发动机技术介绍

1 百度文库帮手网 www.365xueyuan.com 免费帮下载 文库积分资料 1 1 百度文库帮手网 www.365xueyuan.com 免费帮下载 文库积分资料 1 本文由toppertong贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机? 查看。 OBD 及其他 电子技术应用于发动机管理系统，除燃料喷射系统和点火功能等基本功能外，还? 有车载诊断（OBD）功能。OBD 是英文 On-Board Diagnostics 的缩写，中文翻译为“? 车载自动诊断系统”。 OBD 是一种自动诊断汽车问的程序。当系统出现故障时，故? 障（MIL）灯或检查发动机（Check Engine）警告灯亮，同时动力 总成控制模块（PC? M）将故障信息存入存储器，通过一定的程序可以将故障码从 PCM 中读出。根据故障? 码的提示，维修人员能迅 速准确地确定故障的性质和部位。有针对性地去检查有关部? 位、元件和线路，将故障排除。 从 20 世纪 80 年代起，美、日、欧等各大汽车制造? 企业开始在其生产的电喷汽车上配备 OBD。由于各大主要汽车制造企业的 OBD 系统因? 其发动机管理系统不同而各不相同，各自采用自行的诊断座及自定义的故障码，? 每一种车系都有自己一套检测专用 工具，例如专用的解码器，这给维修检测带来很大? 的不便。初期的 OBD 对本身数据无法自检，使得维修后的汽车常常达不到原 厂的技? 术要求。 一种比 OBD 更先进的 OBD-Ⅱ在 90 年代中期产生， 它实行标准的检测程? 序， 不必使用专用的特殊工具。 美国汽车工程师协会 （SAE） 制定了一套标准? ，要求各汽车制造企业按照 OBD-Ⅱ的标准提供统一的诊断模式，做到只要有一台仪器? 就可通过统一的插座 对各种汽车进行检测。为此各大汽车制造企业改变了电控系统的? 许多方面，在 90 年末期，进入北美市场的汽车都按照新标准设 置车载诊断系统。 ? 按照新标准，汽车上的相关联接器、位置、代码都实行标准化，不再各行其是。都有? 一个通用的标准诊断测试联接器，简称 DLC。 DLC 有一个 16 针的插头，使用标准的? 联接件，汽车的参数能通过任何按照 OBD-Ⅱ标准结构的检测仪器读取；DLC 的标准安? 装位 置在驾驶员侧边仪表板下面，要能够看得见；对电控系统的所有零部件使用一套? 标准的术语、缩写和定义，不管什么品牌的车 显示的故障代码符号和含义是一样的；? 车辆识别信号能自动传输到检测仪器上，当车辆发生故障时能够记录并存入车载电脑? 存 储器内，不管何时发生影响排气质量的故障时都能够存储代码；检修后检测仪器能? 够删除存储在车载电脑存储器内的故障代码。 OBD-Ⅱ与以前的所有车载自诊断系统不? 同之处在于有严格的排放针对性，其实质性能就是监测汽车排放。当汽车排放的 HC、? CO 和 NOx 或燃油蒸发污染量超过设定的标准，包括发动机及其动力系统随机引起的? page 1 HC 排放量的上升、催化转换器的净化效率下降 到限值之下、密封的燃油系统有空气? 泄漏、某个传感器或其他排放控制装置失效等等情况，MIL 灯就会点亮报警。虽然 O? BD-Ⅱ 对监测汽车排放十分有效。但当 MIL 灯亮时驾驶员会否接受警告，则又是另一? 回事。为此，一种比 OBD-Ⅱ更先进的 OBD-Ⅲ产生 了。 OBD-Ⅲ主要目的是使汽车的? 检测、维护和管理合为一体，以满足环境保护的要求。OBD-Ⅲ系统会分别进入发动机? 、变速箱、ABS 等系统 ECU（电脑）中去读取故障码和其它相关数据，并利用小型车? 载通讯系统，例如 GPS 导航系统或无线通信方式将车辆的身 份代码、故障码及所在? 位置等信息自动通告管理部门，管理部门根据该车辆排放问题的等级对其发出指令，? 包括去哪里维修的 建议，解决排放问题的时限等，还可对超出时限的违规者的车辆发? 出禁行指令。因此，OBD Ⅲ系统不仅能对车辆排放问题向驾 驶者发出警告，而且还能? 对违规者进行惩罚。 可变气门行程和正时知识 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”， 即出现进气门和排气门同时开启的“重叠阶段”（见本栏目《气门可变驱动? 