汽油喷射发动机原理简介

1、汽油喷射发动机原理优点：汽油喷射发动机与化油器式发动机相比，突出的优点是能准确控制混合气的质量，保证气缸内的燃料燃烧完全，使废气排放物和燃油消耗都能够降得下来，同时它还提高了发动机的充气效率，增加了发动机的功率和扭矩。电子控制燃油喷射装置的缺点就是成本比化油器高一点，因此价格也就贵一些，故障率虽低,一旦坏了就难以修复（电脑件只能整件更换），但是与它的运行经济性和环保性相比，这些缺点就微不足道了。分类：汽油喷射型式分为机械式和电子控制式两种。结构：任何一种电子控制汽油喷射装置，都是由喷油油路，传感器组和电子控制单元(微型电脑)三大部分组成。当喷射器安装在原来化油器位置上，称为单点电控燃油喷射装置

2、；当喷射器安装在每个气缸的进气管上，称为多点电控燃油喷射装置。原理：喷油油路由电动油泵，燃油滤清器，油压调节器，喷射器等组成，电控单元发出的指令信号可将喷射器头部的针阀打开，将燃油喷出。传感器好似人的眼耳鼻等器官，专门接受温度，混合气浓度，空气流量和压力，曲轴转速等数值并传送给“中枢神经”的电子控制单元。电子控制单元是一个微计算机，内有集成电路以及其它精密的电子元件。它汇集了发动机上各个传感器采集的信号和点火分电器的信号，在千分之几十秒内分析和计算出下一个循环所需供给的油量，并及时向喷射器发出喷油的指令，使燃油和空气形成理想的混合气进入气缸燃烧产生动力。汽油喷射发动机电子控制汽油喷射装置，由喷

3、油器、传感器和电子控制单元(ecu)三大部分组成，其基本特点就是混合气的配制由ecu来控制。在汽油喷射发动机一文中有一幅示意图，ecu起到“中枢神经”的作用，它存储了发动机各种运行工况下的最佳喷油持续时间，根据各个传感器的输入信号计算出实际最佳喷油持续时间，指令喷射器将一定量的燃油喷入进气歧管。而传感器象人的五官，专门感受温度，混合气浓度，空气流量或压力，曲轴转速等数值并传送给ecu，起非常重要的作用。根据空气感应方法，又将电子控制汽油喷射装置分为两种，一种是流量感应式电子控制汽油喷射装置（l型），通过感应进气管中空气的流量来控制喷油量；另一种是压力感应式电子控制汽油喷射装置（d型），通过感应

4、进气管中空气压力的高低来控制喷油量。由于l型使用比较广泛，本文以介绍l型为主。整个l型电子控制汽油喷射装置有3个部分组成：供油部分、供气部分和控制部分。供油部分由油箱、汽油泵、汽油滤清器、压力调节器和喷油器组成，汽油泵将汽油从油箱抽出经汽油滤清器过滤杂质，经压力调节器加压使汽油压力高于进气歧管的负压力，再经输油管送至各缸的喷射器。喷射器相当于一个开关，控制开关的部件就是ecu。供气部分由空气滤清器、空气流量计、节气门装置等组成，当空气经过空气滤清器滤去尘埃杂质后，流经空气流量计计量，再沿着节气门通道直入进气歧管，通过进气门分别供给各个气缸。驾车者通过油门踏板操纵节气门开度，决定进气歧管的空气流

5、量，空气流量计叶板在气流冲击下会有一个转角，使流量计内的电阻器数值发生变化。因此，不同的空气流量就会有不同的叶板转角，对应不同的电压信号，反馈至ecu就有不同的喷油量。控制部分由ecu、传感器和继电器组成，分布在发动机各部位上的传感器将采集到的信号反馈到ecu，经过ecu计算确定喷射器的喷油量和时间，确保最佳的空燃比。其中主要传感器有节气门位置传感器、空气温度传感器、水温传感器、转速传感器、霍尔传感器、爆燃传感器、氧传感器等。节气门位置传感器安装在节气门体上专门测量节气门的开度，进而反映发动机不同的工况；空气温度传感器安装在节气门之后的进气歧管上，用以检测进气温度，ecu根据其信号修正喷油量使

