1、引擎常识简单上讲发动机就是一个能量转换机构，即将汽油（柴油）的热能，通过在密封汽缸内燃烧气体，气体膨胀时推动活塞作功，转变为机械能，这是发动机最基本原理。发动机所有结构都是为能量转换服务的，虽然发动机伴随着汽车走过了 100 多年的历史，无论是在设计上、制造上、工艺上还是在性能上、控制上都有很大的提高，其基本原理仍然未变，这是一个富于创造的时代，那些发动机设计者们，不断地将最新科技与发动机融为一体，把发动机变成一个复杂的机电一体化产品，使发动机性能达到近乎完善的程度。发动机的分类现代高科技在发动机上得到完美的体现，一些新技术、新结构广泛应用在发动机上。如 V12、V8、 V6 发动机：它们均指
2、气缸排列成 V 型，这种发动机充分利用动力学原理，具有良好的平稳性，增大发动机排量，降低发动机高度。如：Audi A8 6.0 使用 W12-12缸 V 型排列发动机，BENZS600 使用 V12-12 缸 IV 型排列发动机等。一般情况下，按照排量大小的不同发动机分为 3 缸、 4 缸、6 缸、8 缸几种类型。目前 1.3L-2.3L 排量的车大多采用直列四缸发动机，其特点是体积小、结构简单、维修方便；2.5L 以上的排量一般采用多缸设计，其中有直列 6 缸，如宝马；也有呈一定角度分两边排列的 V 型 6 缸发动机，可有效果降低震动和噪音，如别克车系；一般来说排量越大，发动机的功率就越高。
3、但现在也有些小排量的车通过涡轮增压、多气门、可变正时器等技术来提高功率。发动机的性能发动机性能参数也就是最能体现发动机工作能力的参数，主要包括：排量、最大功率、最大扭矩。排量往往与发动机功率联系在一起，排量的大小影响着发动机功率的高低，通常也把它作为划分高、中、低档车的标准。活塞在气缸内作往复上下运动，这样往复运动必然有一个最高点和最低点，活塞从最低点到最高点所扫过的气缸容积，称为单缸排量，所有气缸排量总和称为发动机排量。最大功率与最大扭矩最容易混淆的两个概念，有人认为车的功率越大，力就越大，其实不然。同样 300 匹马力，在跑车上可以让车跑到 250 公里小时以上的速度，但在一部货柜车上，可
4、能最多只有 150 公里小时的速度，但它能拖动30-40 吨重的货柜。这里面的奥秘就在于两部车的扭矩有很大的不同，简单来说，功率表现在高转速，在发动机性能曲线图上，随着转速上升而明显上升，它决定了车子能跑多快，扭矩不一定在高转速时发挥，在曲线图上较为平直，它可以决定车行驶时的力量，包括加速性。在解读发动机参数时，需要注意的是，不要单看功率有多大，同时也要看到扭力参数，并注意当发动机处于最大功率、最大扭矩时的转速，当然以转速值稍低为好V10 引擎的基本特征1. 是用 钛合金螺栓 把离合器壳固定在发动机上。2. 向发动机的空气喷射系统供气的碳纤维气罐，位于车手头部上方。3. 引擎配气系统中，每个汽
5、缸有 4 个气门。4. 发动机的喷油嘴是用整块金属加工出来的。5. 凸轮轴现在由齿轮驱动，而 1989 年 RS1 雷诺 V10 的轮轴是用皮带驱动的。6 配气系统已经不用气门弹簧，气门现在是用压缩空气控制的。7. 为了尽量不用钢管，汽缸壁内部铸进了油和水的循环通道。发动机内部使用什么材料？铝是当今一级方程式赛车发动机使用最普遍的材料。在 80 年代，铸铁已全部被较轻的铝取代。铝还取代了镁，因为镁接触水会腐蚀。只有必须承受强大作用力的运动件才用钢来制造。材料基本分配如下：铝：63%（汽缸盖、机油盘、活塞）钢：29.5% （凸轮轴、曲轮、定时齿轮）镁：1.5%（油泵壳） 碳素纤维：1%（空气罐、
6、线圈罩） 钛：5%（连杆、紧固件）制造一台发动机需要 150 名以上的职工，其中 28 名工程师、20 名制图员、35 名发动机机械师、8 名电子专家、20 名机械工和装配工、4 名系统工程师、6 名台架实验技术员、15 人从事采购、生产和检验，另有 15 人为管理人员。涡轮增压发动机：这些年来，一级方程式发动机变得更紧凑、更轻和更省油。同时，功率增加，涡轮增压在19771988 年达到了巅峰。当时最先进的发动机，包括宝马、保时捷、雷诺、法拉利和本田的核实功率达到 1200 马力以上。这种发动机改变了一级方程式车赛的面貌。1977年没有人相信 1.5 升的涡轮增压发动机能击败 3 升的自然吸气
