1、辽宁职业学院毕业论文(设计)题 目 浅谈汽车的心脏-发动机 系（分院） 汽车工程学院 专业班级 汽车技术服务与营销 班 姓 名 安妮 指导教师姓名 孙晓丽 职称 副教授 日 期 2016年4月16日 辽宁职业学院毕业论文（设计）任务书专业班级： 汽车技术服务与营销1331班 学生姓名： 安妮 题 目： 浅谈汽车的心脏-发动机 上交论文（报告）日期： 2016 年 4月 15 日 答辩日期： 2016 年 5 月 18 日指导教师： 孙晓丽 2016 年4 月 15日辽宁职业学院毕业论文本人声明我声明，本论文及其设计工作是由本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考
2、文献中列出。毕业生签名： 年 月 日目录本人声明I目 录II摘要III1 引言12 发动机概述12.1 发动机的功用及发展概况12.1.1发动机的功用12.1.2发动机的发展史22.2 发动机种类以及工作原理32.2.1 发动机的种类32.2.2 发动机工作原理42.3 汽车常用典型发动机的结构与特点2.3.1 v型发动机2.3.2 直列型发动机62.3.3 w型发动机63上海大众轿车发动机的结构与特性3.1 上海大众轿车发动机的结构3.2 上海大众轿车发动机的工作特性74 发动机常见故障与原因分析74.1 发动机不着火74.2 发动机运转不稳定85 上海大众轿车维修实例85.1 厂家解释发动
3、机异响原因和解决方法85.2 朗逸发动机异响故障分析参考文献致 谢10摘要发动机是汽车的重要总成，它的好坏关系着汽车能否正常行驶及运转。本文主要研究发动机常见故障，对其进行分析和解决。对使用和维护汽车有着很现实的意义。本文介绍了轿车发动机的功能、作用、结构，并通过以典型发动机为例，分析了轿车发动机的故障原因、解决办法，维修方式，以及如何正确使用、维护轿车发动机，尽量避免发动机的故障发生，延长使用寿命。因此，今后汽车发动机的发展方向主要表现在以下几个方面： 1.改进结构，进一步提高发动机的机内净化技术 优化发动机的结构设计，采用多种技术组合2.发展发动机的后处理技术 随着对发动机排放要求的日趋严
4、格，改善发动机工作过程的机内净化技术其实施难度也越来越大。能统筹兼顾动力性、经济性和排放性能的发动机将越来越复杂，成本也急剧上升。因此，而治标不治本的外科手术式的废气后处理净化技术在一定时期内还能得到了相应的发展，即在不影响或少影响发动机其他技术的同时，在排气系统中安装各种净化装置，采用物理和化学的方法降低废气中的污染物。 3.复合动力技术的应用 随着汽车保有量的增大，降低燃油消耗和排放污染具有重大意义。一些国家相继制定了未来汽车燃油消耗指标和新型汽车发展计划。 4.燃料电池技术的推广 要达到理想的零排放的发展目标，比较理想可行的技术方案就是采用燃料电池作为动力源驱动电动机，因此发展燃料电池技
5、术也是今后的一个发展方向。 5.传统的润滑理论的改变 以燃油替代机油润滑，改变传统的润滑方式，可进一步提高燃油的经济性，并减少污染物的排放。 6.新材料、新技术的应用 通过对发动机机体及部件材料和制造方法的改进，可以进一步降低发动机的自重并提高其自身的强度。这也是提高汽车发动机燃油经济性的一条路径。 总之，未来汽车发动机是朝着轻量化、安全化、舒适化和高效、节能、环保方向发展的。 关键词：故障分析 汽车 发动机101 引言随着国民经济的迅猛发展，汽车产量逐年增加，2006年已达720万辆。我国汽车保有量越来越多，车型也越来越复杂。尤其是高科技的飞速发展，一些新技术、新材料在汽车上的广泛应用后，给