6、得发动机自动适应外部环境的变化；水温传感器监测发动机冷却水温度，ecu根据其信号修正喷油量，喷油量与温度是反比关系，水温越高喷油量会越少；转速传感器安装在气缸体上监测曲轴的转速，形成脉冲信号传送至ecu；霍尔传感器安装在凸轮轴位置上，用以检测曲轴转角，为ecu控制点火时刻提供信号；爆燃传感器安装在缸体上，当发生爆燃产生振动时，压力波通过缸体传到传感器，使传感器的压电陶瓷发生电压信号变化传至ecu，ecu就会根据信号将点火提前角推迟使爆燃消失；氧传感器安装在排气管上，它的一面与大气接触，另一面与排气管废气接触，实际上是利用废气及大气中氧浓度之间的差值产生电动势，将信号反馈给ecu，只要空燃比偏离

7、了理论空燃比就会发信号，ecu根据信号发出新的喷油指令，使混合气的空燃比处于理想状态。总之，这些传感器在岗位上各负其责，在汽车运行中不断将信号传送至ecu，而ecu就根据存储的数据与信号不断对比不断修正喷射器油量，从而达到最佳混合气的空燃比。另外，电子控制汽油喷射装置还有怠速装置、废气再循环控制装置等。其中怠速是保障汽车运行经济性和稳定性的重要因素，为了保证怠速作用，设计师在节气门附近开了一个旁通道，通过装在节气门旁通地方的怠速控制阀来改变节气门旁通道的空气流量来控制怠速。这有点象学校大门（节气门）旁边的小门（旁通道），在少人的情况下使用。怠速控制阀的阀门控制旁通道的关闭，而阀门是由微型电机或

8、磁力线圈控制，它们与怠速控制阀做成一体。ecu根据传感器的信号与存储数据对比随时做出不同的指令送至怠速控制阀，当发动机怠速运转时，节气门关闭，空气经旁通道进入进气歧管，ecu通过电信号经继电器给怠速控制阀，使阀门随时调节旁通道流量来自动控制怠速。多气门发动机气门装置是发动机配气机构的一个组成部分，在发动机工作起非常重要的作用。燃油发动机的工作运转由进气，压缩，作功和排气四个工作过程组成。要使发动机连续运转就必须使这四个工作过程周而复始，顺序定时地循环工作。其中的两个工作过程，进气和排气过程，需要依靠发动机的配气机构准确地按照各气缸的工作顺序输送可燃混合气(汽油发动机)或新鲜空气(柴油发动机)，

9、以及排出燃烧后的废气。另外的两个工作过程，压缩和作功过程，则必须隔绝气缸燃烧室与外界进排气通道，不让气体外泄以保证发动机正常地工作。负责上述工作的机件就是配气机构中的气门。它好比人的呼吸器官，吸进呼出，缺它不可。随着技术的发展，汽车发动机的转速已经越来越高，现代轿车发动机的转速一般可达每分钟5500转以上，完成四个工作过程只需0.005秒时间，传统的两气门已经不能胜任在这么短促的时间内完成换气工作，限制了发动机性能的提高。解决这个问题的方法只能是扩大气体出入的空间。换句话就是用空间换取时间。多气门技术是解决问题的最好方法，直至80年代推广多气门技术才使发动机的整体质量有了一次质的飞跃。多气门发

10、动机是指每一个气缸的气门数目超过两个，即两个进气门和一个排气门的三气门式；两个进气门和两个排气门的四气门式；三个进气门和两个排气门的五气门式。目前轿车上的多气门发动机多是四气门式的。四缸发动机有16个气门，6气缸发动机有24个气门，8气缸发动机就有32个气门。例如日本凌志ls400型轿车的发动机 就是8缸32个气门。增加了气门数目就要增加相应的配气机构装置，构造比较复杂，一般由两支顶置式凸轮轴来控制排列在气缸燃烧室中心线两侧的气门。气门布置在气缸燃烧室中心两侧倾斜的位置上，是为了尽量扩大气门头的直径，加大气流通过面积，改善换气性能，形成一个火花塞位于中央的紧凑型燃烧室，有利于混合气的迅速燃烧。