机构》，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（这两种装置本栏目都? 有介绍） 。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的液压来控制气? 门的运动。 活塞与活塞环 汽车发动机的活塞是发动机中的主要配件之一，它与活塞环、活塞销等零件组成? 活塞组，与气缸盖等共同组成燃烧室，承 受燃气作用力并通过活塞销和连杆把动力传? 给曲轴，以完成内燃发动机的工作过程。由于活塞处于一个高速、高压和高温的恶 劣? 工作环境，又要考虑到发动机的运行平稳及耐用，因此要求活塞也必须要有足够的强? page 2 度和刚度，导热性好，耐热性高，膨胀 系数小（尺寸及形状变化要小），相对密度小? （重量轻），耐磨及耐腐蚀，还要成本低。由于要求多而高，有些要求互相矛盾， 很? 难找到一个能够完全满足各项要求的活塞材料。现代发动机的活塞普遍用铝合金制造? ，因为铝合金材具有密度小，导热性好 的突出优点，但同时又有膨胀系数比较大，高? 温强度比较差的缺点，这些缺点只能通过合理的结构设计以满足使用要求。所以， 汽? 车发动机的质量优劣，不但要看采用的材料，同时也要看设计的合理性。 一般活塞都? 是园柱形体，根据不同发动机的工作条件和要求，活塞本身的构造有各种各样，一般? 将活塞这个小东西分为头 部、裙部和活塞销座三个部分。 头部是指活塞顶端和环槽? 部分。活塞顶端完全取决于燃烧室的要求， 顶端采用 平顶或接近平顶设计有利于活? 塞减少与高温气体的接触面积，使应力分布均 匀。多数汽油机采用平顶活塞，有些发? 动机（例如直喷式柴油机和新型的缸内 喷注汽油机） 为了混合气形成的需要， 提高? 燃烧效率， 将爆燃减少到最小程度， 需要活塞顶端具有较复杂的形状，设有一定深? 度的凹坑作为燃烧室的一部分。 活塞的凹槽称为环槽，用于安装活塞环。活塞环的作? 用是密封，防止漏气和防 止机油进入燃烧室。 活塞裙部是指活塞的下部分，它的作用是尽量保持活塞在往复运动中垂直的姿态? ，也就是活塞的导向部分。活塞裙部的形状极 有讲究，尤其是象轿车一类的轻型乘用? 车，设计者从发动机的结构和性能出发，常在活塞裙部上动脑筋，以尽量使发动机结? 构 紧凑运行平稳。 活塞销座是活塞通过活塞销与连杆连接的支承部分，位于活塞裙? 部的上方。高速发动机活塞销座的特别之处在于销座孔不一定 与活塞在同一中心线平? 面上，可向一侧偏移一点点，即向作功行程时活塞接触缸壁的一侧偏移，这样当活塞? 到上止点变换方向 后活塞敲击缸壁的程度会减少，从而减少了发动机噪声。 汽车中? 有上万个零件，大至如曲轴、变速箱体，小至弹簧垫圈、螺栓螺帽。每一个零件都有? 它的作用，象活塞环这样的“小不 点”，从形状上看似简单，重量很轻，价格也很便? 宜，但作用却非同小可。缺少了它固然汽车动弹不得，甚至它有一点什么小 毛病，汽? 车也会不正常，要么耗油大，要么动力不足。在整个活塞组与气缸的配合中，活塞组? 中真正与气缸缸壁接触的是活塞 环，它填补了活塞与气缸壁间的空隙，以封闭燃烧室? ，因此它也是发动机中最容易磨损的零件。 活塞环一般由铸铁做成，有一定弹性，截? 面有多种形状，表面有涂层以增加磨合性能。当发动机运转时活塞会受热膨胀，因此? 活塞环有开口间隙，安装时为了保持密封性，要将各活塞环的开口间隙位置错开。一? 个活塞往往有三至四个活塞环，它们按照 作用的不同，分为气环和油环两大类。气环? 装在活塞头部上端的环槽内，用来防止漏气，将活塞头部的热量传递到气缸壁，疏 散? 活塞的热量。油环的作用是防止润滑油窜入燃烧室，将气缸壁上过量的润滑油刮回到? 油底壳，它安装在气环的下方环槽内。 只要保证密封功能的要求，活塞环数目少比数? 目多好，活塞环数目少既保持了最小的摩擦面积，减少功率损耗，又缩短了活塞 的高? 度，相应也就降低了发动机的高度，目前高速汽油发动机一般是两道气环和一道油环? 。 