7、式发动机。这也许是一级方程式最好的发动机吧。名词解释我们明确一下和发动机相关的几个概念 活塞止点与行程：a)活塞在气缸内作往复运动的两个极端位置称为止点。活塞离曲轴放置中心最远位置称为上止点，离曲轴放置中心的位置称为下止点。 b)上下止点之间的距离称为活塞的行程。曲轴转动半圈，相当于活塞移动一个行程。 排量 a)活塞在气缸内作往复运动，气缸内的容积不断变化。当活塞位于上止点位置时，活塞顶部与气缸盖内表面所形成的空间称为燃烧室。这个空间容积称为燃烧室容积。 b)活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为气缸排量，如果发动机有若干个气缸，所有气缸工作容积之和称为发动机排量。 c)当活塞在下止点位
8、置时，活塞顶上部的全部气缸容积称为气缸总容积。 压缩比 a)气缸总容积与燃烧室容积的比值称为压缩比。压缩比表示了活塞从下止点移动到上止点时，气体在气缸内被压缩的程度。 b)压缩比越大，气体在气缸内受压缩的程度越大，压缩终点气体的压力和温度越高，功率越大，但压缩比太高容易出现爆震。 c)压缩比是发动机的一个重要结构参数。由于燃料性质不同，不同类型的发动机对压缩比有不同的要求。柴油机要求较大的压缩比，一般在 12-29 之间，而汽油机的压缩比较小，在 6-11 之间。 SOHC 根据凸轮轴位置数量划分的发动机类型，SOHC 表示单顶置凸轮轴发动机，适用于 2气门发动机。 DOHC DOHC 表示双
9、顶置凸轮轴发动机，适用于多气门发动机。通常发动机每缸有 2 个气门，近几年来也不断出现了 4 气门、5 气门发动机，这无疑为提高发动机高转速时的进气效率功率开辟了途径。此类发动机适用于高速发动机，并可适当降低高转速时的燃油消耗。 Turbo 即涡轮增压，其简称为 T，一般在车尾标有 1.8T、2.8T 等字样。涡轮增压有单涡轮增压和双涡轮增压，我们通常指的涡轮增压是指废气涡轮增压，一般通过排放的废气驱动叶轮带动泵轮，将更多空气送入发动机，从而提高发动机的功率，同时降低发动机的燃油消耗。 VTEC 在国内生产的雅阁轿车发动机就是采用了 VTEC 技术， “VTEC”为英文“Variable Va
10、lve Timing and Lift Electronic Control System”的缩写，中文意思为“可变气门正时及升程电子控制系统”。VTEC 是可变进气门控制技术，通过改变进气门开度来改变进气量，提高发动机扭矩。整个 VTEC 系统由发动机电子控制单元(ECU)控制，ECU 接收发动机传感器( 包括转速、进气压力、车速、水温等)的参数并进行处理，输出相应的控制信号，通过电磁阀调节摇臂活塞液压系统，从而使发动机在不同的转速工况下由不同的凸轮控制，影响进气门的开度和时间。 VTEC 发动机是每缸 4 气门（2 进 2 排） ，不同的是凸轮与摇臂的数目及控制方法，是世界上第一个能同时控
11、制气门开闭时间及升程等两种不同情况的气门控制系统。通过计算机控制的气门正时和气门升程系统，可以大大提高发动机的燃烧效率和性能。本田公司在它的几乎所有的车型当中都使用了 VTEC 技术，从高性能跑车 S2000 到混合动力汽车INSIGHT，都采用了 VTEC 技术。 电子油门技术 电子油门取消了传统油门拉线，通过油门踏板传感器，微电脑对节气门进行控制，反应更灵敏，控制更精确。 多段式可变进气歧管技术 通过电脑控制进气管长度，满足低速时提供大的扭矩，高速时提供大的功率。 F.I.R.E F.I.R.E 意指“一体化发动机”，在意大利、巴西、土耳其等国均有生产，每年产量达数百万台，是一种技术成熟、
12、性能稳定的经济型发动机，广泛地应用在菲亚特的各种经济型轿车上。 以装载在菲亚特派力奥轿车 188A4000 发动机为例，发动机排气量 1242ml，压缩比为 9.50.2 1。发动机控制系统 ECU 为意大利玛瑞利公司 Magneti Marelli?IAW 59F 多点电喷系统。采用静电点火、顺序喷射、无回油供油系统及双氧传感器技术，使发动机排放水平轻松超过欧洲 2 号标准并提高了整车的安全性。这个系统具有以下功能：调节喷油时间、控制点火提前角、控制散热器电子风扇、控制和管理怠速、控制冷启动补偿、自诊断及自学习，并具有跛行功能。 VVT-i 近年生产的丰田轿车，包括最新的威姿大都装配了标注有
