汽车发动机构造与维修(第)课后习题答案

第一章复习思考题参考答案1、答：发动机<英文：Engine），又称为引擎，是一种能够将一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器。它将燃料燃烧的热能转变为机械能的机器叫内燃机，故又称为热力机。目前汽车所采用的发动机绝大多数是各种型式的往复活塞式内燃机。内燃机按其所用燃料、燃烧方式及结构特征不同可分为：汽油、柴油及多燃料发动机；点燃式与压燃式发动机；化油器式与喷射式发动机；单缸与多缸发动机；水冷式与风冷式发动机；四冲程与二冲程发动机；双气门与多气门发动机；顶置式气门与侧置式气门发动机；单排直列与V形排列式发动机。2、答：以桑塔纳AJR型汽油发动机为例：汽油发动机由两大机构和五大系统组成。<1）曲柄连杆机构。是发动机借以产生动力，并将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力的机构。<2）配气机构。其作用是将足量的新鲜气体充入气缸并及时地从气缸排除废气。<3）燃料供给系统。根据发动机各种不同工作情况的要求，配制出一定数量和浓度的可燃混合气，送入气缸燃烧，作功后将废气排入大气。<4）润滑系系统，其作用是减小摩擦，降低机件磨损，并部分冷却摩擦零件，清洗摩擦表面。<5）冷却系。冷却系的作用是将多余的热量散发到大气中，使发动机始终处于正常的工作温度。<6）点火系。点火系的作用是在压缩冲程接近结束时所产生高压电火花，按发动机的作功顺序点燃混合气。<7）起动系。其作用是在任何温度下都能使静止的发动机起动并转入自行运转。1/733、答：发动机的一个工作循环如果是在曲轴旋转两周 <720°），活塞在气缸内上、下运动共四个活塞行程内完成的，则称为四冲程发动机。发动机的一个工作循环若在曲轴旋转一周<360°），活塞在气缸内上、下运动共二个活塞行程内完成的，则称为二冲程发动机。4、答：曲轴转角活塞运气门状态气缸内压力、温度冲程进气排气<°）动压力<MPa）温度<K）门门0~180进气向下开启关闭进气结束：0.08~0.90<0.80~0.95）180~360压缩向上关闭关闭压缩结束：0.6~1.5压缩结束：600~700<3~5）<800~1000）最大压力：3~5最高温度：2000~2800360~540做功向下关闭关闭<5~10）<1800~2200）做功结束：0.3~0.5做功结束：1300~1600<0.2~0.4）<1200~1500）540~720排气向上关闭开启排气结束：0.11~0.115排气结束：900~1200<0.11~0.115）<800~1000）5、答：指示性能指标是指以可燃混合气 <工质）对活塞做功为基础建立的指标，常用指示功和指示热效率表示，是用以评定发动机工作循环优劣的指标。发动机有效性能指标主要有有效功率 Pe、有效转矩Me、平均有效压力 pe、有效燃料消耗率 ge。它是以发动机曲轴输出的净功率建立的指标，同时它综合反映了发动机的工作情况，对描述发动机的性能特点，比较、检测发动机性能，有着重要的指导意义。发动机铭牌上标示的有效功率、有效转矩、有效燃油消耗率等性能指标即为标定指标。2/736、答：在一个工作循环中，实际充入气缸的空气质量 ΔG与大气状态下气缸工作容积内能够充入的空气质量 ΔG0之比称为充气系数，用 V表示，即： v= G/ΔG0。充气系数v恒小于1。不同类型的发动机其充气系数有较大的差别。汽油机 v约为0.7~0.85，柴油机 v约为0.75~0.90。提高充气系数是提高发动机动力性的先决条件，提高充气系数除了在结构上有合理的气道结构形状与尺寸、合理的进排气歧管的配置、适宜的配气相位以及采用多气门结构外，在使用过程中还应注意：定期清洗空气滤清器，以减小进气系统的阻力；定期检查调整配气相位，消除因配气机构零件磨损导致的配气相位变化，从而提高充气系数。7、答：燃料在燃烧过程中，空气与燃料之间有一定的浓度要求，混合气的浓度通常用空燃比和过量空气系数表示。空燃比是指混合气中所含空气质量 <单位为 kg）与燃料质量<单位为 kg）之比，用表示，即：空气质量R燃料质量理论上，1kg汽油完全燃烧大约需要 14.7kg空气，即空燃比 R=14.7。这种混合气称为理论混合气。若 R＜14.7则称为浓混合气，R＞14.7的混合气则称为稀混合气。对于不同的燃料，其理论空燃比是不同的。过量空气系数是指在燃烧过程中，燃烧过程中实际供给的空气质量 <单位为 kg）与理论上燃料完全燃烧时所需要的空气质量 <单位为kg）之比，用 表示，即：燃烧过程中实际供给的 空气质量 实际空燃比理论上完全燃烧时所需 要的空气质量 理论空燃比由上述定义可知，无论使用何种燃料，若 =1的可燃混合气即为理论混合气 <又称为标准混合气）； ＜1时则为浓混合气， ＞1时则为稀混合气。在发动机的实际循环过程中，发动机对混合气的浓度要求，是随发动机的各种负荷3/73工作状况的变化而变化的。8、答：汽油机的正常燃烧过程分为诱导期、速燃期、补燃期等三个明显不同的阶段。①诱导期，汽油经喷油器喷入进气管<或直接喷入气缸），在进气冲程中被吸入气缸，被压缩后温度、压力明显提高。当压缩至上止点前某一时刻，点火系统通过火花塞产生高压电火花，首先在火花塞电极周围形成火焰中心。因只有少量的混合气燃烧，对气缸内的温度压力影响不大，其过程曲线与压缩冲程曲线相差不大，因此将此过程又称为着火诱导期或着火延迟期。②速燃期，随着火焰的形成及压缩冲程的继续，气缸内部温度、压力迅速升高，缸内气体扰流加剧，火焰以20~30m/s的速度向四周迅速扩散，直至掠过整个燃烧室，缸内混合气迅速完全燃烧，混合气燃烧放出的热量多而且速度快，压力明显上升，很快出现很陡的尖峰，最高燃烧温度和最大爆发压力分别为： 2200~2800K，3~5MPa。③补燃期，在工作循环过程中，由于时间很短，混合气中汽油蒸发不良以及与空气混合不均匀，部分颗粒较大的油滴在火焰前锋掠过后，处于表层的汽油被燃烧，尚有少量未被燃烧的部分在膨胀过程中继续燃烧。由于补燃期间气缸容积已明显扩大，燃烧放出的热量产生的压力比速燃期低得多，热量不能充分地转变为机械功，反而使排气温度上升，通过缸壁时热量被冷却水带走，因此，应尽量缩短补燃期。9、答：①爆震燃烧是指火焰还未达到燃烧室的末端前，末端的部分未燃混合气受已燃混合气的强烈压缩和热辐射作用，其温度、压力都急剧升高，当火焰前锋到达前，未燃混合气已达到其自燃温度即自行着火燃烧，形成新的、多个自发的火焰中心，这些火焰的扩散速度比电火花点火后的正常火焰扩散速度快几十倍，使未燃混合气瞬间燃烧完毕，气体的容积来不及膨胀，局部温度压力迅猛增加，与周围气体形成极大的压力差而产生超音速冲击波，撞击燃烧室、气缸壁、活塞顶部，使之振动而发出尖锐的金属敲击声。4/73强烈的爆震使活塞、连杆、曲轴、轴瓦等机件过载产生变形甚至损坏。爆震时的局部高温，会加速燃料的热分解，产生游离碳、一氧化碳、氢、氧等不能燃烧的产物，并冒出黑烟；膨胀过程补燃期延长、机体过热、功率下降、油耗增加。②由于燃烧室内部局部机件过热或高温积炭点燃混合气的燃烧现象称为表面点火。在火花塞正常点火前的表面点火称为“早火”，火花塞点火正常后的表面点火称为“后火”。由于表面点火不受点火系控制，使燃烧过程不稳定、工作粗暴，从而使发动机的动力性、经济性下降。实际使用过程中，正确地调整点火提前角可有效地抑制爆震燃烧。调整方法是：松开分电器紧定螺钉，顺着分电器轴旋转方向转动分电器壳体，点火时间推迟即点火提前角减小；反之，点火提前角增大。发动机在怠速运行时，猛踩加速踏板<相当于低速大负荷工况），若能听到轻微的爆震燃烧敲击声，并且瞬间消失，说明点火提前角是合适的。