汽 油 喷 射 发 动 机 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? page 3 ，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。 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，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，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? page 4 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道流量来? 自动控制怠速。 缸内喷注式汽油发动机 这是近几年脱颖而出的新型发动机，它的问世并引起行内人士的高度重视。 原理缸内喷注式汽油发动机与一般汽油发动机的主要区别在于汽油喷射的位置，? 目前一般汽油发动机上所用的汽油电控喷射 系统，是将汽油喷入进气歧管或进气管道上，与空气混合成混合气后再通过进气? 门进入气缸燃烧室内被点燃作功；而缸内喷注 式汽油发动机顾名思义是在气缸内喷注? 汽油，它将喷油嘴安装在燃烧室内，将汽油直接喷注在气缸燃烧室内，空气则通过进? 气 门进入燃烧室与汽油混合成混合气被点燃作功，这种形式与直喷式柴油机相似，因? 此有人认为缸内喷注式汽油发动机是将柴油 机的形式移植到汽油机上的一种创举。 优点缸内喷注式汽油发动机的优点是油耗量低，升功率大。混合比达到 40:1（? 一般汽油发动机的混合比是 15:1），也就是人 们所说的“稀燃”。机内的活塞顶部一半是球形，另一半是壁面，空气从气门冲? 进来后在活塞的压缩下形成一股涡流运动，当 压缩行程行将结束时，在燃烧室顶部的? 喷油嘴开始喷油，汽油与空气在涡流运动的作用下形成混合气，这种急速旋转的混合? 气 是分层次的，越接近火花塞越浓，易于点火作功。由于缸内喷注压缩比达到 12，? 与同体积的一般发动机相比功率与扭矩都提高 了 10％。 历史缸内喷注式汽油发动机是由日本三菱汽车公司创制的，这种称为 1.8 升顶? 置双凸轮轴 16 气门 4G93 型发动机安装在三菱 HSR-V 型概念车上，并在 96 年 6 月北京国际车展上广泛做了宣传，但当时许? 多人认为这种发动机只是一种“概念”而已，没有 引起足够的重视，但随着这几年美? 日欧等国大汽车厂商丰田、本田、奔驰、通用等对这种汽油发动机都产生了兴趣，纷? 纷修改 了原来的研究起缸内喷注式汽油发动机，认为这种发动机很可能会成为下? 世纪初汽油发动机的主要机型，人们又重视起来 缸内喷注汽油发动机的发展状况了。? 稀燃发动机技术的发展 文中，提到了“稀燃”技术。什么叫稀燃？顾名思义就是发动机混合气中的汽油? 含量低，汽油与空气之比可达 1：25 以上。 其实，在 20 多年前就已经有人在研究? 稀燃技术。面对 21 世纪 70 年代初欧美国家的排放规定以及石油危机引起的降低油? 耗的需 求，人们探索了由稀混合气运行，用氧化催化剂净化排气的方法，采用了一种? 带副燃烧室的发动机。这种由丰田及本田公司发 明的燃烧方式由于从副燃烧室喷出火? 焰会造成热能损失，稀混合气发动机改进对油耗的效果不明显。 从那以后，随着进气? 口的改进，气缸内旋涡生成技术的进步，由通用、福特、丰田、本田、日产等汽车公? 司先后搞成的开口式 燃烧室可以形成比带副燃烧室还好的稀薄混合气燃烧，并且随着? 进气口燃料喷射技术的发展和稀混合气传感器技术的开发，精 密控制空燃比已成为可? 能。80 年代中期，丰田正式使稀混合气发动机（T－LCS）产品化，三菱、本田也相继? 将其产品实行产品 化。 进入 90 年代，三菱汽车公司研制出来的缸内直喷技术使稀? 燃技术又进了一步。目前，各大公司都拥有自己的稀燃技术，其共同 点都是利用缸内? 涡流运动，使聚集在火花塞附近的混合气最浓，先被点燃后迅速向外层推进燃烧，并? 有较高的压缩比。 比较著名的三菱缸内喷注汽油机 （GDI） 可令混合比达到 40:1。 ， 它采用立? 式吸气口方式， 从气缸盖的上方吸气的独特方式产生强 大的下沉气流。 这种下沉气? 