6、汽车故障诊断与排除增加了一定难度。本篇论文重点讨论轿车发动机的故障分析及维修方法。发动机是汽车必备的一个重要总成。没有发动机 汽车将无法使用。在汽车使用中，发动机难免出现这样、那样的故障，直接影响汽车的正常运行。现在汽车迅速进入家庭，汽车私有化程度提高，所以汽车故障将会影响到我们每一个人。分析研究发动机故障现象、原因、探索发动机故障的排除方法和发动机的维修工艺，具有重大而现实的意义。本文重点通过上海大众轿车发动机故障的探讨，正确认识发动机故障，更好的使用和维护发动机。2 发动机概述发动机（Engine）是一种能够把其它形式的能转化为另一种能的机器，通常是把化学能转化为机械能。发动机既适用于动力
7、发生装置，也可指包括动力装置的整个机器（如：汽油发动机、航空发动机）。发动机最早诞生在英国，所以，发动机的概念也源于英语，它的本义是指那种“产生动力的机械装置”。 2.1 发动机的功用及发展概况2.1.1 发动机的功用发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。其功用是：消耗燃料，从而向外输出机械能。为汽车的正常行驶提供动力2.1.2发动机的发展史发动机是汽车的“心脏”。汽车的发展与发动机的进步有着直接的联系。18世纪中叶，瓦特发明了蒸气机，此后人们开始设想把蒸汽机装到车子上载人。法国的居纽(N.J.Cugnot)是第一个将蒸汽机装到车子上的人。1770年，居纽制作了一辆三轮蒸汽机车。这辆车
8、全长7.23米，时速为3.5公里,是世界上第一辆蒸汽机车。1858年，定居在法国巴黎的里诺发明了煤气发动机，并于1860年申请了专利。发动机用煤气和空气的混合气体取代往复式蒸汽机的蒸汽，使用电池和感应线圈产生电火花，用电火花将混合气点燃爆发。这种发动机有气缸、活塞、连杆、飞轮等。煤气机是内燃机的初级产品，因为煤气发动机的压缩比为零。1867年，德国人奥托(Nicolaus August Otto)受里诺研制煤气发动机的启发，对煤气发动机进行了大量的研究，制作了一台卧式气压煤气发动机，后经过改进，于1878年在法国举办的国际展览会上展出了他制作的样品。由于该发动机工作效率高，引起了参观者极大的兴
9、趣。在长期的研究过程中，奥托提出了内燃机的四冲程理论，为内燃机的发明奠定了理论基础。德国人奥姆勒和卡尔本茨根据奥托发动机的原理，各自研制出具有现代意义的汽油发动机，为汽车的发展铺平了道路。1892年，德国工程师狄塞尔根据定压热功循环原理，研制出压燃式柴油机，并取得了制造这种发动机的专利权。1957年，德国人汪克尔发明了转子活塞发动机，这是汽油发动机发展的一个重要分支。转子发动机的特点是利用内转子圆外旋轮线和外转子圆内旋轮线相结合的机构，无曲轴连杆和配气机构，可将三角活塞运动直接转换为旋转运动。它的零件数比往复活塞式汽油少40%，质量轻、体积小、转速高、功率大。1958年汪克尔将外转子改为固定转
10、子为行星运动，制成功率为22.79千瓦、转速为5500转/分的新型旋转活塞发动机。该机具有重要的开发价值，因而引起各国的重视。日本东洋公司(马自达公司)买下了转子发动机的样机，并把转子发动机装在汽车上，可以说，转子发动机生在德国，长在日本。 2.2 发动机种类以及工作原理2.2.1 发动机的种类按活塞运动方式分类：活塞式内燃机可分为往复活塞式和旋转活塞式两种。 按照进气系统分类：内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气(非增压)式发动机和强制进气(增压式)发动机。按照气缸排列方式分类：内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式、双列式和三列式 按照气缸数目分类：内燃机按照气缸数目不同可
