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汽油機 我有新說法
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    汽油發(fā)動機(Gasoline Engine )是以汽油作為燃料,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成動能的的發(fā)動機。由于汽油粘性小,蒸發(fā)快,可以用汽油噴射系統(tǒng)將汽油噴入氣缸,經(jīng)過壓縮達到一定的溫度和壓力后,用火花塞點燃,使氣體膨脹做功。汽油機的特點是轉(zhuǎn)速高、結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、造價低廉、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、使用維修方便。汽油機在汽車上,特別是小型汽車上大量使用。

1結(jié)構(gòu)


機體


  是發(fā)動機各部機件的裝配基體。它包括氣缸蓋、氣缸體、下曲軸箱(油底殼)。氣缸蓋和氣缸體的內(nèi)壁共同組成燃燒室的一部分。機體的許多部分又分別是其它系統(tǒng)的組成部分。


曲柄連桿機構(gòu)


  是發(fā)動機借以產(chǎn)生并傳遞動力的機構(gòu),通過它把活塞的直線往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動而輸出動力。它包括活塞、活塞銷、連桿、帶有飛輪的曲軸和氣缸體等。


配氣機構(gòu)


  包括進氣門、排氣門、氣門挺桿和凸輪軸及凸輪軸正時齒輪(由曲軸正時齒輪驅(qū)動)等。它的作用是使可燃混合氣及時充入氣缸并及時從氣缸排出廢氣。


燃料供給系統(tǒng)


  汽油機燃料供給系統(tǒng)包括汽油箱、汽油泵、汽油濾清器、空氣濾清器、化油器、進氣管、排氣管、排氣消音器等。其作用是把汽油和空氣混合成合適的可燃混合氣供入氣缸,以備燃燒,并將燃燒生成的廢氣排出發(fā)動機。


冷卻系統(tǒng)


  主要包括水泵、散熱器、鳳扇、分水管和氣缸體以及氣缸蓋里的水套。其功用是把高熱機件的熱量散發(fā)到大氣中去,以保證發(fā)動機正常工作。


潤滑系統(tǒng)


  包括機油泵、限壓閥、潤滑油道、集濾器、機油濾清器和機油散熱器等。其功用是將潤滑油供給摩擦件,以減少它們之間的摩擦阻力,減輕機件的磨損,并部分地冷卻摩擦零件,清洗摩擦表面。


起動系統(tǒng)


  包括使發(fā)動機的起動機構(gòu)及其附屬裝置。


2特點


  由于汽油粘性小,蒸發(fā)快,可以在氣缸外部與空氣形成均勻的混合氣,然后將混合氣吸入氣缸,或用汽油噴射系統(tǒng)將汽油噴入氣缸,使氣體膨脹做功。汽油機的缺點是熱效率低于柴油機,泊耗較高,點火系統(tǒng)比柴油機復(fù)雜,可靠性和維修的方便性也不如柴油機。


3應(yīng)用


  由于在相同功率條件下,汽油機的尺寸與質(zhì)量都較柴油機?。晦D(zhuǎn)矩特性好,啟動和加速性能較好,運轉(zhuǎn)噪聲較低,制造成本較低,因而汽油機的用途很廣,在飛機、汽車、快艇、賽車、小型農(nóng)機、園林機械甚至航模等都大量采用。


4工作原理


  發(fā)動機是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器,它的轉(zhuǎn)化過程實際上就是工作循環(huán)的過程,簡單來說就是是通過燃燒氣缸內(nèi)的燃料,產(chǎn)生動能,驅(qū)動發(fā)動機氣缸內(nèi)的活塞往復(fù)的運動,由此帶動連在活塞上的連桿和與連桿相連的曲柄,圍繞曲軸中心作往復(fù)的圓周運動,而輸出動力的。


  四沖程汽油機的工作過程是一個復(fù)雜的過程,它由進氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣四個行程(沖程)組成。


進氣行程


  此時,活塞被曲軸帶動由上止點向下上止點移動,同時,進氣門開啟,排氣門關(guān)閉。當活塞由上止點向下止點移動時,活塞上方的容積增大,氣缸內(nèi)的氣體壓力下降,形成一定的真空度。由于進氣門開啟,氣缸與進氣管相通,混合氣被吸入氣缸。當活塞移動到下止點時,氣缸內(nèi)充滿了新鮮混合氣以及上一個工作循環(huán)未排出的廢氣。


壓縮行程


  活塞由下止點移動到上止點,進排氣門關(guān)閉。曲軸在飛輪等慣性力的作用下帶動旋轉(zhuǎn),通過連桿推動活塞向上移動,氣缸內(nèi)氣體容積逐漸減小,氣體被壓縮,氣缸內(nèi)的混合氣壓力與溫度隨著升高。