流在弯曲顶面活塞附近得到加强并在 气缸内形成纵向涡旋转流。 在高压旋转喷注器? 的作用下， 压缩过 程后期被直接喷注进气缸内的燃料形成浓密的喷雾， 喷雾在弯曲? 顶面活塞的顶面空间中不是扩散而是气化。 这种混和气被纵向涡旋转流带到火花塞? 附近， 在火花塞四周形成 较浓的层状混和状态。 这种混合状态虽从燃烧室整体来看? page 5 十分稀 薄， 但由于呈现从浓厚到稀薄的层状分布， 因此能保证点火并实 现稳定燃? 烧。 大众的直喷汽油发动机（FSI），则是采用了一个高压泵，汽油通过一个分流轨? 道（共轨）到达电磁控制的高压喷射气门。它的 特点是在进气道中已经产生可变涡流? ，使进气流形成最佳的涡流形态进入燃烧室内，以分层填充的方式推动，使混合气体? 集中 在位于燃烧室中央的火花塞周围。 本田最新的 VTEC 发动机也将采用稀燃技术? 。这款取名为 VTEC－i 2.0 升发动机将比一般本田发动机省油 20%，其特点是将 VT? EC 技术与稀燃技术相结合，也是当低转速时令其中一组进气门关闭，在燃烧室内形成? 一道稀薄的混合气体涡流，层状分布集结在 火花塞周围作点燃引爆，从而起到稀薄燃? 烧作用。 综上所述，汽车汽油发动机实现稀燃的关键技术归纳起来有以下三个主要方? 面： 一、提高压缩比 采用紧凑型燃烧室，通过进气口位置改进使缸内形成较强的空? 气运动旋流，提高气流速度；将火花塞置于燃烧室中央，缩短点 火距离；提高压缩比? 至 13：1 左右，促使燃烧速度加快。 二、分层燃烧 如果稀燃技术的混合比达到 25? ：1 以上，按照常规是无法点燃的，因此必须采用由浓至稀的分层燃烧方式。通过缸? 内空气的运 动在火花塞周围形成易于点火的浓混合气，混合比达到 12：1 左右，外? 层逐渐稀薄。浓混合气点燃后，燃烧迅速波及外层。为 了提高燃烧的稳定性，降低氮? 氧化物（NOx），现在采用燃油喷射定时与分段喷射技术，即将喷油分成两个阶段，进? 气初期喷油， 燃油首先进入缸内下部随后在缸内均匀分布，进气后期喷油，浓混合气? 在缸内上部聚集在火花塞四周被点燃，实现分层燃烧。 三、高能点火 高能点火和宽? 间隙火花塞有利于火核形成，火焰传播距离缩短，燃烧速度增快，稀燃极限大。有些? 稀燃发动机采用双火花塞或 者多极火花塞装置来达到上述目的。 以上三点只是对整? 体汽油发动机稀燃技术而言，具体到某种机型会有所偏重。因为各种汽油发动机稀燃? 方式的技术不完全 一样，甚至同一部发动机在不同的工况下稀燃方式也会不完全? 一样。有些着重缸内气流运动及燃油分布的配合，重点在分层燃 烧。有些着重加大点? 火能量、增快火焰传播速度和缩短火焰传播距离，重点在高能点火。 涡轮增压器 参加竞赛的跑车或方程式赛车一般在发动机上装有涡轮增压器，以使汽车迸发出? 更大的功率。发动机是靠燃料在气缸内燃烧作 功来产生功率的，输入的燃料量受到吸? 入气缸内空气量的限制，所产生的功率也会受到限制，如果发动机的运行性能已处于? 最 佳状态，再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入气缸来增加燃料量，提高燃? 烧作功能力。在目前的技术条件下，涡轮增 压器是唯一能使发动机在工作效率不变的? 情况下增加输出功率的机械装置。 构造 原理 涡轮增压器是由涡轮室和增压器组成的机器，涡轮室进气口与排气歧管相连，排? 气口接在排气管上；增压器进气口与空 气滤清器管道相连，排气口接在进气歧管上。涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压? 器内，二者同轴刚性联接。 涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增? 加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室 内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使? 之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排 出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就? 