【正文】 一般 情況下 ， 由于 汽油發(fā)動機需要對汽油的噴入量、噴入時間及點火時間控制 得非常 準(zhǔn)確，因此結(jié)構(gòu) 上 往往 會 比柴油機更 加的 復(fù)雜 和 精密一些，而柴油機由于 氣缸 的壓力 遠遠 大于汽油機 的氣缸壓力 ，因而 柴油機 對 發(fā)動機 材料的結(jié)構(gòu)強度和剛度 的 要求更高一些。 從性能 角度 上說，汽油發(fā)動機的長處 在于，當(dāng)發(fā)動機處于 最大功率 和 轉(zhuǎn)速高 時 ， 發(fā)動機能保持 運轉(zhuǎn)安靜平順， 并且 排放低 。 而柴油發(fā)動機的優(yōu)點則 在于燃料 燃燒效率高、油耗 較 低， 當(dāng)處在 低轉(zhuǎn)速扭矩 時， 最大扭矩遠遠超過汽油機。 這些區(qū)別 體現(xiàn)在駕駛感受上 的話 ， 駕乘人員 會發(fā)現(xiàn) 使用柴油機的汽車 起步十分 的 迅速，在山路及坡道上 仍能保持良好的動力輸出 ，然 而 在加速性以及最高車速方面 ， 又會遜于 相同 檔次的汽油機。國內(nèi)傳統(tǒng) 的 柴油機一直給人 的印象就是 體積笨重、振動噪聲大 和 排放污染嚴(yán)重 等 ，因此國產(chǎn)汽車一般 都采用汽油發(fā)動機 。隨著 近年來 經(jīng)濟以及技術(shù)的發(fā)展 ，國外知名 制造商 開始將一些最新的柴油機 制造 技術(shù)引入中國， 技術(shù)的提高， 大大改善了 國人 對柴油機的 傳統(tǒng)看法。 一汽大眾 前不久 推出 了一款采用 TDI 柴油發(fā)動機 的 寶來 汽車 ，其環(huán)保性、動力性以及 高速 性 方面 都不遜于汽油機，同時又具有柴油機特有的 特性 ，市場前景十分看好。 汽車發(fā)動機的構(gòu)成 發(fā)動機是一 個 由 很多 機構(gòu) 以及 系統(tǒng) 相互配合 組成的復(fù) 雜機器 （如圖 ） 。無論是汽油機還是柴油機；無論是四行程發(fā)動機還是二行程發(fā)動機；無論是單缸發(fā)動機還是多缸發(fā)動機。 都必須要具備以下機構(gòu)和系統(tǒng)，才能 完成能量轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)工作循環(huán)， 并且 保證長時間 的 連續(xù)正常工作 [6]。 圖 汽車發(fā)動機示意圖 Schematic diagram of automobile engine 天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 5 １ .曲柄連桿機構(gòu) 發(fā)動機實現(xiàn)工作循環(huán)， 并且 完成能量 之間相互 轉(zhuǎn)換的主要運動 部件是曲柄連桿機構(gòu)(如圖 )。 曲柄連桿機構(gòu)是 由機體組、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 燃氣壓力 才能 在氣缸 里 作直線運動，通過連桿 的 轉(zhuǎn)換 ，使 曲軸 來做 旋轉(zhuǎn)運動，并 利用 曲軸對外輸出動力。而 氣缸 在進氣、壓縮 空氣 和排氣 的過程 中，飛輪釋放 出 能量 并且 把曲軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成 為了 活塞的直線運動。 圖 發(fā)動機曲柄連桿機構(gòu) Engine crank and connecting rod mechanism ２ .配氣機構(gòu) 發(fā)動機 配氣機構(gòu) （如圖 ） 的 作用 是 依據(jù) 發(fā)動機的工作順序和過程， 來 定時 的 開啟和 定時的 關(guān)閉進氣門 以及 排氣門，使可燃 性的 混合氣 體或者 空 氣進入氣缸，并使 燃燒產(chǎn)生的 廢氣從氣缸 里 排出， 達到 換氣 的目的 。配氣機構(gòu) 一般都 采用頂置氣門式配氣機構(gòu)，一般 是 由氣門組、氣門傳動組和氣門驅(qū)動組 等構(gòu)成 。 圖 發(fā)動機配氣機構(gòu) Engine valve mechanism 天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 6 發(fā)動機燃料供給系統(tǒng)（如圖 ） 的功用是根據(jù) 各個型號的 發(fā)動機的 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 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)動機燃料供給系統(tǒng) Engine fuel supply system 發(fā)動機潤滑系統(tǒng) (如圖 )的功用是 潤滑 相對運動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實現(xiàn)液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機件的磨損。并對零件表面進行清洗和冷卻。潤滑系通常由潤滑油道、機油泵、機油濾清器和一些閥門等組成。 