汽车连杆毕业论文总结_汽车连杆机构应用论文

1.连杆机构的理论应用

2.机械原理中的连杆机构分析！！！

3.曲柄连杆机构的作用

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立帜汽车制造网 随着世界能源危机和环保问题日益突出，汽车工业面临着严峻的挑战。一方面，石油资源短缺，汽车是油耗大户，且目前内燃机的热效率较低，燃料燃烧产生的热能大约只有35%—40%用于实际汽车行驶，节节攀升的汽车保有量加剧了这一矛盾；另一方面，汽车的大量使用加剧了环境污染，城市大气中CO的82%、NOx的48%、HC的58%和微粒的8%来自汽车尾气，此外，汽车排放的大量CO2加剧了温室效应，汽车噪声是环境噪声污染的主要内容之一。我国作为石油进口国和第二大石油消费大国，污染严重，世行认定的20个污染最严重的城市有16个在中国。国内汽车产品水平与国外差距很大，平均油耗高出10%—30%，排放约为15—20倍，汽车工业面临的压力更大。

上个世纪末以来世界各国和各大汽车公司以及国内各大科研机构和高等院校纷纷致力于开发清洁节能汽车，新能源汽车获得了长足发展。汽油和柴油是传统内燃机汽车的能源，利用除此以外的能源提供汽动力的汽车均可称为新能源汽车。目前正在开发的新能源包括天然气、液化石油气、醇类、二甲醚、氢、合成燃料、生物气、空气以及电荷燃料电池等。

本文介绍新能源汽车技术的发展概况，并对其发展前景提出看法。

1 新能源汽车的种类及其特点

1.1 天然气汽车和液化石油气汽车

天然气汽车又被称为“蓝色动力”汽车，主要以压缩天然气(CNG)、液化天然气(LNG)、吸附天然气(ANG)为燃料，常见的是压缩天然气汽车(CNGV)。液化石油气汽车(LPGV)是以液化石油气(LPG)为燃料。CNG和LPG是理想的点燃式发动机燃料，燃气成分单一、纯度高，与空气混合均匀，燃烧完全，CO和微粒的排放量较低，燃烧温度低因而NOx排放较少，稀燃特性优越，低温起动及低温运转性能好。其缺点是储运性能比液体燃料差、发动机的容积效率较低、着火延迟期较长。这两类汽车多采用双燃料系统，即一个汽油或柴油燃料系统和一个压缩天然气或液化石油气系统，汽车可由其中任意一个系统驱动，并能容易地由一个系统过渡到另一个系统。康明斯与美国能源部正合作开发名为“先进往复式发动机系统(ARES)”的新一代天然气发动机，根据开发目标，该发动机热效率达50%(热电联产时达到80%以上)，NOx排放量低于0.1g／km，制造成本为400450美元／kW，维护费用低于0.01美元／kwh，在满足这些目标的同时，发动机具有较高的可靠性。

1.2 醇类汽车

醇类汽车就是以甲醇、乙醇等醇类物质为燃料的汽车，使用比较广泛的是乙醇，乙醇来源广泛，制取技术成熟，最新的一种利用纤维素原料生产乙醇的技术其可利用的原料几乎包括了所有的农林废弃物、城市生活有机垃圾和工业有机废弃物。目前醇类汽车多使用乙醇与汽油或柴油以任意比例掺和的灵活燃料驱动，既不需要改造发动机，又起到良好的节能、降污效果，但这种掺和燃料要获得与汽油或柴油相当的功率，必须加大燃油喷射量，当掺醇率大于15%—20%时，应改变发动机的压缩比和点火提前角。乙醇燃料理论空燃比低，对发动机进气系统要求不高，自燃性能差，辛烷值高，有较高的抗爆性，挥发性好，混合气分布均匀，热效率较高，汽车尾气污染可减少30%以上。这种汽车最早由福特公司在20世纪80年代中期开发，到2003年底，美国有230多万辆乙醇汽车，其中多数是道奇和克莱斯勒厢式车——2003年已卖出233466辆。

1.3 氢燃料汽车

氢是清洁燃料，采用氢气作燃料，只需略加改动常规火花塞点火式发动机，其燃烧效率比汽油高，混合气可以较大程度地变稀，所需点火能量小，有利于节约燃料。氢气也可以加入其它燃料(如CNG)中，用于提高效率和减少N02排放。氢的质量能量密度是各种燃料中最高的一种，但体积能量密度最低，其最大的使用障碍是储存和安全问题。宝马公司一直致力于氢气发动机研制，开发了多款氢发动机汽车，其装有V12氢发动机的7系列轿车是世界上首批量产的氢发动机，该发动机可使用氢气和汽油两种燃料。

1.4 二甲醚汽车

二甲醚(DME)是一种无色无味的气体，具有优良的燃烧性能，清洁、十六烷值高、动力性能好、污染少，稍加压即为液体，非常适合作为压燃式发动机的代用能源，使用该燃料的车辆可达到美国加州的超低排放标准。日本NKK公司成功地开发出用劣质煤生产二甲醚的设备，并且和住友金属工业公司于1998年完成了用二甲醚作为汽车燃料的试验，二甲醚汽车(DMEV)不会排放黑色气体污染环境，产生的NOX比柴油少20%。

1.5 气动汽车

以压缩空气、液态空气、液氮等为介质，通过吸热膨胀做功供给驱动能量的汽车称为气动汽车，气动发动机不发生燃烧或其他化学反应，排放的是无污染物辐射的空气或氮气，真正实现了零污染。目前开发比较成功的是压缩空气动力汽车(APV)，工作原理类似于传统内燃机汽车，只不过驱动活塞连杆机构的能量来源于高压空气。APV介质来源方便、清洁，社会基础设施建设费用不高，较容易建造。无燃料燃烧过程，对发动机材料要求低，结构简单，可借鉴现有内燃机技术因而研发周期短，设计和制造容易。但目前APV能量密度和能量转换率还不够高，续驶里程短。1991年法国工程师Guy Negre获得了压缩空气动力发动机的专利，并加盟MDI公司，2000年MDI公司推出的名为“进化”(evolution)的APV，质量仅700kg，其发动机质量仅为35kg，速度可达120km／h，一次充满压缩空气可行驶200km，充气费用仅为0.3美元，在城市中约可行驶10h，在压缩空气站充气2min就可完成，用气泵充气3h可完成。

1.6 电动汽车

世界上第一辆电动车(EV)由美国人在19世纪90年代制造。EV大致分为蓄电池电动汽车(BEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)和混合动力电动汽车(HEV)。电动汽车的一个共同特点是汽车完全或部分由电力通过电机驱动，能够实现低排放和零排放。

蓄电池电动汽车是最早出现的电动汽车。使用铅酸电池的汽车整车动力性、续驶里程与传统内燃机汽车有较大的差距，而使用高性能镍氢电池或者锂电池又会使成本大大增加。而JtBEV都需有一定充电时间及相应的充电设备，使用场合受到了限制。燃料电池具有近65%的能量利用率，能够实现零排放、低噪声，国外最新开发的高性能燃料电池已经能够实现几乎与传统内燃机汽车相当的动力性能，发展前景很好，但成本却是制约其产业化的瓶颈。在加拿大进行的示范试验表明，使用燃料电他的公共汽车制造成本为120万加元，而使用柴油机的公共汽车仅为27.5万加元。

混合动力汽车融合了传统内燃机汽车和电动汽车的优点，同时克服了两者的缺点，近年来获得了飞速发展，并已经实现了产业化和商业化，PRIUS和INSIGHT两款混合动力汽车的成功向人们展现了混合动力技术的魅力和巨大的市场潜力。

1.7 以植物油为燃料的汽车

为了寻找可代替石油的新能源，科学家也将目光投向了植物油，正在研制以植物油如大豆油、玉米油及向日葵油为原料的内燃机油。科学家们还在研究生物柴油，这是一种以植物油为原料的燃料，将来可作为柴油的替代品大量用于卡车和轮船。生物柴油中不含硫，因此不会对环境造成酸雨威胁。为生产生物柴油，化学家们正在对植物油进行酯化加工，使之变成甲基酯化合物，燃烧起来更干净，发动机内残留物也较少。

