发动机都是什么材料做的 汽车发动机常见的故障和解决方法
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全铝和铸铁。 全铝发动机在材质,散热性等方面确实优于铸铁发动机,但更多的时候,全铝发动机却相比较于铸铁发动机不尽如人意。 首先是体积。由于铝的比重较轻,因此铝的单位体积结构强度就要小于铸铁,所以铝缸体的体积通常会比铸铁的要大一些,很难达到铸铁缸体的紧凑与小体积。 其次是耐腐蚀性及强度。众所周知,铝容易与燃烧时产生的水发生化学反应,因此,耐腐蚀性远不及铸铁缸体,尤其对温度压强都更高要求的增压引擎更是如此。在加上已经阐述过的有关于体积的结论,因此,当汽车的引擎体积要求较小时,使用铝缸体就很难达到铸铁缸体的强度。所以说,高增压的引擎大多采用铸铁缸体。在这两方面,全铝发动机明显要逊色于铸铁缸体发动机。 再次是发动机的摩擦系数。现在的轿车引擎,为了降低往复运动的部件惯性,通常会提高转速和响应的速度,活塞也大多使用铝合金作为材料。如果气缸壁采用铝材料。铝和铝之间的摩擦系数就比较大。为此,引擎的性能就会大大受到影响,相反,铸铁发动机就不会产生如此的问题,因此在这方面,铸铁缸体也是优于全铝发动机的。 需要说明的是,企业常说的全铝发动机是指缸盖和缸体都是铝合金制造的发动机。而缸盖是铝合金,缸体是铸铁的发动机,仍被称作为铸铁发动机。但事实上,早在很多年以前,汽车厂家的发动机就已经大规模地采用全铝缸盖了。由于缸盖本身的重量并不大,所以汽车制造商热衷于它并非是由于它的重量轻,而是由于它具有良好的散热性能。随着发动机技术的飞速发展,四气阀结构成为了发动机的主流设计趋势。与两气阀发动机相比,每缸四气阀的气缸盖比每缸两气阀的气缸盖在工作时要产生更多的热量,因此采用全铝缸盖是最好的解决办法。 出于成本的考虑,气缸体采用全铝的设计要比气缸盖要晚得多。气缸体是发动机上最重的部分,因而使用铝合金材料可以减轻发动机的重量,从而达到减轻整车重量的目的。这一点对于前置前驱的轿车来说,显得尤为可贵。然而,殊不知,材质的变化需要更多成本的支出,由于材料价格和加工工艺的不同,采用铝合金缸体的发动机自然会比铸铁发动机的价格要高出一截。在这一诉求点上,显然是铸铁缸体的发动机占优。 铝合金机体的优点:
1、全铝机体与铝活塞的热膨胀系数相同,因此,活塞与气缸的间隙可以控制到最小,从而可以降低噪声和机油消耗量。
2、由于铝合金的导热性很好,因此采用全铝机体可以提高压缩比,有利于提高发动机的功率。
3、铝合金机体质量轻,有利于前置发动机前轮驱动的轿车前后轮载荷的合理分配。
4、由于铝合金机体的散热性能好,可以减少冷却液容量,减少散热器尺寸,使整个发动机轻量化。
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汽车发动机常见的故障和解决方法作为汽车的核心组成部分,发动机的工作稳定性直接关系到整车的安全性和可靠性。然而,在汽车使用过程中,发动机常常会出现各种故障,从而影响汽车性能并增加了驾驶员的经济压力。本文将介绍汽车发动机的常见故障及其维修方法,帮助读者更好地了解和解决这些问题。
一、发动机无法启动
发动机无法启动可能是由于电池没电、点火系统故障、供油系统故障等多种原因导致的。针对不同的原因,我们可以采取以下措施:
1.检查电池和电路:如果电池没电或者电路损坏,那么发动机就无法启动。此时,我们需要检查电池电量是否充足,并检查电路连接是否正常。
2.检查供油系统:确认油箱内有足够的燃油,检查燃油泵和喷油嘴是否正常工作。
3.检查点火系统:点火塞和高压线是否正常,以及点火系统中的其他元件(如点火线圈、点火开关等)是否损坏。
二、发动机噪音过大
在汽车使用过程中,如果发动机发出异常响声,表明发动机存在问题。导致发动机噪音过大的原因可能有:
1.曲轴轴承磨损:如果发现发动机噪音过大且有“敲击”声,有可能是由于曲轴轴承磨损所致。此时需要更换曲轴轴承,以恢复正常工作。
2.气门调整不当:如果发现发动机噪音过大并且有“卡顿”现象,有可能是由于气门间隙不正确所致。此时需要进行气门间隙调整。