压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃? 料 量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。 技术 涡轮增压器安装在发动机的进排气歧管上，处在高温，高压和高速运转的工作状? 况下，其工作环境非常恶劣，工作要求 又比较苛刻，因此对制造的材料和加工技术都要求很高。其中制造难度最高的是? 支承涡轮轴运转的“浮式轴承”，它工作转速 可达 10 万转／分以上，加上环境温度? 可达六、七百度以上，决非一般轴承所能承受，由于轴承与机体内壁间有油液做冷却? ，又 称“全浮式轴承”。 缺点 另外涡轮增压器虽然有协助发动机增力的作用，但也有它的缺点，其中最明显的? 是，“滞后响应”，即由于叶轮的惯性 page 6 作用对油门骤时变化反应迟缓，即使经过改良后的反应时间也要 1.7 秒，使发? 动机延迟增加或减少输出功率。这对于要突然加 速或超车的汽车而言，瞬间会有点提? 不上劲的感觉。 改进 但是涡轮增压器毕竟是无本生利的事情，它是利用发动机的废气工作的，这些废? 气的能量如果不加以利用也会白白地浪 费掉。因此，自从涡轮增压器面世以来，人们就经常对它进行技术改造，例如提? 高加工精度，尽量减少涡轮与涡轮室内壁的间 隙，以便提高废气能量利用率；采用新? 型材料陶瓷，利用陶瓷的耐热高，刚度强，重量轻的优点，可以将涡轮增压器做得更? 加 紧凑，体积更少，而且能减少涡轮的“滞后响应”时间。 在最近 30 年时间里，? 涡轮增压器已经普及到许多类型的汽车上，它弥补了一些自然吸气式发动机的先天不? 足，会发动机在不改 变气缸工作容积的情况下可以提高输出功率 10%以上， 因此许? 多汽车制造公司都采用这种增压技术来改进发动机的输出功率， 藉 以实现轿车的高? 性能化。 涡轮增压器之二 提高压缩比是提高发动机功率的措施之一。而提 高压缩比有两种途径，一种是? 采用高顶活塞及改 变曲轴行程或者改变燃烧室形状，这是牵一动百 的举措，花费较? 大；另一是增加进气量的方法， 采用强制性方式加大空气灌输量，就是涡轮增压 器? 的方法，这是一种不改变发动机基本结构，花 费较少的做法。在“涡轮增压器”一文? ，已经简 单介绍了它的构造、原理等方面的知识，现在再 谈一谈它的具体形式。 （? 1）电磁阀、（2）气缸燃烧室、（3）中冷器、（4）空气滤清器、（5）叶 轮、（6）? 涡轮、（7）排气旁通阀 差别以前废气涡轮增压器多用在柴油发动机上，例如载重汽车和大客车上的柴油? 发动机。现在不少轿车汽油机上也使用废气 涡轮增压器。轿车用的废气涡轮增压器都采用单入口涡轮外壳，也就是说只利用? 废气排气的压力能量，不需使用其它的辅助能 量。由于轿车发动机的转速范围大，因? 此废气涡轮增压器必须要有调节装置，以使发动机能在一定转速范围内获得比较恒定? 的 增压压力。另外，汽油机是点燃式点火，它的压缩比是有一定范围限制的，过高就? 会引发爆燃。因此，还要有爆燃检测及控制 机构，随时调整点火提前角。 安装轿车的废气涡轮增压器一般安装在排气管附近，涡轮和叶轮分别装在涡轮室? 和增压器内，二者同轴刚性联接，同步旋转。 调节目前的涡轮增压器的调节装置大都? 在排气侧进行调节，当不需要增压时，例如怠速或者有爆燃先兆时，一部分排气会通? 过旁通阀泄出而不进入涡轮增压器。当发动机转速每分钟达到 1800 转时，电磁? 阀就会关闭旁通阀让排气流指向涡轮一侧，使涡 轮转动。另外还有一种设计，就是调? 节涡轮叶片的角度，通过阻力的改变来调节涡轮的转速，从而改变增压量。 冷却对空气进行冷却可以使空气收缩增大密度，在同等容积下塞进更多空气，还? 可以防止爆燃。因此轿车的涡轮增压器都安 装有中间冷却器，这种中间冷却器一般用空气冷却，安装在发动机散热器前面、? 旁边或者单独一个位置，利用汽车迎面气流或 者自身风扇冷却。 关键涡轮增压器的关键零件是轴承。这种根据润滑形式命名的轴承被称为“全浮? 式轴承”，工作转速极高，工作环境恶劣。 因此，保证润滑是非常重要的事情。