、活塞环（包括2个气环和1个油环）、活塞销等。 a活塞。活塞的主要功用是承受燃烧气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆以推动曲轴旋转。 活塞的基本结构如图4-7所示，一般
7、可分为顶部、头部、裙部三部分。,图4-7 活塞的基本结构剖示图 1活塞顶 2活塞头 3活塞环 4活塞销座 5活塞销 6活塞销锁环 7活塞裙部 8加强筋 9环槽,活塞顶部，主要有平顶、凹顶和凸顶等几种形式，具体形状取决于燃烧室的要求。,活塞头部。活塞头部是活塞环槽以上的部分。汽油机一般有23道环槽，上面12道用以安装气环，下面一道用以安装油环。,活塞裙部。自油环槽下端面起至活塞底面的部分，称为活塞裙部，其作用是为活塞在气缸内做往复运动导向和承受侧压力。,b活塞环。活塞环包括气环和油环两种，如图4-8所示。 油环分为整体式与组合式两种。 油环用来刮除气缸壁上多余的机油，并在气缸壁上铺涂一层均匀的油
8、膜，通常每个活塞有12道油环。,图4-8 活塞环 1第一道气环 2第二道气环 3油环刮片 4衬环,塞环在安装时应留有端隙、侧隙、背隙3处间隙，如图4-9所示。,图4-9 活塞环的间隙 1气缸 2活塞环 3活塞 1端隙 2侧隙 3背隙,端隙1又称开口间隙，是活塞环装入气缸后开口处的间隙，一般为0.250.50mm。,侧隙2又称边隙，是环高方向与环槽之间的间隙。第一道环一般为0.040.10mm，其他气环为0.030.07mm，油环较小，一般为0.0250.07mm。,背隙是活塞及活塞环装入气缸后，活塞环背面与环槽底部间的间隙，一般为0.51mm。为了测量方便，维修中以环的厚度与环槽的深度差来表示
9、。,c活塞销。活塞销的功用是连接活塞与连杆，并将活塞所受的燃气压力传给连杆。 全浮式活塞销。 半浮式活塞销。, 连杆组。连杆是活塞与曲轴连接的部件，其功用是将活塞承受的力传给曲轴，并将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动。 连杆组由连杆体、连杆盖、连杆轴瓦和连杆螺栓等组成。,连杆体分为连杆大头、连杆小头、连杆杆身三部分，如图4-11所示。,图4-10 活塞销连接方法 1、3卡环 2活塞销,图4-11 连杆组 1连杆小头 2连杆杆身 3连杆大头 4、9装配记号（朝前） 5螺母 6连杆盖 7连杆螺栓 8连杆轴瓦 10连杆体 11连杆衬套 12集油孔,a连杆小头。 b连杆杆身。 c连杆大头。,4配气机构
10、,配气机构的功用就是根据每一气缸内所进行的工作循环和点火顺序的要求，定时打开和关闭各缸的进排气门，使新气及时进入气缸，废气及时排出气缸，使换气过程最佳。,（1）配气机构的类型,按曲轴和凸轮轴的传动方式，配气机构可分为齿轮传动式（见图4-12）、链条传动式（见图4-13）和齿带传动式（见图4-14）3种形式。,图4-12 凸轮轴的齿轮传动机构,1摇臂 2摇臂轴 3推杆 4挺柱 5凸轮轴定时齿轮 6曲轴定时齿轮,图4-13 凸轮轴的链条传动机构,1曲轴定时链轮 2张紧器导板 3链条张紧器 4智能型可变配气定时控制器 5进气凸轮轴 6定时转子 7排气门 8进气门 9导链板 10凸轮轴定时链轮,图4-
11、14 凸轮轴的齿带传动机构 1曲轴定时同步齿形带轮 2同步齿形带 3张紧轮 4凸轮轴定时同步齿形带轮 5中间轮 6水泵传动同步齿形带轮,（2）配气相位,用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻和开启持续时间，称为配气相位。 配气相位的各个角度可用配气相位图来表示，如图4-15所示。,图4-15 配气相位图, 进气门的配气相位。 a进气提前角。 b进气迟后角。 进气门开启持续时间内的曲轴转角，即进气持续角为 +180+。, 排气门的配气相位。 a排气提前角。 b排气迟后角。 排气门开启持续时间内的曲轴转角，即排气持续角为 +180+ 。, 气门的叠开。同时开启的角度，即进气门早开角与排气门晚关角的和（
