【正文】 一般 情況下 ， 由于 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)需要對(duì)汽油的噴入量、噴入時(shí)間及點(diǎn)火時(shí)間控制 得非常 準(zhǔn)確，因此結(jié)構(gòu) 上 往往 會(huì) 比柴油機(jī)更 加的 復(fù)雜 和 精密一些，而柴油機(jī)由于 氣缸 的壓力 遠(yuǎn)遠(yuǎn) 大于汽油機(jī) 的氣缸壓力 ，因而 柴油機(jī) 對(duì) 發(fā)動(dòng)機(jī) 材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度 的 要求更高一些。 從性能 角度 上說(shuō)，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)處 在于，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于 最大功率 和 轉(zhuǎn)速高 時(shí) ， 發(fā)動(dòng)機(jī)能保持 運(yùn)轉(zhuǎn)安靜平順， 并且 排放低 。 而柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)則 在于燃料 燃燒效率高、油耗 較 低， 當(dāng)處在 低轉(zhuǎn)速扭矩 時(shí)， 最大扭矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)汽油機(jī)。 這些區(qū)別 體現(xiàn)在駕駛感受上 的話 ， 駕乘人員 會(huì)發(fā)現(xiàn) 使用柴油機(jī)的汽車 起步十分 的 迅速，在山路及坡道上 仍能保持良好的動(dòng)力輸出 ，然 而 在加速性以及最高車速方面 ， 又會(huì)遜于 相同 檔次的汽油機(jī)。國(guó)內(nèi)傳統(tǒng) 的 柴油機(jī)一直給人 的印象就是 體積笨重、振動(dòng)噪聲大 和 排放污染嚴(yán)重 等 ，因此國(guó)產(chǎn)汽車一般 都采用汽油發(fā)動(dòng)機(jī) 。隨著 近年來(lái) 經(jīng)濟(jì)以及技術(shù)的發(fā)展 ，國(guó)外知名 制造商 開(kāi)始將一些最新的柴油機(jī) 制造 技術(shù)引入中國(guó)， 技術(shù)的提高， 大大改善了 國(guó)人 對(duì)柴油機(jī)的 傳統(tǒng)看法。 一汽大眾 前不久 推出 了一款采用 TDI 柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 的 寶來(lái) 汽車 ，其環(huán)保性、動(dòng)力性以及 高速 性 方面 都不遜于汽油機(jī)，同時(shí)又具有柴油機(jī)特有的 特性 ，市場(chǎng)前景十分看好。 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)成 發(fā)動(dòng)機(jī)是一 個(gè) 由 很多 機(jī)構(gòu) 以及 系統(tǒng) 相互配合 組成的復(fù) 雜機(jī)器 （如圖 ） 。無(wú)論是汽油機(jī)還是柴油機(jī)；無(wú)論是四行程發(fā)動(dòng)機(jī)還是二行程發(fā)動(dòng)機(jī)；無(wú)論是單缸發(fā)動(dòng)機(jī)還是多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。 都必須要具備以下機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)，才能 完成能量轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)， 并且 保證長(zhǎng)時(shí)間 的 連續(xù)正常工作 [6]。 圖 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)示意圖 Schematic diagram of automobile engine 天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 5 １ .曲柄連桿機(jī)構(gòu) 發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)， 并且 完成能量 之間相互 轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動(dòng) 部件是曲柄連桿機(jī)構(gòu)(如圖 )。 曲柄連桿機(jī)構(gòu)是 由機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等 構(gòu)成的 。 在 做工的 行程中，活塞 需要 承受 巨大的 燃?xì)鈮毫?才能 在氣缸 里 作直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿 的 轉(zhuǎn)換 ，使 曲軸 來(lái)做 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并 利用 曲軸對(duì)外輸出動(dòng)力。而 氣缸 在進(jìn)氣、壓縮 空氣 和排氣 的過(guò)程 中，飛輪釋放 出 能量 并且 把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成 為了 活塞的直線運(yùn)動(dòng)。 圖 發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu) Engine crank and connecting rod mechanism ２ .配氣機(jī)構(gòu) 發(fā)動(dòng)機(jī) 配氣機(jī)構(gòu) （如圖 ） 的 作用 是 依據(jù) 發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和過(guò)程， 來(lái) 定時(shí) 的 開(kāi)啟和 定時(shí)的 關(guān)閉進(jìn)氣門(mén) 以及 排氣門(mén)，使可燃 性的 混合氣 體或者 空 氣進(jìn)入氣缸，并使 燃燒產(chǎn)生的 廢氣從氣缸 里 排出， 達(dá)到 換氣 的目的 。配氣機(jī)構(gòu) 一般都 采用頂置氣門(mén)式配氣機(jī)構(gòu)，一般 是 由氣門(mén)組、氣門(mén)傳動(dòng)組和氣門(mén)驅(qū)動(dòng)組 等構(gòu)成 。 