如果因油压低导致机油供给缓慢，就会损坏? 轴承从而导致涡轮增压器失效。在正常的发动 机启动是不会发生此类故障的，但如果? 发动机更换机油和机油过滤器后第一次启动，就会产生机油供给缓慢现象，使轴承缺? 乏 机油润滑。在这种情况下，启动后要怠速运转 3 分钟左右，不可直接将转速提升? 到涡轮增压器启动转速。同样，在高速及上坡 后也不要使发动机立即停止，要使发动? 机继续怠速运行 1 分钟左右，使仍继续空转的涡轮增压器轴承不会缺油。因此，使用? 涡 轮增压器汽车的司机，一定要遵循厂家的指示操作，还要十分注意机油的质量，不? 宜将涡轮增压器汽车视同一般汽车进行操作。 柴油机新技术 笨重、噪音大、喷黑烟，令许多人对柴油机的直观印象不佳，加上柴油机的构造? page 7 比较复杂，不少人对柴油机缺乏了解，尤其对 现代先进的柴油机缺乏了解，因此柴油? 机汽车在一些城市成了“被限制的对象”，受到种种歧视。其实经过多年的研究和新? 技 术应用，现代柴油机的现状已与往日不可同喻。现代先进的汽车柴油机一般采用电? 控喷射、共轨、涡轮增压中冷等技术，在重 量、噪音、烟度等方面已取得重大突破，? 达到了汽油机的水平。目前国外轻型汽车用柴油机日益普遍，奔驰、大众、宝马、雷? 诺、沃尔沃等欧洲名牌车都有采用柴油发动机的车型。 在电控喷射方面柴油机与汽? 油机的主要差别是，汽油机的电控喷射系统只是控制空燃比（汽油与空气的比例），? 柴油机的电控 喷射系统则是通过控制喷油时间来调节输出的大小，而柴油机喷油控制? 是由发动机的转速和加速踏板位置（油门拉杆位置）来 决定的。因此，基本工作原理? 是计算机根据转速传感器和油门位置传感器的输入信号，首先计算出基本喷油量，然? 后根据水温、 进气温度、进气压力等传感器的信号进行修正，再与来自控制套位置传? 感器的信号进行反馈修正，确定最佳喷油量的。 电控柴油喷射系统由传感器、ECU（? 计算机）和执行机构三部分组成。其任务是对喷油系统进行电子控制，实现对喷油量? 以及喷 油定时随运行工况的实时控制。采用转速、温度、压力等传感器，将实时检测? 的参数同步输入计算机，与巳储存的参数值进行 比较，经过处理计算按照最佳值对喷? 油泵、废气再循环阀、预热塞等执行机构进行控制，驱动喷油系统，使柴油机运作状? 态达 到最佳。 什么是共轨技术,为什么要采用共轨技术呢? 在汽车柴油机中，高速运? 转使柴油喷射过程的时间只有千分之几秒，实验证明，在喷射过程中高压油管各处的? 压力是随时间和 位置的不同而变化的。由于柴油的可压缩性和高压油管中柴油的压力? 波动，使实际的喷油状态与喷油泵所规定的柱塞供油规律 有较大的差异。油管内的压? 力波动有时还会在主喷射之后，使高压油管内的压力再次上升，达到令喷油器的针阀? 开启的压力， 将已经关闭的针阀又重新打开产生二次喷油现象，由于二次喷油不可能? 完全燃烧，于是增加了烟度和碳氢化合物（HC）的排放 量，油耗增加。此外，每次喷? 射循环后高压油管内的残压都会发生变化，随之引起不稳定的喷射，尤其在低转速区? 域容易产生 上述现象，严重时不仅喷油不均匀，而且会发生间歇性不喷射现象。为了? 解决柴油机这个燃油压力变化的缺陷，现代柴油机采 用了一种称为“共轨”的技术。? 共轨技术是指高压油泵、压力传感器和 ECU 组成的闭环系统中，将喷射压力的产生? 和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式， 由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管? ，通过对公共供油管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转速无? 关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化，因此也就减少了传统? 柴油机的缺陷。ECU 控制喷油器的喷油量，喷油 量大小取决于燃油轨（公共供油管）? 压力和电磁阀开启时间的长短。 柴油机的涡轮增压器已作过介绍。至于增压中冷技术? 就是当涡轮增压器将新鲜空气压缩经中段冷却器冷却，然后经进气歧管、 进气门流至? 