2 我国新能源汽车的发展概况

我国天然气资源丰富，分布广泛，海南、北京、上海、重庆等省市被列为国家燃气汽车重点示范城市，各地均在燃油汽车基础上研制开发改装了压缩天然气汽车和液化石油气汽车，主要用于出租车、公交客车、大型车辆和工程设施等。一汽—大众公司开发了捷达LPG，上海交大研制成LPG轿车并和申沃客车联合开发成功改装型LPG城市bus，北京开发了CNG城市bus。

山西是产煤大省，甲醇汽车项目已进行多年，目前已达到商业运行阶段，所用甲醇汽车采用灵活燃料系统，既可用甲醇，也可用汽油，将乙醇当作有氧燃料使用，现在在河北和黑龙江等地推广。同时国家制定了乙醇汽油燃料相关标准。我国云岗汽车公司大同汽车制造厂开发了甲醇中巴车。

我国煤炭资源丰富，政府支持以煤炭为原料制造车用燃料项目。煤直接液化和间接液化制取车用燃料的项目正在积极进行。“十五”期间在云南和陕西建立了煤直接液化示范厂，以煤为原料合成石油或二甲醚等车用燃料。西安交通大学与中国科学院煤化工研究所经过5年协同攻关，于2000年研制出了“超低排放二甲醚汽车”，通过在TYll00单缸柴油机及装备有大连柴油机厂生产的CA498柴油机的面包车上燃用二甲醚的试验，发现发动机的功率可提高10%-15%，热效率提高2—3个百分点，噪声降低10%-15%。

我国从事燃料电池研究的单位有20余家，质子交换膜(PEM)燃料电池技术已取得较大进展，但与国外还有不小差距，例如，国外将功率50—80kW的PEM燃料电池用于轿车，而我国最大的PEM燃料电池单堆功率为5kW，离轿车使用相距甚远。我国的金属燃料电池技术已经达到世界先进水平。

我国的镍氢电池和锂电池技术水平也已经达到国际先进水平，比亚迪在2005年上海车展展出的E1电动车已经具备了很好的整车动力性能。

目前国内对压缩空气动力汽车的研究报道最多的是浙江大学，他们已经开发出压缩空气动力摩托车研究平台，探索出不少有益的结论，正在进一步深入研究，此外重庆大学和同济大学也做过一些探索性研究。应当说APV在国内的发展才刚刚起步。

3 代用燃料汽车的发展前景

在各种汽车代用燃料中，LPG和CNG最方便投入使用，而且目前已经具有好的配套基础设施。在排放和经济性能要求较高而动力性能要求一般的公共交通领域具有很好的应用前景，美国近年来新型公交客车中天然气汽车就占据了较大比例。在中国这样的农业大国特别是一些农业大省，乙醇资源丰富，乙醇汽车有良好的应用前景。二甲醚等合成燃料具有很好的排放特性，也将具有很好的应用前景，特别是作为代用柴油应用于混合动力汽车。混合动力汽车毫无疑问是下一代汽车动力系统的主要形式。

蓄电池电动汽车的使用性能不如混合动力汽车和燃料电池汽车，且成本高。氢燃料发动机的能量利用率不如氢氧燃料电池。因而蓄电池电动汽车和氢发动机汽车的发展前景不是十分乐观。当然随着太阳能电池技术的发展和突破，也许纯电动汽车能迎来一个不错的发展局面。压缩空气动力汽车虽然实现了零污染，但其整车性能与传统汽车相差太远，只能在较小的范围内应用于特定场合。

燃料电池是目前技术条件下能量利用率最高的车用能源。燃料电池的比能量可达200—350Wh／kg，为锂离子电池的2—3倍；能量转换效率高达60%～80%，是汽油机或柴油机的1.5～2倍，能实现超低污染甚至零污染，而且燃料电池使用的氢能源是可再生的。目前以甲醇燃料电池技术最为成熟。国外各大石油公司和汽车均在致力于燃料电池汽车的研发以抢占在未来汽车发展中的滩头。戴姆勒—奔驰汽车公司从1993年到2000年先后推出了NecarI—NecarⅣ和Nebas等系列FCEV，2001年5月Necar4在美国试车，功率55kW，最高车速145km／h，装载行程450km，最新推出的Necar V-FCEV采用甲醇燃料电池。1997年Ballard动力公司和福特汽车公司组建了Xcellsis公司开发燃料电池轿车，美国AR—CO、壳牌、德士古等石油公司和加州CARB先后加盟，组成世界上最强大的燃料电池车开发联盟。日本电力中央研究所正在开发一种全面使用耐热陶瓷的燃料电池，电池在发电效率非常高的1000℃的高温下工作，电解质的输出功率达到1W／cm2，相当于传统燃料电池的5倍。EvomR公司致力于开发铝和锌燃料电池，已具有相当水平。

总之对代用燃料的综合评价应考虑以下因素：燃料成本；车辆成本；对进口石油的依赖程度；有效能源利用率；温室效应；排放污染；生产、储运、分销、加注设施；装载行驶里程和加注时间；安全性。基于这些因素，目前最容易投入使用的代用燃料是CNG和LPG。电、甲醇和乙醇的综合评价指数都低于汽油。可以预计LPG和CNG以及乙醇的市场份额将会不断增加。二甲醚和合成柴油在十年后其市场份额会快速稳定增长。混合动力汽车会进一步发展，迅速增加市场份额。而燃料电池汽车会在20年之后开始实现产业化逐渐增加市场份额。传统汽油机汽车的市场份额会在20年之后开始出现明显的下降，但柴油车会在重型车辆领域继续保持很高的市场份额。

4 结束语

在未来的20年内，汽油和柴油仍是汽车主要的能量来源，但汽油和柴油的质量要求越来越高，发动机技术将快速发展以提高能量利用率。代用燃料会得到迅速运用，天然气汽车和乙醇汽车会率先大规模投入使用，二甲醚和合成燃料会逐步扩大应用。

混合动力系统会得到快速发展和应用，混合动力汽车将至少在30年内都是汽车工业最切实可行的解决能源问题和污染问题的途径。因此应当整合资源加速混合动力汽车的开发，抢占汽车技术发展的新高地。

燃料电池是最有前途的车用能量，也是未来汽车的主要能量源，国内石油工业应该与汽车工业联手开发先进的燃料电池技术，抢占未来先进汽车技术的前沿阵地!

连杆机构的理论应用

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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机械原理中的连杆机构分析！！！

动力机的驱动轴一般整周转动，因此机构中被驱动的主动件应是绕机架作整周转动的曲柄在形成铰链四杆机构的运动链中，a、b、c、d既代表各杆长度又是各杆的符号。当满足最短杆和最长杆之和小于或等于其他两杆长度之和时，若将最短杆或其邻杆固定其一，则另一杆即为曲柄。

若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和，则

a、 取最短杆的临杆为机架时，构成曲柄摇杆机构；

b、 取最短杆为机架时，构成双曲柄机构；

c、 取最短杆为连杆时，构成双摇杆机构；

若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则无曲柄存在，不论以哪一杆为机架，只能构成双摇杆机构。 在曲柄摇杆机构中，若以摇杆为主动件，则当曲柄和连杆处于一直线位置时，连杆传给曲柄的力不能产生使曲柄回转的力矩，以致机构不能起动，这个位置称为死点。机构在起动时应避开死点位置，而在运动过程中则常利用惯性来过渡死点。

曲柄连杆机构的作用

第二章 平面连杆机构

案例导入：通过雷达天线、汽车雨刮器、搅拌机等实际应用的机构分析引入四杆机构的概念，介绍四杆机构的组成、基本形式和工作特性。

第一节 铰链四杆机构

一、铰链四杆机构的组成和基本形式

1.铰链四杆机构的组成

如图1-14所示，铰链四杆机构是由转动副将各构件的头尾联接起的封闭四杆系统，并使其中一个构件固定而组成。被固定件4称为机架，与机架直接铰接的两个构件1和3称为连架杆，不直接与机架铰接的构件2称为连杆。连架杆如果能作整圈运动就称为曲柄，否则就称为摇杆。