13、“VVT-i”字样的发动机。VVT-i，是英文“Variable Valve Timing intake”的缩写，意思是“智能可变配气正时”。由于采用电子控制单元（ECU）控制，因此丰田起了一个好听的中文名称叫“智慧型可变气门正时系统”。该系统主要控制进气门凸轮轴，又多了一个小尾巴“i”，就是英文“Intake”（进气）的代号。这些就是“VVT-i”的字面含义了。 VVT-i 是一种控制进气凸轮轴气门正时的装置，它通过调整凸轮轴转角配气正时进行优化，从而提高发动机在所有转速范围内的动力性、燃油经济性，降低尾气的排放。而丰田在 2000 年发表的全新一代 Celica 则进一步地发展了 VVT-
14、i 引擎，创造出新一代的VVTL-i 引擎，它也用类似 Honda VTEC 的原理，比原来 VVT-i 引擎上的凸轮轴多了可以切换大小不同角度的凸轮，也利用“摇臂”的机置来决定是否顶到高角或小角度的凸轮，而作到“可连续式”地改变引擎的正时，重叠时间与“两阶段式”的升程。VVTL-i 结合了 VVT-i的连续式可变正时与重叠角，与 VTEC 式的凸轮轴切换，而首先达到第一具可以说是 “近似”完美的引擎，VVT-i 加入可以变化 valve 升程后的新引擎 VVTL-i，果然在性能版的Celica 身上有超过每公升 100hp 以上的实力，1.8 升的它能有 180hp/7800rpm 的超强实
15、力，而且它还保有扭力曲线高而平原式的表现，0-96km/hr。应该说 VVTL-i 是Toyota 划时代的力作。 VDE 可变排量发动机（VDE） ，并准备装在福特公司以后生产的轿车和卡车上，以进一步改善汽车的燃油经济性。这种发动机技术最适合于多汽缸的发动机使用。例如对 12 缸发动机来说，采用这种技术后，等于装了两个独立的 6 缸发动机，可以根据驾驶的需要让一台发动机运行，而让另一台处在怠速状态。这样，就可以随时调整发动机的排气量，从而减少燃油的消耗。宝马发动机赢得“国际发动机年奖”五项大奖 在 2001 年度 “国际发动机年奖 ”中，宝马发动机获得全部 12 个奖项中的 5 项，其中包括
16、最重要的“全面优胜奖”，由此，宝马成为本届评选获奖最多的公司。事实上，这项被誉为“发动机奥斯卡奖”的评选自推出以来，宝马一直是最成功和最有力的竞争者。本届宝马获奖的发动机有： 宝马 M3 装备的 3.2 升、6 缸发动机，功率 252 千瓦（343 马力） ，最大扭距 365牛顿米，获“最佳新发动机奖”、 “最佳 3.0 至 4.0 升发动机奖”和“2001 年全面优胜奖”三项大奖。 宝马 316ti 紧凑型车装备的 1.8 升、4 缸发动机，配带创新性的“电子气门”技术，85 千瓦（ 115 马力） ，最大扭距 175 牛顿米，获“最佳 1.4 至 1.8 升发动机奖”。 用于宝马 3 系列
17、、5 系列、X5 及 Z3 各款汽车的 3.0 升、6 缸发动机，功率 175千瓦（231 马力） ，最大扭距 300 牛顿米，获“最佳 2.5 至 3.0 升发动机奖”。 本奖项自 1999 年起推出，每年举办一次，评委会成员包括 17 个国家的 38 位国际一流专家。在这项被业界专家誉为“发动机奥斯卡奖”中获胜，再次确认了宝马发动机强大的实力和竞争力。 在此次评选中，宝马发动机不仅说服了善于挑剔的专家评委会，获得令人注目的 5 项大奖，而且还在发动机性能、驾驶乐趣、油耗及技术改良等项目中获得好评。 “电子气门”（VALVETRONIC ）是宝马公司最新研制的技术，作为内燃机领域里的一次革命
18、性的创新而倍受赞誉。 “电子气门”技术可以在保证汽车性能不受影响的前提下大大降低油耗，并且可以大大减少二氧化碳排放量。Volkswagen 德国大众汽车集团开发出的一种 10 缸涡轮增压直喷柴油发动机（TDI ） ，该公司称这是世界上动力最为强劲的柴油发动机。这款 5 升发动机能产生 230 千瓦313 马力，最大扭力为 750 牛顿米。目前，大众集团生产的最大功率的柴油发动机是 1.9 升的TDI，能产生 110 千瓦150 马力，用于 Bora 系列轿车。NISSAN 日产 3.5 升 VQ V6 引擎再次被 Ward 评为年度 10 佳引擎，这也是唯一的一款每年都被 ward 评为 10
19、 佳的引擎。成熟的 VQ 引擎广泛运用于日产以及无限的众多车型，2004 年包括日产 Altima 以及 Maxima 轿车，350Z 运动力，日产 Murano 多用途车，Quest MPV，Pathfinder 多用途车以及无限 I35， G35 以及 FX35 多用途车上面。Ward 评选的这款 3.5 升 VQ 引擎是用在无限 G35 车型上面的。该引擎在 4 门轿车上产生 260 匹马力，260 磅扭力，在 2 门 coupe 车上产生 280 匹马力以及 270 磅的扭力。Audi AudiA6 发动机集当今最新科技于一身，在采用先进的五气阀技术的基础上，还采用了可变相位技术、可变