汽缸燃烧室。有效的中冷技术可使增压温度下降到 50℃以下，有助于减少废气的排放? 和提高燃油经济性。 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，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? page 8 力（P）和转速（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）double overhead camshaft，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。 1本文由toppertong贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机? 查看。 OBD 及其他 电子技术应用于发动机管理系统，除燃料喷射系统和点火功能等基本功能外，还? 有车载诊断（OBD）功能。OBD 是英文 On-Board Diagnostics 的缩写，中文翻译为“? 车载自动诊断系统”。 OBD 是一种自动诊断汽车问题的程序。当系统出现故障时，故? 障（MIL）灯或检查发动机（Check Engine）警告灯亮，同时动力 总成控制模块（PC? M）将故障信息存入存储器，通过一定的程序可以将故障码从 PCM 中读出。根据故障? 码的提示，维修人员能迅 速准确地确定故障的性质和部位。有针对性地去检查有关部? 位、元件和线路，将故障排除。 从 20 世纪 80 年代起，美、日、欧等各大汽车制造? 企业开始在其生产的电喷汽车上配备 OBD。由于各大主要汽车制造企业的 OBD 系统因? 其发动机管理系统不同而各不相同，各自采用自行设计的诊断座及自定义的故障码，? 每一种车系都有自己一套检测专用 工具，例如专用的解码器，这给维修检测带来很大? 的不便。初期的 OBD 对本身数据无法自检，使得维修后的汽车常常达不到原 厂的技? 术要求。 一种比 OBD 更先进的 OBD-Ⅱ在 90 年代中期产生， 它实行标准的检测程? 序， 不必使用专用的特殊工具。 美国汽车工程师协会 （SAE） 制定了一套标准规范? ，要求各汽车制造企业按照 OBD-Ⅱ的标准提供统一的诊断模式，做到只要有一台仪器? 就可通过统一的插座 对各种汽车进行检测。为此各大汽车制造企业改变了电控系统的? 许多方面，在 90 年末期，进入北美市场的汽车都按照新标准设 置车载诊断系统。 ? 按照新标准，汽车上的相关联接器、位置、代码都实行标准化，不再各行其是。都有? 一个通用的标准诊断测试联接器，简称 DLC。 DLC 有一个 16 针的插头，使用标准的? 联接件，汽车的参数能通过任何按照 OBD-Ⅱ标准结构的检测仪器读取；DLC 的标准安? 装位 置在驾驶员侧边仪表板下面，要能够看得见；对电控系统的所有零部件使用一套? 标准的术语、缩写和定义，不管什么品牌的车 显示的故障代码符号和含义是一样的；? 车辆识别信号能自动传输到检测仪器上，当车辆发生故障时能够记录并存入车载电脑? 存 储器内，不管何时发生影响排气质量的故障时都能够存储代码；检修后检测仪器能? 够删除存储在车载电脑存储器内的故障代码。 OBD-Ⅱ与以前的所有车载自诊断系统不? 同之处在于有严格的排放针对性，其实质性能就是监测汽车排放。当汽车排放的 HC、? page 9 CO 和 NOx 或燃油蒸发污染量超过设定的标准，包括发动机及其动力系统随机引起的? HC 排放量的上升、催化转换器的净化效率下降 到限值之下、密封的燃油系统有空气? 泄漏、某个传感器或其他排放控制装置失效等等情况，MIL 灯就会点亮报警。虽然 O? BD-Ⅱ 对监测汽车排放十分有效。但当 MIL 灯亮时驾驶员会否接受警告，则又是另一? 回事。为此，一种比 OBD-Ⅱ更先进的 OBD-Ⅲ产生 了。 OBD-Ⅲ主要目的是使汽车的? 检测、维护和管理合为一体，以满足环境保护的要求。OBD-Ⅲ系统会分别进入发动机? 、变速箱、ABS 等系统 ECU（电脑）中去读取故障码和其它相关数据，并利用小型车? 