2.铰链四杆机构的类型

铰链四杆机构根据其两个连架杆的运动形式的不同，可以分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种基本形式。

(1)曲柄摇杆机构。在铰链四杆机构中，如果有一个连架杆做循环的整周运动而另一连架杆作摇动，则该机构称为曲柄摇杆机构。如图2-1所示曲柄摇杆机构，是雷达天线调整机构的原理图，机构由构件AB、BC、固连有天线的CD及机架DA组成，构件AB可作整圈的转动，成曲柄；天线3作为机构的另一连架杆可作一定范围的摆动，成摇杆；随着曲柄的缓缓转动，天线仰角得到改变。如图2-2所示汽车刮雨器，随着电动机带着曲柄AB转动，刮雨胶与摇杆CD一起摆动，完成刮雨功能。如图2-3所示搅拌器，随电动机带曲柄AB转动，搅拌爪与连杆一起作往复的摆动，爪端点E作轨迹为椭圆的运动，实现搅拌功能。

(2)双曲柄机构。在铰链四杆机构中，两个连架杆均能做整周的运动，则该机构称为双曲柄机构。如图2-4所示惯性筛的工作机构原理，是双曲柄机构的应用实例。由于从动曲柄3与主动曲柄1的长度不同，故当主动曲柄1匀速回转一周时，从动曲柄3作变速回转一周，机构利用这一特点使筛子6作加速往复运动，提高了工作性能。当两曲柄的长度相等且平行布置时，成了平行双曲柄机构，如图2-5a）所示为正平行双曲柄机构，其特点是两曲柄转向相同和转速相等及连杆作平动，因而应用广泛。火车驱动轮联动机构利用了同向等速的特点；路灯检修车的载人升斗利用了平动的特点，如图2-6a、b)所示。如图2-5b)为逆平行双曲柄机构，具有两曲柄反向不等速的特点，车门的启闭机构利用了两曲柄反向转动的特点，如图2-6c)所示。

(3)双摇杆机构。两根连架杆均只能在不足一周的范围内运动的铰链四杆机构称为双摇杆机构。如图2-7所示为港口用起重机吊臂结构原理。其中，ABCD构成双摇杆机构，AD为机架，在主动摇杆AB的驱动下，随着机构的运动连杆BC的外伸端点M获得近似直线的水平运动，使吊重Q能作水平移动而大大节省了移动吊重所需要的功率。图2-8所示为电风扇摇头机构原理，电动机外壳作为其中的一根摇杆AB，蜗轮作为连杆BC，构成双摇杆机构ABCD。蜗杆随扇叶同轴转动，带动BC作为主动件绕C点摆动，使摇杆AB带电动机及扇叶一起摆动，实现一台电动机同时驱动扇叶和摇头机构。图2-9所示的汽车偏转车轮转向机构采用了等腰梯形双摇杆机构。该机构的两根摇杆AB、CD是等长的，适当选择两摇杆的长度，可以使汽车在转弯时两转向轮轴线近似相交于其它两轮轴线延长线某点P，汽车整车绕瞬时中心P点转动，获得各轮子相对于地面作近似的纯滚动，以减少转弯时轮胎的磨损。

二、铰链四杆机构中曲柄存在的条件

1.铰链四杆机构中曲柄存在的条件

铰链四杆机构的三种基本类型的区别在于机构中是否存在曲柄，存在几个曲柄。机构中是否存在曲柄与各构件相对尺寸的大小以及哪个构件作机架有关。可以证明，铰链四杆机构中存在曲柄的条件为：

条件一：最短杆与最长杆长度之和不大于其余两杆长度之和。

条件二：连架杆或机架中最少有一根是最短杆。

2.铰链四杆机构基本类型的判别准则

(1)满足条件一但不满足条件二的是双摇杆机构；

(2)满足条件一而且以最短杆作机架的是双曲柄机构；

(3)满足条件一而且最短杆为连架杆的是曲柄摇杆机构;

(4)不满足条件一是双摇杆机构。

实训例2-1 铰链四杆机构ABCD如图2-10所示。请根据基本类型判别准则，说明机构分别以AB、BC、CD、AD各杆为机架时属于何种机构。

解：经测量得各杆长度标于图2-10，分析题目给出铰链四杆机构知，最短杆为AD = 20，最长杆为CD = 55，其余两杆AB = 30、BC = 50。

因为 AD＋CD = 20＋55 = 75

AB＋BC = 30＋50 = 80 ＞ Lmin＋Lmax

故满足曲柄存在的第一个条件。

1)以AB或CD为机架时，即最短杆AD成连架杆，故为曲柄摇杆机构；

2)以BC为机架时，即最短杆成连杆，故机构为双摇杆机构；

3)以AD为机架时，即以最短杆为机架，机构为双曲柄机构。

第二节 平面四杆机构的其它形式

一、曲柄滑块机构

在图2-11a）所示的铰链四杆机构ABCD中，如果要求C点运动轨迹的曲率半径较大甚至是C点作直线运动，则摇杆CD的长度就特别长，甚至是无穷大，这显然给布置和制造带来困难或不可能。为此，在实际应用中只是根据需要制作一个导路，C点做成一个与连杆铰接的滑块并使之沿导路运动即可，不再专门做出CD杆。这种含有移动副的四杆机构称为滑块四杆机构，当滑块运动的轨迹为曲线时称为曲线滑块机构，当滑块运动的轨迹为直线时称为直线滑块机构。直线滑块机构可分为两种情况：如图2-11b）所示为偏置曲柄滑块机构，导路与曲柄转动中心有一个偏距e；当e = 0即导路通过曲柄转动中心时，称为对心曲柄滑块机构，如图2-11c）所示。由于对心曲柄滑块机构结构简单，受力情况好，故在实际生产中得到广泛应用。因此，今后如果没有特别说明，所提的曲柄滑块机构即意指对心曲柄滑块机构。

应该指出，滑块的运动轨迹不仅局限于圆弧和直线，还可以是任意曲线，甚至可以是多种曲线的组合，这就远远超出了铰链四杆机构简单演化的范畴，也使曲柄滑块机构的应用更加灵活、广泛。

图2-12所示为曲柄滑块机构的应用。图2-12a）所示为应用于内燃机、空压机、蒸汽机的活塞－连杆－曲柄机构，其中活塞相当于滑块。图2-12b）所示为用于自动送料装置的曲柄滑块机构，曲柄每转一圈活塞送出一个工件。当需要将曲柄做得较短时结构上就难以实现，通常采用图2-12c)所示的偏心轮机构，其偏心圆盘的偏心距e就是曲柄的长度。这种结构减少了曲柄的驱动力，增大了转动副的尺寸，提高了曲柄的强度和刚度，广泛应用于冲压机床、破碎机等承受较大冲击载荷的机械中。

二、导杆机构

在对心曲柄滑块机构中，导路是固定不动的，如果将导路做成导杆4铰接于A点，使之能够绕A点转动，并使AB杆固定，就变成了导杆机构，如图2-13所示。当AB＜BC时，导杆能够作整周的回转，称旋转导杆机构，如图2-13a＝所示。当AB＞BC时导杆4只能作不足一周的回转，称摆动导杆机构，如图2-13b)所示。

导杆机构具有很好的传力性，在插床、刨床等要求传递重载的场合得到应用。如图2-14a)所示为插床的工作机构，如图2-14b)所示为牛头刨床的工作机构。

三、摇块机构和定块机构

在对心曲柄滑块机构中，将与滑块铰接的构件固定成机架，使滑块只能摇摆不能移动，就成为摇块机构，如图2-15a)所示。摇块机构在液压与气压传动系统中得到广泛应用，如图2-15b)所示为摇块机构在自卸货车上的应用，以车架为机架AC，液压缸筒3与车架铰接于C点成摇块，主动件活塞及活塞杆2可沿缸筒中心线往复移动成导路，带动车箱1绕A点摆动实现卸料或复位。将对心曲柄滑块机构中的滑块固定为机架，就成了定块机构，如图2-16a)所示。图2-16b)为定块机构在手动唧筒上的应用，用手上下扳动主动件1，使作为导路的活塞及活塞杆4沿唧筒中心线往复移动，实现唧水或唧油。表2-1给出了铰链四杆机构及其演化的主要型式对比。

