第一章　认识发动机

第一节　发动机组成

一、概述

发动机（图1-1）是汽车的心脏，是汽车的动力之源。发动机的种类虽然很多，但其基本结构大体相同，现代电控汽油发动机一般都是由两大机构和六大系统组成。

二、组成系统

1. 两大机构

（1）曲柄连杆机构　曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成。其作用是将燃料燃烧产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。

（2）配气机构　配气机构由气门组及气门传动组组成。其作用是使可燃混合气及时充入气缸并及时将废气从气缸中排出。

2. 六大系统

（1）电控燃料喷射系统

① 系统组成。汽油机电控燃料喷射系统由空气供给系统、燃油供给系统和电控系统三部分构成。

空气供给系统包括空气滤清器、空气流量传感器、进气软管、进气歧管、动力腔、节气门位置传感器、进气温度传感器。

燃油供给系统包括燃油箱、电动燃油泵、输油管、燃油滤清器、燃油压力调节器、燃油分配管（器）、喷油器和回油管（图1-2）。

电控系统包括传感器、电子控制单元（ECU）和执行器。

② 作用原理。利用系统中的各传感器将监测到的发动机运行状态参数转换成电信号，输入发动机电子控制单元ECU中，ECU根据这些信号，计算出喷油器的通电时间，并接通喷油器电路，使喷油器喷油，从而对喷油器的喷油时刻、喷油量进行精确控制，形成最佳的可燃混合气送入气缸以供燃烧，并将燃烧生成的废气排出。

（2）冷却系统　冷却系统有水冷却系统和风冷却系统两种，现代汽车一般都采用水冷却系统，主要由水泵、节温器、风扇和散热器等组成。其作用是将受热机件的热量散到大气中去，从而保证发动机在正常温度工作。

（3）润滑系统　润滑系统主要由油底壳、集滤器、机油泵、机油滤清器、调压阀、安全阀等组成。其作用是将润滑油送至各个摩擦表面，以减轻机件的磨损，并清洗、冷却摩擦表面，延长发动机的使用寿命。

（4）启动系统　启动系统主要由启动机、启动开关、启动继电器和蓄电池等组成。其作用是将静止的发动机启动并转入自行运转。

（5）点火系统　点火系统主要由点火开关、点火模块（点火器）、点火线圈、高压组线、火花塞等组成。其作用是按规定时刻向气缸内提供电火花以点燃气缸中的可燃混合气。

（6）电源系统　电源系统由蓄电池、发电机及调节器等组成。其作用是为发动机及汽车电器设备提供稳定的电能。

三、发动机基本原理

1.汽油发动机

汽油发动机采用火花点火方式，即混合气通过电火花塞点燃。

汽油发动机通过循环燃烧汽油空气混合气产生热能。热能在燃烧室内产生高压，从而向边界面（燃烧室壁、燃烧室顶和活塞）施加作用力。该作用力促使活塞进行运动。

发动机不断进行循环燃烧，这一不断重复的整个过程分为不同冲程，每个冲程都完成一项独立功能。为了完成进气和排气行程，在燃烧室顶装有气门，这些气门根据需要打开或关闭。进气门负责吸入新鲜空气或汽油空气混合气。排气门负责排出废气。每进行一个冲程，曲轴旋转 180°，活塞由一个止点移动到另一个止点。因此，四冲程发动机完成一个循环时曲轴旋转 720°，即曲轴转动2圈。发动机工作原理如图1-4所示。

2. 柴油发动机

柴油发动机和汽油发动机的四冲程过程基本相同。但柴油发动机吸入的不是燃油空气混合气而仅仅是空气。在压缩行程结束且活塞即将到达上止点时不会点火，而是通过燃烧室内的高压喷入柴油。柴油根据燃烧室内的温度和压力情况自行点燃。

柴油发动机压缩行程末，喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷入气缸内的高温空气中，迅速汽化并与空气形成可燃混合气。因为此时气缸内的温度远高于柴油的自燃温度，柴油即自行着火燃烧，且以后的一段时间内边喷边燃烧，气缸内的温度、压力急剧升高，推动活塞下行做功。

3. 发动机电子控制系统

发动机电子控制系统简称发动机电控系统，又称发动机管理系统或发动机控制系统，就是将多项目控制集中在一个动力控制模块（PCM）或发动机控制单元（ECU）上完成，共用传感器。其主要组成包括信号输入装置、电子控制单元（ECU）和执行元件（表1-1、图1-5）。