3.传动系统故障:如果发现发动机噪音过大,同时还伴随着抖动和异响,有可能是由于传动系统故障所致。此时需要检查传动系统,确定故障原因并及时修理。
三、发动机油耗增加
随着汽车的使用时间加长,发动机的磨损程度会逐渐加剧,从而导致油耗的增加。此外,也可能是由于供油系统失效或者驾驶习惯不良所致。解决这些问题的方法有:
1.更换空气滤清器和燃油滤清器:如果发现油耗增加,可能是由于空气滤清器或燃油滤清器堵塞所致。此时需要及时更换这些滤清器。
2.更换点火系统零部件:如果发现油耗增加,同时还伴随着点火不良、动力下降等问题,有可能是由于点火系统零部件(如点火塞、点火线圈等)老化或损坏所致。此时需要进行更换。
3.修理供油系统:如果发现油耗增加,同时还伴随着发动机抖动、动力下降等问题,有可能是由于供油系统故障所致。此时需要检查供油系统,确定故障原因并及时修理。
四、发动机漏油
发动机漏油可能会导致车辆污染环境、损坏发动机等问题。漏油的原因可能有:
1.密封垫老化:发动机的密封垫(如汽缸盖垫、气门盖垫等)长期使用后,容易老化破裂,从而导致漏油。此时需要更换相应的密封垫。
2.曲轴箱、油底壳损坏:如果发现漏油严重,并且油渍出现在曲轴箱和油底壳处,有可能是由于这些部件损坏所致。此时需要更换或修理相关部件。
3.油管和接头松动:如果发现漏油,但是未发现明显的漏油部位,有可能是由于油管和接头松动所致。这种情况下需要及时进行检修。
五、发动机爆缸
发动机爆缸是指在高速运转中,汽缸内的混合气在不经过点火的情况下自行燃烧,从而产生类似于爆炸的声响。发动机爆缸的原因可能有:
1.燃油供应不足:如果混合气中的燃油供应不足,就会导致发动机爆缸。此时需要检查燃油泵和喷油嘴是否正常工作。
2.点火系统故障:如果点火系统故障,就会导致混合气在错误的时机自行燃烧,从而引起爆缸。此时需要检查点火系统中的各个部件是否正常。
3.汽缸压力异常:如果汽缸内压力异常高或低,也会导致发动机爆缸。此时需要检查气门、活塞环等部件是否损坏,以及汽缸密封是否良好。
总之发动机是汽车最为重要的组成部分之一,保持其正常工作状态对于驾驶员来说显得至关重要。本文简单介绍了汽车发动机的常见故障及其维修方法,包括发动机无法启动、噪音过大、油耗增加、漏油和爆缸等问题,并提出相应的解决方案。当然,以上内容只是针对一些较为常见的情况,实际上发动机故障种类繁多,需要根据具体情况采取不同的维修方法。因此,在遇到发动机故障时,最好找专业的技师进行检修和维修,以保证汽车发动机的正常工作。
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2、变速器:看它是不是CVT。纵观汽车传动技术,现在,传统自动变速器已开始从“有级”向“无级”发展——这就是“无级”变速器,又叫“CVT”,是指:在变速系统中不使用齿轮,提供平稳和“无级的”速比转换的变速系统。
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一、发动机结构种类解析
发动机作为汽车的动力源泉,就像人的心脏一样。不过不同人的心脏大小和构造差别不大,但是不同汽车的发动机的内部结构就有着千差万别,那不同的发动机的构造都有哪些不同?下面我们一起了解一下。
汽车的动力源泉就是发动机,而发动机的动力则来源于气缸内部。发动机气缸就是一个把燃料的内能转化为动能的场所,可以简单理解为,燃料在气缸内燃烧,产生巨大压力推动活塞上下运动,通过连杆把力传给曲轴,最终转化为旋转运动,再通过变速器和传动轴,把动力传递到驱动车轮上,从而推动汽车前进。
一般的汽车都是以四缸和六缸发动机居多,既然发动机的动力主要是来源于气缸,那是不是气缸越多就越好呢?其实不然,随着气缸数的增加,发动机的零部件也相应的增加,发动机的结构会更为复杂,这也降低发动机的可靠性,另外也会提高发动机制造成本和后期的维护费用。所以,汽车发动机的气缸数都是根据发动机的用途和性能要求进行综合权衡后做出的选择。像V12型发动机、W12型发动机和W16型发动机只运用于少数的高性能汽车上。