第三节 平面四杆机构的工作特性

一、运动特性

在图2-17所示的曲柄摇杆机构中，设曲柄AB为主动件。曲柄在旋转过程中每周有两次与连杆重叠，如图2-17中的B1AC1和AB2C2两位置。这时的摇杆位置C1D和C2D称为极限位置，简称极位。C1D与C2D的夹角 称为最大摆角。曲柄处于两极位AB1和AB2的夹角锐角θ称为极位夹角。设曲柄以等角速度ω1顺时针转动，从AB1转到AB2和从AB2到AB1所经过的角度为（π＋θ）和（π－θ），所需的时间为t1和t2 ，相应的摇杆上C点经过的路线为C1C2弧和C2C1弧，C点的线速度为v1和v2 ，显然有t1＞t2 ，v1＜v2 。这种返回速度大于推进速度的现象称为急回特性，通常用v1与v2的比值K来描述急回特性，K称为行程速比系数，即

K= (2-1)

或有 (2-2)

可见，θ越大K值就越大，急回特性就越明显。在机械设计时可根据需要先设定K值，然后算出θ值，再由此计算得各构件的长度尺寸。

急回特性在实际应用中广泛用于单向工作的场合，使空回程所花的非生产时间缩短以提高生产率。例如牛头刨床滑枕的运动。

二、传力特性

1.压力角和传动角

在工程应用中连杆机构除了要满足运动要求外，还应具有良好的传力性能，以减小结构尺寸和提高机械效率。下面在不计重力、惯性力和摩擦作用的前提下，分析曲柄摇杆机构的传力特性。如图2-18所示，主动曲柄的动力通过连杆作用于摇杆上的C点，驱动力F必然沿BC方向，将F分解为切线方向和径向方向两个分力Ft和Fr ，切向分力Ft与C点的运动方向vc同向。由图知

Ft = F 或 Ft = F

Fr = F 或 Fr = F

α角是Ft与F的夹角，称为机构的压力角，即驱动力F与C点的运动方向的夹角。α随机构的不同位置有不同的值。它表明了在驱动力F不变时，推动摇杆摆动的有效分力Ft的变化规律，α越小Ft就越大。

压力角α的余角γ是连杆与摇杆所夹锐角，称为传动角。由于γ更便于观察，所以通常用来检验机构的传力性能。传动角γ随机构的不断运动而相应变化，为保证机构有较好的传力性能，应控制机构的最小传动角γmin。一般可取γmin≥40°，重载高速场合取γmin≥50°。曲柄摇杆机构的最小传动角出现在曲柄与机架共线的两个位置之一，如图2-18所示的B1点或B2点位置。

偏置曲柄滑块机构，以曲柄为主动件，滑块为工作件，传动角γ为连杆与导路垂线所夹锐角，如图2-19所示。最小传动角γmin出现在曲柄垂直于导路时的位置，并且位于与偏距方向相反一侧。对于对心曲柄滑块机构，即偏距e = 0 的情况，显然其最小传动角γmin出现在曲柄垂直于导路时的位置。

对以曲柄为主动件的摆动导杆机构，因为滑块对导杆的作用力始终垂直于导杆，其传动角γ恒为90°，即γ = γmin = γmax =90°,表明导杆机构具有最好的传力性能。

2.止点

从Ft = F cosα知，当压力角α = 90°时，对从动件的作用力或力矩为零，此时连杆不能驱动从动件工作。机构处在这种位置称为止点，又称死点。如图2-20a)所示的曲柄摇杆机构，当从动曲柄AB与连杆BC共线时，出现压力角α = 90°，传动角γ = 0。如图2-20b)所示的曲柄滑块机构，如果以滑块作主动，则当从动曲柄AB与连杆BC共线时，外力F无法推动从动曲柄转动。机构处于止点位置，一方面驱动力作用降为零，从动件要依靠惯性越过止点；另一方面是方向不定，可能因偶然外力的影响造成反转。

四杆机构是否存在止点，取决于从动件是否与连杆共线。例如上述图2-20a)所示的曲柄摇杆机构，如果改摇杆主动为曲柄主动，则摇杆为从动件，因连杆BC与摇杆CD不存在共线的位置，故不存在止点。又例如前述图2-20b)所示的曲柄滑块机构，如果改曲柄为主动，就不存在止点。

止点的存在对机构运动是不利的，应尽量避免出现止点。当无法避免出现止点时，一般可以采用加大从动件惯性的方法，靠惯性帮助通过止点。例如内燃机曲轴上的飞轮。也可以采用机构错位排列的方法，靠两组机构止点位置差的作用通过各自的止点。

在实际工程应用中，有许多场合是利用止点位置来实现一定工作要求的。如图2-21a）所示为一种快速夹具，要求夹紧工件后夹紧反力不能自动松开夹具，所以将夹头构件1看成主动件，当连杆2和从动件3共线时，机构处于止点，夹紧反力N对摇杆3的作用力矩为零。这样，无论N有多大，也无法推动摇杆3而松开夹具。当我们用手搬动连杆2的延长部分时，因主动件的转换破坏了止点位置而轻易地松开工件。如图2-21b)所示为飞机起落架处于放下机轮的位置，地面反力作用于机轮上使AB件为主动件，从动件CD与连杆BC成一直线，机构处于止点，只要用很小的锁紧力作用于CD杆即可有效地保持着支撑状态。当飞机升空离地要收起机轮时，只要用较小力量推动CD，因主动件改为CD破坏了止点位置而轻易地收起机轮。此外，还有汽车发动机盖、折叠椅等。

第四节 平面四杆机构运动设计简介

四杆机构的设计方法有图解法、试验法、解析法三种。本节仅介绍图解法。

一、按给定的连杆长度和位置设计平面四杆机构

1.按连杆的预定位置设计四杆机构

例2-2 已知连杆BC的长度和依次占据的三个位置B1C1、B2C2、B3C3 ，如图2-22所示。求确定满足上述条件的铰链四杆机构的其它各杆件的长度和位置。

解：显然B点的运动轨迹是由B1、B2、B3三点所确定的圆弧，C点的运动轨迹是由C1、C2、C3三点所确定的圆弧，分别找出这两段圆弧的圆心A和D，也就完成了本四杆机构的设计。因为此时机架AD已定，连架杆CD和AB也已定。具体作法如下：

(1)确定比例尺，画出给定连杆的三个位置。实际机构往往要通过缩小或放大比例后才便于作图设计，应根据实际情况选择适当的比例尺 ，见式（1-1）。

(2)连结B1B2、B2B3 ，分别作直线段B1B2和B2B3的垂直平分线b12和b23（图中细实线），此两垂直平分线的交点A即为所求B1、B2、B3三点所确定圆弧的圆心。

(3)连结C1C2、C2C3，分别作直线段C1C2和C2C3的垂直平分线c12、c23（图中细实线）交于点D，即为所求C1、C2、C3三点所确定圆弧的圆心。

(4)以A点和D点作为连架铰链中心，分别连结AB3、B3C3、C3D（图中粗实线）即得所求四杆机构。从图中量得各杆的长度再乘以比例尺，就得到实际结构长度尺寸。

在实际工程中，有时只对连杆的两个极限位置提出要求。这样一来，要设计满足条件的四杆机构就会有很多种结果，这时应该根据实际情况提出附加条件。

实训例2-3 如图2-23所示的加热炉门启闭机构，图中Ⅰ为炉门关闭位置，使用要求在完全开启后门背朝上水平放置并略低于炉口下沿，见图中Ⅱ位置。

解：把炉门当作连杆BC，已知的两个位置B1C1和B2C2 ，B和C已成为两个铰点，分别作直线段B1B2、C1C2的平分线得b12和c12 ，另外两铰点A和D就在这两根平分线上。为确定A、D的位置，根据实际安装需要，希望A、D两铰链均安装在炉的正壁面上即图中yy位置，yy直线分别与b12、c12相交点A和D即为所求。