10、答：柴油机的燃烧过程分为着火延迟期、速燃期、缓燃期和补燃期。①着火延迟期，从开始喷油到柴油着火使气缸压力开始急剧上升而与压缩压力曲线分开时为止。喷入气缸的柴油经雾化、吸热、蒸发、扩散，并与空气混合才能自燃着火，着火延迟的长短取决于燃烧室混合气的温度。②速燃期，柴油机的混合气是自燃着火的，而燃烧室内的混合气几乎同时着火。因此在速燃期，压力升高速度很大是柴油机粗暴工作的主要原因。着火延迟期越长，在着火前燃烧室内积累的柴油越多，工作越粗暴。在速燃期时最高温度和压力为： 1800~2200K，5~10MPa。③缓燃期，喷油和燃烧同时进行，由于活塞开始下行，容积不断增大，而缸内气体压力变化不大。④补燃期，此时喷油停止，未完全燃烧的柴油在膨胀过程中继续燃烧，压力急剧下降，通过气缸壁将热量传给冷却水，因此应尽可能缩短补燃期。喷油器断油不干脆将5/73使补燃期延长。影响柴油机燃烧过程的主要因素。①喷油提前角过大，压缩冲程结束时缸内气体压力较低，着火延迟期长，工作粗暴。喷油提前角过小，则补燃期延长，功率下降，发动机过热。②喷油规律应与燃烧过程一致，即燃烧初、中、后期的喷油量，按少、多、少顺序来变化且迅速降到零。这样发动机工作柔和，动力性、经济性也较高，喷油器的喷射角和喷射行程与燃烧室形状相配合，使用中不应随意改变与原机相匹配的喷油器类型。③负荷增加，供油量也增加，过量空气系数 α相对减小。单位容积内混合气燃烧放出的热量增加，着火延迟期缩短，发动机工作柔和。负荷过大，α值过小，导致燃烧不良，补燃期延长，废气中出现黑烟，排气温度过高，经济性下降。柴油机怠速运转，压缩冲程结束时温度较低，着火延迟期长，压力升高速率较大，产生较强的敲击声，工作粗暴。④提高发动机转速加强了进气涡流，同时喷油压力也相应提高，柴油的雾化及与空气的混合也得以改善，着火延迟期随转速变快而缩短，用于计算曲轴转角的喷油提前角应相应增大。因此在柴油机上都装有离心式喷油提前角自动调节器。⑤与柴油喷射系统相匹配的燃烧室，压缩冲程能形成与油雾相配合的气流运动，这有利于燃料与空气的均匀混合，提高空气的利用率。11、答：发动机的性能指标 Me、Pe、ge随发动机转速 n变化的关系称为发动机的速度特性，用于表示这一特性的曲线，称为速度曲线。节气门全开时速度曲线称做外特性曲线；节气门处于非全开位置时所得到的速度特性称为部分速度特性。研究发动机速度特性的目的是确定发动机的最大功率 Pemax、最大转矩 Memax和最小燃料消耗率gemin时的转速，从而确定发动机在不同行驶状态下处于最有利的转速范围。①汽油机的转矩-转速Me-n曲线为一条凸形曲线。在较低转速时，随转速的加快逐6/73渐升高，转矩越来越大，到达某转速时转矩 Me达到最大。以后，随着转速的继续升高，转矩反而下降。②功率-转速Pe-n曲线。已知Pe Men/9550，Me-n曲线为凸形曲线，所以当转速从较低转速值增加时，Me也同时增加，Pe迅速上升，当 Me达到最大值后，再继续增加转速n，功率Pe上升速度逐渐缓慢，到达某转速 n时，Pe达到最高点。若再增加转速，由于发动机自身消耗的功率倍增及充气系数下降，输出功率 Pe也下降。③油耗-转速ge-n曲线为凹形曲线，发动机只有在某一转速下，油耗最低，这是因为发动机在低转速和高转速运转时，热效率都比较低，而在高速时机械损失增加的缘故。<2）部分速度特性曲线分析。汽油机的部分速度特性，就 Me-n、Pe-n、ge-n曲线形状而言，部分特性和外持特性相似，即转矩最高点和功率最高点都向低转速方向偏移。负荷特性则用于研究发动机在转速不变时，经济指标随负荷变化而变化的关系。①Pe-GT曲线为递增曲线，即燃料消耗量 GT随负荷<节气门开度）的增加而增加。节气门开度在 70%~80%的范围内，GT随负荷的增加而增加的幅度不大。节气门接近全开时，混合气变浓， GT快速增加。②Pe-ge曲线，有一个最小值。当发动机怠速运转时，机械效率 m=0，功率完全用于克服发动机自身的摩擦损失，油耗率可以认为是无限大。随着负荷的增加，发动机自身摩擦损失所占比例相对减小，因此ge逐渐减小。当节气门开度接近全负荷时，混合气浓度增大，使燃烧不完全，ge又出现上升趋势。Pe-ge曲线在一定的功率Pe范围内出现低谷，此范围愈宽，表示汽车在宽阔的负荷范围内，均具有良好的经济性。12、答：与汽油机相比，柴油机的转矩 -转速Me-n曲线较平坦，转矩的储备系数较小，对外界阻力的适应性较差，将使换挡次数增多。为此，在车用柴油机的调速器内装有转矩校正器<校正弹簧），它能在负荷增大、转速下降时，使供油量自动增加，以提高转7/73矩，亦即提高柴油机的转矩储备系数。与汽油机相比，柴油机的功率-转速Pe-n曲线近似为一条上升的斜直线。为了防止柴油机转速失控<“飞车”）。柴油机的喷油泵均装有调速器，当发动机达到标定转速时，调速器将起作用，阻止供油量的增加。与汽油机相比柴油机的ge-n较平坦，即在较宽的转速范围内有较低的耗油率。同时，柴油机的最低耗油率gemin比汽油机低20%~30%，即柴油机比汽油机更经济。13、答：汽车在使用过程中，其技术性能逐渐变坏，失去正常工作能力，出现工作不正常，甚至不能工作的现象，称为汽车故障。例如发动机功率下降，排气管冒浓烟，起动困难，个别气缸不工作，离合器打滑或分离不彻底，变速器挂档困难、跳档和乱档，制动器制动不灵或制动跑偏等。14、答：导致汽车故障的一般性原因主要有：<1）零件的配合关系破坏。主要指零件之间的配合间隙或过盈关系破坏，例如气缸壁与活塞配合间隙过大，气门与气门座之间密封不严，会降低压缩压力使发动机功率下降；曲轴轴颈与轴瓦间隙过大，会产生异响。<2）零件之间相互位置关系破坏。主要指结构复杂的零件或基础件，如气缸体发生变形，轴承承孔偏磨，造成零件之间的同轴度、平行度、垂直度等遭到破坏，而使汽车不能正常工作。<3）零件及各机构间的相互性能关系破坏。如配气相位、点火或供油时间不正确，供油量不均匀，制动器左右制动力不相等，都影响汽车的性能。<4）零件工作性能出现缺陷。主要指零件几何形状、表面质量、材料性质等的变化。如气缸体、缸盖破裂，燃烧室积炭，气门弹簧、离合器弹簧弹力下降，电气设备绝缘被击穿，油封橡胶材料老化等。都会使汽车形成故障。8/73故障率随时间而变化的情况可以用故障率曲线所示。1．早期故障期的故障率，由极高值很快地降下来。这个高的故障率主要是由于零件加工和部件装配等方面不当引起的。2．偶然故障期的故障率降到很低而进入稳定的状态，其故障率可是视为常量。这个时期是零件的正常使用期。在这个时期中发生的故障都是因为偶然原因引起的。3．耗损故障期是机器经历上述两个时期的使用后，由于材料的疲劳、蠕变和磨损等原因，使零件发生裂纹、尺寸的永久改变。间隙增大、冲击加剧、噪音增大等后果，而使故障率急剧地增大。15、答：汽车技术诊断是指在不解体 <或拆卸个别小件）的条件下，确定汽车的技术状况，查明故障部位及原因。实际中常采用以下故障诊断方法：人工直观诊断法是通过对汽车的观察和感觉，或者采用简单工具来确定汽车的技术状态和故障。仪器设备诊断法是在总成不解体条件下，用测试仪表与检验设备来确定汽车的技术状况和故障，并以室内的道路条件模拟机械设备来代替路试的一种科学的诊断方法。故障树分析法。利用逻辑推理，对确定的故障事件在一定条件下用图形表示导致此故障事件必然发生的次级事件，及与此故障事件的各种逻辑关系。然后再将这些次级事件逐步按上述方法制图表示。如此层层分析和制图，直至分析到基本故障事件或不9/73能再分解的边界事件为止，这样的图形就叫故障树。10/73第二章复习思考题参考答案1、答：通常把气缸体分为平分<无裙）式、龙门<有裙）式和隧道式气缸体三种<1）平分式气缸体，气缸体分界面与曲轴主轴线在同一平面上，这样便于加工和拆卸。