20、进气歧管技术，以及当今最先进的废气涡轮增压发动机技术，并匹配了 BOSCH 公司最新多点燃油喷射技术，使发动机动力更强劲、更经济，排放污染更小。BMW 日本汽车研究者及新闻工作者学会将“RJC 2003 年度科技奖”颁给了宝马的“VALVETRONIC”。宝马杰出技术的当选是因其创新的汽车工程学、卓越的动力性能和燃料高效能。 VALVETRONIC 处于 21 世纪初汽车技术领域的最前沿。Valvetronic 少了节流阀(throttle)的设计，如同我们鼻子或肺在作呼吸动作时一样地跟空气直接接触，而省略掉 throttle 後，引擎在进新鲜空气时，将更顺畅，少掉因为空气流动的一些黏著力与磨
21、擦力，而使引擎在运转时省去不必的的 loss!一般的车子，当我们用脚踏加油门时，是驱动著钢索而通到 throttle 这开关的，而踏油门的深浅正控制著 throttle 的开或关的程度，而引进的就是将进入引擎燃烧室燃烧的新鲜空气，所以，throttle 正控制著燃烧室的空气量与流动速率；然而，取代这“机械式“的进气节流阀(throttle)机置后，取代的是“电子式“的可变电阻，依我们踏油门的深浅，经过这可变电阻而来决定“进气量汽车发动机装配线工艺流程缸体底面朝下缸体、曲轴、凸轮轴投料、清洗、吹风、柴油机型号、标号打印缸体翻转 180后，打号确认 缸体翻转后缸体底面朝上松瓦盖、卸瓦盖、安装上下轴
22、瓦片、安装活塞冷却喷嘴、插入凸轮轴打入键、安装凸轮轴止推片、吊放曲轴、打入键打入前端销、打入前端主油道碗型塞、安装前端双头螺栓、装右端丝堵、安装主轴承盖及曲轴止推片并拧紧打入后端销，打入后端主油道碗型塞、装后油封座、装机油泵、装齿轮冷却喷嘴（安装增压器回油接头）缸孔涂油、装入活塞、装连杆盖、拧紧连杆螺栓、内装件检查安装柴油机前端板、安装凸轮轴齿轮、安装惰轮轴、惰轮、安装曲轴齿轮、安装前盖板（包括前盖板涂胶）安装机滤器总成、油底壳涂胶、安装油底壳并拧紧内装件确认、安装油尺套管、安装减振器、安装挺柱、柴油机型号、编号托印、记入发动机记录表连杆打号、分解、清洗后的连杆安装连杆瓦、活塞重量分组、活塞加
23、热、装活塞销、装活塞环缸体翻转 180缸体上面朝上安装后端板、打入曲轴后端衬套、安装飞轮、安装离合器片及压盘、安装机滤座及机滤、安装发电机支架安装机冷器、安装水泵总成、安装真空泵总成、安装真空泵润滑油管、安装喷油泵总成安装喷油泵总成、安装供油角测量工具、调整供油提前角、安装喷油泵后端螺钉、安装喷油泵齿轮、安装 VE 泵回油接头、选择缸盖垫、安装缸盖垫吊装缸盖、拧紧缸盖螺栓安装摇臂总成、调整气门间隙、摇臂轴注油检测气门间隙、安装呼吸器、这、安装摇臂罩总成、安装喷油器总成、安装小回油管总成安装发电机总成、安装 V 型皮带、安装排气管、安装排气管隔热罩、安装暖风水管接头安装高压油管、拧紧节温器螺栓、
24、喷油泵前罩盖涂胶、拧紧、安装进气管安装 T/C 排气丝对、安装排气管接管用丝对、安装 T/C（增压器） 、安装 T/C回油软管、安装 T/C 进油管、安装 T/C 进水管、回水管、装真空泵管、安装排气管接管、装前侧挡板、后侧挡板、装排气支承装 EGR 阀、装进气接管及防护罩、装呼吸器、装呼吸器软管、安装 EGR 管装油尺、装怠速提升装置、安装油压接头、水路试漏、外观检查油系试漏、加注机油、外观检查发动机装配线及线上单机专用设备：清洗机、打号机、总成装配输送线、单层自由辊道、双层柔性机动滚道托盘、缸体缸盖输送车、升降机、翻转机、涂胶机、组合式螺栓拧紧机、轴承外环振动压装机、油封压装机、间隙测量机
25、、导向拧紧装置、发动机密封性能检验机、活塞加热机、总成综合性能试验台、扭矩校准仪、气动扳手、装配线计算机控制系统、吊装式 LED 大屏幕显示装置、单轴气动定扭矩扳手、电动单梁悬挂起重机汽 油 喷 射 发 动 机（1）优点：汽油喷射发动机与化油器式发动机相比，突出的优点是能准确控制混合气的质量，保证气缸内的燃料燃烧完全，使废气排放物和燃油消耗都能够降得下来，同时它还提高了发动机的充气效率，增加了发动机的功率和扭矩。电子控制燃油喷射装置的缺点就是成本比化油器高一点，因此价格也就贵一些，故障率虽低,一旦坏了就难以修复（电脑件只能整件更换） ，但是与它的运行经济性和环保性相比，这些缺点就微不足道了。分
