汽车点火系统的论文,汽车点火系统论文

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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一辆佳美车装用直列四缸1.8L SV20发动机，采用中央单点喷射（CFI）和集成式点火系统（IIA），发生启动不着的故障。

检查处理

先在喷油器燃油输入侧接上油压表，启动发动机，此时油压表指示为0.26MPa，表示燃油系统供油正常。接着进行跳火试验，无火花；直接用最长的分电器线一端套在火花塞上，另一端靠近点火线圈次级端子进行跳火试验，火花正常，说明分电器盖或分火头有缺陷。检测证实是分电器盖不良（中心触头接触不好以及各侧电极与分火头间的间隙过大）。换上新件再试，发动机能顺利启动，但车头发抖较严重，且怠速约为500r/min。

转动怠速调整螺钉，却无法调高怠速，然而发动机加速性能良好，说明怠速失常。从排放黑烟的情况可知混合气过浓。于是，拆下中央喷油器总成进行清洗，此时发现由水温控制的怠速空气阀积炭严重，节气门起始位置调节螺钉不起作用，节气门处于完全关闭位置。

安装好喷油器总成（安装时应避免损坏密封胶圈），并把节气门调整至正确位置，使怠速为750r/min，点火提前角调到5°，故障排除。

92款佳美，装备SXV10 5S—FE型发动机。抛锚在外，车主打电话要求救援。

故障检修

我们带了一套组合工作、万用表匆匆赶到现场，先检查点火系统，拔出高压线插进带来的备用火花塞，打马达试跳火，发现有火花，点火系统基本无问题；接下来检查油路，打马达轻踩油门用带来的化油器清洗剂向进气歧管内喷射，仍不着车。有油、有电、有气，怎么不着车呢?因带来的工具和检测仪无法继续深入检测，决定将车托回厂内维修。

到厂后拆下进气管发现节气门体较脏，拆下节气门体和怠速马达进行清洗，清洗后装后仍着不了车。短接诊断座TEl—E1脚调码，无故障码出现。重新检查点火系统，测量分电器中点火线圈的初级、次级电阻，均在正常标准范围，高压线电阻均小于25k欧姆，用仪器测量跳火电压均在10kV左右，也在正常范围。当我们拔出高压线重新插上拆下来的火花塞时，打马达发现有火花但火花特别弱。是什么原因导致火花弱呢?我们决定用调换的方式将同种车型的分电器总成调换过来试验。打马达火花还是弱，高压线无问题，难道是火花塞问题?换上原厂白金火花塞，打马达试验火花特别强。将白金火花塞换上，打马达后便很顺利着车，至此故障解决

故障现象：一辆丰田佳美（CAMRY）轿车，5S-FE型发动机，此车放置了两天后，再起动却无法起动。据此车车主说：此车在出差的过程中没有异常情况，但不知怎么了，回来后停放了两天再起动，怎么也起动不着了，到附近的一家修理厂检修时，他们说是点火放大器坏了，但换上新件后，故障依旧，等了几天还是没有修好。

故障检测诊断：打开点火开关，将点火开关置起动位置，可怎么也起动不了，在起动过程中发动机运转很协调，说明电源电压正常，可见此故障现象正如车主所述。

本想通过故障诊断接口调取故障代码，但由于线路已有所改动，找不到故障诊断接口只好作罢。

将点火开关置起动位置，倾听喷油器的动作声，结果都无动作，当即拔掉高压电缆线进行跳火试验，结果没有火花。很明显此时电脑处于安全失效保护状态，电脑接不到点火信号当然就控制喷油器不让其工作。根据此依据分析，故障很可能是点火系统的故障而导致不能起动。

为了能准确查找故障部位，防止点火系统有隐性故障或出现其他故障的可能，只好对点火系统进行彻底的清查，虽然比较浪费时间，但已别无其他办法。

将万用表置于欧姆档，测得点火线圈初级电阻值为0.46Ω；次级电阻为13.8Ω，此值都在正常范围内；点火线圈已没有问题了。因点火放大器是刚换上的新件，故障存在于此的可能性较小，但在此地步为了放心一些，只好对其进行检查，结果正常。

难道是拾波线圈是有问题而导致电脑接不到其信号？关闭点火开关，拔下插接件对其分别检测，结果测量其电阻值分别为：G+（曲轴位置信号）与G-之间的电阻值为260Ω；Ne+（发动机转速信号）与G-之间的电阻值为520Ω检测值均在正常值范围内。又对分电器和相关线路进行检查，结果没有发现异点。是电脑坏了吗？此次检查已到了非常棘手的地步。

再检查就要检查电脑了，但为了缩小故障范围，又再一次将点火系统细致地检查了一遍，其各组件及线路都很正常。

怎么办？只能对电脑进行检查了，通过认真的考虑后，决定拆下电脑检查。正当准备拆下电脑时，脑子里忽然这么想：仅测点火系统的相关电阻与线路，电压正常不正常呢？这一非常重要的环节？

当即对电脑的工作电压检查，结果电压为0V，因为，此电压是受主继电器控制，所以认为主继电器损坏，拆下主继电器，此为四插脚式，当对其进行导通检查时，发现其余两端不导通，可见主继电器已损坏，换一新件后故障完全消失。