二、按给定的行程速比系数设计四杆机构

设计具有急回特性的四杆机构，一般是根据运动要求选定行程速比系数，然后根据机构极位的几何特点，结合其他辅助条件进行设计。

实训例2-4 已知行程速比系数K，摇杆长度lCD，最大摆角 ，请用图解法设计此曲柄摇杆机构。

解：设计过程如图2-24所示，具体步骤：

(1)由速比系数K计算极位角θ。由式（2-2）知

(2)选择合适的比例尺，作图求摇杆的极限位置。取摇杆长度lCD除以比例尺 得图中摇杆长CD，以CD为半径、任定点D为圆心、任定点C1为起点做弧C，使弧C所对应的圆心角等于或大于最大摆角 ，连接D点和C1点的线段C1D为摇杆的一个极限位置，过D点作与C1D夹角等于最大摆角 的射线交圆弧于C2点得摇杆的另一个极限位置C2D。

(3)求曲柄铰链中心。过C1点在D点同侧作C1C2的垂线H，过C2点作与D点同侧与直线段C1C2夹角为（900－θ）的直线J交直线H于点P，连接C2P，在直线段C2P上截取C2P/2得点O，以O点为圆点、OP为半径，画圆K ，在C1C2弧段以外在K上任取一点A为铰链中心。

(4)求曲柄和连杆的铰链中心。连接A、C2点得直线段AC2为曲柄与连杆长度之和，以A点为圆心、AC1为半径作弧交AC2于点E，可以证明曲柄长度AB = C2E/2，于是以A点为圆心、C2E/2为半径画弧交AC2于点B2为曲柄与连杆的铰接中心。

(5)计算各杆的实际长度。分别量取图中AB2、AD、B2C2的长度，计算得：

曲柄长 lAB = AB2，连杆长 lBC = B2C2 ，机架长 lAD = AD。

习题二

2-1 铰链四杆机构按运动形式可分为哪三种类型？各有什么特点？试举出它们的应用实例。

2-2 铰链四杆机构中曲柄存在的条件是什么？

2-3 机构的急回特性有何作用？判断四杆机构有无急回特性的根据是什么？

2-4 题图所示的铰链四杆机构中，各构件的长度已知，问分别以a、b、c、d为机架时，各得什么类型的机构？

2-5 标注出各机构在题图所示位置的压力角和传动角。

实训二 设计平面四杆机构

1.实训目的

掌握平面四杆机构的图解设计方法，初步了解和掌握计算机辅助设计在平面四杆机构设计中的应用。

2.实训内容和要求

（1）设计一铰链四杆机构，已知摇杆长LC D = 0.12m , 摆角 ＝45°，机架长LAD = 0.10m，行程速比系数K=1.4，试用图解法求曲柄和连杆的长度。

（2）使用图解法设计一摆动导杆机构。已知行程速比系数K=1.5，机架长LAD=0.18m。

可自选一题目，采用计算机辅助设计（用AutoCAD图解设计）。

3.实训过程。参考实训例2-4。

4. 采用AutoCAD图解设计的实训步骤

按照自选好的题目初步构思、拟定作图步骤，然后上机操作：①进入AutoCAD工作界面；②按作图步骤作图；③利用查询功能测出设计结果；④保存设计结果。

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曲柄连杆机构的作用是提供燃烧场所，把燃料燃烧后产生的气体作用在活塞顶上的膨胀压力转变为曲轴旋转的转矩，不断输出动力。

曲柄连杆机构发动机的主要运动机构。其功用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽车车轮转动。曲柄连杆机构由活塞组、连杆组和曲轴、飞轮组等零部件组成。

曲柄连杆机构

机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体，是发动机中最重要的一个部件。

气缸体有水冷式缸体和风冷式气缸体。水冷式气缸体一般与上曲轴箱铸成一体。气缸体上部拍了出所有气缸，气缸周围的空腔相互连通构成水套。下半部分是用来支承曲轴的曲轴箱。气缸体有直列、V形和水平对置三种形式，在汽车上常用直列和V形两种。

气缸体下部的结构有一般式、龙门式、和隧道式三种形式风冷式气缸体和曲轴箱采用分体式结构，气缸体和曲轴箱分开铸造，然后再装配到一起。气缸体和气缸盖外表面铸有许多散热片来保证充分散热，缸体的材料一般用灰铸铁。

以上内容参考：百度百科——曲柄连杆机构的作用

发动机自动熄火的诊断分析

发动机自动熄火的诊断分析

摘要： 现代的轿车发动机大多是电子控制燃油喷射型的汽油发动机，自动熄火的原因很多，首先要分析自动熄火的症状。汽车发动机经过长期的使用后或者人为的原因导致发动机自动熄火，那是什么原因导致发动机自动熄火呢？那就要我们带着问题来探研问题的所在，从中认我们知道发动机为什么自动熄火，这样我们才可以以后避免发动机自动熄火后带给我们的麻烦，防范于未然。

关键词: 发动机 自动熄火 诊断分析 检测 维修 熄火故障原因

绪论

在汽车技术日新月异的今天，电脑控制技术已经应用到汽车的各个系统，各种新结构、新技术的不断涌现，使汽车维修人员面临着更加大的挑战。现代汽车维修技术的特征表现为“七分诊断，三分修理” ，发动机常见故障现象、故障原因、诊断方法和思路、诊断与排除等发生了很大的改观，因此，我通过长时间的在校学习，并参考了大量的维修资料写下了该文。

一 发动机的概述

1.1发动机的简介

发动机机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。

1.2发动机的工作原理（配图）

发动机是一种能量转换机构，它将燃料燃烧产生的热能转变成机械能。要完成这个能转换必须经过进气，把可燃混合气(或新鲜空气)引入气缸；然后将进入气缸的可燃混合气(或新鲜空气)压缩，压缩接近终点时点燃可燃混合气(或将柴油高压喷入气缸内形成可燃混合气并引燃)；可燃混合气着火燃烧，膨胀推动活塞下行实现对外作功；最后排出燃烧后的废气。即进气、压缩、作功、排气四个过程。把这四个过程叫做发动机的一个工作循环，工作循环不断地重复，就实现了能量转换，使发动机能够连续运转。把完成一个工作循环，曲轴转两圈(720°)，活塞上下往复运动四次，称为四行程发动机。而把完成一个工作循环，曲轴转一圈(360°)，活塞上下往复运动两次，称为二行程发动机。

1.3常见发动机的结构（图）

发动机的结构主要由以下的两大机构和五大系统组成。

曲柄连杆机构：包括活塞、连杆、曲轴、飞轮、活塞环及活塞销等；

配气机构： 包括凸轮轴、进排气门、正时齿轮、气门弹簧及气门座等部份；

燃油供给系：包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、燃油喷射系统、空气滤清器、进排气管及消声器等部份；

冷却系：包括水泵、散热器、风扇、节温器及水管等部份；

润滑系：包括机油泵、机油滤清器、机油集滤器及油道等部份；

点火系：包括蓄电池、发电机、点火线圈、火花塞及高压线等部份；

起动系：包括起动机及其附属装置。其中气缸盖、气缸体、进气歧管由铝合金制成，而气缸套及凸轮轴则由铸铁制成；并采用平衡轴的方式平平衡因曲柄连杆机构产生的旋转惯性力和往复惯性力，以降低发动机的振动。