26、类：汽油喷射型式分为机械式和电子控制式两种。机械式汽油喷射装置是一种以机械液力控制的喷射技术，早在 30 年代就应用在飞机发动机，50 年代开始应用在德国奔驰 300BL 轿车发动机上。集成电路的出现使电子技术能在发动机上得到应用，一种更好的汽油喷射装置电子控制汽油喷射技术也就应运而生了。结构：任何一种电子控制汽油喷射装置，都是由喷油油路，传感器组和电子控制单元(微型电脑)三大部分组成。当喷射器安装在原来化油器位置上，称为单点电控燃油喷射装置；当喷射器安装在每个气缸的进气管上，称为多点电控燃油喷射装置。原理：喷油油路由电动油泵，燃油滤清器，油压调节器，喷射器等组成，电控单元发出的指令信号可将喷
27、射器头部的针阀打开，将燃油喷出。传感器好似人的眼耳鼻等器官，专门接受温度，混合气浓度，空气流量和压力，曲轴转速等数值并传送给“中枢神经”的电子控制单元。电子控制单元是一个微计算机，内有集成电路以及其它精密的电子元件。它汇集了发动机上各个传感器采集的信号和点火分电器的信号，在千分之几十秒内分析和计算出下一个循环所需供给的油量，并及时向喷射器发出喷油的指令，使燃油和空气形成理想的混合气进入气缸燃烧产生动力。 历史：从 60 年代起，随着汽车数量的日益增多，汽车废气排放物与燃油消耗量的不断上升困扰着人们，迫使人们去寻找一种能使汽车排气净化，节约燃料的新技术装置去取替已有几十年历史的化油器，汽油喷射技
28、术的发明和应用，使人们这一理想能以实现。早在 1967 年，德国波许公司成功地研制了 D 型电子控制汽油喷射装置，用在大众轿车上。这种装置是以进气管里面的压力做参数，但是它与化油器相比，仍然存在结构复杂，成本高，不稳定的缺点。针对这些缺点，波许公司又开发了一种称为 L 型电子控制汽油喷射装置，它以进气管内的空气流量做参数，可以直接按照进气流量与发动机转速的关系确定进气量，据此喷射出相应的汽油。这种装置由于设计合理，工作可靠，广泛为欧洲和日本等汽车制造公司所采用，并奠定了今天电子控制燃油喷射装置的邹型。至 1979 年起美国的通用，福特，日本的丰田，三菱，日产等汽车公司都推出了各自的电子控制汽油
29、喷射装置，尤其是多气门发动机的推广，使电子控制喷射技术得到迅速的普及和应用。到目前为止，欧美日等主要汽车生产大国的轿车燃油供给系统，95%以上安装了燃油喷射装置。从 99 年 1 月 1 日起，只有采用电子控制汽油喷射装置的轿车才能准予在北京市场上销售。汽油喷射发动机（2）电子控制汽油喷射装置，由喷油器、传感器和电子控制单元(ECU)三大部分组成，其基本特点就是混合气的配制由 ECU 来控制。在汽油喷射发动机一文中有一幅示意图，ECU起到“中枢神经”的作用，它存储了发动机各种运行工况下的最佳喷油持续时间，根据各个传感器的输入信号计算出实际最佳喷油持续时间，指令喷射器将一定量的燃油喷入进气歧管。
30、而传感器象人的五官，专门感受温度，混合气浓度，空气流量或压力，曲轴转速等数值并传送给 ECU，起非常重要的作用。根据空气感应方法，又将电子控制汽油喷射装置分为两种，一种是流量感应式电子控制汽油喷射装置（L 型） ，通过感应进气管中空气的流量来控制喷油量；另一种是压力感应式电子控制汽油喷射装置（D 型） ，通过感应进气管中空气压力的高低来控制喷油量。由于 L 型使用比较广泛，本文以介绍 L 型为主。整个 L 型电子控制汽油喷射装置有 3 个部分组成：供油部分、供气部分和控制部分。供油部分由油箱、汽油泵、汽油滤清器、压力调节器和喷油器组成，汽油泵将汽油从油箱抽出经汽油滤清器过滤杂质，经压力调节器加
31、压使汽油压力高于进气歧管的负压力，再经输油管送至各缸的喷射器。喷射器相当于一个开关，控制开关的部件就是 ECU。供气部分由空气滤清器、空气流量计、节气门装置等组成，当空气经过空气滤清器滤去尘埃杂质后，流经空气流量计计量，再沿着节气门通道直入进气歧管，通过进气门分别供给各个气缸。驾车者通过油门踏板操纵节气门开度，决定进气歧管的空气流量，空气流量计叶板在气流冲击下会有一个转角，使流量计内的电阻器数值发生变化。因此，不同的空气流量就会有不同的叶板转角，对应不同的电压信号，反馈至 ECU 就有不同的喷油量。控制部分由 ECU、传感器和继电器组成，分布在发动机各部位上的传感器将采集到的信号反馈到 ECU