<2）龙门式<如CA6102、EQ6100型发动机）气缸体。气缸体分界面在曲轴主轴线以下，这种方式下缸体的刚度和强度较好，但工艺性较差。<3）隧道式气缸体。气缸体分界面远低于曲轴轴线，曲轴主轴承座孔为整体式结构，气缸体的结构刚度更高，用于采用滚动主轴承支承的组合式曲轴 <如6135Q型发动机）。2、答：镶装气缸套，气缸套采用耐磨的优质材料、气缸体可用一般材料，降低制造成本。气缸套可以从气缸体中取出，便于修理和更换，延长气缸体的使用寿命。干式气缸套装入气缸体后，其外壁不直接与冷却水接触。湿式气缸套装入气缸体后，其外壁直接与冷却水接触。湿式气缸套的漏水措施：上部止扣精加工并涂密封胶，穿过缸体部分用阻水圈密封防漏。3、答：气缸垫，又称气缸床。其功用是填补气缸体与缸盖结合面上的微观孔隙，保证结合面处有良好的密封性，进而保证燃烧室的密封，防止气缸漏气和水套漏水。气缸垫应很好的弹性和耐热性。汽车上所用气缸垫脚石材料不同，可分为金属－石棉衬垫、金属－复合材料衬垫、全金属衬垫。11/734、答曲柄连杆机构的功用是指将燃气作用在活塞顶上的压力转变为曲轴的转矩从而对外输出动力。主要由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组组成。5、答：铝合金活塞具有质量小，导热性好的优点。其缺点是热膨胀系数较大，在温度升高时，强度和硬度下降较快。活塞工作时，活塞顶部承受气体压力、活塞头部承受活塞销的支反力、垂直于销轴的侧面则受到来自气缸的侧压力，受力的不均衡使得裙部沿活塞销座轴线方向变形大于其他方向的变形，活塞销座附近的金属堆积，受热后膨胀的结果也使裙部沿销座轴线方向的变形大于其他方向，在机械变形和热变形的共同作用，使得活塞裙部断面变成长轴在活塞销方向上的椭圆。由于活塞沿轴线方向温度分布和质量分布都不均匀。热膨胀变形使活塞呈上大下小锥形。为了使活塞在正常工作温度下与气缸壁间保持有比较均匀的间隙，以免在气缸内卡死或引起局部磨损，必须预先在冷态下把活塞加工成其裙部断面为长轴垂直于活塞销方向的椭圆形，沿活塞轴线方向将活塞做成直径上小下大的近似圆锥形。为减少销座附近处的热变形，某些发动机的活塞，销座端部附近的裙部做成凹坑、在其环槽部位铸入环槽护圈、活塞销座中镶装“恒范钢片”；开“T”或“”形槽，横槽起隔热作用。6、答：活塞环包括气环和油环，是具有弹性的开口环。气环是密封活塞与气缸壁的间隙，将活塞顶部的大部分热量传导给气缸壁，再由冷却水或空气带走。油环的作用：一是密封，二是刮油、布油。油环还起封气的辅助作用。7、答：气环，按其断面形状分为有矩形、扭曲环、锥形环、锥形环等。12/73矩形断面的气环随活塞做往复运动时，会产生“气环的泵油作用”；扭曲环装入气缸时因环的弹力不对称，产生了扭曲力矩M，环外圆周扭曲成上小下大的锥形，环的边缘与环槽的上下端面接触，提高了表面接触应力，防止了活塞环的泵油，增加密封性。安装时，须注意将其内圆切槽向上，外圆切槽向下，不可装反。锥形环在气缸内可向下刮油，而向上滑动时由于斜面的油楔作用，可在油膜上浮起，改善环的磨合，减少磨损。梯形环多于高热负荷柴油机的第一道环，主要作用是活塞因侧压力改变位置时，环的侧隙发生相应变化，将沉积在环槽中的结焦被挤出，减少环槽积碳。但环的加工复杂。桶形环的外圆面为凸圆弧形，与气缸之间呈圆弧接触，形成楔形空间，对气缸表面的适应性、对活塞偏摆的适应性较好，有利于密封，它的缺点是加工较困难。8、答：活塞环装入气缸后，因弹力作用外圆表面紧贴在气缸壁内表面；因燃气压力作用，气环下端面与环槽下端面相互压紧，多道气环的切口相互错开，构成的“迷宫式”封气装置，足以对气缸中的高压燃气进行有效的密封。9、答：扭曲环是在矩形的内圆上边缘或外圆下边缘切去一部分。随同活塞装入气缸时，因环的弹性内力不对称作用产生明显的断面倾斜，活塞环内、外侧的合力组成了扭曲力矩M。它使环外圆周扭曲成上小下大的锥形，使环的边缘与环槽的上下端面接触，提高了表面接触应力，即防止了活塞环的泵油作用，又增加了密封性。扭曲环在发动机上应用广泛。在安装时，须注意：应将内圆切槽向上，外圆切槽向下，不可装反。10、答：13/73组合油环由三个刮油钢片和两个弹性衬环组成，优点是：片环薄，对气缸壁的比压大，刮油作用强；三个刮油片各自独立的，故对气缸的适应性好；质量小；回油通路大。组合油环广泛应用于高速发动机。缺点是制造成本高。11、答：“全浮式”活塞销，发动机时，活塞销不仅可以在连杆小头衬套内，还可以在销座孔内缓慢地转动，以使活塞销各部分的磨损比较均匀。为防止活塞销的轴向窜动而刮伤气缸壁，在活塞销座两端用卡环嵌在销座凹槽中加以轴向定位。12、答：活塞销孔中心线偏离活塞中心线的目的是：可以使活塞在最高燃烧压力到达前，平顺地从压向气缸的一面过渡到压向另一面，减轻活塞换向时对气缸的敲击<“敲缸”），降低噪声。13、答：连杆的功用是：连接活塞与曲柄；将活塞承受的力传给曲轴，将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。连杆按其大头按剖分面的方向分为平切口和斜切口两种。V形发动机的连杆按其连接方式分为：并列连杆式、主副连杆式和叉形连杆式。连杆盖与连杆大头采用配对镗销加工。为了防止装配时配对错误，在连杆盖与连杆大头的同一侧刻有配对记号，并在连杆杆身上铸有“朝前”记号。14、答：汽油机的连杆大头尺寸都小于气缸直径，多采用平切口。平切口的连杆盖与连杆利14/73用精加工连杆螺栓与精加工螺栓孔定位。柴油机连杆，因受力较大，其大头的尺寸往往超过气缸直径，一般采用斜切口连杆。斜切口连杆的定位方法有：止口定位，套筒定位和锯齿定位。15、答：为适度地限制曲轴窜动，曲轴须设置轴向定位装置，轴向定位装置一般采用滑动轴承<翻边轴瓦或单制的具有减磨合金层的推力片）。16、答：平衡重是用来平衡发动机不平衡的离心力和离心力矩。曲轴是否加平衡重，视具体<曲轴本身的平衡特性）情况而定。17、答：为了防止机油沿曲轴前轴颈外漏，曲轴前端轴颈上装有甩油盘，在齿轮室盖上装有油封，甩油盘的外斜面应向后。如果装错，效果将适得其反。为防止机油向后漏出，在曲轴后端通常切出回油螺纹或其他封油装置、在曲轴穿出机体处装有油封18、答：汽车发动机最常用的曲轴扭转减振器是摩擦式减振器。其作用是使曲轴扭转振动能量逐渐消耗于减振器内的摩擦，减小扭转振幅，克服因曲轴扭振而产生的发动机功率损失，曲轴刚度、强度下降，正时齿轮或齿形带磨损、气缸偏磨等，改善曲轴的扭振特性。19、答：15/73积炭，是发动机因长时间工作时机油、灰尘、杂物等在燃烧室内、进气阀和喷油嘴处呈海绵状的称为“胶结”物。积炭过多，将导致因气门关闭不严、气缸压缩不良，引起起动困难、功率下降、加速不良、油耗增加，或燃烧室有效容积减小、引起爆震等。防止和处理方法定期保养，保持油路和气路的清洁；是防止积碳生成的有效措施。清除柴油机积炭的方法主要有：机械法、喷核法、化学法 <退碳剂法）。20、答：径向间隙的检查有通用量具法、专用塑料线规检查法和经验检查；曲轴轴向间隙的检查在二级维护时，用百分检查 <参考教材图 2.57）。间隙逾限时，一般是更换加大轴瓦，以恢复其配合间隙。21、答：气缸的磨损特征：在活塞运行区域内，沿气缸上下方向磨损成不规则的锥形，产生圆柱度误差；沿气缸圆周方向磨损成不规则的椭圆，会产生圆度误差；最大磨损部位一般在活塞处于上止点时，第一道气环对应的缸壁处，往下逐渐减轻；气缸上口与活塞环不接触的部位不磨损，因此该处出现明显的台阶。导致不均匀、不规则的磨损是由于活塞运行区域内的温度、压力的不均匀的结果。答：检验气缸时，首先检查气缸的表面是否有裂纹、拉伤和穴蚀等损伤，然后用量缸表<内径百分表），测量气缸的磨损情况。