二 发动机的检修

2.1发动机的拆卸（步骤）

拆下蓄电池的负极接线，把发动机室机盖提起到垂直位置，再卸下空气滤清器。放掉冷却液，然后拆下散热器。对装有空调的发动机，卸下空调压缩机的动皮带，然后拆下压缩机，并在不拆软管的情况下把它移到一边。松开动力泵储液罐的注液盖，然后用注射器抽净罐中的液压油，再拧上储液罐盖。拆下油门拉线，拆下液压制动助力器的固定螺栓或在进气歧管上的固定螺母，撒下安装接头用的两个密封垫圈。从缸盖后面的支架上松开真空助力器软管。拆下水泵上的散热器上软管和节温器壳上的储液罐软管。拆下水泵出水口右侧的暖风水箱软管和缸盖后面的左侧的软管。对装有液压气动悬架的车辆，从缸盖的右侧卸开液压泵。拆下燃油分配器和燃油压力调节器上的软管，然后用干净的抹布在装配螺栓处堵住油管以防燃油外泄。拆除全部影响发动机拆卸的导线和软管以及与此有关的例如冷启动阀、电磁压力调节器、空气流量传感器、节气门壳、辅助空气装置、冷却液温度传感器和缸盖温度开关、油底壳油位传感器、交流发电机、起动机和点火线圈等零部件、元器件和总成。拆下点火系统电子开关装置的两个电气连接器。然后拆下诊断插座与翼子板的固定螺栓，从插座的后面拆下电气导线连接器。拆下进气歧管上的机油滤清器导线护罩支撑与安装支架的固定螺栓。从各个连接件和电缆夹上松开导线和电缆并把拆下的导线和电缆与发动机分离开来。提升车辆并把它可靠地支承在支撑台架上。对装有发动机下托架的车辆，卸下前支撑、螺栓、后凸缘螺母和螺栓，然后拆下下托架。对于早期的车辆，松开座架并拆下发动机前减震垫。拆下凸缘螺母或螺栓，然后把排气管与歧管分离开来。松开软管夹，拆下螺母以松开发动机右侧连接件上的动力转向软管，并用干净抹布堵住软管和金属管。拆下发动机搭铁线的固定螺栓和螺母，然后取下搭铁线。拆卸下传动轴，拆下发动机支架与托架的固定螺栓。用提升装置把发动机连同变速器一起从发动机室中提。

2.2发动机的安装

发动机组装程序与要求如下：（步骤）

在组装发动机时要全部使用新垫和新油封，并且保证全部零件都涂有适量的机油以及在缸筒中和曲轴箱内不残留金属多余物。在安装活塞与连杆组件时，要翻转缸体使之右侧面朝上，然后把连杆伸进缸筒中，再用活塞环夹紧器夹紧活塞环并把活塞引进到缸筒中，再用木锤把或类似的硬木棒把活塞与连杆组件顶到位。

用规定的力矩拧紧连杆轴承盖螺母和主轴承盖螺栓，然后用手转动曲轴以确定其转动阻力适度。对于拉伸螺栓的连杆，不要使用扭力扳手拧紧，而要用转角器拧紧，而且要确保拉伸段的直径大于8.89-0.076mm、被连杆轴承盖挡住部分的直径应不小于7.87mm。出于标准化上的原因，对于全部连接用螺栓相对于转角器的拧紧转角为90°+10°，也就是在以29.83N·m-33.9N·m的扭矩拧紧后再拧转90°；请注意对于190E款型，在第三个主轴承盖处装有曲轴止推垫。此止推垫的两个凸耳放在主轴盖的凹槽中以防止其转动，在安装时应使止推垫带有槽的一面面向曲轴的止推面。分解机油泵并检查齿轮的齿隙，然后检查泵盖安装面的翘曲量，若超过规定，则用机械加工的方式使其平整，若泵盖的内表面磨损严重，则予以更换。安装上机油泵。再安装上油底壳、下曲轴箱，并按规定的力矩拧紧固定螺栓，然后把缸体的上表面转动向上，装上缸垫和缸盖，按规定顺序和力矩拧紧缸盖固定螺栓。安装上气门室盖，并按规定的力矩拧紧固定螺栓，最后把余下的全部零部件安装到发动机上。利用吊装设备把发动机装入发动机室中。

2．3发动机的磨合

发动机总成装配后,一般要求经过冷磨合与热试后才能投入使用,通过冷磨与热试对提高零件配合质量,保证正确的间隙(如气门间隙和准确的正时),从而提高发动机的动力性,经济性,工作可靠性和使用寿命.

2.3.1 发动机的冷磨合

发动机的冷磨合是指以发动机或其他动力带动发动机运转磨合的过程.其功用是使相对配合的零件之间进行自然磨合.由于冷磨合后,还必须对发动机进行拆检与清洗,所以冷磨时可不安装燃油供给系统和点火系统各附件,如果已安装上,则应拆下汽油机活塞,以减小冷磨合汽缸内的压力,减小发动机零件的机械负荷.

2.3.2 发动机的热试

将装配好的发动机,以其本身产生的动力进行运转试验的过程,热试可将发动机安装到车上后进行.热试时,发动机工作温度达到正常后,应使发动机在不同的转速下运转.此外,还应该检查有无漏水,气及油现象,检查调整气门间隙,点火正时,怠速转速等,观察电流表,冷却液温度表,机油压力表指示灯是否正常,听该发动机工作是否有异响,检查发动机汽缸是否符合规定标准,热试的时间为1.5-2.0小时。

三 发动机自动熄火的故障维修

3.1故障现象

故障现象 发动机运转或汽车行驶过程中自动熄火，而再起动并没有多大困难的现象。

3.2常见故障原因

进气管路真空泄漏；怠速调整不当、节气们体过脏、怠速系统控制不良等造成的怠速不稳；燃油压力不稳定，例如电动燃油泵电刷过度磨损或接触不良，或燃油泵滤网堵塞等；废气再循环阀门阻塞或底部泄漏；燃油泵电路、喷油器驱动电路等电路有接触不良等故障；燃油泵继电器、EFI继电器、点火继电器不良等；点火系工作不良。例如高压火弱，火花塞使用时间过久，点火正时不对，点火线圈接触不良或热态时存在匝路导致没有高压火花或高压火花弱，低压线路接触不良，绝缘胶损坏间歇搭铁等；节气门位置传感器不良；空气流量计或进气压力传感器有故障；冷却液温度传感器、氧传感器有故障；曲轴位置传感器有故障，如无转速信号（插头末插好、曲轴位置传感器信号线断、传感器定位螺钉松动、间隙失调、传感器损坏等）；曲轴位置传感器信号齿圈断齿，会引起加速时熄火，曲轴位置传感器内电子元件温度稳定性能差，会导致信号不正常，会引发间歇性熄火故障；ECU有故障。

3.3故障诊断的一般步骤（步骤次序）

先进行故障自诊断，检查有无故障码出现。如有，则按所显示的故障码查找故障原因。要特别注意会影响点火、喷油、怠速、配气相位变化的传感器和执行器（如发动机转速及曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、冷却液温度传感器、节气门位置传感器、怠速控制阀等）有无故障。

如发动机自动熄火发生在怠速工况，且熄火后可立即起动可按怠速不稳易熄火进行检查。

采用故障模拟征兆法振动熔丝盒，各线束接头，看故障能否出现。然后进一步检查各线事业接头有无接触不良，各搭铁线有无搭救铁不良，目视检查线事业绝缘层有无损坏和间歇搭铁现象。

采用故障模拟征兆法改变ECU、点火器等工作环境温度，重现故障，进而诊断故障原因。

试更换点火线圈、火花塞等。

在不断试车过程中，有多通道示波器同时监测发动机转速及曲轴位置传感器、空气流量计、电脑的5V参考电压等信号。

如果在熄火前有喘振、加速不良的现象再慢慢熄火的话，故障可能发生在供油不畅上。可接上燃油压力表，最好能将压力表用透明胶固定于前挡风玻璃上，再试车确定。如存在熄火时油压力过低的现象，则应检查油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、油压调节器及燃油泵控制电路。