圖 發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu) Engine valve mechanism 天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 6 發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給系統(tǒng)（如圖 ） 的功用是根據(jù) 各個(gè)型號(hào)的 發(fā)動(dòng)機(jī)的 具體 要求，配制出 符合要求數(shù)量 和濃度的混合氣， 壓 入氣缸 中 ，并將燃燒后 產(chǎn)生 的廢氣從氣缸內(nèi)排出；柴油機(jī) 的 燃料供給 系統(tǒng)是 把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室內(nèi)形成混合氣并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排 出。 圖 發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給系統(tǒng) Engine fuel supply system 發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng) (如圖 )的功用是 潤(rùn)滑 相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件表面輸送定量的清潔潤(rùn)滑油，以實(shí)現(xiàn)液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機(jī)件的磨損。并對(duì)零件表面進(jìn)行清洗和冷卻。潤(rùn)滑系通常由潤(rùn)滑油道、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器和一些閥門(mén)等組成。 圖 發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng) Engine lubrication system 天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 發(fā)動(dòng)機(jī) 冷卻 系統(tǒng)（如圖 ） 的功用是將受熱零件 吸收的部分熱量及時(shí)散發(fā)出去，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器等組成。 圖 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng) Engine cooling system ６ .點(diǎn)火系統(tǒng) 在汽油機(jī)中，氣缸內(nèi)的可燃混合氣是靠電火花點(diǎn)燃的，為此在汽油機(jī)的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內(nèi)。能夠按時(shí)在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為點(diǎn)火 系統(tǒng)（如圖 ） ，點(diǎn)火系 統(tǒng) 通常由蓄電池、發(fā)電機(jī)、分電器、點(diǎn)火線圈和火花塞等組成 [7]。 圖 發(fā)動(dòng) 機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng) Engine ignition system 天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 ７ .起動(dòng)系統(tǒng) 要使發(fā)動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)過(guò)渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，使活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)使曲軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)才能自行運(yùn)轉(zhuǎn)，工作循環(huán)才能自動(dòng)進(jìn)行。因此，曲軸在外力作用下開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)到發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始自動(dòng)地怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的全過(guò)程，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。完成起動(dòng)過(guò)程所需的裝置，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 系統(tǒng)（如圖 ） 。 圖 發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)系統(tǒng) Engine starting system 汽油機(jī)由以上兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機(jī)構(gòu)，配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系、潤(rùn)滑系、冷卻系、點(diǎn)火系和起動(dòng)系組成；柴油機(jī)由以上兩大機(jī)構(gòu)和四大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系、潤(rùn)滑系、冷卻系和起動(dòng)系組成，柴油機(jī)是壓燃的，不需要點(diǎn)火系 。 關(guān)于氣密檢測(cè)的概述 氣密檢測(cè)的重要性 氣密性檢測(cè)是衡量許多工業(yè)產(chǎn)品密封性能的重要手段，如在汽車、空調(diào)、冰箱、燃?xì)饩?、醫(yī)療器具等許多行業(yè)中都需要對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的密封部件進(jìn)行氣密性 (或密封性 )檢測(cè)，其檢測(cè)結(jié)果是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)之 一，特別在航空工業(yè)，氣密性檢測(cè)是一項(xiàng)重要而頻繁使用的方法。 