32、，经过 ECU 计算确定喷射器的喷油量和时间，确保最佳的空燃比。其中主要传感器有节气门位置传感器、空气温度传感器、水温传感器、转速传感器、霍尔传感器、爆燃传感器、氧传感器等。节气门位置传感器安装在节气门体上专门测量节气门的开度，进而反映发动机不同的工况；空气温度传感器安装在节气门之后的进气歧管上，用以检测进气温度，ECU 根据其信号修正喷油量使得发动机自动适应外部环境的变化；水温传感器监测发动机冷却水温度，ECU 根据其信号修正喷油量，喷油量与温度是反比关系，水温越高喷油量会越少；转速传感器安装在气缸体上监测曲轴的转速，形成脉冲信号传送至 ECU；霍尔传感器安装在凸轮轴位置上，用以检测曲轴转角
33、，为 ECU 控制点火时刻提供信号；爆燃传感器安装在缸体上，当发生爆燃产生振动时，压力波通过缸体传到传感器，使传感器的压电陶瓷发生电压信号变化传至 ECU，ECU 就会根据信号将点火提前角推迟使爆燃消失；氧传感器安装在排气管上，它的一面与大气接触，另一面与排气管废气接触，实际上是利用废气及大气中氧浓度之间的差值产生电动势，将信号反馈给 ECU，只要空燃比偏离了理论空燃比就会发信号，ECU 根据信号发出新的喷油指令，使混合气的空燃比处于理想状态。总之，这些传感器在岗位上各负其责，在汽车运行中不断将信号传送至 ECU，而 ECU 就根据存储的数据与信号不断对比不断修正喷射器油量，从而达到最佳混合气
34、的空燃比。 另外，电子控制汽油喷射装置还有怠速装置、废气再循环控制装置等。其中怠速是保障汽车运行经济性和稳定性的重要因素，为了保证怠速作用，设计师在节气门附近开了一个旁通道，通过装在节气门旁通地方的怠速控制阀来改变节气门旁通道的空气流量来控制怠速。这有点象学校大门（节气门）旁边的小门（旁通道） ，在少人的情况下使用。怠速控制阀的阀门控制旁通道的关闭，而阀门是由微型电机或磁力线圈控制，它们与怠速控制阀做成一体。ECU 根据传感器的信号与存储数据对比随时做出不同的指令送至怠速控制阀，当发动机怠速运转时，节气门关闭，空气经旁通道进入进气歧管，ECU 通过电信号经继电器给怠速控制阀，使阀门随时调节旁通
35、道流量来自动控制怠速。顶置式凸轮轴汽车发动机是由曲柄连杆机构，配气机构，冷却系，燃油系，润滑系，电气系和机体等组成，大大小小零件有近千个，它们之中最具有代表性的就是凸轮轴了。在现代轿车的技术规格表上，经常可以看见“凸轮轴”这个名词出现在发动机性能栏里面。凸轮轴是属于发动机的配气机构，配气机构是保证发动机在工作中定时将新鲜的可燃混合气充入气缸，并及时将燃烧后的废气排出气缸的机构。它由进气门，排气门，气门挺杆，挺柱，摇臂，凸轮轴等组成，其中凸轮轴因其横截面形状近似桃子，又称桃子轴或偏心轴，是配气机构中的驱动件，专门驱动气门按时开启和关闭。各种车型发动机的凸轮轴的结构大同小异，主要差别在于安装的位置
36、，凸轮的数目和形状尺寸不尽相同，特别是凸轮轴的安装位置，被列为区别发动机构造和性能的重要标志。目前发动机的凸轮安装位置分为下置，中置，顶置三种形式。 轿车发动机由于转速较快，每分钟转速可达 5000 转以上，为保证进排气效率，都采用进气门和排气门倒挂的形式，即顶置式气门装置，这种装置都适合用凸轮轴的三种安装形式。但是，如果采用下置式或者中置式的凸轮轴，由于气门与凸轮轴的距离较远需要气门挺杆和挺柱等辅助零件，造成气门传动机件较多，结构复杂，发动机体积大，而且在高速运转下还容易产生噪声，而采用顶置式凸轮轴则可以改变这种现象。所以，现代轿车发动机一般都采用了顶置式凸轮轴，将凸轮轴配置在发动机的上方，
37、缩短了凸轮轴与气门之间的距离，省略了气门的挺杆和挺柱，简化了凸轮轴到气门之间的传动机构，将发动机的结构变得更加紧凑。更重要的是，这种安装方式可以减少整个系统往复运动的质量，提高了传动效率。当然，任何事物都有其两面性，顶置凸轮轴一方面缩短了与气门的距离，另一方面却拉大了凸轮轴与曲轴之间的距离。由于凸轮轴是由曲轴带动的，因此两者之间一拉开距离就必须要用链条及链轮做转动，结构比下置式凸轮轴的齿轮啮合传动复杂得多。尽管如此，人们衡量利弊还是喜欢采用顶置式凸轮轴。现在，顶置式凸轮轴有多种驱动气门的形式，有用摇臂过渡驱动式，也有直接驱动式，其中直接驱动式对凸轮轴和气门弹簧的设计要求相对较低，往复运动的惯量