其实V型发动机,简单理解就是将相邻气缸以一定的角度组合在一起,从侧面看像V字型,就是V型发动机。V型发动机相对于直列发动机而言,它的高度和长度有所减少,这样可以使得发动机盖更低一些,满足空气动力学的要求。而V型发动机的气缸是成一个角度对向布置的,可以抵消一部分的震动,但是不好的是必须要使用两个气缸盖,结构相对复杂。虽然发动机的高度减低了,但是它的宽度也相应增加,这样对于固定空间的发动机舱,安装其他装置就不容易了。
将V型发动机两侧的气缸,再进行小角度的错开,就是W型发动机了。W型发动机相对于V型发动机,优点是曲轴可更短一些,重量也可轻化些,但是宽度也相应增大,发动机舱也会被塞得更满。缺点是W型发动机结构上被分割成两个部分,结构更为复杂,在运作时会产生很大的震动,所以只有在少数的车上应用。
水平对置发动机的相邻气缸相互对立布置(活塞的底部向外侧),两气缸的夹角为180°,不过它与180°V型发动机还是有本质的区别的。水平对置发动机与直列发动机类似,是不共用曲柄销的(也就是说一个活塞只连一个曲柄销),而且对向活塞的运动方向是相反的,但是180°V型发动机则刚好相反。水平对置发动机的优点是可以很好的抵消振动,使发动机运转更为平稳;重心低,车头可以设计得更低,满足空气动力学的要求;动力输出轴方向与传动轴方向一致,动力传递效率较高。缺点:结构复杂,维修不方便;生产工艺要求苛刻,生产成本高,在知名品牌的轿车中只有保时捷和斯巴鲁还在坚持使用水平对置发动机。
发动机之所以能源源不断的提供动力,得益于气缸内的进气、压缩、做功、排气这四个行程的有条不紊地循环运作。
进气行程,活塞从气缸内上止点移动至下止点时,进气门打开,排气门关闭,新鲜的空气和汽油混合气被吸入气缸内。
压缩行程,进排气门关闭,活塞从下止点移动至上止点,将混合气体压缩至气缸顶部,以提高混合气的温度,为做功行程做准备。
做功行程,火花塞将压缩的气体点燃混合气体在气缸内发生“爆炸”产生巨大压力,将活塞从上止点推至下止点,通过连杆推动曲轴旋转。
排气行程,活塞从下止点移至上止点,此时进气门关闭,排气门打开,将燃烧后的废气通过排气歧管排出气缸外。
发动机能产生动力其实是源于气缸内的“爆炸力”。在密封气缸燃烧室内,火花塞将一定比例汽油和空气的混合气体在合适的时刻里瞬间点燃,就会产生一个巨大的爆炸力,而燃烧室是顶部是固定的,巨大的压力迫使活塞向下运动,通过连杆推动曲轴,在通过一系列机构把动力传到驱动轮上,最终推动汽车。
要想气缸内的“爆炸”威力更大,适时的点火就非常重要了,而气缸内的火花塞就是扮演“引爆”的角色。其实火花塞点火的原理有点类似雷电,火花塞头部有中心电极和侧电极(相于两朵带相反极性离子的云),两个电极之间有个很小的间隙(称为点火间隙),当通电时能产生高达1万多伏的电火花,可以瞬间“引爆”气缸内的混合气体。
要想气缸内不断的发生“爆炸”,必须不断的输入新的燃料和及时排出废气,进、排气门在这过程中就扮演了重要角色。进、排气门是由凸轮控制的,适时的执行“开门”和“关门”这两个动作。为什么看到的进气门都会比排气门大一些呢?因为一般进气是靠真空吸进去的,排气是挤压将废气推出,所以排气相对比进气容易。为了获得更多的新鲜空气参与燃烧,因而进气门需要弄大点以获得更多的进气。
如果发动机有多个气门的话,高转速时进气量大、排气干净,发动机的性能也比较好(类似一个电影院,门口多的话进进出出就方便多了)但是多气门设计较复杂尤其是气门的驱动方式、燃烧室构造和火花塞位置,都需要进行精密的布置,这样生产工艺要求高,制造成本自然也高,后期的维修也困难。所以气门数不宜过多,常见的发动机每个气缸有4个气门(2进2出)。
二、发动机可变气门原理解析
前面已经了解过发动机的基本构造和动力来源。其实发动机的实际运转速度并不是一成不变的,而是像人跑步一样,时而急促,时而平缓,那么调节好自己的呼吸节奏尤其重要,下面我们就来了解一下发动机是怎样“呼吸”的。
简单来说,凸轮轴是一根有多个圆盘形凸轮的金属杆。这根金属杆在发动机工作中起到什么作用?它主要负责进、排气门的开启和关闭。凸轮轴在曲轴的带动下不断旋转,凸轮便不断地下压气门(摇臂或顶杆),从而实现控制进气门和排气门开启和关闭的功能。
在发动机外壳上经常会看到SOHC、DOHC这些字母,这些字母到底表示的是什么意思?OHV是指顶置气门底置凸轮轴,就是凸轮轴布置在气缸底部,气门布置气缸顶部。OHC是指顶置凸轮轴,也就是凸轮轴布置在气缸的顶部。