11、有人提出疑问，既然气门多好，为什么见不到一缸6气门以上的发动机？热力学有一个叫“帘区”的概念，指气门的园周乘以气门的升程，即气门开启的空间。“帘区”越大说明气门开启的空间越大，进气量也就越大。以奥迪100型轿车的发动机为例，它的四气门“帘区”值比两气门的“帘区”值，在进气状态时要大一半，在排气状态时要大百分之七十。当然，每一个事物都有它的一定适用范围，并不是说气门越多“帘区”值就越大，据专家计算当每个气缸的气门增加到六个时，“帘区”值反而会下降了，而且气门越多机构越复杂，成本就越大。因此，目前轿车的多气门燃油发动机的每个气缸的气门数目都是三至五个，其中又以四个气门最为普遍。 以汽油发动机为例，

12、多气门发动机与传统的两气门发动机比较，前者能吸进更多的空气来混合燃油燃烧作功，节省燃油，更快地排出废气，排放污染少，能提高发动机的功率和降低噪音的优点，符合优化环境和节省能源的发展方向，所以多气门技术能迅速推广开来。现在，全世界几乎所有的中高级轿车都装备多气门燃油发动机。气门可变驱动机构发动机的进气门和排气门的开启开始与关闭终止的时刻，通常以曲轴转角来表示，称为配气相位。由于发动机工作时的转速很高，四冲程发动机的一个工作行程仅需千分之几秒，这么短促的时间往往会引起发动机进气不足，排气不净，造成功率下降。因此，设计师为了解决这一个问题，一般发动机都采用延长进，排气门的开启时间，增大气体的进出容量

13、以改善进，排气门的工作状态，藉以提高发动机的性能。从配气相位图上可以看出活塞从上止点移到下正点的进气过程中（绿色），进气门会提前开启（）和延迟关闭（）。当发动机作功完毕，活塞从下止点移到上止点的排气过程中（桔色），排气门会提前开启（）和延迟关闭（）。十分明显，这种延长气门开启时间的做法，必然会出现一个进气门和排气门同时开启的时刻，配气相位上称为“重叠阶段”，可能会造成废气倒流。这种现象在发动机的转速仅1000转以下的怠速时候最明显（怠速工作下的“重叠阶段”时间是中等速度工作条件下的7倍）。这容易造成怠速工作不畅顺，振动过大，功率下降等现象。尤其是采用四气门的发动机，由于“帘区”值大，“重叠阶段

14、”更容易造成怠速运转不畅顺的现象。设计师为了消除这一缺陷，就以“变”对“变”，采用了“可变式”的气门驱动机构。可变式气门驱动机构就是在发动机急速工作时减少气门行程，缩少“帘区值”，而在发动机高速工作时增大气门行程，扩大“帘区值”，改变“重叠阶段”的时间，使发动机在高转速时能提供强大的马力，在低转速时又能产生足够的扭力。从而改善了发动机的工作性能。现代轿车发动机上的气门可变驱动机构能根据轿车的运行状况，随时改变配气相位，改变气门升程和气门开启的持续时间，它们的凸轮轴，凸轮轴上的凸轮和气门挺杆等元件是可以变动的。发动机上的气门可变驱动机构可以通过两种形式实现，一种是凸轮轴和凸轮可变系统，就是通过凸

15、轮轴或者凸轮的变换来改变配气相位和气门升程；另一种是气门挺杆可变系统，工作时凸轮轴和凸轮不变动，气门挺杆，摇臂或拉杆靠机械力或者液压力的作用而改变，从而改变配气相位和气门升程。本田发动机的vtec系统本田汽车公司在1989年推出了自行研制的“可变气门配气相位和气门升程电子控制系统”，英文全称“variable valve timing and valve life electronic control system”，缩写就是“vtec”，是世界上第一个能同时控制气门开闭时间及升程等两种不同情况的气门控制系统。与普通发动机相比，viec发动机同样是每缸4气门（2进2排）、凸轮轴和摇臂等，不同的