38、最少，特别适用于高速运转的轿车发动机上。另外，近年在高速轿车发动机上还广泛采用齿形皮带来代替传动链，这种皮带是用氯丁橡胶制作，混有玻璃纤维和尼龙织物以增加强度。采用齿形皮带代替传动链，可以减少噪声，减轻结构质量的降低成本。轿车发动机按照顶置凸轮轴的数目，分为单顶置凸轮轴(SOHC)和双顶置凸轮轴(DOHC)，由于中高档轿车发动机一般是多气门及 V 型气缸排列，需采用双凸轮轴分别控制进排气门，因此双顶置凸轮轴被不少名牌发动机所采用。由于凸轮轴的安装方式直接涉及到整台发动机的构造和性能，因此，顶置凸轮轴也和多气门一样，被视为衡量轿车发动机的一项重要的标志，列入了轿车技术规格表中.可变气门行程和正时
39、知识发动机油耗可以通过一扇门的运动来说明。门开启的大小和时间长短，决定了进出入的人流量。门开启的角度越大，开启时间越长，进出入的人流量越大，门开启的角度越小，开启时间越短，进出入的人流量就越少。在剧院入场看戏，要一个一个观众验票进场，就要控制大门的开启角度，有些匣道还设置栏杆，象地铁出入口一样。在剧院散场时要尽快疏散观众，就要撤除匣道栏杆，将大门完全打开。大门开启角度和时间决定人流量，这非常容易理解。同样的道理用于发动机上，就产生了气门升程和正时的概念。气门升程就好象门开启的角度，正时就好象门开启的时间。以立体的思维观点看问题，角度加时间就是一个容积空间的大小，它的大小决定了耗油量。在实际运行
40、中，汽车的运行负荷不可能一成不变，随着路面、速度和控制油门力度的不同，发动机负荷总是处在一个经常变化的状态之中，这个变化中的负荷影响着发动机的耗油量。当负荷大时，耗油量大，反之就少。一般汽车发动机耗油量是由节气门控制，它好象一扇门，通过节气门开启的角度和时间来控制混合比。在燃油电喷系统中，进入气缸的空气流量由节气门控制，节气门则由油门踏板控制。节气门开度越大空气流量越多，电控单元（ECU）再根据节气门位置传感器及其它位置传感器反馈来的信号来控制喷油器的喷油量。但是，随着发动机气门增多和转速的增高，发动机的气门升程和正时如果不随着变化，在一些工况下会出现难以解决的矛盾，例如如何保证低转速时的扭矩
41、输出和高转速时的功率输出及在这些工况下的燃油消耗等问题，用单个节气门控制的燃油供给方式是难以完满解决的。最好的方式就是采用多种可变化的形式“综合治理” ，因此就有可变进气管道、可变压缩比和可变气门的升程和正时来解决这个问题，其中可变气门的升程和正时也就是可变式气门驱动机构，是目前汽车常见的一种新技术。设计者为了令汽车省油，千方百计从气门升程和正时这两个关键上做文章。气门的升程和正时互相关联但又是两件事情。升程是气门开度的问题，它是指气门开启的间隙有多大；正时是气门开启关闭的时间问题，它是指气门开启、关闭的时刻。它们都决定了进气量的大小，但气门的正时涉及到配气相位上的“重叠阶段” ，即出现进气门
42、和排气门同时开启的“重叠阶段” ，这在任何工况阶段都会出现。可变气门正时就是要按照负荷的变化控制气门进气时间由短到长呈线性变化，使发动机的动力输出顺畅平滑，减少油耗。从形式上看，可变气门升程和正时系统有多种运行方式，例如本田的“i-VTEC”系统和丰田的“VVT i ”系统，都是可变气门升程和正时系统。还有一种“停阀” （气门停止工作）的方式，就是根据发动机负荷工况，停止部分气门工作。例如本田发动机中的“H-VTEC”装置，每缸 4 气门中各有 2 个进、排气门，其中各有 1 个进、排气门在低、中转速内停止工作，变为 2 气门发动机；而在高转速内 4 个气门全部工作，系统通过调节液压气门挺杆内
43、的液压来控制气门的运动衡量发动机性能的重要指标升功率体现发动机品质高低主要是看动力性和经济性，也就是说发动机要具有较好的功率、良好的加速性和较低的燃料消耗量。影响发动机功率和燃料消耗量的因素有很多，其中影响最大的因素有排量、压缩比、配气机构。但这只是泛指而言。具体到发动机的比较，由于用途、设计、材料及制造工艺的差别，往往造成显著差别。有一些排量大的发动机功率不一定比排量小的发动机功率大，例如以排量比较，甲车是 2.0 升发动机最大功率是 97 千瓦，乙车是 2.2 升发动机最大功率可能只有 79 千瓦。同样，有些车排量相同，同是 2.0 升发动机但输出功率却不一样。因此，就产生了一个衡量指标，