發(fā)動(dòng)機(jī)的氣密性是發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮系統(tǒng)工作性能好壞的綜合指標(biāo)。氣密性越好，轉(zhuǎn)速也就越高，扭矩也會(huì)越大。氣密性差的發(fā)動(dòng)機(jī)不僅功率小，而且還會(huì)因吸油性能差等原因造成工作不穩(wěn)定，出現(xiàn)難以調(diào)整以及容易停車等現(xiàn)象。在工廠生產(chǎn)中，發(fā)動(dòng)機(jī)因氣密性差造成的報(bào)廢率比較高，發(fā)動(dòng)機(jī)氣密性檢測(cè)已成為自動(dòng)生產(chǎn)線上一個(gè)不可缺少的重要環(huán)節(jié)。 因此，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體氣密性檢測(cè)是生產(chǎn)實(shí)踐中的重要一步。 天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 氣密檢測(cè)的發(fā)展 當(dāng)前國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)于產(chǎn)品氣密性檢測(cè)多數(shù)采用的還是水泡法，這種 方式較為落后，甚至只能目測(cè)而無(wú)法定量表達(dá)，從而直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量性能。近幾年，隨著微電子技術(shù)和氣動(dòng)技術(shù)的不斷發(fā)展，氣密檢測(cè)方法也得到了很大的改善，因此自動(dòng)定量測(cè)量被測(cè)對(duì)象的氣密性將成為一種發(fā)展趨勢(shì)。目前，在國(guó)內(nèi)的航空工業(yè)中還沒(méi)有拋棄原有的水泡法，且多數(shù)研究機(jī)構(gòu)在航空領(lǐng)域中并沒(méi)有研制出超前的自動(dòng)氣密檢測(cè)設(shè)備 。國(guó)外也只有日本、美國(guó)、西歐等少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家才有相關(guān)儀器，但價(jià)格十分昂貴。例如國(guó)內(nèi)僅汽車行業(yè)每年因急需此類儀器而不得不花費(fèi)數(shù)千萬(wàn)元進(jìn)口。為改變這一現(xiàn)狀，我們根據(jù)當(dāng)前工業(yè)產(chǎn)品的實(shí)際檢測(cè)要求，采用日本歐姆龍公司 PLC 和國(guó)外大公司出產(chǎn)的高精度壓差傳感器為核心部件，通過(guò)獨(dú)特的氣路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用 PLC 控制檢測(cè)儀硬部件，并與上位機(jī)控制軟件相互通信，成功地研制出 HP0610 型氣密檢測(cè)儀。 關(guān)于氣密檢測(cè)機(jī)的簡(jiǎn)介 氣密性測(cè)試機(jī)又名氣密性檢測(cè)實(shí)驗(yàn)機(jī)，是一種廣泛應(yīng)用于水龍頭腔體、汽車缸體、活塞腔體、彎管腔體、壓力表、儲(chǔ)氣罐等各種密封件氣密性測(cè)試的設(shè)備，可以作為生產(chǎn)型批量測(cè)試用，也可以作為抽檢或?qū)嶒?yàn)室用。 按使用場(chǎng)合分，可分為生產(chǎn)車間用氣密性測(cè)試機(jī)和實(shí)驗(yàn)室用氣密性測(cè)試機(jī)，如意德西 iTCQ104型氣密性測(cè)試機(jī)或 iTCS103型氣測(cè)水試機(jī)。實(shí)驗(yàn)室用氣密性測(cè)試機(jī)，如諾榮氣密性檢漏儀。 按測(cè)試對(duì)象分，可分為水龍頭氣密性測(cè)試機(jī)、管件氣密性測(cè)試機(jī)、儲(chǔ)氣罐氣密性測(cè)試機(jī)等等。 按測(cè)試媒介分，可分為水測(cè)型氣密性測(cè)試機(jī)、氣測(cè)型氣密性測(cè)試機(jī)。 水測(cè)型氣密性測(cè)試機(jī)利用水流對(duì)氣密性進(jìn)行檢測(cè)，優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低廉，無(wú)需團(tuán)隊(duì)配合。缺點(diǎn)是工人目測(cè)，人為誤判可能性大，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，遺留水漬容易侵蝕包裝，因增加除水步驟而效率相對(duì)較低。 氣測(cè)型氣密性測(cè)試機(jī)利用氣體對(duì)氣密性進(jìn)行檢測(cè)，優(yōu)點(diǎn)是氣測(cè)精密 度高，因無(wú)需除水而效率相對(duì)較高，包裝簡(jiǎn)便，產(chǎn)品質(zhì)量可靠，機(jī)械化程度高。缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜，維護(hù)相對(duì)較難，成本較高，需要團(tuán)隊(duì)配合。 氣密性檢測(cè)分類及工作原理 以干燥空氣為介質(zhì)的泄漏測(cè)試，是基于被測(cè)容腔內(nèi)空氣流失所產(chǎn)生的物理效應(yīng)，即通過(guò)對(duì)壓力變化或流的測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)泄漏量的檢測(cè)泄漏檢測(cè)一般分為壓檢測(cè)法和流量檢測(cè)法兩大類。 天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 在工業(yè)泄漏測(cè)試中，壓力測(cè)量法是最常見(jiàn)的方法，在測(cè)試腔較小的情況下，可檢測(cè)到 ，壓力測(cè)量法還可分為壓力降測(cè)量和壓力升測(cè)量 壓力降測(cè)量是向被測(cè)件充以正壓，然后測(cè)量其壓力下降幅度；而壓力升測(cè)量則與之相反，將被測(cè)腔抽真空后測(cè)量壓力上升幅度壓力降測(cè)量實(shí)現(xiàn)起來(lái)最簡(jiǎn)單，因而最常用壓力升測(cè)量受溫度變化密封裝置和工件容積不穩(wěn)定的影響小于壓力降測(cè)量，在正壓狀態(tài)下工作時(shí)，壓力升測(cè)量可以沒(méi)有平衡階段，并且使用的測(cè)試壓力不受測(cè)量元件的測(cè)量范圍限制。 (1)絕對(duì)壓力法 絕對(duì)壓力法