16、是凸轮与摇臂的数目及控制方法。以雅阁f22b1发动机进气凸轮轴为例，除了原有控制两个气门的一对凸轮（主凸轮a和次凸轮b）和一对摇臂（主摇臂a和次摇臂b）外，还增加了一个较高的中间凸轮c和相应的摇臂（中间摇臂c），三根摇臂内部装有由液压控制移动的小活塞。低速时高速时发动机低速时，小活塞在原位置上，三根摇臂分离，主凸轮a和次凸轮b分别推动主摇臂a和次摇臂b，控制两个进气门的开闭，气门升量较少，情形好像普通的发动机。虽然中间凸轮c也推动中间摇臂c，但由于摇臂之间已分离，其它两根摇臂不受它的控制，所以不会影响气门的开闭状态。发动机达到某一个设定的高转速（3500转/分）时，电脑即会指令电磁阀启动液压系

17、统，推动摇臂内的小活塞，使三根abc摇臂锁成一体，一起由中间凸轮c驱动，由于中间凸轮比其它凸轮都高，升程大，所以进气门开启时间延长，升程也增大了。当发动机转速降低到某一个设定的低转速时，摇臂内的液压也随之降低，活塞在回位弹簧作用下退回原位，三根摇臂分开。整个vtec系统由发动机主电脑（ecu）控制，ecu接收发动机传感器（包括转速、进气压力、车速、水温等）的参数并进行处理，输出相应的控制信号，通过电磁阀调节摇臂活塞液压系统，从而使发动机在不同的转速工况下由不同的凸轮控制，影响进气门的开度和时间。vtec系统已经有十余年的历史，面对目益严格的排放及动力性能要求，已有一点“力不从心”的感觉。例如v

18、tec系统的气门升程和正时的变换动作明显将发动机的状态划分为两个阶段，它们之间的转换不够平滑，在vtec系统启动前后发动机的表现截然不同，连发出的声音也不一样。为了改善vtec系统的性能，近年本田推出了i-vtec系统。简单地说，i-vtec系统是在现有系统的基础上，添加一个称为“可变正时控制”vtc（variable timing control），即一组进气门凸轮轴正时可变控制机构，通过ecu控制程序，控制进气门的开启关闭。它的原理是当发动机低转速时令每缸其中一只进气门关闭，让燃烧室内形成一道稀薄的混合气涡流，结集在火花塞周围点燃作功。发动机高转速时则在原有基础上提高进气门的开度及时间，以

19、获取最大的充气量。vtc令气门重叠时间更加精确，达到最佳的进、排气门重叠时间，并将发动机功率提高20%。同时，i-vtec系统发动机采用进气歧管放在前，排气歧管放在后（靠车厢一端）的布置。在进气歧管上增设了可变长度装置，低转速时增长进气行程提高气流速度，有利于提升扭矩；而排气歧管则缩短了长度，也就是缩短了与三元催化器之间的距离，使三元催化器更快进入适当的工作温度，能有效控制废气排放。由于发动机一启动后i-vtec系统就进入状态，不论低转速或者高转速vtc都在工作，也就消除了原来vtec系统存在的缺陷。电子油门电子油门控制系统主要由油门踏板、踏板位移传感器、ecu（电控单元）、数据总线、伺服电动