根据测量结果判断是否需修。用内径百分表检测气缸磨损的检查二个方向：平行于曲轴轴线和垂直于曲轴轴线方向三个位置<以汽油机为例）：活塞处于上止点时，第一道气环所对应的缸壁位置。16/73活塞处于上止点时，活塞裙部下端所对应的缸壁位置。活塞处于下止点时，最后一道气环所对应的缸壁位置。气缸修理尺寸的确定：将气缸的最大磨损直径，加上加工余量<一般为0.10~0.20mm）后，与修理尺寸对照，选择最合适的一级尺寸作为修理尺寸。气缸的修理尺寸确定后，应选配同级修理尺寸的活塞，再测量每个活塞裙部的尺寸，以活塞裙部最大直径为依据，并保证标准的气缸配合间隙和留出磨缸余量后，按下列公式计算镗削量。镗削量=活塞裙部最大直径 标准配合间隙 气缸最小直径 磨缸余量23、答：同心镗缸或定位镗缸法，以活塞行程以外未磨损部位作为镗削中心定位基准，按原中心镗削，此法适用于偏磨不太严重，其磨损尚未达到极限的气缸。采用这种方法，对于偏磨严重的气缸，被镗去的金属层较厚，可能出现越级镗削，减少了气缸的可修理次数，从而降低了气缸的使用寿命。镗缸工艺要点：清洁和修整气缸体上平面；安装镗缸机，使镗杆初步对正待镗气缸的中心；选择和安装定心夹具，仔细找正镗杆的中心，调好后用固定装置将镗缸机固定；磨削镗刀，安装镗刀，调整镗刀尺寸；选择镗削规范，确定镗削速度和进刀量；调整自动停刀装置，检查吃刀量，镗削气缸。24、答：网纹磨削的目的是改善气缸承压能力和润滑条件，网纹磨削是由珩磨头的圆周速度与往复直线运动速度实现的，气缸珩磨的质量要求：圆度公差≤ 0.005mm，表面粗糙度Ra≤0.4~0.6，圆柱度公差≤0.0075，配缸间隙符合原厂规定。25、答：活塞应成套选配，即同一台发动机须选用同一品牌的活塞，以保证其材料和性能一17/73致。在选配的成组活塞中，其直径差一般不超过 0.025mm，质量差为 4~8g，销座孔的涂色标记应相同。若活塞的质量差过大，应重新选配。选配活塞环时，应注意：<1）以气缸的修理尺寸为依据，同一台发动机应选用与气缸和活塞修理尺寸等级相同的活塞环。<2）活塞环的弹力、漏光度、端隙、边隙、背隙及平面度应符合要求。发动机大修，一般应更换活塞销。更换新活塞<标准尺寸或修理尺寸）时，应选配标准尺寸的活塞销，为小修留有余地，且要求活塞销与活塞销座孔为同一组别，这样不经修理，可直接装配。若不换活塞，则选用修理尺寸的活塞销。26、答：连杆变形的检验在连杆校验仪上进行，其检验工艺为：<1）将需要检验的连杆安装在校验仪上，将三点规跨放在连杆小端心轴上，使量脚接触检验平板，用塞尺测量三量脚与平板的间隙。<2）计算直线度、扭曲度。左、右量脚间隙的平均值减去上量脚间隙，即连杆直线度<弯曲变形程度）。左、右量脚间隙差值，即扭曲度。<3）双重弯曲的检验。测量出小端面与平板距离 a；将连杆翻转 180°后，再按同法测得距离 b。如两次测得的距离不等，表明连杆有双重弯曲，其差值 |ab|即双重弯曲值。连杆变形的校正当直线度大于 0.03/100时，应校正弯曲；扭曲度大于 0.06/100时，应校正扭曲。如两种变形同时存在，一般先校正扭曲，后校正弯曲。<1）连杆扭曲的校正，用连杆校正器，对连杆扭曲的反方向施加一定扭矩 <参考教材图2.77），并持续一定时间，将其校正。18/73<2）连杆弯曲的校正，对连杆弯曲的反方向施加一定弯矩，并持续一定时间 <参考教材图2.78），将其校正。冷校后的连杆，应将连杆进行时效处理。连杆变形过大时，可采用热校。双重弯曲过大时校正困难，应更换连杆。27．答：安装活塞时应注意顶部燃烧室的不对称性和相关记号；安装连杆时应注意连杆大端切口方向，杆身朝前记号，大端钢印号码等，安装活塞环时，应采用专用工具，以免将环折断。由于各道活塞环的结构差异，在安装活塞环时要特别注意各道活塞环的类型和规格、顺序及其安装方向。组装后的质量检查<1）活塞与连杆之间应转动灵活，轴向移动量符合技术要求。<2）检查活塞裙部的圆度，如果圆度比装配前大，应查明原因，并设法消除。<3）将活塞连杆组置于连杆校验仪上，检查活塞裙部母线与连杆大端中心线的垂直度。也可在活塞连杆组装入气缸后，检查其是否偏缸。<4）同一台发动机各缸活塞连杆组的质量差一般不大于 40g。28、答：曲轴常见耗损：曲轴工作时承受燃烧气体的压力和活塞连杆组的往复惯性力，旋转离心力及力矩。曲轴的扭转振动、交变应力将引起曲轴疲劳，产生裂纹。这些应力超过一定数值时，将造成曲轴的弯曲和扭曲变形，甚至断裂。轴颈表面要承受很大的负荷，而且有很高的滑动速度，散热条件差，引起磨损。29、答：通过对曲轴检验分析，若四项指标 <圆度、圆柱度、最大磨损量、与轴瓦配合间隙）中任一项超限及表面损伤严重、弯曲变形较大时，必须修磨曲轴，更换轴瓦。曲轴修理尺寸的确定：将曲轴磨损后的最小直径，减去加工余量<一般为19/730.10~0.20mm）后，与修理尺寸对照，选择最合适的一级尺寸作为修理尺寸。确定曲轴轴颈修理尺寸基本技术要求：<1）在保证磨修质量的前提下，尽可能选择最接近的修理尺寸级别，以延长曲轴的使用寿命。<2）曲轴的各道主轴颈和连杆轴颈，应分别磨修成同一级修理尺寸，以便选配统一的轴瓦。30、答：选配轴瓦前，应先确定曲轴轴颈的修理尺寸，再选配同一级别的轴瓦；轴瓦分解面的高度应符合要求；定位凸点完整，瓦背光滑；弹性合适。31、答：曲柄连杆机构有故障主要表现为异响，发动机在运转过程中产生的响声强度超过技术文件规定的声响强度。发动机的常见异响，主要有曲轴主轴承响、连杆轴承响、活塞销响、活塞敲缸响、气门脚响等。异响原因和分析诊断归纳如下表。发动机常见异响原因分析和诊断方法异响听诊部位主要特征及变化规律辅助听诊措施主要原因种类主气缸体下稳定动转时不响，转速突然变化单缸断火，声响无明显主轴承盖螺栓松动、轴承时，发出低沉连续的“铛、铛”声，变化，相邻两缸断火时声磨损径向间隙过大、润滑不轴部，靠近油转速提高，声响增大，负荷增加，声响明显减弱，但不一定消良等原因造成轴承合金烧毁承底壳与机体响增强失，观察机油压力有无变或脱落响的接合平面化，发动机是否抖动连转速突然变化时，有明显连续的单缸断火，声响明显减连杆轴承盖螺栓松动、轴杆机油加注“铛、铛”声，<比主轴承“轻”、弱或消失，观察机油压力承磨损径向间隙过大、轴承轴“短”）而怠速时较小，中速则较明有无变化尺寸不符或质量不佳、轴承口处承显，转速越高，声响越大，负荷增变形或接触面积过小等原因响加，声响增强造成轴承合金烧毁或脱落活怠速时或略高于怠速时有较清晰、单缸断火，声响减弱或活塞销与销座或衬套配合气缸上部明显并有节奏的“嗒、嗒”声响；转消失，在“复火”瞬间声松旷；活塞销润滑不良；活塞或机油加注速变化响声也周期性变化，加速时响响特别清晰，将点火时间塞销两端销环脱落使销窜动销口处声明显，温度升高，响声不减或更明略提早一点，声响更加明响显显活气缸上部通常怠速时较明显清晰、并有节奏单缸断火，声响减弱或活塞销裙部与气缸壁间间塞或机油加注的“吭、吭”声响；转速升高时变杂消失，机油加注口是否冒隙过大、活塞销与连杆衬套20/73敲口处碎声甚至消失；点火一次而响两次，烟，排气管有无蓝烟，可装配过紧、连杆弯曲变形等缸一般温度低时声响明显，温度升高疑气缸加少量浓机油声响原因响时，声响明显减弱或消失减弱或消失。气怠速时发出有节奏的“嗲、嗲”怠速时用手提起挺柱或气门间隙过大；凸轮磨门气门室附声，转速升高声响也升高；单缸断插入厚薄规，若声响减弱损，顶杆、挺柱跳动；气门脚近火，声响不变或消失，即为该气门间隙杆与导管磨损松旷响过大21/73第三章复习思考题参考答案1、答：配气机构是进、排气管道的控制机构，它按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，准时地开闭进、排气门、向气缸供给可燃混合气汽油机<或新鲜空气柴油机）并及时排出废气，确保进气充分、排气彻底；当进、排气门关闭时，保证气缸密封。