作功行程


  此時,進排氣門同時關(guān)閉,火花塞點火,混合氣劇烈燃燒,氣缸內(nèi)的溫度、壓力急劇上升,高溫、高壓氣體推動活塞向下移動,通過連桿帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。在發(fā)動機工作的四個行程中,只有這個在行程才實現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)化為機械能,所以,這個行程又稱為作功行程。


排氣行程


  此時,排氣門打開,活塞從下止點移動到上止點,廢氣隨著活塞的上行,被排出氣缸。由于排氣系統(tǒng)有阻力,且燃燒室也占有一定的容積,所以在排氣終了地,不可能將廢氣排凈,這部分留下來的廢氣稱為殘余廢氣。殘余廢氣不僅影響充氣,對燃燒也有不良影響。


  排氣行程結(jié)束時,活塞又回到了上止點。也就完成了一個工作循環(huán)。隨后,曲軸依靠飛輪轉(zhuǎn)動的慣性作用仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn),開始下一個循環(huán)。如此周而復(fù)始,發(fā)動機就不斷地運轉(zhuǎn)起來。[1]


5常見故障


爆震


  汽油發(fā)動機會產(chǎn)生爆震的現(xiàn)象,分析其產(chǎn)生爆震的現(xiàn)象,要了解其產(chǎn)生的原因,并根據(jù)癥結(jié)進行解決。


  汽油發(fā)動機的可燃混合氣,開始是由高壓點燃的。然后,燃燒的火焰以火花塞為中心,向外傳播,將燃燒室內(nèi)的混合氣都引燃,這種燃燒過程為正常燃燒。如果在火焰沒有到達之前,其余的混合氣未被引燃就自行點火,這種燃燒就叫爆震。


  爆震在發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)中是不允許發(fā)生的,它將導(dǎo)致發(fā)動機氣缸體各零部件的磨損加劇、使用壽命縮短,甚至迅速毀壞,還會使發(fā)動機動力下降,油耗增加。


  產(chǎn)生爆震的現(xiàn)象:


  1、爆震會在氣缸內(nèi)突然產(chǎn)生沖擊波,向四面沖擊,使發(fā)動機的活塞、氣缸壁、連桿、曲軸等發(fā)生強烈的振動,發(fā)生不規(guī)則的金屬敲擊聲;


  2、冷卻系溫度過高;


  3、燃料燃燒不*,廢氣中有黑煙;


  4、發(fā)動機功率下降,油耗增大。


  解決方法:


  1、減小點火提前角;


  2、使用與規(guī)定相符牌號(辛烷值)的汽油;


  3、清除燃燒室積炭;


  4、如果是在汽車上坡發(fā)生爆震,應(yīng)及時換入低速檔;


  5、汽車起步時,不要過早地換入直接檔。


  6、在發(fā)動機負荷過大發(fā)生爆震時,關(guān)小節(jié)氣門,也可起到消減爆震的作用。[2]


拉缸


  拉缸就是在缸套內(nèi)表面與活塞往復(fù)運動接觸的區(qū)域內(nèi),發(fā)生有上下刮傷紋跡的現(xiàn)象,一般拉缸現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生在發(fā)動機大修后走合期內(nèi);有的也發(fā)生在正常運行中。在拉缸時,一般在缸套內(nèi)表面上出現(xiàn)輕度的紋跡狀拉痕,較少出現(xiàn)嚴重的片跡狀拉傷現(xiàn)象。拉傷的部位多在垂直活塞銷軸線的缸套兩側(cè)表面。拉缸的損壞部件多為缸套(內(nèi)表面)、活塞(外表面)及活塞環(huán)(外表接觸面)。


  出現(xiàn)拉缸損壞的基本原因是,在缸套與活塞摩擦環(huán)之間,產(chǎn)生了局部干摩擦。由此,金屬表面的微凸體相互接觸。在高負荷作用下,微凸體變形,在相互運動中,有大量摩擦熱產(chǎn)生,使微凸體熔化并熔合,而又拉開,形成了刮移紋跡和產(chǎn)生了磨屑。金屬磨屑被嵌壓人活塞表面(沒有潤滑油把它們沖刷帶走),對缸壁產(chǎn)生刮傷。


  影響拉缸的因素很多,情況也比較復(fù)雜。它主要與發(fā)動機的工作(溫度和負荷),活塞和缸套間的配合及其匹配材料等狀況有密切關(guān)系。然而,發(fā)動機走合期的磨合狀況是影響拉缸的關(guān)鍵。造成拉缸的基本因素有以下三個方面。