20、机和节气门执行机构组成。位移传感器安装在油门踏板内部，随时监测油门踏板的位置。当监测到油门踏板高度位置有变化，会瞬间将此信息送往ecu，ecu对该信息和其它系统传来的数据信息进行运算处理，计算出一个控制信号，通过线路送到伺服电动机继电器，伺服电动机驱动节气门执行机构，数据总线则是负责系统ecu与其它ecu之间的通讯。由于电子油门系统是通过ecu来调整节气门的，因此电子油门系统可以设置各种功能来改善驾驶的安全性和舒适性，其中最常见的就是asr（牵引力控制系统)和速度控制系统（巡航控制）。电子油门当asr系统传感到车轮的旋转速度，ecu就根据油门踏板的位置、车轮速度和方向盘转向角度等之间的不同而求

21、出滑动率，通过减少节气门开度来调整混合气流量，以降低发动机功率来达到控制目的。而在asr系统中，电子油门起到十分关键的作用，它涉及整个asr系统中对车速控制、怠速控制等功能，使系统能迅速准确地执行指令。即当电子油门系统接受到asr系统指令时，它对节气门控制指令只来自于asr，这样就可以避免驾车者的误操作。当驾车者使用速度控制系统时，车速传感器将车速信号输入ecu，再由ecu输出指令伺服电动机控制节气门开度。在这样的系统中，根据行驶阻力的变化由控制系统自动调节发动机节气门开度，使行驶车速保持稳定。因此电子油门系统也可以兼容巡航控制功能。在目前的电子燃油喷射发动机上，电子油门除了发挥上述功能外，它

22、还可以进一步改善发动机的节油和排放性能，因为它控制着发动机动力调节的大门。因此，电子油门可以发挥的作用是很多的。无触点电子点火装置汽车汽油发动机起动时以及整个工作过程中，为了持续运转作功，必须将各个气缸中被压缩的可燃混合气点燃，驱动汽车行驶。这种将发动机气缸内混合气点燃的工作，称为点火。传统的点火装置主要由分电器，点火线圈，高压线和火花塞等部件组成，其中分电器和点火线圈是产生1.5-3万伏互感高压电的关键部件。分电器通过本身的凸轮棱角来控制白金触点的开闭，切断或接通低压电流使点火线圈铁芯磁通量产生从零到饱和的突变，于是在点火线圈内产生互感的高压电，再加上电场能量的释放，使电火花具有足够的能量和

23、高电压，及时点燃缸内混合气。现代轿车的汽油发动机每分钟转速最高可达6千多转，瞬间点火时间极短，传统点火装置已经不能适应现代发动机的点火要求。因此，目前许多型号的轿车用无触点电子点火装置代替了传统的白金触点点火装置。初期的无触点电子点火装置主要有晶体管无触点点火和磁感应无触点点火两种型式，前一种以晶体管代替分电器白金触点，后一种是以永磁式信号发生器代替分电器白金触点。使用比较广泛的是磁感应无触点点火装置，这种装置主要部件与传统点火装置基本一样。磁感应分电器内无触点，仅装了一个点火信号发生器，通过发生器内感应线圈的磁通变化而产生交变电动势，输入电子控制器控制的点火线圈产生高压电实现点火。 使用上述

24、无触点电子点火装置仍然要使用机械式的离心提前装置和真空提前装置，无法保证发动机在整个运行过程中始终处于最佳的点火提前角状态。随着电子技术的发展，一种由微处理机控制的点火装置也就应运而生了。微处理机控制的点火装置主要由微电脑，各种传感器和点火执行器三部分组成，分为带分电器的电控点火系统和不带分电器的直接点火系统两大类型。它们是由微处理机检测由进气压力，转速，流速，温度等传感器送来的信号，根据信号识别发动机的工作状态，对比微处理器内贮存的数据再发出指令给点火执行器(分电器或高压线圈)点火。由于这些点火装置不但具有无触点点火的功能，还具有控制精确的点火时间功能和配电功能，代替了机械式的离心提前装置和