气门顶置式配气机构的进气门和排气门都倒挂在气缸盖上。具有进气阻力小、燃烧室结构紧凑、气流搅动大、能达到较高的压缩比等特点，现代的汽车发动机都采用气门顶置式配气机构。顶置气门式配气机构主要由气门组和气门传动组两大部分组成。气门组主要包括气门、及气门、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座和气门锁片等零件，其组成与配气机构的结构型式基本无关。气门传动组是包括从正时齿轮开始至推动气门动作的所有<凸轮轴正时齿轮、凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂和摇臂轴等）零件，其基本组成据配气机构的形式而有所不同。2、答：双气门发动机的特点是：结构简单，能适应各种燃烧室。但其气缸换气受到进气通道的限制，故都用于低速发动机。采用多气门结构的发动机，其进气门总的通过断面较大，充气效率较高，排气门的直径可适当减小，工作温度降低，提高了工作可靠性，利于改善排放性能。3、答：柴油机一般是将进、排气道分置于机体两侧，以免排气加热进气，影响进气量。4、答：22/73气门间隙是指气门完全关闭时，气门杆与摇杆<或与凸轮或与挺柱）间的距离。气门间隙过小，发动机在热态下可能会漏气，导致功率下降，甚至将气门烧坏，甚至发生气门撞击活塞的事故。气门间隙过大，则传动零件之间以及气门与气门座之间将产生撞击并发出响声，一方面加剧了零件的磨损，同时也会使气门开启的持续时间减少，气缸的充气及排气情况变坏。5、答：气门间隙的二次调整法的基本要领①摇转曲轴，对记号找准第 1缸活塞压缩上止点。②根据工作顺序及配气相位，判断出处于完全关闭的气门。然后调整这些气门的间隙。以六缸作功顺序为 1-5-3-6-2-4的发动机为例。简单易记的方法是：“双排不进”。<教材图3.59）。②用塞尺检查进、排气门杆与摇臂之间的间隙，如不符合技术要求，应予调整。调整时，先松开锁紧螺母，旋出调节螺钉；然后插入规定厚度的塞尺，一边拧进螺钉，一边不停地来回抽动塞尺，至抽动塞尺有阻力又能抽出时，锁紧螺母；最后，复查一次。③摇转曲轴360°，调整剩下的气门间隙。④复查一次6、答：23/73已知EQ6100型发动机的配气相位值 α=20，°β=56，°γ=40，°δ=20°30′，绘制配气相位图，如图所示。第三章6题图7、答：凸轮磨损不均，凸轮轴和曲轴轴向间隙增大、发生弯扭变形，制造和修理的加工、装配误差等，均会改变配气相位，发动机热效率和机械效率降低，功率下降，油耗增加。配气相位的检查取下气门罩盖：找出飞轮圆周上的上、下止点刻线；慢慢转动飞轮，使活塞刚好位于压缩上止点，安装好百分表支架和表头，使百分表的触头垂直接触在排气门弹簧座上，并使百分表的触头保持一定的预压缩量<小指针在1-2之间），同时将百分表的大指针对“0”；在飞轮上装一只角度仪，顺着发动机旋转方向慢慢转动飞轮，观察百分表指针的变化，当指针离开“0”值时，为排气门开启时间，此时将角度盘指针调到“0”，继续转动飞轮，当其下止点刻度对准缸体刻线时，角度仪指针所指示的角度值即为排气门在下止点前开启的角度。继续转动飞轮，当百分表指针回到“0”位时，为排气门关闭时刻，此时角度仪指针的指标的角度值，即为排气门开启延续角。用同样的方法可以检查进气门的开闭时间及开启延续角。2、配气相位的调修24/73配气相位不准，可在气门标准间隙内适当改变气门间隙以弥补配气相位，使发动机的动力性、经济性得以改善。对于某些发动机仅仅由于气门间隙过大，而造成配气相位减少，若将气门间隙调至标准值，一般就能恢复配气相位。如果因凸轮磨损而造成配气相位角减小，只能用更换配气机构凸轮轴等有关零件解决。25/73第四章复习思考题参考答案1、答：第四章1题图2、答：由理想化油器的供油特性可知，在一定转速条件下，汽车发动机所要求化油器所提供的混合气浓度随负荷变化，理想化油器这一特性正好与简单化油器的供油特性相反，所以现代化油器在简单化油器的基础上，加装了一系列的自动调配混合器浓度的装置，如起动装置、怠速装置、主供油装置、大负荷加浓装置、加速装置及其他特殊功能的辅助装置，以保证车用汽油机在各种工况条件下都能供给适当浓度的混合气以满足发动机工作的需要。1）起动装置。冬季起动发动机机时，根据气温的高低适当关闭阻风门，此时，阻风门下方产生很大的真空度，使主喷口和怠速喷口同时喷油，与少量的空气混合形成极浓的混合气，有利于发动机冷起动。2）怠速装置。其作用是：保证发动机无负荷、低速稳定运转和由怠速向中等负荷稳定过渡。3）主供油装置，其作用是保证发动机在中小负荷范围内工作时，供给随节气门开度增大而逐渐变稀的混合气 < =0.8～1.1），以提高发动机的经济性。4）加浓装置<省油器，分为真空加浓和机械加浓）。① 真空式加浓装置，其作用26/73是：在发动机中等负荷转速降低 <如行驶阻力突然增大）或向全负荷过渡时，加浓混合气。②机械式加浓装置，其作用是：在发动机全负荷运转时将主供油装置供给的经济混合气加浓成功率混合气。6）加速装置<加速泵）。急速开大节气门时，泵筒内的汽油经加速油道、出油阀从加速喷孔喷出，加浓混合气。3、答：以CAH101型化油器为例。怠速装置由第一怠速量孔、第一怠速空气量孔、第二怠速量孔、第二怠速空气量孔、怠速喷孔、怠速油道、怠速过渡喷孔、怠速调整螺钉和节气门限位螺钉等组成。怠速装置的工作情况描述如下：①节气门开度最小时，在节气门边缘的怠速喷孔处产生很大的真空吸力。此时，浮子室的汽油经主量孔、第一怠速量孔后与第一怠速空气量孔进入的空气进行第一次混合；又经第二怠速量孔后，与第二怠速空气量孔进入的空气进行第二次混合，然后经怠速油道从怠速喷孔喷出。由于怠速过渡喷孔在节气门上方，也向怠速油道渗入空气。这时节气门开度很小，喷出的汽油<实际上是汽油与空气的混合物）与节气门边缘缝隙进入的少量空气混合后，形成很浓的混合气供入气缸。②节气门稍开大时，怠速过渡喷孔处的真空吸力也增大，怠速喷孔、怠速过渡喷孔同时喷油，以增加供油量，使发动机由怠速圆滑地向中等负荷过渡。此时由于从节气门边缘进入的空气量增多，混合气的浓度有所变稀。4、答：主供油装置，除怠速工况外，在发动机全部工作范围内，主供油装置都供油。在中小负荷范围内工作时，供给随节气门开度增大而逐渐变稀的混合气 < =0.8～1.1），以提高发动机的经济性。发动机不工作时，主喷管、直立油室和浮子室的油面是等高的。当发动机开始工作27/73时，随着节气门开度增大，主喷孔处的真空吸力增大，浮子室的汽油经主量孔、功率量孔进入直立油室内，从主喷孔喷出，与进入的空气混合形成稍浓的混合气。在节气门继续开大的过程中，油室内的油面逐渐下降，泡沫孔逐个露出油面，空气从主空气量孔、泡沫管上的泡沫孔渗入油室内，渗入的空气量随油室油面的下降而增多。在节气门开大的过程中，由于空气的渗入，油室内的真空吸力比主喷孔处的真空度增长要缓慢，使主量孔供油量的增长比吸入空气量的增长缓慢，混合气由浓变稀，以适应中等负荷对混合气的要求。5、答：起动装置，在冬季低温条件下起动作用。CAH101型化油器的起动装置采用半自动阻风门结构，包括阻风门、阻风门轴、操纵臂、摇臂和半自动阻风门弹簧等组成。冬季起动发动机机时，根据气温的高低适当关闭阻风门，此时，阻风门下方产生很大的真空度，使主喷口和怠速喷口同时喷油，与少量的空气混合形成极浓的混合气，有利于发动机冷起动。6、答：真空加浓装置在节气门开大或开度不是很大而发动机转速降低时、机械加浓装置在发动机全负荷运转的情况下起作用。