第一章　認識發(fā)動機

第一節(jié)　發(fā)動機組成

一、概述

發(fā)動機（圖1-1）是汽車的心臟，是汽車的動力之源。發(fā)動機的種類雖然很多，但其基本結(jié)構(gòu)大體相同，現(xiàn)代電控汽油發(fā)動機一般都是由兩大機構(gòu)和六大系統(tǒng)組成。

二、組成系統(tǒng)

1. 兩大機構(gòu)

（1）曲柄連桿機構(gòu)　曲柄連桿機構(gòu)由機體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組三部分組成。其作用是將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑瓦\動的機械能，再通過連桿將活塞的往復運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動而對外輸出動力。

（2）配氣機構(gòu)　配氣機構(gòu)由氣門組及氣門傳動組組成。其作用是使可燃混合氣及時充入氣缸并及時將廢氣從氣缸中排出。

2. 六大系統(tǒng)

（1）電控燃料噴射系統(tǒng)

① 系統(tǒng)組成。汽油機電控燃料噴射系統(tǒng)由空氣供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)和電控系統(tǒng)三部分構(gòu)成。

空氣供給系統(tǒng)包括空氣濾清器、空氣流量傳感器、進氣軟管、進氣歧管、動力腔、節(jié)氣門位置傳感器、進氣溫度傳感器。

燃油供給系統(tǒng)包括燃油箱、電動燃油泵、輸油管、燃油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)器、燃油分配管（器）、噴油器和回油管（圖1-2）。

電控系統(tǒng)包括傳感器、電子控制單元（ECU）和執(zhí)行器。

② 作用原理。利用系統(tǒng)中的各傳感器將監(jiān)測到的發(fā)動機運行狀態(tài)參數(shù)轉(zhuǎn)換成電信號，輸入發(fā)動機電子控制單元ECU中，ECU根據(jù)這些信號，計算出噴油器的通電時間，并接通噴油器電路，使噴油器噴油，從而對噴油器的噴油時刻、噴油量進行精確控制，形成最佳的可燃混合氣送入氣缸以供燃燒，并將燃燒生成的廢氣排出。

（2）冷卻系統(tǒng)　冷卻系統(tǒng)有水冷卻系統(tǒng)和風冷卻系統(tǒng)兩種，現(xiàn)代汽車一般都采用水冷卻系統(tǒng)，主要由水泵、節(jié)溫器、風扇和散熱器等組成。其作用是將受熱機件的熱量散到大氣中去，從而保證發(fā)動機在正常溫度工作。

（3）潤滑系統(tǒng)　潤滑系統(tǒng)主要由油底殼、集濾器、機油泵、機油濾清器、調(diào)壓閥、安全閥等組成。其作用是將潤滑油送至各個摩擦表面，以減輕機件的磨損，并清洗、冷卻摩擦表面，延長發(fā)動機的使用壽命。

（4）啟動系統(tǒng)　啟動系統(tǒng)主要由啟動機、啟動開關、啟動繼電器和蓄電池等組成。其作用是將靜止的發(fā)動機啟動并轉(zhuǎn)入自行運轉(zhuǎn)。

（5）點火系統(tǒng)　點火系統(tǒng)主要由點火開關、點火模塊（點火器）、點火線圈、高壓組線、火花塞等組成。其作用是按規(guī)定時刻向氣缸內(nèi)提供電火花以點燃氣缸中的可燃混合氣。

（6）電源系統(tǒng)　電源系統(tǒng)由蓄電池、發(fā)電機及調(diào)節(jié)器等組成。其作用是為發(fā)動機及汽車電器設備提供穩(wěn)定的電能。

三、發(fā)動機基本原理

1.汽油發(fā)動機

汽油發(fā)動機采用火花點火方式，即混合氣通過電火花塞點燃。

汽油發(fā)動機通過循環(huán)燃燒汽油空氣混合氣產(chǎn)生熱能。熱能在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生高壓，從而向邊界面（燃燒室壁、燃燒室頂和活塞）施加作用力。該作用力促使活塞進行運動。

發(fā)動機不斷進行循環(huán)燃燒，這一不斷重復的整個過程分為不同沖程，每個沖程都完成一項獨立功能。為了完成進氣和排氣行程，在燃燒室頂裝有氣門，這些氣門根據(jù)需要打開或關閉。進氣門負責吸入新鮮空氣或汽油空氣混合氣。排氣門負責排出廢氣。每進行一個沖程，曲軸旋轉(zhuǎn) 180°，活塞由一個止點移動到另一個止點。因此，四沖程發(fā)動機完成一個循環(huán)時曲軸旋轉(zhuǎn) 720°，即曲軸轉(zhuǎn)動2圈。發(fā)動機工作原理如圖1-4所示。

2. 柴油發(fā)動機

柴油發(fā)動機和汽油發(fā)動機的四沖程過程基本相同。但柴油發(fā)動機吸入的不是燃油空氣混合氣而僅僅是空氣。在壓縮行程結(jié)束且活塞即將到達上止點時不會點火，而是通過燃燒室內(nèi)的高壓噴入柴油。柴油根據(jù)燃燒室內(nèi)的溫度和壓力情況自行點燃。

柴油發(fā)動機壓縮行程末，噴油泵將高壓柴油經(jīng)噴油器呈霧狀噴入氣缸內(nèi)的高溫空氣中，迅速汽化并與空氣形成可燃混合氣。因為此時氣缸內(nèi)的溫度遠高于柴油的自燃溫度，柴油即自行著火燃燒，且以后的一段時間內(nèi)邊噴邊燃燒，氣缸內(nèi)的溫度、壓力急劇升高，推動活塞下行做功。

3. 發(fā)動機電子控制系統(tǒng)

發(fā)動機電子控制系統(tǒng)簡稱發(fā)動機電控系統(tǒng)，又稱發(fā)動機管理系統(tǒng)或發(fā)動機控制系統(tǒng)，就是將多項目控制集中在一個動力控制模塊（PCM）或發(fā)動機控制單元（ECU）上完成，共用傳感器。其主要組成包括信號輸入裝置、電子控制單元（ECU）和執(zhí)行元件（表1-1、圖1-5）。