25、真空提前装置，保证了高速汽油发动机的工作性能。催化式排气净化器汽车排放的废气主要由一氧化碳(co)、碳氢化合物(hc)和氮氧化合物(nox)等组成，它们在空气中积累到一定程度后在太阳光线的作用下，氮气化合物和碳氢化合物会起反应，生成含有二氧化氮(no2)和臭氧(o3)的光化学烟雾，这两种物质均难溶于水，被吸入人体会长驱直入到肺部，浓度大时可引起中毒性水肿，进入血液可形成变性血红蛋白，使组织缺氧，对人们健康危害极大。 三元型催化式净化器的外形象一个排气消声器，实际上也起到消声器的作用。壳体用耐高温的不锈钢制成，内部的蜂巢式通道上涂有催化剂，催化剂的成份有铂、钯和铑等稀土金属，当汽车废气通过净化器

26、的通道时，一氧化碳和碳氢化合物就会在催化剂铂与钯的作用下，与空气中的氧发生反应产生无害的水和二氧化碳，而氮氧化合物则在催化剂铑的作用下被还原为无害的氧和氮。所谓三元型催化式净化器是指汽车废气只要通过净化器本身，就可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质的一种高效率净化器。为了充分发挥三元催化剂的效率，必须要将汽车发动机的空燃比(充入气缸的空气量与进入气缸燃油量的重量比值)要接近理论上的比值，其空燃比只能在很小的范围内变动，否则就不能同时对废气中的三种有害物质进行净化。所以，三元型催化式净化器要与车上的电子计算机控制系统连在一起使用，用氧传感器检测排气中的氧浓度，将信息反馈到计算机，再由计

27、算机去控制空燃比。三元型催化式排气净化器是安装在汽车发动机的排气装置上，其净化效率十分高，可以净化90%以上的有害物质，是现代轿车上一种新的装置。当然，催化式排气净化器也不是全能的，它只能适用于无铅汽油做燃料的汽车，因为使用含铅汽油，废气中的铅就会复盖住催化剂，使净化器停止工作而不起任何作用，俗称“中毒”。因此，汽车使用三元型催化式排气净化器的前提条件有二个：一是要用无铅汽油，二是发动机要使用电控燃油喷射装置，这样，三元型催化式排气净化器才能起到净化效果。而且，三元型催化式排气净化器的技术较高，蜂巢式通道上的催化剂涂层如果展开的话，足有两个足球场面积那么大，制造工艺相当严格，但由于有良好的废气

28、转化效果，因此得到广泛的应用。最近，北京执行了新的轻型汽车排放标准，上海及其它一些大城市也将会公布类此汽车排放标准，三元型催化式排气净化器在中国将会被大量使用。发动机排放装置汽车发动机排发污染主要有co(一氧化碳)、nox(氧氧化合物)和hc(碳氢化合物)，这些有害气体通过以下三条途径释放。一是通过排气管，其中约99%的co、99%的nox、60%的hc是通过排气管排放；二是通过曲轴箱，其中约1%的co、1%的nox、20%的的hc是通过曲轴箱窜气；三是燃料蒸发，其中约20%的hc是通过这种形式被释放。工程师在这三条途径上都设置了“关卡”，主要常见形式有排气管的催化式排气净化器、曲轴箱的强制通

29、风(pcv)装置和对付燃料蒸发的蒸发排放控制系统，针对不同的释放途径和形式采取不同的防治措施，尽量减少有害气体的排放。其中催化式排气净化器已有介绍不再重复。这里只介绍强制通风(pcv)装置和蒸发排放控制系统。pcv是positive crankcase ventilation(曲轴箱强制通风)的缩写。它的作用是防止窜气进入大气，同时防止机油变质。当发动机作功燃烧过程的末端，一些未燃混合气在高压力下从活塞环漏入曲轴箱内，业内将这种泄漏称为“窜气”。这些窜气会从曲轴箱内逸入大气中造成污染。这些窜入的混合气不被排除，还会稀释曲轴箱内的机油，使机油变质造成发动机机件过早磨损。pcv装置主要由通气软管、