CAH101型化油器的真空式加浓装置由真空空气室、真空活塞、活塞杆及弹簧、顶杆、真空加浓阀和加浓量孔等组成。当节气门开大或开度不是很大而发动机转速降低时，节气门下方的真空吸力减小，当活塞上方的真空吸力小于活塞重力和弹簧弹力之和时，活塞和活塞杆下落，顶开加浓阀。这时，浮子室内的汽油经真空加浓阀、加浓量孔、油道、功率量孔、油室从主喷孔喷出，以加浓混合气。当节气门开度不大而发动机转速很高时，真空吸力将活塞吸在真空空气室上方，此时真空式加浓装置不供油。CAH101型化油器的机械式加浓装置与加速加浓装置联动，主要由加浓推杆、加浓28/73阀等组成。当节气门在全负荷位置时，加速泵拉杆和连接片带动加浓推杆下行，顶开加浓阀。浮子室内的汽油经加浓阀、油道、功率量孔、油室从主喷孔喷出，将经济混合气加浓成功率混合气，使发动机发出最大功率。7、答：CAH101型化油器的机械式加浓装置与加速加浓装置联动，由加速泵摇臂、拉杆、连接片、加速泵活塞、活塞杆、弹簧、进油阀、出油阀及加速泵喷口等组成。节气门急速开大时，加速泵摇臂带动拉杆和连接片下行，连接片压缩弹簧，使加速泵活塞迅速下移。活塞下方泵筒内油压升高，使进油阀关闭，出油阀开启。泵筒内的汽油经加速油道、出油阀从加速喷孔喷出。被压缩的弹簧释放弹力，使加速泵活塞继续下行，使加速装置喷油时间能持续1～2s，弹簧还起缓冲作用，避免节气门急速开大时损坏驱动件。8、答：解放CA6102型发动机所采用的CAB604型机械驱动膜片式汽油泵，主要由上体、下体、进出油阀和膜片等组成。其工作过程为：<教材图4.30）。①吸油过程。当发动机工作时，凸轮轴旋转使偏心轮凸起部分顶动摇臂外端使摇臂绕摇臂轴逆时针摆动，通过摇臂内端带动膜片拉杆下行并压缩膜片弹簧，使膜片向下拱曲；膜片上方泵室容积增大，产生真空吸力，进油阀打开；将汽油从油箱经输油管、汽油滤清器、汽油泵进油口、进油阀吸入泵室内。②压油过程。当偏心轮凸起部分转过摇臂外端时，顶动摇臂的力消失，膜片弹簧释放弹力使膜片向上拱曲。泵室内的容积缩小，油压升高，使进油阀关闭，出油阀开启。泵室内的汽油经出油阀、出油室、出油口压入化油器浮子室内。③稳流过程。在压送汽油时，部分汽油被留在出油室并压缩出油室上方的空气。当汽油泵再次吸油<出油阀关闭）时，出油室内的空气膨胀，继续向化油器浮子室压送汽油，减小了流入浮子室油流的波动，起到了稳流作用。29/73④自动调节供油量过程。该汽油泵的最大泵油量一般为发动机最大耗油量的3～4倍。汽油泵的实际泵油量与膜片实际行程有关。发动机耗油愈大，每次泵入化油器浮子室的汽油量也愈多，膜片上拱位移量即膜片实际行程愈大。浮子室油平面上升到某一高度时，进油针阀关闭化油器进油口，出油室内的汽油压力与膜片弹簧弹力处于平衡，膜片不能上拱，汽油泵停止压油。⑤手动泵油过程。发动机起动前若发现浮子室无油或存油不足时，可用手动泵油装置泵油。9、答：燃料供给系的维护以清洁、密封、畅通、调整为重点。定期地对空气滤清器、汽油泵、化油器进行维护保养。“清洁”即空气滤清器、汽油箱、汽油滤清器、汽油泵、化油器及输油管道等必须保持清洁。“密封”是指燃料各系各管路、接头，汽油泵的进出油阀、汽油泵膜片及泵壳，化油器浮子室针阀及阀座、化油器上、中、下体结合面，化油器节气门轴及其支承孔，空气滤清器与化油器的连接处，进、排气歧管与气缸盖<体）结合面，曲轴箱通风管等处应保持严格的密封。“畅通”既与清洁有关，又与密封密切有关。清洁不彻底，油路或量孔局部堵塞或堵死，使供给不畅以致中断。管路、接头接合面密封不严，致使供油断续，不能保证形成适当成分的混合气。“调整”是指当燃料供给系的技术状况发生变化时，应以原厂说明书或技术要求进行细致的调整，恢复其良好的技术状况。10、答30/73第四章10题图31/73第五章复习思考题参考答案1、答：与化油器式供油系统相比，电子控制汽油喷射系统具有以下一系列的特点：进气阻力小；雾化程度高，各气缸混合气更加均匀；汽油滞后性小，加速性能提高；空燃比控制精度高，发动机始终在最佳的空燃比状态下工作；可实现汽车减速断油控制，极大地降低了油量消耗和排放污染等。2、答：电子控制汽油喷射系统的类型如下图所示第五章2题图3、答：主要由空气供给系统、汽油供给系统和电子控制系统 <单元）三部分组成。32/73空气供给系统的功用是测量和控制汽油在发动机内燃烧所需要的空气量。汽油供给系统的功用是根据发动机的负荷工况及时供给各种工况下所需要的燃油量。电子控制系统<或电控单元，简称ECU）的功用是是将各类传感器的工作状况转换成相应的电信号输送给电控单元，经实时处理和计算后，电控单元再向各有关执行器发出指令，以控制最佳喷油时刻、喷油量和点火时刻，减轻排放污染，使发动机在各种工况下都处于最佳的工作状态。同时电控单元还具有故障自诊断功能。4、答：电子控制汽油喷射系统的控制原理当驾驶员通过加速 <油门）踏板控制节气门开度时，节气门位置传感器将负荷信息传给ECU；进气温度传感器、进气压力传感器将进气充量信息传给 ECU，ECU根据季节温度、海拔高度等环境因素对发动机工况进行适当调整；爆震传感器将爆震信息传给ECU，ECU对点火正时进行校正，使发动机避免爆震；水温传感器将发动机热状态参数传给 ECU，调整供油量；氧传感器将排气中的氧含量信息传给 ECU，由ECU调整喷油量，使混合气浓度始终处于理想 <即空燃比始终处于 14.7:1）状态，将排放污染降至最小，实现了发动机的闭环控制；曲轴位置传感器将曲轴转角、曲轴转速信息传给ECU，ECU根据曲轴转速调整喷油时刻、点火时刻及喷油和点火的持续时间。5、答：用结构框图表示如下33/73第五章5题图6、答：常用的空气流量计有：叶片式、卡门涡旋式及热式等类型。热式空气流量计有热线式和热膜式之分，根据电热体的放置位置不同又分为主流式和旁通式两种形式。热式空气流量计的基本原理：在空气管路中放置一个电热体，空气流经电热体时带走其热量，使发热体变冷。电热体周围通过的空气流量越大，带走的热量也越多。从而检测空气流量的变化。7、答：怠速控制。按进气量调节方式不同可分为：旁通空气式和节气门直动式。旁通空气式怠速控制系统，在节气门旁通空气道内设立一个阀门。阀门开大，旁通空气道流通截面增大，空气流量增大，怠速转速提高；反之，怠速转速降低。旁通空气式怠速控制系统按阀门工作原理可分为：步进电机式、旋转电磁阀式和真空控制旁通空气阀式三种，广泛应用的是步进电机式。8、答：步进电机式怠速控制阀。步进电机式怠速控制阀装在旁通空气道上，与电机做成一体。它主要由永磁电机、丝杆机构和空气阀组成 <教材图 5.28）。步进式电机转子与丝34/73杆组成丝杆机构，当步进电机在怠速控制信号的控制下运转时，丝杆进行直线运动，通过丝杆带动空气阀上、下移动，从而可使空气阀开启或关闭。步进式电机有几组励磁线圈，改变励磁线圈中的通电顺序，即可改变电机的旋转方向。线圈每通一次电，转子就转过一定角度<一般从零点几度至十几度）。因此控制各个励磁线圈电路的通断状态即可改变阀芯与阀座之间的间隙，以调节流过旁通空气道的空气量。这种控制阀一般有100多种不同的开启位置，足以满足发动机不同怠速工况的要求。9、答：用结构框图表示如下：第五章9题图10、答：电磁式怠速控制阀根据作用原理不同有直动式电磁阀和转动式电磁阀二种 <教材图5.29）。电磁阀在怠速控制信号的控制下通电，产生电磁吸力，阀杆进行轴向移动 <或转子旋转），从而控制阀门的开度，调节旁通空气道的空气流量。电磁吸力的大小，由ECU根据发动机怠速工况输给电磁线圈驱动电流决定，驱动电流越大，电磁吸力也大，阀门开度也大；反之，阀门开度小。电磁线圈电流消失，阀门在回位弹簧的弹簧力作用下回位，怠速空气阀关闭。当怠速阀门开启时，阀门上下形成了压力差，波纹管即是为消除阀门上下压差对阀门位置的影响而设置的。