原来由于主继电器不工作，致使电脑无工作电压，而导致发电机不能起动。此故障完全排除。

丰田佳美3VZ-FE V6 3.0L发动机怠速不稳，加速无力，故障指示灯亮

故障现象：怠速不稳，加速无力，故障指示灯亮。

故障检测:首先调取故障代码，为45——混合气过稀；12——空气流量计信号不良。怠速时，测量空气流量计信号电压为0.6V左右，偏离标准值(1.1~1.5V)较多。空气流量计信号低，必然造成喷油量减小，混合气过稀。那么，空气流量计信号偏低的原因是什么呢?根据经验与分析，大致有两点:①真空漏气；②空气流量计故障。首先从漏气查起，没有明显泄漏处。接入真空表测其怠速下真空度为52.63kPa，歧管真空度正常。说明从节气门以后的歧管各处不存在漏气，那么最大可能是在节气门前漏气。仔细检查发现主气道与节气门接口松动，重新紧固后，发动机性能明显变好，再测空气流量计信号为1.2V，正常。故障指示灯熄灭，故障排除。

故障分析:此车的空气流量计为叶板式，叶板转动的角度与空气流量大小相关联。与此同时，叶板带动电位计触点滑动到一个位置上，此点便有一个代表空气量的电压信号输入电脑。由于空气道漏气，它没有经过空气流量计的测量，故使叶板转动的角度变小，即信号变小，造成混合气过稀。为什么检测真空度时是正常的呢?这是因为怠速时，节气门是全关闭状态，进入歧管的空气只能经过怠速控制阀旁通气道，节气门前漏气与歧管内真空度无关。若检测时发现真空度较低，应重点检查节气门之后是否有漏气部位。

丰田佳美轿车起动困难故障排除

故障现象：一辆87年产丰田佳美轿车，3S-FE发动机。起动困难，没有快怠速，尤其是冷起动更加困难。点火开关至ST挡发动机着火，回到IG挡发动机在30S左右熄火，连续起动十几次，发动机工作温度达到40℃ 以上才能维持着火。发动机怠速转数900r/min，加速响应性不好，尤其低速向高速过渡不佳，发动机转速超过2500r/min时能正常工作。

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故障检测：根据以上故障现象得知，维持发动机怠速运转时的空燃比太稀。影响发动机空燃比的因素很多，尤其是EFI系统机电结合的非常紧密，很难直接判断故障点。只好求助于故障代码，在发动机左侧空气流量计附近找到长方型诊断座。点火开关至OFF挡，将诊断座的TE1和E1用跨线短接，点火开关至ON挡，仪表板上的“CHECK”指示灯只亮不闪。又用故障码检测仪(元征公司431ME7.0版电眼睛)进行检测，点火开关至OFF挡，将故障码检测仪连接诊断座，点火开关至ON 挡，操作故障码检测仪使其进入发动机诊断系统主菜单，读故障代码功能菜单，故障码检测仪显示“发动机ECU无应答”，这表明发动机ECU与故障码检测仪ECU不能进行信息交换。是没有故障码，还是自诊断系统出现故障呢？在CD机下面找到发动机ECU，拆下固定螺丝，用数字表直流电压挡测ECU插座，测W端子对地电压为0.3V，标准电压为10-14V，显然电压太低，当短接诊断座TE1和E1时发现数字表显示的电压由0-0.3V有规律的变化。为了看的更清楚，用指针表直流电压1V挡测试，点火开关至OFF挡，将红表笔接在W端子上，黑表笔搭铁，点火开关至IG挡，4S后指针摆动2次，2次摆动间隔0.5S，而后间隔1.5S又摆动2次，这表示故障码为22，冷却水温传感器或线路有问题，用数字表测冷却水温传感器为开路状态，电阻值不随发动机温度变化。

故障分析：水温传感器在EFI系统的作用是检测发动机冷却水温度，向ECU输入温度信号，作为燃油喷射和点火正时的修正信号，同时也是其它系统的控制信号如图1所示。

当水温传感器正常工作时，其输出电压信号在0.1-4.8V范围内变化，如果水温传感器电压低于0.1V(相当于水温高于139℃ )或电压高于4.8V(相当于水温低于-50℃ )时，ECU即判断为故障信号，并设定一故障代码。由于水温传感器开路状态，ECU收到5V的高电平信号，所以水温信号不能参与发动机喷油量和点火正时的修正，低温起动时ECU不能控制喷油

脉冲宽度的增加，从而达到控制喷油量的目的，其结果造成发动机低温起动空燃比太稀，难以起动的后果。为什么跨接诊断座TE1和E1时，仪表板“CHECK”指示灯不闪呢?是因为ECU控制驱动“CHECK”指示灯的功率块损坏。故障码检测仪不能提取故障码是因为诊断座上W线开路，接上诊断座的W线，故障码检测仪显示的结果与万用表所测的故障码一样。

故障排除：找到问题所在，就有解决的办法。为了看到水温传感器在EFI系统的控制作用，笔者用0-20KΩ可变电阻，根据下表所示：找到0℃ 、20℃ 、80℃ 所对应的电阻值，标好刻度，引出线接到水温传感器的插座上，低温起动时人为将电阻值调到3KΩ-5KΩ，相当于给ECU输入一个20℃ 以下，0℃ 以上的控制信号，发动机顺利起动，进入快怠速状态，发动机转速1800r/min，随着发动机水温升高，相应调节电位器怠速转数逐渐下降，当发动机达到正常工作温度时，将可变电阻的阻值调到200Ω-400Ω，发动机怠速为850r/min。试车，发动机加速响应性、动力性、排放性都很好。原车的水温传感器价格很高，又不好买，为了彻底解决这个故障，将损坏的水温传感器拆下，用48钻头从水温传感器的插头端钻到底，但不钻透，用300Ω-15KΩ的NTC热敏电阻，焊上导线，放入孔底部，用树脂胶封好，1小时后将水温传感器装回原处，将引线接到传感器的插座上，故障彻底排除。