44、称为“升功率” 。发动机以曲轴输出功率为基础的指标称有效指标，这种指标表示整个发动机性能的高低。有效指标包括有效功率、有效扭矩、升功率等等。一般以为，功率和扭矩这两项指标就能够反映发动机的优劣，其实不然。不是功率和扭矩越大的发动机就越好，真正能够反映发动机动力的指标是每升气缸工作容积所发出的功率，即“升功率” 。升功率表示了单位气缸工作容积的利用率，升功率越大表示单位气缸工作容积所发出的功率越大。那么，当发动机功率一定时，升功率越大发动机的重量利用率就越高，相对而言发动机就越小，材料也就越省。升功率的高低反映出发动机设计与制造的质量。因为升功率（N）大小主要决定于气缸平均有效压力（P）和转速（
45、n ）的乘积，即 N=（P）（n） 。提高升功率就要从提高气缸压力和转速入手，因此提高升功率的具体措施也就有：1）提高充气量。这是四冲程发动机增加热量的首要条件，因为燃料燃烧需要空气，燃料与空气比较，后者更难以充入气缸，所以就要改善换气条件，减少进气阻力增大气门通道截面积，有些发动机就采用 4 气门形式。当多气门结构布置困难时，首先要满足进气门的需要，不管气门布置形式怎么样，都是进气门数量等于或者大于排气门数量。 （2）提高转速以增加单位时间内的充气量。现在轿车的发动机一般都是高转速发动机，每分钟转速在 5 千转以上。（3）改善混合气质量和燃烧过程。采用电控燃油喷射系统，在所有工况下混合气的质
46、量尽可能达到最佳，空气与燃油的混合地点从节气门处移至喷油嘴处，燃油直接与吸入的空气混合，从本质上改善了混合气的均匀性。（4）提高发动机机械效率增加有效功的输出，减少机械损失主要是减少零件之间的摩擦，涉及到零件加工的精度、表面加工质量、润滑质量、温度控制及减少附件等。这里指出的是，多气门与 2 气门设计的结构上最大差异，就是多气门的配气结构复杂，增加气门、导管、凸轮轴摇臂等，有些还要专门增加一支凸轮轴，即双顶置凸轮轴（DOHC） ，这些增加的装置必然会增加机械损失。因此，一些讲究实际的厂家仍然在中小型汽车发动机上采用2 气门设计。以上四点是相互关联的，例如发动机转速越高引起的每次循环充气量减少问
47、题也越突出，这就要采用增大气门通道截面积的措施，加大进气门头直径或者采用多进气门形式。但采用多气门形式又会涉及到发动机机械效率的问题。世界上的事物总是矛盾并存的，厂家工程师怎样调整平衡点，尽量完善地处理各种矛盾，就体现在各种发动机的性能表现上了。发动机点火顺序及气缸布置汽车发动机都是多缸发动机，常见的轿车发动机是 4 缸和 6 缸。多缸发动机由若干个相同的气缸排列在一个机体上共用一根曲轴。4 冲程发动机一个工作循环曲轴转两圈，即 720度。为了保持工作平衡，各缸点火间隔角要求都相等，4 缸各缸点火间隔角为 180 度，6缸为 120 度。多缸发动机各缸作功都有一个顺序，称为发动机的点火顺序。点
48、火顺序取决于发动机的结构、曲轴的设计和曲轴负荷等因素。这里有两处提及曲轴，实际上发动机的平稳性很大程度决定于曲轴，曲轴旋转质量的不均匀而产的离心的惯性力，会使发动机振动。所以，曲轴曲拐（轴颈及它两端的曲柄）要尽可能对称均匀，连续作功的两缸相隔尽量远些，V 型发动机左右两排气缸尽量交替作功等。因此，发动机就必须要有一个能够平衡曲轴运转的点火顺序。直列式 4 缸发动机的点火顺序是：1 243 或 1342 ；直列式 5 缸发劫机的点火顺序是：1 245 3直列式 6 缸发动机的点火顺序是：1 536 24 或 14 2635；V 型 6 缸发动机，首先要弄清楚气缸顺序，因为 V 型发动机气缸序号的
49、排列方法是不统一的。一般而言，人坐在驾驶室内，如果气缸顺序是右边自前往后为：1、3、5 ，左边自前往后为 2、4 、 6。点火顺序一般是：14 523 6。如果右边自前往后为：2、4 、6 ，左边自前往后为 1、3 、5。点顺次序一般是：165 432。轿车发动机气缸排列常见有直列式（示图 A）和 V 型（示图 B）排列。直列式发动机各缸排列成一排，各气缸呈直立状，排列在一个机体上共用一根曲轴和一个缸盖。直列式发动机结构相对简单，易于制造和维修。但由于气缸直立使汽车前部比较高，影响轿车的空气动力学设计，因而直列式发动机多用于 4 缸等小型发动机，防止尺寸过大。V 型发动机的气缸分两排排列，两排气缸夹角 60 度-90 度，呈现 V 型而得名。两排气缸排列在一个机体上共用一根曲轴，各用一个缸盖（即有两个缸盖） 。V 型发动机的优点是高度比直列式小，汽车前部可以做得低一些，改善轿车的空气动力学性质，同时缩短了发动机的长度，缩短了曲轴长度，不但减少了发动机的占用空间，使得发动机紧凑化，还可以减少发动机的扭转振动，令发动机运转更加平稳。当然构造相对复杂，零件增加，成本增大。现在 V 型发动机主要用于 6 缸