11、答：35/73冷启动喷油器与温度时间开关。某些早期使用电子控制汽油喷射系统的轿车，由于冷启动喷油器装在进气总管上，影响冷启动时对各缸混合气的均匀性，大多数车辆已取消了冷启动喷油器，冷启动的喷油任务由 ECU控制各缸喷油器完成。冷启动喷油器加浓混合气的时间，亦即电磁阀的通电时间，由温度时间开关控制 <大多改为由ECU直接控制）。温度时间开关的结构原理如教材图 5.11所示。当发动机温度低于某一设定值时，双金属片弯曲很小，触点闭合，冷启动喷油器电磁线圈通电、喷油加浓混合气。发动机启动后，温度逐渐升高，发动机的温度升高和加热丝的加热使双金属片变形弯曲。发动机的温度愈高，双金属片变形愈大，温度达到一定程度时触点分开，断开冷启动喷油器电路，冷启动喷油器不再喷油。12、答：曲轴位置传感器，一般装在分电器内 <有分电器的发动机）或装于凸轮轴、飞轮附近<无分电器的发动机）。其功用是检测曲轴位置、发动机转速及第一缸活塞上止点的位置。曲轴位置传感器，按其结构原理不同分为电磁感应式、霍尔效应式和光电式三种类型，其中以霍尔效应式曲轴位置传感器应用最为广泛。霍尔效应式曲轴位置传感器也分为导磁转子式和飞轮齿圈、正时记号触发式。前者安装在分电器内，后者则安装在凸轮轴前端或曲轴前端。安装于分电器内的霍尔效应式曲轴位置传感器<教材如图5.39），其结构形式与霍尔效应式点火信号发生器相同。在其转子上分布有与气缸数目相同的窗口及一个缺口。分电器每转一圈，转子上的窗口便产生和气缸数相同且有一组各缸活塞到达上止点的基准信号<Ne信号），同时转子上的缺口则产生一个第一缸活塞到达上止点的信号<G信号）。前者用于控制点火及检测发动机转速，后者用于控制喷油顺序。13、答：以切诺基的汽油泵继电器为例，微机输出控制信号控制汽油泵继电器搭铁电路，以36/73此决定汽油泵是否工作。汽油泵继电器位于电源分配中心盒内。汽油泵继电器工作电路如第五章13题图所示。第五章13题图如果点火开关处于发动机“起动”或“运行”位置，则微机输出控制信号，接通汽油泵继电器线圈搭铁电路，使继电器触点闭合，接通蓄电池通往汽油泵的工作电路，使汽油泵工作。如果微机在 3s内未收到“起动”或“运行”的信号，就会切断汽油泵继电器线圈的搭铁电路，使汽油泵停止工作。发动机未发动时，汽油泵继电器线圈接通3s的目的是为了使汽油泵增压；立刻又切断是为了防止汽油泵不必要的工作。如果发动机正常运转，微机会一直保持继电器线圈搭铁，则汽油泵保持连续工作。14、答：37/73第五章14题图EGR系统亦称之为废气再循环系统，主要由 ECR阀、真空调节电磁阀和 EGR阀提升传感器等组成，如第五章 14题图所示。真空调节电磁阀用以控制加在 EGR阀的真空。电磁阀由 ECU控制，电磁线圈通电时，阀门打开，进排气口之间的通道被接通。EGR阀位于进气歧管，靠近节气门体。其作用是使一定量的废气流入进气歧管进行再循环。当加在膜片上的真空吸力大于弹簧弹力时，阀门打开，使废气进入再循环系统。EGR阀升程传感器将 ECR阀的实际提升高度信号传给 ECU。ECU中储存有多种工况下BGR阀的最佳提升高度，如果实际提升高度值与储存在发动机控制器内的最佳值不同，ECU便切断EGR控制电磁阀的电源，减少加在 EGR阀上的真空。15、答：故障自诊断系统是在 ECU中设置了判别各输入信号的监控程序和有关诊断标准参数，它能在发动机运行过程中不断监测发动机各传感器的输入信号、执行器的反馈信号。当传感器和执行器的信号出现异常或消失、电信号的值超出设定范围时，故障自诊断系统即会做出有故障的判断，并根据不同情况做出如下反应：<1）故障警示。当出现影响行车安全、会造成事故或其他较严重的故障时，自诊断系统立即将仪表板上的“CHECKENGINE”<检修发动机）的故障警示灯点亮或闪烁，提醒驾驶员停车检修。<2）故障储存。故障自诊断系统将监测到的故障信息以故障代码形式储存起来，在对发动机进行维护修理时，可采取某种方式读取故障代码，以便迅速、准确地查找和排除故障。<3）故障应急状态运行。为使发动机不因一些传感器的信号消失或出现异常而停止工作，自动地使系统在设定的参数下，转入故障应急状态运行“跛行回家”程序，以便驾驶员将车辆开至附近修理厂。例如：水温传感器信号不正常或消失时，系统则以启动38/73时20℃，运行80℃的标准参数进行控制，以使发动机启动，并“带故障坚持工作”；当爆震传感器信号失常时，系统则自动将点火时间提前，以避免系统失去对爆震传感器的控制而产生爆震燃烧等。<4）安全保障。当发动机控制系统出现影响汽车安全或导致某部件损坏性故障时，系统则自动停止发动机，以确保安全。如当控制系统检测不到点火器的反馈信号，系统即停止喷油，以免有未燃烧的混合气排出，使大量的 HC进入催化转化器，造成过量氧化反应烧毁反应器。16．简要叙述电子控制系统的诊断程序和注意事项。电控喷射发动机故障诊断注意事项<1）发动机电控系统本身工作可靠，一般不易发生故障，常见故障为机械故障。<2）诊断过程中，禁止使用大功率仪器，避免对电控单元 <ECU）产生无线电干扰。<3）在拆除蓄电池的搭铁线之前，应先读取 ECU中存储的故障代码。<4）检修燃油系统时，应先对油路进行卸压。<5）在拆卸和插接线路或元件连接器之前，点火开关一定要置于“ ON”位。<6）ECU的故障率很低，不要轻易拆解 ECU。故障代码检查步骤表故障码检查及清除症状确认故障码再次检查症状状况症状存在显示同一故障码故障码所指电路故障依然存在显示故障码显示正常码故障不在故障码所指电路，在另一故障点症状消失显示正常码第一次显示故障码是历史纪录显示正常码症状存在显示正常码故障不在诊断电路中，但存在症状消失显示正常码故障不在诊断电路中，已消除17、答：对电子控制系统的主要部件 <ECU、传感器、执行器）进行电阻、电压等参数的检39/73测，目的在于通过实测值与其对应的标准值比较，可判断该元件的性能好坏，决定是否需要修理或更换。1．检测注意事项<1）不得损坏导线、连接器，避免短路或接触较高的电压。<2）最好使用兆欧级阻抗的数字表。<3）没有适当的工具和有关知识，禁止拆卸、检测 ECU。<4）所有的高压元件距离传感器或执行装置的控制线至少 25mm以上。<5）防止静电对ECU的损害。2．主要元件的检测方法<1）点火开关“OFF”，拔下该元件的导线连接器，检测该元件相关端子的电阻，判断该元件是否正常；然后检测连接器侧搭铁端子的搭铁是否良好。<2）点火开关“ON”，检测连接器侧相应端子的电压，以判断相关电路是否正常，所有检测结果应与表 3-2所列的参数相符。3．ECU的基本检测<1）检测ECU的电源线、搭铁线是否良好，导线连接器是否正常。拔下电缆连接器，查看其内部是否有锈蚀、触针是否弯曲，并检查 ECU上的所有搭铁线是否有腐蚀。如果上述检测一切正常，可用替代法确定 ECU是否有故障。<2）检测 ECU的闭环控制情况。在氧传感器良好的情况下，启动发动机并使其怠速运转，检测氧传感器的信号电压。在正常情况下，其信号电压应在 0.1~0.9V之间不停的变化，否则，说明 ECU有故障。18、答：电子控制汽油喷射式发动机其结构原理与化油式发动机有着本质性的区别，在使用中，切不可将驾驶化油器发动机汽车的操纵习惯用在电子控制发动机的汽车上，在使用操作过程中应特别注意以下几点：<1）电子控制汽油喷式发动机具有冷启动加浓和暖车加浓装置，能保证发动机冷车40/73和热车状态下顺利启动，因此在启动发动机时，不要将加速踏板踩到底，否则电子控制系统将会进入断油控制模式，导致发动机无法启动。<2）操作电子控制汽油喷射系统发动机的油门踏板是控制节气门的开度，喷油量即是由ECU检测到的进气量、发动机转速等运行参数计算确定的，因此在发动机启动前和启动中，不可用反复快速踩油门踏板的方法来增加喷油量。