载通讯系统，例如 GPS 导航系统或无线通信方式将车辆的身 份代码、故障码及所在? 位置等信息自动通告管理部门，管理部门根据该车辆排放问题的等级对其发出指令，? 包括去哪里维修的 建议，解决排放问题的时限等，还可对超出时限的违规者的车辆发? 出禁行指令。因此，OBD Ⅲ系统不仅能对车辆排放问题向驾 驶者发出警告，而且还能? 对违规者进行惩罚。 可变气门行程和正时知识 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”， 即出现进气门和排气门同时开启的“重叠阶段”（见本栏目《气门可变驱动? 机构》，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（这两种装置本栏目都? 有介绍） 。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的液压来控制气? 门的运动。 活塞与活塞环 汽车发动机的活塞是发动机中的主要配件之一，它与活塞环、活塞销等零件组成? 活塞组，与气缸盖等共同组成燃烧室，承 受燃气作用力并通过活塞销和连杆把动力传? 给曲轴，以完成内燃发动机的工作过程。由于活塞处于一个高速、高压和高温的恶 劣? page 10 工作环境，又要考虑到发动机的运行平稳及耐用，因此要求活塞也必须要有足够的强? 度和刚度，导热性好，耐热性高，膨胀 系数小（尺寸及形状变化要小），相对密度小? （重量轻），耐磨及耐腐蚀，还要成本低。由于要求多而高，有些要求互相矛盾， 很? 难找到一个能够完全满足各项要求的活塞材料。现代发动机的活塞普遍用铝合金制造? ，因为铝合金材具有密度小，导热性好 的突出优点，但同时又有膨胀系数比较大，高? 温强度比较差的缺点，这些缺点只能通过合理的结构设计以满足使用要求。所以， 汽? 车发动机的质量优劣，不但要看采用的材料，同时也要看设计的合理性。 一般活塞都? 是园柱形体，根据不同发动机的工作条件和要求，活塞本身的构造有各种各样，一般? 将活塞这个小东西分为头 部、裙部和活塞销座三个部分。 头部是指活塞顶端和环槽? 部分。活塞顶端完全取决于燃烧室的要求， 顶端采用 平顶或接近平顶设计有利于活? 塞减少与高温气体的接触面积，使应力分布均 匀。多数汽油机采用平顶活塞，有些发? 动机（例如直喷式柴油机和新型的缸内 喷注汽油机） 为了混合气形成的需要， 提高? 燃烧效率， 将爆燃减少到最小程度， 需要活塞顶端具有较复杂的形状，设有一定深? 度的凹坑作为燃烧室的一部分。 活塞的凹槽称为环槽，用于安装活塞环。活塞环的作? 用是密封，防止漏气和防 止机油进入燃烧室。 活塞裙部是指活塞的下部分，它的作用是尽量保持活塞在往复运动中垂直的姿态? ，也就是活塞的导向部分。活塞裙部的形状极 有讲究，尤其是象轿车一类的轻型乘用? 车，设计者从发动机的结构和性能出发，常在活塞裙部上动脑筋，以尽量使发动机结? 构 紧凑运行平稳。 活塞销座是活塞通过活塞销与连杆连接的支承部分，位于活塞裙? 部的上方。高速发动机活塞销座的特别之处在于销座孔不一定 与活塞在同一中心线平? 面上，可向一侧偏移一点点，即向作功行程时活塞接触缸壁的一侧偏移，这样当活塞? 到上止点变换方向 后活塞敲击缸壁的程度会减少，从而减少了发动机噪声。 汽车中? 有上万个零件，大至如曲轴、变速箱体，小至弹簧垫圈、螺栓螺帽。每一个零件都有? 它的作用，象活塞环这样的“小不 点”，从形状上看似简单，重量很轻，价格也很便? 宜，但作用却非同小可。缺少了它固然汽车动弹不得，甚至它有一点什么小 毛病，汽? 车也会不正常，要么耗油大，要么动力不足。在整个活塞组与气缸的配合中，活塞组? 中真正与气缸缸壁接触的是活塞 环，它填补了活塞与气缸壁间的空隙，以封闭燃烧室? ，因此它也是发动机中最容易磨损的零件。 活塞环一般由铸铁做成，有一定弹性，截? 面有多种形状，表面有涂层以增加磨合性能。当发动机运转时活塞会受热膨胀，因此? 活塞环有开口间隙，安装时为了保持密封性，要将各活塞环的开口间隙位置错开。一? 个活塞往往有三至四个活塞环，它们按照 作用的不同，分为气环和油环两大类。气环? 装在活塞头部上端的环槽内，用来防止漏气