试车时接上专用诊断仪，读取故障出现前后的数据，进行对比分析，从而找出故障。

按故障逐个检查排除。

3.4故障诊断的相关要点（分点讲出来）

在对电控系统引出的故障诊断时，千万不要忘记先进行基本检查。例如：在试图诊断电控单元控制的燃油喷射系统故障之前，一定要确保进气管路无泄漏，配气正时、点火正时。如果存在这些不良现象，发动机的抗负荷交变能力就差，在工作状况突变的情况下可能熄火，如加速熄火、制动熄火、开空调熄火、挂档熄火等。

有些汽车的间歇性故障是难于诊断的，除非是检查汽车时正好显示故障。因此，当进行诊断测试时，故障症状不出现，故障就难以诊断。解决方法是放车到维修站，由技师驾车在可能出现出问题的状态下行驶，直到故障出现。这种方法就不凑巧了，因为这样故障短时间不出现，就得无休止地驾车。还在一种方法就是故障出现就打电话给维修站，这一方法对长时间熄火无法起动很受用。一般就来这种现象只会越来越严重，如一时无法确诊，也可待故障明显后再作检查。

检查不定时的怠速熄火故障时，有时换火花塞是必要的。

当怀疑空气流量计不良（如空气流量计热线过脏；内部电路连接焊点脱落、接触不良等）时，可用示波器检查空气流量计信号电压波形。

当怀疑进气压力传感器不良时，应先检查传感器真空胶管，看是否破裂，弯折，是否有时漏气，有时不漏气，使进气压力传感器信号时而正常，时而不正常，造成发动机收加速踏板时熄火。还应检查对喷油量影响较大的传感器。冷却液温度传感器不仅对喷油量有影响，也对修正点火提前角的信号之一，应要重视。有时某些车型的氧传感器信号电压无变化，容易造成发动机加速时熄火。

如果在较高速行驶中先出现加速不良而造成的熄火，要重点检查油路；如果较高速过程中突然熄火则重点检查电路方面，高压火花是否过弱是必要检查项目之一。突然熄火、间歇熄火还应该对控制点火的主要传感器发动机转速用曲轴位置传感器进行检查。故障模拟试验方法。在故障诊断中最困难的情形是有故障，但没有明显的故障征兆。在这种情况下必须进行彻底的故障分析，然后模拟与用户车辆出现故障时相同的条件和环境，进行就车诊断。这样有助于故障处理。

四 故障实例

4.1道奇车自动熄火故障

故障现象

一辆三星道奇乘用车，在行使了一段路程后其发动机突然自动熄火，再起动时发动机不能着火，但过了大约15min后起到发动机时又能正常起到，且怠速平稳，加速性能良好。

故障分析

在冷机状态下测量燃油系统压力，压力正常；在发动机自动熄火后测量燃油系统压力，该系统的压力明显低于正常值；进一步检查时发现在冷机时燃油泵输出的燃油压力正常，在热机时燃油泵输出的燃油压力偏低，因此燃油泵本身油问题。

排除方法

更换该燃油泵。

4.2康明斯发动机自动熄火故障

Cummins康明斯发动机-自动熄火-的故障原因分析与处理方法

1：燃油用完或燃油关断阀切断油路处理：检查燃油关断阀，看它是否开启。如系关闭，应予打开。检查油箱中有否燃油。如果油箱无油，则加油原因。

2：燃油质量低劣处理：检查更换燃油原因。

3：燃油输油管道漏气处理：检查连接件有无松动，管道有无破裂，滤清器是否未上紧等，并一一校正原因。

4：内输油路或外输油路漏油处理：对所有滤清器、密封垫、管道和连接件作外油路漏油检查。用加压办法作内油路漏油检查。修理或更换原因。

5：燃油泵驱动轴断裂处理：检查齿轮泵驱动轴是否断裂。重新调校或更换原因。

6：节气门传动杆调整不当或磨损处理：检查磨损情况，更换并调整传动杆原因。

7：怠速弹簧装配不对处理：重新装配调整原因。

8：限速器离心锤装配不当处理：重新调校原因。

9：燃油中有水分或蜡质处理：更换燃油，更换所有滤清器，装设燃油加热器原因。

10：燃油泵校准不正确处理：重新调校燃油泵原因。

11：密封垫漏气处理：进行压力检查，找出漏气的气缸，更换并修理。

4.3奔驰轿车自动熄火故障

故障现象

一款1996年产奔驰豪华型W140 S320轿车。该车在行驶中突然熄火，再次着车，ABS、ASR、驻车制动报警灯和制动蹄片报警灯都同时点亮，并且着车几分钟后，车辆再次熄火。

故障原因及分析

接车后，打开发动机舱盖，发动机及线束一切都十分整齐，看来此车保养得非常好，车主说此车从来没出现过大毛病，所以不必考虑发动机有什么问题。打开点火开关，仪表灯微亮，将点火开关旋至起动挡，起动机“哒哒”作响不运转，好像蓄电池严重亏电。用万用表测起动时电压，只有9V，利用强起动蓄电池着车后，ABS、ASR、驻车制动灯及制动蹄片报警灯都常亮不灭，取下起动蓄电池，不一会儿发动机又熄火。

再次强起动，测发电机的电压为蓄电池电压，说明发电机不发电。测量发电机D+端子，有＋14V电压输出，证明发电机良好。为什么发电机良好却不发电，而且发电机充电指示灯也不亮。于是拆下组合仪表，取出充电指示灯灯泡，没有烧坏，线路也没有问题。无奈之下，只有人为强行让发电机发电。这样做有一定的危险，但为了进一步验证发电机是否真是好的，只好采取此办法。方法是：取一个点火开关处火线，接在一个二极管的正极上，二极管负极接在发电机D＋端子上，人为给一个激励信号；利用这种办法着车，测发电机电压果然能达到13.9—14.3V，加油时也正常，说明发电机是好的。

虽然发电机电压正常了，但4个故障灯仍然常亮不灭，利用奔驰专用电脑STAR2000专用诊断仪准备进入ABS系统，发现通信错误，根本无法进入。取下ABS电脑盒，按资料电路图，找到电脑端子的火线和地线，发现ABS电脑缺少一个常电源。从蓄电池上取一常电源接入后，ABS、ASR灯熄灭，诊断仪也能进入且无故障，但驻车制动及制动蹄片报警灯仍然亮。逐个进行检查，驻车制动制动开关正常，制动蹄片及制动油液位都正常，再次从ABS电脑端子常火入手查看电路图。此常火是从基本电脑内部输出供给，检查基本电脑上的4个10A熔丝，结果3号10A熔丝烧断，取一个10A熔丝插上后又被烧断。仔细检查，发现3号熔丝上被人接了一根线，顺线找到一个防盗报警喇叭。此喇叭是后加装的，取下此线，再接一个10A熔丝，没有再烧断，原来防盗喇叭负载电流过大，只要一工作就会烧断10A熔丝。

再测ABS电脑端子电源线，恢复正常，着车观察，驻车制动报警灯及制动蹄片报警灯也不亮了，一切正常。难道不发电也是此熔丝造成的吗？于是把发电机线恢复成原车线，测量发电机发电机电压13.8V正常，至此故障全部排除。

一个小小的熔丝竟然惹出这么大的麻烦，使维修走了不少弯路。基本电脑是给其他电脑模块及仪表供电的一个中转站，所有模块的电源供给都从基本电脑输出，所以基本电脑上的4个熔丝十分重要。在此提醒维修界人士，千万不要胡乱改动原车线路，给维修带来困难，此例故障就是因加装防盗器的那个修理工，没有找到常电源，（奔驰车蓄电池在行李舱）就从电脑处取一个电源，但此10A熔丝无法带动防盗器喇叭，故防盗器喇叭一工作就把10A熔丝烧了，所以提醒朋友们检修车辆一定要找到根源，才能根治故障。

4.4阳光车发动机自动熄火

故障现象

一辆东风日产阳光乘用车，在行驶3.3万km时到专营店进行正常维护，但两天后出现怠速转速较低，当车速达到100km/h—120km/h的条件下紧急制动时发动机会自然熄火，而且该现象出现的频率越来越高，每天达到五次以上,根据以上故障现象得出下列分析。