30、pcv阀组成。通气软管一条一般接通空气滤清器至气门室盖，另一条接通pcv阀至进气歧管。pcv阀由柱塞式阀门和弹簧构成，位于进气歧管的一侧，进气歧管的真空度决定了pcv阀的开闭及开启的程度，而pcv阀的开闭及开启的程度又决定了窜气混合气被重新吸入进气歧管参加燃烧的数量。换句话说，当发动机常速或转速比较慢时，气流量小，窜气也少，pcv阀开度较小甚至关闭，因而被强制吸入燃烧的窜气也比较少甚至没有。当发动机加速或转速比较高时，气流量大，窜气也大，pcv阀开度较大，因而被强制吸入燃烧的窜气也比较多。燃料蒸发排放控制系统主要由活性碳罐贮存装置、燃油蒸发净化控制装置和燃油箱燃油蒸发控制装置组成。汽油是一种易

31、挥发的物体，在常温下燃油箱经常充满蒸气，燃料蒸发排放控制系统的作用是将蒸气引入燃烧并防止挥发到大气中.这个过程起重要作用是活性碳罐贮存装置，因为活性碳有吸附功能。当汽车运行或熄火时，燃油箱的汽油蒸气通过管路进入活性碳罐的上部，新鲜空气则从活性碳罐下部进入活性碳罐。发动机熄火后，汽油蒸气与新鲜空气在罐内混合并贮存在活性碳罐中，当发动机启动后，装在活性碳罐与进气歧管之间的燃油蒸发净化装置的电磁阀门打开，活性碳罐内的汽油蒸气被吸入进气歧管参加燃烧。现代发动机中的燃料蒸发排放控制系统已实现电子控制，电磁阀是由车载计算机控制的。汽车的冷却系统为了避免发动机过热，燃烧室周围的零部件（缸套、缸盖、气门等）必

32、须进行适当的冷却。内燃机的冷却装置有三种形式，水冷却、油冷却和空气冷却。汽车发动机冷却装置以水冷却为主，用气缸水道内的循环水冷却，把水道内受热的水引入散热器（水箱），通过风冷却后再返回到水道内。为了保证冷却效果，汽车冷却系统一般由散热器（1）、节温器（2）、水泵（）、缸体水道（4）、缸盖水道（5）、风扇等组成。以轿车为例，散热器负责循环水的冷却，它的水管和散热片多用铝材制成，铝制水管做成扁平形状，散热片带波纹状，注重散热性能，安装方向垂直于空气流动的方向，尽量做到风阻要小，冷却效率要高。 散热器里面的冷却水不是单纯的水，而是由水（符合饮用水质量）、防冻液（通常为乙二醇）和各种专门用途的防腐剂组

33、成的混合物，也称为冷却液。这些冷却液中的防冻液含量占30%50%，提高了液体的沸点，在一定工作压力之下，轿车冷却液的允许工作温度可达摄氏120度，超过了水的沸点且不容易蒸发。发动机是由冷却液的循环来实现的，强制冷却液循环的部件是水泵，它由曲轴皮带带动，水泵叶轮推动冷却液在整个系统内循环。这些冷却液对发动机的冷却，要根据发动机的工作情况而随时调节。当发动机温度低的时候，冷却液就在发动机本身内部做小循环，当发动机温度高的时候，冷却液就在发动机散热器之间做大循环。实现冷却液做不同循环的控制部件是节温器。节温器实际上是一个阀门，其原理是利用可随温度伸缩的材料，例如石蜡或乙醚之类的材料做开关阀门，当水温

34、高时材料膨胀顶开阀门，冷却液进行大循环，当水温低时材料收缩关闭阀门，冷却液小循环。为了提高散热器的冷却能力，在散热器后面安装风扇强制通风。以前的轿车散热器风扇是由曲轴皮带直接带动的，发动机启动它就要转，不能视发动机温度变化而变化，为了调节散热器的冷却力，要在散热器上装上活动百页窗以控制风力进入。现代轿车已经普遍使用风扇电磁离合器或者电子风扇，当水温比较低时离合器与转轴分离，风扇不动，当水温比较高时由温度传感器接通电源，使离合器与转轴接合，风扇转动。同样，电子风扇由电动机直接带动，由温度传感器控制电动机运转。这两种形式的散热器电扇运转实际上都由温度传感器控制。散热器兼作储水及散热作用，如果单纯依

