标题：汽油发动机
简介
汽油发动机，是以汽油作为燃料，将内能转化成动能的机器。
汽油发动机构造
  图1 喷射式汽油机结构示意图按燃料供给方式的不同，汽油发动机又可分为化油器式及喷射式(或称电喷式)两大类。化油器常见于老车型的发动机土，在喷射式汽油机中，汽油可在进气口喷射，也可在进气冲程期间直接向气缸内喷射;喷油过程可由计算机程序控制，燃料可更均匀地分配给各个气缸;同时，由于不需要喉管而减少了进气的阻力等，可提高气缸内的平均有效压力和热效率;此外，还可以减弱或避免爆震燃烧。如图1所示为喷射式汽油机的结构示意图。曲轴旋转n圈，活塞往复n次，冲程为2n个。
  图2 汽油机上止点与下止点示意图活寒在气缸中上行所能达到的最高位置称为“上止点”，下行所能达到的最低位置称为“下止点”。如图2所示为这两种情况，其中V1为活寒处于下止点时气缸的容积，V2为活塞处于上止点时气缸的容积，两者之比V1/V2称为压缩比。在许多发动机内，在上止点时，活塞的顶部与气缸体的顶部齐平，燃烧室容积就是活塞上方气缸盖内的空腔容积，但这部分容积会因活塞顶部的形状而稍有改变。因此，压缩比的精确定义应该是，下止点时总的气缸容积与上止点时总的燃烧室容积之比。压缩比是表征发动机性能的一个重要指标。从上止点到下止点之间的直线距离称为冲程。
特点
由于汽油粘性小，蒸发快，可以在气缸外部与空气形成均匀的混合气，然后将混合气吸入气缸，或用汽油喷射系统将汽油喷入气缸，使气体膨胀做功。从1886年第一辆汽车开始，  汽油发动机汽油机就在汽车上，特别是小型汽车上大量使用，至今不衰。 
一个工作循环包括有四个活塞行程（所谓活塞行程就是指活塞由上止点到下止点之间的距离的过程）：进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程（做功冲程）和排气冲程。
进气冲程
在这个过程中，发动机的进气门开启，排气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，从而使气缸内的压力降到大气压力以下，即在气缸内造成真空吸力，这样空气便经由进气管道和进气门被吸入气缸，同时喷油嘴喷出雾化的汽油与空气充分混合。在进气终了时，气缸内的气体压力约为0.075－0.09MPa。而此时气缸内的可燃混合气的温度已经升高到370-400K。
压缩冲程
为使吸入气缸的可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而使发动机  汽油发动机排气发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使其容积缩小、密度加大、温度升高，即需要有压缩过程。在这个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程，即压缩行程。此时混合气压力会增加到0.6-1.2MPa，温度可达600-700K。
在这个行程中有个很重要的概念，就是压缩比。所谓压缩比，就是压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比。一般压缩比越大，在压缩终了时混合气的压力和温度便越高，燃烧速度也越快，因而发动机发出的功率越大，经济性越好。一般轿车的压缩比在8-10之间，不过现在最新上市的Polo就达到了10.5的高压缩比，因此它的扭矩表现相对不错。但是压缩比过大时，不仅不能进一步改善燃烧情况，反而会出现暴燃和表面点火等不正常燃烧现象（燃油质量的影响也是占有相对重要的地位，这方面我们会在以后详细讲解）。
暴燃是由于气体压力和温度过高，在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。暴燃时火焰以极高的速率向外传播，甚至在气体来不及膨胀的情况下，温度和压力急剧升高，形成压力波，以声速向前推进。当这种压力波撞击燃烧室壁是就发出尖锐的敲缸声。同时，还会引起发动机过热、功率下降、燃油消耗量增加等一系列不良后果。严重暴燃甚至会造成气门烧毁、轴瓦破裂、火花塞绝缘体被击穿等机件损坏现象。
除了暴燃，过高压缩比的发动机还可能要面对另一个问题：表面点火。这是由于缸内炽热表面与炽热处（如排气门头，火花塞电极，积炭处）点燃混合气产生的另一种不正常燃烧（也称作炽热点火或早燃）。表面点火发生时，也伴有强烈的敲缸声（较沉闷），产生的高压会使发动机负荷增加，寿命缩短。  
膨胀冲程
（做功冲程）
在这个过程中，进、排气门仍旧关闭。当活塞接近上止点时，火花塞发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气被燃烧后，放出大量的热能，此时燃气的压力和温度迅速增加，其所能达到的最大压力可达3-5MPa，相应的温度则高达2200-2800K。高温高压的燃气推动活塞由上止点向下止点运动，通过连杆使曲柄旋转并输出机械能，除了维持发动机本身继续运转外，其余即用于对外做功。在活塞的运动过程中，气缸内容积增加，气体压力和温度都迅速下降，在此行程终了时，压力降至0.3-0.5MPa，温度  汽油发动机则为1300-1600K。
排气冲程