12、 + ），称为气门叠开角。,（3）配气机构的零件和组件, 气门组。气门组包括气门、气门座、气门导管及气门弹簧等零件，如图4-16所示。,图4-16 气门组的基本组成 1气门 2气门导管 3下气门弹簧座 4气门油封 5气门弹簧 6上气门弹簧座 7气门锁片 8外气门弹簧 9内气门弹簧,a气门。有气门头部和气门杆两部分构成，其结构和各部分的名称如图4-17所示。,图4-17 气门结构及各部分名称 1气门顶面 2气门锥面 3气门锥角 4气门锁夹槽 5气门尾端面,气门头部。气门头部的形状如图4-18所示。 球面顶：适于作排气门。 喇叭形顶：一般用在高功率和赛车发动机上作进气门。 平顶：是所有发动机中最常
13、用的形式。 改良型内凹顶：它是介于喇叭形顶与平顶之间的一种形式。,图4-18 气门及气门头部形状 1球面顶 2喇叭形顶 3平顶 4改良型内凹顶,气门锥角：气门与气门座之间的配合面做成锥面，如图4-19所示。,图4-19 气门锥角,气门锥角对气门头部与气门座的密封性和导热性，以及气门的刚度都有影响，一般多采用45，有的采用30，个别情况下也有用60或15的。 气门直径：进气门直径一般大于排气门直径。,气门杆部。气门杆部用来为气门运动时导向、承受侧压力并传走一部分热量。 b气门座。气缸盖上与气门锥面贴合的部位称为气门座。,图4-20 机油防漏装置,当气缸盖用铝合金制造时，由于铝合金不耐磨，必须用耐
14、磨材料单独制成气门座之后镶入气缸盖，如图4-21所示，汽油机两个气门均镶座。,图4-21 气门座圈,气门座或气门座圈的锥角要与气门锥角相适应。 一般气门锥角比气门座圈锥角小0.51（见图4-22（a），（见图4-22（b）。,图4-22 气门和气门座锥角,c气门导管。气门导管的功用是对气门的运动导向，保证气门作往复直线运动，使气门与气门座或气门座圈能正确贴合。 d气门弹簧。如图4-23所示。,图4-23 气门弹簧, 气门传动组。气门传动组主要包括凸轮轴、正时齿轮、挺柱及其导管，有的还有推杆、摇臂和摇臂轴等。气门传动组的作用是使进、排气门能按配气相位规定的时刻开闭，且保证有足够的开度。,a凸轮轴
15、。凸轮轴上主要有各缸进、排气凸轮，用以使气门按一定的工作次序和配气相位及时开闭，并保证气门有足够的升程。,b挺柱。挺柱是凸轮的从动件，其功用是将来自凸轮的运动和作用力传给推杆和气门，同时还承受凸轮所施加的侧向力，并将其传给机体或气缸盖。 挺柱可分为机械挺柱和液压挺柱两大类。,图4-24 一汽大众奥迪轿车和上海桑塔纳轿车发动机的液压挺柱 1高压油腔 2缸盖油道 3油量孔 4斜油孔 5球阀 6低压油腔 7键形槽 8凸轮轴 9挺柱体 10柱塞焊缝 11柱塞 12液压缸 13补偿弹簧 14缸盖 15气门杆,（二）发动机控制系统,1发动机控制系统的基本组成 发动机控制系统的基本组成如图4-25所示，它主要包括信号输入装置、电子控制单元（ECU）和执行元件等。,图4-25 控制系统的基本组成,信号输入装置：指各种传感器，它采集控制系统所需的信号，并转换成电信号通过线路输送给ECU。,电子控制单元：给各传感器提供参考（基准）电压，接受传感器或其他装置输入的电信号，并对所接受的信号进行存储、计算和分析处理后向执行元件发出指令。 执行元件：受ECU控制，具体执行某项控制功能的装置。,（1）传感器的类型及功用, 空气流量计（MAF）：应用在L型电控燃油喷射系统中，测量发动机的进气量，将信号输