35、赖散热器，有三个缺点，一是水泵吸水一侧因压力低而容易沸腾，叶轮容易穴蚀；二是气水分离不好容易气阻；三是温度高冷却液容易沸腾逸走。因此设计师就加装了膨胀水箱，它的上下两根水管分别与散热器上部和水泵进水口联接，防止上述问题的产生。现在轿车的冷却系统比过去复杂了，主要是增加了温度控制元件，散热器风扇可随发动机温度变化而“随机应变”，冷却系统普遍采用冷却液。当然，发动机的热也是燃料所产生的能量，将其冷却实际上是一种不得已的浪费。因此人们正研究一种无需冷却的陶瓷材料做成的隔热发动机，将来一旦实现，发动机将会又小又简单。汽车润滑系统汽车的许多构件是通过相互之间的相对运动来实现整体功能的。固体之间接触的表面

36、用肉眼看似乎很平整，但将表面极细微部分放大就会发现处处是凸凹不平，所以一运动就会有摩擦。用润滑剂可以将两个互相摩擦的表面分开，从而有效减少摩擦。因此，润滑是保障汽车正常运行的重要因素。发动机有最复杂的润滑系统，通过输送机油或飞溅的形式，使机件表面形成油膜，减少摩擦和摩损，带走摩擦表面的热量和杂质，增加气缸的密封性等。所以，发动机润滑不仅起到减少摩擦和摩损的作用，它还有多种功能。要使实现所有的功能，设计师就要从发动机构造上保证实现的条件，例如保证机油输送管路的压力，曲轴箱的构造，油底壳的形状尺寸等。当发动机一启动，机油泵就通过集滤器将油底壳内的机油吸上到缸体油道，输送到各个部位，对摩擦表面润滑后

37、的油滴又回到油底壳。在反复润滑循环的过程中，机件金属表面的细小毛糙体在不断的摩擦过程中会脱落，机油就会混入金属片或者尘埃等杂质，因此就要在油路中安装机油滤清器，将这些“多余分子”拦截下来。为了防止机油滤清器一旦堵塞机油通不过去，还有一个旁通阀做应急，当机油滤清器堵塞造成进出口两端压力差变大时，旁通阀就会开通让机油“免检”通过，以免发动机零件受损。发动机零件承受的压力不同，润滑的方式也不一样。一般来说，承受的压力大要求油的黏度大、供油压力大，象曲轴主轴承、凸轮轴轴承、连杆轴承、凸轮轴摇臂等负荷较大的部位，要用机油泵所供给的带压力的机油，这些机油是通过油路输送过来的。而象活塞销、活塞、缸壁等负荷较

38、小或者难以实现压力润滑的部位，则利用曲轴连杆转动时飞溅起来的机油进行润滑。机油飞溅到活塞和缸壁上，使缸壁与活塞之间形成油膜实现润滑，但又会使机油上窜到燃烧室内。为了防止机油上窜，活塞头部有一道油环，专门用来刮落气缸壁上的机油，防止机油上窜。由于采用机油飞溅这一润滑形式，油底壳油面高度就显得很重要，油面过高使飞溅量太大，容易使机油冲过油环进入燃烧室，油面过低飞溅量不够又起不到润滑作用容易使机件受损，因此设计师就弄出个“油标尺”的东西，用来供驾车者测量油面高度，随时保持在一个适当的范围内。发动机曲轴箱还设有通风装置，通过强制通风令箱内有害气体逸出，防止机油过早变质。同时，发动机在运转过程中，机油可以通过以下途径消耗去一部分：通过活塞环或气门导管流入燃烧室、泄漏、以气体或雾化形式从通风系统逸出，因此汽车在运行过程中消耗一点机油是正常的，尤其是高速运行的汽车。由于曲轴主轴承的压力非常大，一旦机油压力减少进入不到这些部位润滑，就会造成烧瓦等严重后果。因此，汽车都有机油压力检