如果气缸顶部只有一根凸轮轴同时负责进、排气门的开、关称为单顶置凸轮轴(SOHC)。气缸顶部如果有两根凸轮轴分别负责进、排气门的开关,则称为双顶置凸轮轴(DOHC)。
底置凸轮轴的凸轮与气门摇臂间需要采用一根金属连杆连接,凸轮顶起连杆从而推动摇臂来实现气门的开合。但过高的转速容易导致顶杆折断,因此这种设计多应用于大排量、低转速、追求大扭矩输出的发动机。而凸轮轴顶置可省略顶杆简化了凸轮轴到气门的传动机构,更适合发动机高速时的动力表现顶置凸轮轴应用比较广泛。
配气机构主要包括正时齿轮系、凸轮轴、气门传动组件(气门、推杆、摇臂等),主要的作用是根据发动机的工作情况,适时的开启和关闭各气缸的进、排气门,以使得新鲜混合气体及时充满气缸,废气得以及时排出气缸外。
所谓气门正时,可以简单理解为气门开启和关闭的时刻。理论上在进气行程中,活塞由上止点移至下止点时,进气门打开、排气门关闭;在排气行程中,活塞由下止点移至上止点时,进气门关闭、排气门打开。
那为什么要正时呢?其实在实际的发动机工作中,为了增大气缸内的进气量,进气门需要提前开启、延迟关闭;同样地,为了使气缸内的废气排的更干净,排气门也需要提前开启、延迟关闭,这样才能保证发动机有效的运作。
发动机在高转速时,每个气缸在一个工作循环内,吸气和排气的时间是非常短的,要想达到高的充气效率,就必须延长气缸的吸气和排气时间,也就是要求增大气门的重叠角;而发动机在低转速时,过大的气门重叠角则容易使得废气倒灌,吸气量反而会下降,从而导致发动机怠速不稳,低速扭矩偏低。
固定的气门正时很难同时满足发动机高转速和低转速两种工况的需求,所以可变气门正时应运而生。可变气门正时可以根据发动机转速和工况的不同而进行调节,使得发动机在高低速下都能获得理想的进、排气效率。
影响发动机动力的实质其实与单位时间内进入到气缸内的氧气量有关,而可变气门正时系统只能改变气门的开启和关闭的时间,却不能改变单位时间内的进气量,变气门升程就能满足这个需求。如果把发动机的气门看作是房子的一扇“门”的话,气门正时可以理解为“门”打开的时间,气门升程则相当于“门”打开的大小。
丰田的可变气门正时系统已广泛应用,主要的原理是在凸轮轴上加装一套液力机构,通过ECU的控制,在一定角度范围内对气门的开启、关闭的时间进行调节,或提前、或延迟、或保持不变。凸轮轴的正时齿轮的外转子与正时链条(皮带)相连,内转子与凸轮轴相连。外转子可以通过液压油间接带动内转子,从而实现一定范围内的角度提前或延迟。
本田的i-VTEC可变气门升程系统的结构和工作原理并不复杂,可以看做在原来的基础上加了第三根摇臂和第三个凸轮轴。它是怎样实现改变气门升程的呢?可以简单的理解为,通过三根摇臂的分离与结合一体,来实现高低角度凸轮轴的切换,从而改变气门的升程。
当发动机处于低负荷时,三根摇臂处于分离状态,低角度凸轮两边的摇臂来控制气门的开闭气门升程量小;当发动机处于高负荷时,三根摇臂结合为一体,由高角度凸轮驱动中间摇臂,气门升程量大。
宝马的Valvetronic可变气门升程系统,主要是通过在其配气机构上增加偏心轴、伺服电机和中间推杆等部件来改变气门升程。当电动机工作时,蜗轮蜗杆机构会驱动偏心轴发生旋转,再通过中间推杆和摇臂推动气门。偏心轮旋转的角度不同,凸轮轴通过中间推杆和摇臂推动气门产生的升程也不同,从而实现对气门升程的控制。
奥迪的AVS可变气门升程系统,主要通过切换凸轮轴上两组高度不同的凸轮,来实现改变气门的升程,其原理与本田的i-VTEC非常相似,只是AVS系统是通过安装在凸轮轴上的螺旋沟槽套筒,来实现凸轮轴的左右移动,进而切换凸轮轴上的高低凸轮。
发动机处于高负荷时,电磁驱动器使凸轮轴向右移动,切换到高角度凸轮,从而增大气门的升程;当发动机处于低负荷时,电磁驱动器使凸轮轴向左移动,切换到低角度凸轮,以减少气门的升程。
轻混合动力车的主要驱动力是燃油发动机,而电动机只是作为辅助作用不能单独驱动汽车。但能在车辆减速、制动时进行能量回收,实现混合动力的最大效率。
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