当膨胀冲程（做功冲程）接近终了时，排气门开启，靠废气的压力进行自由排气，活塞到达下止点后再向上止点移动时，将废气强制排到大气中，这就是排气行程。在此行程中，气缸内压力稍微高于大气压力，约为0.105-0.115MPa。当活塞到达上止点附近时，排气行程结束，此时的废气温度约为900-1200K。
由此，我们已经介绍完了发动机的一个工作循环，这期间活塞在上、下止点间往复移动了四个行程，相应地曲轴旋转了两周。
汽油发动机缺点
汽油机的缺点是热效率低于柴油机，油耗较高，点火系统比柴油机复杂，可靠性和维修的方便性也不如柴油机。
发动机活塞
活塞是发动机的“心脏”，承受交变的机械负荷和热负荷，是发动机中工作条件最恶劣的关键零部件之一。活塞的功用是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转，活塞顶部还是燃烧室的组成部分。
工作条件
活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。活塞直接与高温气体接触，瞬时温度可达2500K以上，因此，受热严重，而散热条件又很差，所以活塞工作时温度很高，顶部高达600～700K，且温度分布很不均匀；活塞顶部承受气体压力很大，特别是作功行程压力最大，汽油机高达3～5MPa，柴油机高达6～9MPa，这就使得活塞产生冲击，并承受侧压力的作用；活塞在气缸内以很高的速度(8～12m/s)往复运动，且速度在不断地变化，这就产生了很大的惯性力，使活塞受到很大的附加载荷。活塞在这种恶劣的条件下工作，会产生变形并加速磨损，还会产生附加载荷和热应力，同时受到燃气的化学腐蚀作用。
活塞结构
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。
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。
活塞影响
随着汽车整车对发动机的动力性、经济性、环保性及可靠性的要求越来越严格，活塞已发展成为集轻质高强度新材料、异型外圆复合型面、异型销孔等多项新技术于一体的高技术含量的产品，以保证活塞的耐热性、耐磨性、平稳的导向性和良好的密封功能，减少发动机的摩擦功损失，降低油耗、噪声和排放。为满足以上的功能要求，通常将活塞的外圆设计成异型外圆(中凸变椭圆)，即垂直于活塞轴线的横剖面为椭圆或修正椭圆，且椭圆度沿轴线方向按一定的规律变化(如图1所示)，椭圆度精度达0.005mm；活塞纵剖面的外轮廓为高次函数的拟合曲线，轮廓精度为0.005～0.01mm；为提高活塞的承载能力，以提高发动机的升功率，通常将高负荷活塞的销孔设计成微内锥型或正应力曲面型(异型销孔),销孔尺寸精度达IT4级，轮廓精度为0.003mm。
活塞作为典型的汽车关键零部件，在切削加工方面具有很强的工艺特点。国内活塞制造行业通常是由通用机床和结合活塞工艺特点的专用设备组成机加工生产线，因此，专用设备就成为活塞切削加  
冲缸垫故障
冲缸垫是发动机的常见故障。冲缸垫有多种形式，共同点是有异响。由于缸垫被冲的程度不同，产生的异响声音也不同。本文根据3台红旗--120型推土机发动机不同程度的冲缸垫故障，说明排除方法。　一台推土机的现象是发动机在怠速时，有“吭、吭”的响声；当V缸断油时，响声减弱直到消失。曾怀疑是V缸怠速油量大所致，但调小也无济于事；大、中油门运转时，异响并不明显；气门间隙正常。启动发动机猛加油门时，出现“当、当”的敲击声，反复加大油门，V缸缸垫处冒烟。经检查，故障均为缸垫被冲造成的。　还有一台推土机，有负荷时响声明显；中小油门且无负荷时。异响不明显；反复施加负荷时，响声明显，而且III、IV缸缸盖之间冒气。断缸检查发现。III缸缸垫被烧。更换缸垫后，故障被排除。　另外一台推土机在冷启动时，发生“当、当”两声敲击声，并先冒出一股白烟，待冒出黑烟后发动机才着火；突然加大油门时也有敲击声，油门稳定后异响基本消失；若反复突然加大油门时，仍有敲缸声。断缸检查时，发现异响出在VI缸。怀疑是喷油器油针被卡滞。拆下检查，结果正常。拆下VI缸缸盖时，发现缸垫有烧黑烟现象，原来该缸缸盖螺栓很紧（扭力达250N·m），而缸盖与缸垫却没能压紧，原因是机体上有一水堵高于机体的上平面。更换缸垫，并使水堵高度低于机体上平面，装复后异响即消失，发动机运转正常。　红旗-120型推土机上配置的是6130型柴油机（一缸一盖）。发生冲缸垫的故障比较少，多数是由于缸盖螺栓没按规定扭力和顺序（分2-3次）拧紧所致。  
常见故障
在日常工作中，东莞发电机组没有输出电压也是比较常见的故障。引起发电机这方面故障有以下几方面原因：
1、整流器故障，会造成发电机组不仅没有电压输出，而且输出频率都没有显示。科技论文，柴油发电机组。。此时必须更换整流器总成快速排除故障。值得注意的是必须选择与之相匹配的型号。
2、发电机组线圈烧坏时，会产生明显的胶臭味。用万用表检查，绕组接线端电阻为零(绕线已经烧结造成短路)或者电阻无穷大(绕线已经烧断)，此时必须修理或更换线圈绕组或者直接更换发电机。
3、若是输出电压仪表显示电压正常，而用电设备没有电到，则可能是东莞发电机输出开关故障，更换此开关后，故障得以排除。