11、以分为单缸发动机和多缸发动机。 按照冷却方式分类：内燃机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机。按照行程分类：内燃机按照完成一个工作循环所需的冲程数可分为四冲程内燃机和二冲程内燃机。 按气门机构种分类：侧置气门（SV）发动机、侧置凸轮轴（OHV）发动机、顶置凸轮轴（OHC）发动机、可变气门（VTEC）发动机 和Desmo气门机构发动机。 按燃油供应方式分类：化油器发动机和电喷发动机 。 按照所用燃料分类：内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机和柴油机。 2.2.2 发动机工作原理往复活塞式内燃机所用的燃料主要是汽油(gasoline)或柴油(diesel)。由于汽油和柴油具有不同的性
12、质，因而在发动机的工作原理和结构上有差异。 一. 四冲程汽油机工作原理 汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机在进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程内完成一个工作循环。 (1) 吸气冲程(intake stroke) 活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时进气门开启，排气门关闭，曲轴转动180。在活塞移动过程中，汽缸容积逐渐增大，汽缸内气体压力从pr逐渐降低到pa，汽缸内形成一定的真空度，空气和汽油的混合气通过进气门被
13、吸入汽缸，并在汽缸内进一步混合形成可燃混合气。由于进气系统存在阻力，进气终点 (图中a 点)汽缸内气体压力小于大气压力0 p ，即pa= (0.800.90) 0 p 。进入汽缸内的可燃混合气的温度，由于进气管、汽缸壁、活塞顶、气门和燃烧室壁等高温零件的加热以及与残余废气的混合而升高到340400K。 (2) 压缩冲程(compression stroke) 压缩冲程时，进、排气门同时关闭。活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180。活塞上移时，工作容积逐渐缩小，缸内混合气受压缩后压力和温度不断升高，到达压缩终点时，其压力pc可达8002 000kPa，温度达600750K。在示功图上，压缩行程
14、为曲线ac。 (3) 做功冲程(power stroke) 当活塞接近上止点时，由火花塞点燃可燃混合气，混合气燃烧释放出大量的热能，使汽缸内气体的压力和温度迅速提高。燃烧最高压力pZ达3 0006 000kPa，温度TZ达2 2002 800K。高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，并通过曲柄连杆机构对外输出机械能。随着活塞下移，汽缸容积增加，气体压力和温度逐渐下降，到达 b 点时，其压力降至300500kPa，温度降至1 2001 500K。在做功冲程，进气门、排气门均关闭，曲轴转动180。在示功图上，做功行程为曲线c-Z-b。 (4) 排气冲程(exhaust stroke) 排气冲
15、程时，排气门开启，进气门仍然关闭，活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180。排气门开启时，燃烧后的废气一方面在汽缸内外压差作用下向缸外排出，另一方面通过活塞的排挤作用向缸外排气。由于排气系统的阻力作用，排气终点r 点的压力稍高于大气压力，即pr=(1.051.20)p0。排气终点温度Tr=9001100K。活塞运动到上止点时，燃烧室中仍留有一定容积的废气无法排出，这部分废气叫残余废气。 二. 四冲程柴油机工作原理 四冲程柴油机和汽油机一样，每个工作循环也是由进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程组成。由于柴油机以柴油作燃料，与汽油相比，柴油自燃温度低、黏度大不易蒸发，因而柴油机采用压缩终点压燃