  1、發(fā)動機的活塞與缸套間的溫度過高


  1)發(fā)動機的熱負荷過大,使整機溫度過高,發(fā)動機的佳熱狀態(tài)是冷卻水溫保持在75℃-85℃之間,如果發(fā)動機熱負荷很大,或其冷卻效果不佳,發(fā)動機溫度就會過高,活塞膨脹熱變形過大;使缸套與活塞間隙過小,其間難于形成良好的潤滑油膜,甚至,由于潤滑油在高溫下炭化或燒掉,導(dǎo)致活塞環(huán)與缸壁粘結(jié),引起突爆和早燃,產(chǎn)生了干摩擦狀態(tài),加劇發(fā)動機磨損。


  2)缸套內(nèi)表面的精度和光潔度以及形狀(錐度和橢圓度)超過規(guī)定標準?;钊h(huán)的密封作用降低,缸內(nèi)燃燒氣體竄入活塞裙部,使裙部溫度過高,潤滑情況惡化,產(chǎn)生局部干摩擦現(xiàn)象。


  3)活塞在缸套中安裝位置偏移而產(chǎn)生偏磨,由于活塞變形,活塞銷孔偏移,汽缸搪磨偏歪,連桿變曲或扭曲,曲軸變軸,曲柄銷與主軸頸不平行等原因,都會使活塞在汽缸中單邊偏靠。這時,活塞環(huán)對缸壁的壓力相對集中于局部表面,使缸套與活塞環(huán)之間的油膜在很大的壓力下變得薄,甚至破裂,由此,失去了潤滑作用,形成干摩擦而溫度劇增。


  4)發(fā)動機爆燃,發(fā)動機工作時,燃料辛烷值過低,點火時間過早,壓縮比過高,火花塞過熱,燃燒室內(nèi)積碳嚴重,都會引起爆燃現(xiàn)象。其結(jié)果使缸壁的局部溫度迅速提高,使?jié)櫥湍て茐幕蚪菇Y(jié)成粘膠休,將活塞環(huán)粘在環(huán)槽內(nèi),而引起漏氣現(xiàn)象。另外,由爆燃引起燃燒氣體向缸璧敲擊,使缸套易產(chǎn)生干摩擦造成刮傷。


  5)缸套內(nèi)表面潤滑不良。由于潤滑油不足,油壓太低,油質(zhì)太差等因素,不能保證潤滑時帶走金屬摩擦表面產(chǎn)生的熱量,而引起金屬高溫變形。


  6)冷卻效果不佳。由于缺水,散熱器內(nèi)部阻塞,缸套外壁及附水垢過多,風(fēng)扇安裝不當,風(fēng)扇皮帶過松,扇風(fēng)量過小,水泵排量過低等因素,使發(fā)動機冷動不良,導(dǎo)致發(fā)動機過熱,水溫和潤滑油溫過高等弊病。尤其在走合期發(fā)生過熱現(xiàn)象,易于發(fā)生拉缸。


  2、活塞環(huán)、活塞、缸套三者的材料配合不當


  我國生產(chǎn)汽車配件的單位較多,配件質(zhì)量不穩(wěn)定,各生產(chǎn)廠家的活塞膨脹系數(shù)不同,缸套與活塞環(huán)的表面硬度也不一樣,這些,都有可能造成拉缸現(xiàn)象,如更換活塞環(huán)時,要按標準留足端隙;鍍鉻缸套不要配裝鍍鉻活塞環(huán),以免引起硬拉缸。


  3、裝配與工藝問題


  1)活塞銷裝配過緊,易在軸向兩端引起拉缸;


  2)活塞銷擋圈脫出,能引起極嚴重的拉缸;


  3)活塞環(huán)切口處理不當,環(huán)的切口開口太大,銼口時棱角突出;


  4)活塞環(huán)端面間隙大;


  5)發(fā)動機冷起動時轉(zhuǎn)速上升過快,或負荷加上過快。


  4、使用方面注意以下幾點


  1)發(fā)動機大修后在走合期內(nèi),要嚴格執(zhí)行走合期的操作規(guī)程和減載、減速等規(guī)定;


  2)保持正確的點火時間,避免把點火時間調(diào)得過早,而使發(fā)動機產(chǎn)生突爆和過熱;


  3)保證足夠的符合原廠規(guī)定牌號的機油,經(jīng)常檢查機油壓力,按走合期的規(guī)定更換機油;


  4)加足冷卻水,并經(jīng)常檢查冷卻水量和水溫。


  總之,防止拉缸問題是一個復(fù)雜而細致的工作,首先應(yīng)抓住溫度過高這一關(guān)鍵的問題,其次是配合件的材質(zhì)和配合尺寸間隙的選擇,后以裝配試車工藝來保證。這樣,才能減少或不發(fā)生拉缸現(xiàn)象。

參考資料

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