故障原因分析

利用CONSULT-Ⅱ故障检测仪进行故障检测，检测到“CMP SEN/ CIR-B1[P0340]”，即曲轴位置传感器及其故障线路故障。清除线路代码后，重新调取故障代码，该故障代码不再出现，但仍有紧急制动时熄火的现象。检查曲轴位置传感器（位于分电器内）及其线路，未见异常。利用替换法更换了分电器总成，故障未能排除。后经进一步检查发现，该车没有冷机提速功能，在发动机温度为37℃时，其怠速转速只有450r/min，但发动机运转平稳；当发动机达到正常工作温度后，在接通前照灯、空调等负荷的情况下行驶紧急制动，才会出现熄火现象，在熄火前发动机转速先将到400r/min以下，然后再慢慢熄火，不是立即熄火。熄火后发动机可立即起动。

根据以上故障特征，判断故障发生在发动机的燃油系统或进气系统上，因为如果点火系统出现了故障，导致发动机熄火，其熄火具有突然性，并且熄火后发动机不易重新起动。为找到故障的原因，又做了以下检测：1、测量燃油系统压力。在发动机熄火时，燃油系统的油压始终保持在250kpa，说明燃油系统正常；2、检测发动机的基本怠速状况。热机后拔掉节气门位置传感器（TPS）线束侧连接器，发动机怠速在788r/min左右，说明发动机基本怠速正常；3、利用检测仪测试发动机加速后迅速松开加速踏板时的转速特性曲线，发现该车发动机在怠速补偿方面不良，就重点检查怠速控制系统。利用检测仪读取乘用车的数据流，并与其正常值进行比较。通过比较发现，该车在37℃时发动机转速只有450r/min，但发动机ECU向怠速电动机却已经下达了转动54步的指令；而在正常情况下，怠速电动机只要转动15步，发动机转速就能达到513r/min。由此断定怠速电动机或其控制线路可能存在故障。利用检测仪对怠速电动机进行执行测试。正常情况下，热机后当怠速电动机达到100步时，发动机转速可达到2000r/min左右，但该车在改变怠速电动机转动的步数时，发动机转速没有改变。从而进一步确认怠速电动机或其控制线路存在故障。

更换怠速电动机，该故障无法排除。拔下怠速电动机线束侧连接器，接通点火开关，检查怠速电动机线束侧连接器的电源端子，其电压正常。（注意：必须用测试灯进行测量，这样可以排除电源线路接触不良或虚接电阻过大的现象，如果用万用表检测，容易忽视这方面的故障。）

经测量发现怠速电动机线束侧连接器上各端子与ECU线束侧连接器上相应端子的导通性良好，怠速电动机控制线路中没有塔铁现象；进一步检查发现，在ECU线束侧连接器上有一个端子脱出，将其重新装复到原位，用检测仪测试乘用车在加速后迅速松开加速踏板时特性曲线，发现该曲线恢复正常，对怠速电动机进行执行测试，也正常，路试过程中没有出现发动机自动熄火的现象。该故障排除。

4.5捷达王突然熄火故障原因

故障原因

行驶中突然慢慢熄火，再启动后发动机工作不稳，接着很快又熄火。

诊断与排除

发动机慢慢熄火与燃油系统有关，但经检查燃油系统工作正常。拔下中央高压线做跳火试验，发现火花很强，说明点火系统正常。再检查点火正时，发现分电器固定螺栓松动，上下活动分电器，分电器可上下窜动。将分电器固定好后，发动机能顺利启动。但发动机工作不稳定，加速时排气管放炮。从新出现的故障现象分析，该车可能是点火错乱。检查分电器盖、分火头，均无故障。检查正时皮带，松紧合适，不可能发生跳齿现象。这时想起分电器固定螺栓曾松动过，会不会发生分电器齿轮折断现象呢？由于分电器固定螺栓松动，造成分电器向上窜动，齿轮不规则折断，同时螺栓松动使分电器左右转动，造成发动机熄火。重新启动发动机时，由于分电器齿轮断齿，使点火正时错乱，发动机工作不稳，加速不良。这时，再怎么调分电器，也调不出正确的点火正时。折下分电器，结果发现分电器齿轮有不规则断齿现象。更换分电器后，故障排除。

4.6时代超人发动机自动熄火故障的诊断与排除

故障现象

一辆桑塔纳2000时代超人，发动后不能正常运行，运转几分钟后就自行熄火，并且熄火后短时间内无法再启动着车；停放十几分钟后又能正常启动了，但过几分钟后又自动熄火。故障如此反复，无法正常使用。

故障诊断与排除

接修此车后，首先试启动发动机，发动机启动成功，运转较为平稳；原地加速试验，感到发动机很闷，响应不够灵敏，加速性能较差；运转大约3min左右，发动机怠速出现不稳且抖动了几次就自行熄火了；立刻再次启动发动机，没有任何着车的迹象。

接上VAG1552诊断仪，读取发动机故障码，没有故障代码。随后又对汽油压力、高压线、火花塞进行了检查，未发现异常。检查配气正时的情况，也未发现问题。经过以上几项检查，时间大约已用了十几分钟，而后再次试启动发动机，发动机居然又能正常启动运转了。趁着发动机尚能运转的时机，立刻读取了该车的数据流，也未发现明显的异常。大约3min后，发动机再次自行熄火，仍旧是当时无法立即启动着车。这个故障确实很奇怪！各项检查和数据都显示该车没有任何能造成发动机不着车的问题，那么问题究竟出在哪里呢？仔细回想一下之前的一系列检查过程，再结合加速性能较差的现象，最后把问题的焦点集中在了排气系统上。笔者让一名员工启动发动机，自己到车尾观察消声器的排气情况，发现在启动过程中，消声器处竟然一丝的尾气也未排出，由此可以断定问题的确出在排气系统上。将车辆架起，断开排气管与三元催化器的接口，再启动发动机，发动机顺利着车，怠速运转较长时间，也未出现自行熄火的现象。拆下三元催化器检查，发现三元催化器的内芯已经被严重堵塞。由此断定，这个怪病的根源就在这个堵死的三元催化器上。更换新的三元催化器后，试车，运转平稳，加速有力，故障彻底排除。

当三元催化器完全堵死后，发动机运转时的废气无法正常排出；当排气侧的废气压力增大到和作功压力相近的时候，发动机就自动熄火；熄火后排气管内的压力无法马上消除，所以在熄火后立刻启动时，无法再次着车。当排气管内的废气通过三元催化器内芯上残存的微小缝隙逐渐缓慢的卸压后，又能再次启动着车，这就出现熄火后等待十几分钟又能启动的现象。通过这个故障让我们认识到，对于一个故障的诊断，要全方位地去分析和思考，不能只局限于依靠仪器诊断的数据来判断。

结论： 发动机是汽车的动力装置,其作用是将燃烧产生的热能转变为机械能来驱使汽车行驶的.它是汽车的唯一动力输出源，发动机自动熄火的诊断分析是对汽车发动机维修的一种技术要求，由于发动机维修复杂、涉及面广，对我们的诊断与维修造成一定困难。因此对汽车维修人员需要更高的要求。但在我们许多的维修人员中，对发动机的理论知识、各系统的工作原理不够了解，在分析问题时考虑不全面，同时在自动熄火的诊断分析问题的过程中条理不清晰，不能对症下药，常带一种漫无目的碰运气的心理进行维修，往往花了大钱、更换了许多零件却仍不能解决问题。本文对发动机自动熄火诊断分析进行了全面的分析，优化了维修工艺的程序。更进一步提高了维修人员的维修技能。

参考文献：

[1] 李清明，汽车发动机故障分析详解，北京：机械工业出版社， 2007

[2] 李良洪，汽车维修工，北京：化学工业出版社，2004

[3] 陈文华，汽车发动机构造与维修 北京：人民交通出版社 2003

[4] 陆刚，汽车发动机的养护与维修实例 北京：电子工业出版社2006

[5]刘越琪，发动机电控技术，北京：机械工业出版社， 2002

参考资料：