16、着火，也叫压燃式点火，其工作过程及系统结构与汽油机有所不同. (1) 进气冲程 进入汽缸的工质是纯空气。由于柴油机进气系统阻力较小，进气终点压力pa= (0.850.95)p0，比汽油机高。进气终点温度Ta=300340K，比汽油机低。 (2) 压缩冲程 由于压缩的工质是纯空气，因此柴油机的压缩比比汽油机高(一般为=1622)。压缩终点的压力为3 0005 000kPa，压缩终点的温度为7501 000K，大大超过柴油的自燃温度(约520K)。 (3) 做功冲程 当压缩冲程接近终了时，在高压油泵作用下，将柴油以10MPa左右的高压通过喷油器喷入汽缸燃烧室中，在很短的时间内与空气混合后立即自行发
17、火燃烧。汽缸内气体的压力急速上升，最高达5 0009 000kPa，最高温度达1 8002 000K。由于柴油机是靠压缩自行着火燃烧，故称柴油机为压燃式发动机。 (4) 排气冲程 柴油机的排气与汽油机基本相同，只是排气温度比汽油机低。一般Tr=700900K。对于单缸发动机来说，其转速不均匀，发动机工作不平稳，振动大。这是因为四个冲程中只有一个冲程是做功的，其他三个冲程是消耗动力为做功做准备的冲程。为了解决这个问题，飞轮必须具有足够大的转动惯量，这样又会导致整个发动机质量和尺寸增加。采用多缸发动机可以弥补上述不足。现代汽车用多采用四缸、六缸和八缸发动机。2.3 汽车常用典型发动机的结构与特点2
18、.3.1 v型发动机将所有汽缸分成两组，把相邻汽缸以一定夹角布置一起，使两组汽缸形成有一个夹角的平面，从侧面看汽缸呈V字形，故称V型发动机。因为V型发动机是两组汽缸，所以汽缸数均是偶数，如常见的：V6、V8、V10、V12等，而且V型发动机排量都比较大，一般都在2.5L以上。特点：膜片弹簧离合器转矩容量大且较稳定；操纵轻便；结构简单且较紧凑；散热通风性能好；摩擦片的使用寿命长。膜片弹簧的安装位置对离合器的旋转轴线是完全对称的，因此它的压紧力不会受离心力的影响，很适于高速旋转。并且制造膜片弹簧的工艺水平不断提高，因而这种离合器在汽车上用的越来越多。2.3.2 直列型发动机发动机所有汽缸均按同一角
19、度肩并肩排成一个平面，气缸是按直线排列的，我们称这样的发动机为直列发动机。 特点：它的优点是缸体和曲轴结构十分简单，而且使用一个汽缸盖，制造成本较低，尺寸紧凑。直列发动机稳定性高，低速扭矩特性好并且燃料消耗也较少;但缺点是随排量汽缸数的增加长度大大增加。所以直列发动机一般都是4缸机，少数有6缸机，比如宝马著名的直列6缸发动机。2.3.3 w型发动机W型发动机是德国大众专属发动机技术。其原理是：将V型发动机的每侧汽缸再进行小角度的错开，简单点说，W型发动机的汽缸排列形式是由两个小V形组成一个大W形，严格说来W型发动机还应属V型发动机的变种。特点：W型比V型发动机做得更短一些，有利于节省空间，同时
20、重量也可轻些;缺点是它的宽度更大，使得发动机室更满。3上海大众轿车发动机的结构与特性3.1上海大众发动机的结构上海大众轿车采用直列4缸结构的发动机，这种结构在排量小于2.0升的四缸汽车内燃机中最常见。因为它的四个气缸成直线排列，所以又叫同轴四缸。直列四缸发动机并不是一种平衡结构，虽然在低排量、小功率结构中不平衡量很小，而且振动会随着发动机尺寸变大、功率的增加变大。大部分的排量小于2 升的直列四缸发动机靠自身装备的阻尼效应来减少振动。今天大部分排量大于2升的发动机都用到了平衡轴。一个四缸的发动机需要两个平衡轴减少自身的振动，两倍于曲轴的运行频率。虽然如此，现在仍有几种不用平衡轴的大型直列四缸发动