<3）当仪表板的汽油指示警示灯亮以及油箱存油不足时，应尽快加油，不可强行运转发动机，以免烧毁汽油泵。<4）若发动机在热车条件下不能顺利启动，可能是气缸内存油过多淹湿火花塞所致，此时可将油门踏板踩到底，用起动机带动发动机运转，利用电子控制作用排除气缸内的燃油，然后再启动发动机。<5）不可在发动机运转情况下拔下任何传感器的插头接线，以免造成人为的故障代码，影响发动机正常工作和故障判断。<6）当发动机出现部分气缸因断火不工作时，应停车检查，排除故障后再启动、运转，以免在缺火情况下烧毁氧传感器。<7）为保证 ECU不受干扰，不要在汽车上装大功率的无线电设备，无线电设备的天线应尽可能远离电子控制单元和线束，防止无线电波对电子控制单元产生干扰。19、答：现代汽车发动机所有的传感器 <上常见的传感器有空气流量计 <MAF）、进气温度传感器<MAT）、进气压力传感器 <MAP）、节气门位置传感器 <TP）、水温传感器<ECT）、氧传感器<HO2S）、爆震传感器<KS）、曲轴位置传感器 <CKP）、凸轮轴位置传感器<CMP）等。其主要的执行器有怠速控制阀、喷油器、燃油泵、废气再循环阀<EGR）、碳罐电磁阀<EVAP）等）ECU均可检测其工作状况。只有当曲轴位置传感器发生故障时，ECU不能检测，发动机立即熄火，无法运转。41/73第六章复习思考题参考答案1、答：喷油泵的供油随发动机转速而变化的特性，称为喷油泵的速度特性。柱塞式喷油泵具有硬供油特，随喷油泵的供油量随发动机的转速加快而增大。所以柱塞式喷泵均配置调速器，以防止柴油机因转速失控而飞车。2．喷油泵油量调节机构有哪两种？如何对油量调节机构进行调整？答：油量调节机构的功用是执行驾驶员或调速器的指令，改变柱塞与柱塞套筒的相对位置，从而改变喷油泵的供油量，以适应发动机不同工况的要求。柱塞式喷油泵常用的油量调节机构主要由拨叉式和齿条式两种。此外，在国产P型喷油泵上还采用了球销角板式油量调节机构。油量调节机构的调整在油泵解体组装后的性能调试中进行。由专业人员在专业设备上完成，使用中一般不需要调整。3、答：减压环带具有防止喷油器喷前滴油、保持高压油管内有一定残余压力和使喷油器停油干脆三方面的功用。4、答：柴油机油料供给系常见的故障现象主要表现为：柴油机起动困难<起动时排气管不排烟、起动时排气管排出大量的白烟、起动时排气管排出大量黑烟），柴油机功率不足 <柴油机运转均匀，但无高速且排烟少；柴油机运转不均匀，排气管排白烟；游车）、柴油机工作粗暴、柴油机飞车。补充：第六章 复习思考题参考答案说明：本章复习思考题的题量、知识点太少，不利于学生复习，特此增补了相关复习内容。42/736-1．柴油机燃料供给系的功用是什么？答：柴油机燃料供给系的 功用是：不断供给发动机经过滤清的清洁燃料和空气，根据柴油机不同工况的要求，将一定量的柴油以一定压力和喷油质量定时喷入燃烧室，使其与空气迅速混合并燃烧，作功后将燃烧废气排出气缸。6-2．柴油机燃料供给系主要有几部分组成？各部分的功用是什么？答：柴油机燃料供给系主要由燃油供给装置、 空气供给装置、 混合气形成装置和废气排出装置四部分组成。燃料供给装置的主要功用是完成燃料的贮存、滤清和输送工作，并以一定压力和喷油质量，定时、定量地将燃料喷入燃烧室。空气供给装置的主要功用是供给发动机清洁的空气；柴油机混合气形成装置就是燃烧室的主要功用是使燃油与空气混合形成混合气。废气排出装置的主要功用是在发动机完成作功后排出气缸内的燃烧废气。6-3．柴油机燃料供给系是怎样工作的？答：柴油机工作时，输油泵将柴油从油箱内吸出，并以较低的压力输送给柴油滤清器，清洁的柴油经低压油管进入喷油泵；喷油泵将柴油压力提高后，根据发动机负荷大小，将一定量的高压柴油经高压油管输送给喷油器，由喷油器将柴油喷入燃烧室。输油泵的供油量远大于发动机消耗的油量，多余的柴油经喷油泵回油管流回油箱。喷油器间隙泄漏的少量柴油经喷油器回油管流回油箱。6-4．柴油机工作时为什么直接将柴油喷入气缸？答：因为柴油的粘度大、蒸发性差，所以柴油机必需采用高压的方法，在接近压缩上止点时将柴油直接喷入燃烧室中，以帮助混合气形成，混合气是在气缸内部形成的。43/736-5．柴油机为什么没有点火装置？答：由于柴油自燃温度低，而点燃温度高，所以柴油机采用压缩自燃的着火方式，而不需点火装置。6-6．柴油机混合气形成有何特点？答：柴油机工作中，在接近压缩终了时，才由喷油器将柴油喷入燃烧室，所以柴油机混合气的形成时间短、空间小，对混合气形成极为不利。6-7．柴油机混合气形成主要有几种方式？答：为保证发动机工作时，能形成良好的混合气，柴油发动机采用的混合气形成方式主要有空间雾化式和油膜蒸发式两种。6-8．柴油机燃烧室有几种类型？各有何结构特点？答：柴油机燃烧室形状很多，通常可分为统一式和分隔式两大类。统一式燃烧室由凹顶活塞顶与气缸盖底面组成，几乎全部燃烧室容积都集中在活塞顶的凹下部分，常见的统一式燃烧室有 ω形、球形、 U形等。分隔式燃烧室由燃烧室和副燃烧室两部分组成，主燃烧室位于活塞顶与气缸盖底面之间，副燃烧室位于气缸盖中，主、副燃烧室之间由一个或几个孔道相连，常见的分隔式燃烧室有涡流室式和预燃室式两种。6-9．喷油器的功用是什么？喷油器有几种类型？答：喷油器的功用是将燃油雾化并合理分布到燃烧室内，以便与空气混合形成混合气。车用柴油机装用的喷油器均为“闭式”喷油器，闭式喷油器又有孔式和轴针式之分。6-10．对柴油机喷油器有哪些要求？答：根据柴油机混合气形成与燃烧的要求，喷油器应有一定的喷射压力和射程 <即喷射距离）以及合适喷射锥角。此外喷油器停止供油时应干脆，不应有滴漏现象。44/736-11．喷油器主要由哪些零件组成？哪些是精密偶件？答：喷油器主要有针阀、针阀体、顶杆、调压弹簧、调压螺钉及喷油体等零件组成。针阀与针阀体是喷油器的精密偶件。6-12．轴针式喷油器与孔式喷油器在结构上有何不同？答：轴针式喷油器与孔式喷油器除针阀和针阀体结构略有不同外，其它结构及工作原理完全相同。孔式喷油器的针阀下端不伸出针阀体，轴针式喷油器的针阀下端较长，延伸出一伸入针阀体下端孔的轴针。6-13．喷油器的喷油压力是怎样控制的？答：柴油机喷油器的喷油压力由调压弹簧控制，喷油压力随调压弹簧的预紧力增减而增减。调压弹簧的预紧力可通过调压螺钉来调整。6-14．喷油泵的功用是什么？主要有几部分组成？答：喷油泵的功用是接受输油泵输送来的低压柴油， 对柴油进行加压后， 按柴油机不同工况的要求，定时、定量地将高压柴油输送给喷油器。柱塞式喷油泵主要由柱塞分泵、油量调节机构、驱动机构、泵体四部分组成。6-15．柱塞分泵的供油量与什么有关？答：柱塞分泵每次泵出的油量取决于柱塞的有效行程，即从出油阀开启到柱塞上的斜槽与柱塞套筒上的进油孔接通时柱塞向上移动的距离。使柱塞在套筒内转动，即可改变斜槽与套筒上油孔的相对位置，从而改变柱塞的有效行程。6-16．柱塞分泵驱动机构的功用是什么？驱动分泵的滚轮体有几种类型？答：分泵驱动机构的功用是驱动柱塞在柱塞套筒内往复运动，使喷油泵完成供油过程。分泵驱动机构主要包括喷油泵凸轮轴和滚轮体，滚轮体主要有调整垫块式和调整螺钉式两种类型。45/736-17．柴油机上为什么装用调速器？答：从理论上讲，柴油机工作时，油门开度不变，则每循环的供油量应该不变。但实际工作中，由于喷油泵进、回油孔的节流作用随发动机转速提高而增加，喷油泵柱塞偶件的泄漏量随发动机转速提高而减少，使喷油泵的供油正时和供油量随发动机转速变化而变化，这使柴油机的工作稳定性很差。转速较高时，由于供油提前和供油量增多，柴油机容易产生 “超速”<俗称飞车）；转速较低时，而由于供油推迟和供油量减少，柴油机容易熄火。因此，柴油机一般