21、机，例如从Traction Avant 发动机派生出的 Citron DS 23 2,347 cc 发动机。3.2 上海大众轿车发动机的工作特性上海大众轿车采用直列发动机（LineEngine），它的所有汽缸均按同一角度肩并肩排成一个平面，它的优点是缸体和曲轴结构十分简单，而且使用一个汽缸盖，制造成本较低，尺寸紧凑。直列发动机稳定性高，低速扭矩特性好并且燃料消耗也较少，力的传递更为直接，而且更高效，避免了做功过程中的功率的损失，但缺点就是直列型发动机所能支持的排量较小，功率较低，并且不适合6缸以上的发动机采用。直列发动机在国产车中应用十分广泛，几乎所有中档以下国产车及采用四缸发动机的车型都是直
22、列发动机。4 发动机常见故障与原因分析4.1 发动机起动不着火故障现象：汽车在起步时，转动钥匙车体不动。 1.燃油箱内油量不足或油箱开关未打开。2.供油管路堵塞、破损或接头处泄漏。3.化油器工作不良，混合气少或混合气过稀。4.汽油泵、输油泵出故障检查皮膜破裂，连杆脱落等故障。5.燃油滤清器阻塞清洗滤清器。6.喷油泵发生故障检查并排除。7.喷油泵驱动装置损坏。8.喷油泵或点火正时不对 调整喷油提前角，调整到发动机容易起动，工作时不排黑烟，不发出金属敲击声（喷油过早）；点火时间调整到：点火时间过早在加速时有金属敲击声（突爆），点火时间过迟排气管冒黑烟或有放炮声。9.气门定时不对。10.压缩不足。1
23、1.燃油箱通气孔堵塞。12.燃油牌号不对 按发动机要求牌号选用燃油。13.节气门卡住或运动受阻 检查并排除。4.2 发动机运转不稳定故障现象：怠速运转不平稳和所谓的“游车 1.供油管路堵塞、破损或接头处泄漏2.化油器工作不良，混合气少或混合气过稀。3.汽油泵、输油泵出故障检查皮膜破裂，连杆脱落等故障。 4.燃油滤清器阻塞清洗滤清器。 5.喷油泵发生故障检查并排除。5 上海大众轿车维修实例5.1 厂家解释发动机异响原因和解决办法车型品牌(*) 朗逸 购车日期(*)13.2.10 行驶里程(*) 0.5万发动机异响 厂家回复： 经与特约店联系，了解事情经过如下： 车启动哒哒的异响严重,持续一分钟左
24、右,等怠速稳定下来才消失.这响声从5000公里首保时就有出来了,当时去4S店问过说可能是皮带的原因,所以也没在意,现在发现很多车主在投诉这个问题,意识到问题的严重性,现在自己车子声音也越来越响。对此，大众汽车在官方微博声明，将陆续召回有问题的汽车。加以维修。5.2 朗逸发动机异响故障分析一辆上海大众朗逸轿车在行驶中发动机响。司机反映：该车行驶不到800公里时，发动机有异响，该车发动机天冷启动时异响严重，即使不是早上发动汽车，上午下班时启动仍然异响甚至抖动严重，外加中控和方向盘一侧异响。此外该车28000公里后出现缺缸、点火线圈损坏等情况。经过检查发现有些异响也发动机的温度有关，在机械异响诊断中
25、，对于热膨胀系数大的配合要特别注意发动机的热状况，最典型的就是活塞敲扛。在发动机冷启动时，该响声非常明显。参考文献1王盛良，汽车发动机构造与检修技术，山西，机械工业出版社，2010，50802赵丹平吴双群，现代汽车发动机原理。沈阳大学出版社 2010，3070致 谢在论文完成之际，我要特别感谢我的指导老师热情关怀和悉心指导。在我撰写论文的过程中，指导老师倾注了大量的心血和汗水，无论是在论文的选题、构思和资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，指导老师都给予了悉心细致的教诲和无私的帮助，特别是老师广博的学识、深厚的学术素养、严谨的治学精神和一丝不苟的工作作风使我终生受益，在此表示真诚地感谢和深深的谢意。 在论文的写作过程中，也得到了汽车检测与维修技术专业同学的宝贵建议，同时还得到许多同事的支持和帮助，在此一并致以诚挚的谢意。 感谢所有关心、支持、帮助过我的良师益友。 最后，向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位老师表示衷心地感谢！