圖 發(fā)動機潤滑系統(tǒng) Engine lubrication system 天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 7 發(fā)動機 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散發(fā)出去，保證發(fā)動機在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水冷發(fā)動機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)動機冷卻系統(tǒng) Engine cooling system ６ .點火系統(tǒng) 在汽油機中，氣缸內(nèi)的可燃混合氣是靠電火花點燃的，為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內(nèi)。能夠按時在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為點火 系統(tǒng)（如圖 ） ，點火系 統(tǒng) 通常由蓄電池、發(fā)電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成 [7]。 圖 發(fā)動 機點火系統(tǒng) Engine ignition system 天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 8 ７ .起動系統(tǒng) 要使發(fā)動機由靜止?fàn)顟B(tài)過渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動發(fā)動機的曲軸，使活塞作往復(fù)運動，氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動活塞向下運動使曲軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)動機才能自行運轉(zhuǎn)，工作循環(huán)才能自動進行。因此，曲軸在外力作用下開始轉(zhuǎn)動到發(fā)動機開始自動地怠速運轉(zhuǎn)的全過程，稱為發(fā)動機的起動。完成起動過程所需的裝置，稱為發(fā)動機的起動 系統(tǒng)（如圖 ） 。 圖 發(fā)動機起動系統(tǒng) Engine starting system 汽油機由以上兩大機構(gòu)和五大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機構(gòu)，配氣機構(gòu)、燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點火系和起動系組成；柴油機由以上兩大機構(gòu)和四大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、燃料供給系、潤滑系、冷卻系和起動系組成，柴油機是壓燃的，不需要點火系 。 關(guān)于氣密檢測的概述 氣密檢測的重要性 氣密性檢測是衡量許多工業(yè)產(chǎn)品密封性能的重要手段，如在汽車、空調(diào)、冰箱、燃氣具、醫(yī)療器具等許多行業(yè)中都需要對相關(guān)產(chǎn)品的密封部件進行氣密性 (或密封性 )檢測，其檢測結(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)，氣密性檢測是一項重要而頻繁使用的方法。 發(fā)動機的氣密性是發(fā)動機壓縮系統(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，扭矩也會越大。氣密性差的發(fā)動機不僅功率小，而且還會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)動機因氣密性差造成的報廢率比較高，發(fā)動機氣密性檢測已成為自動生產(chǎn)線上一個不可缺少的重要環(huán)節(jié)。 因此，汽車發(fā)動機缸體氣密性檢測是生產(chǎn)實踐中的重要一步。 天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 9 氣密檢測的發(fā)展 當(dāng)前國內(nèi)企業(yè)對于產(chǎn)品氣密性檢測多數(shù)采用的還是水泡法，這種 方式較為落后，甚至只能目測而無法定量表達，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)和氣動技術(shù)的不斷發(fā)展，氣密檢測方法也得到了很大的改善，因此自動定量測量被測對象的氣密性將成為一種發(fā)展趨勢。目前，在國內(nèi)的航空工業(yè)中還沒有拋棄原有的水泡法，且多數(shù)研究機構(gòu)在航空領(lǐng)域中并沒有研制出超前的自動氣密檢測設(shè)備 。國外也只有日本、美國、西歐等少數(shù)發(fā)達國家才有相關(guān)儀器，但價格十分昂貴。例如國內(nèi)僅汽車行業(yè)每年因急需此類儀器而不得不花費數(shù)千萬元進口。為改變這一現(xiàn)狀，我們根據(jù)當(dāng)前工業(yè)產(chǎn)品的實際檢測要求，采用日本歐姆龍公司 PLC 和國外大公司出產(chǎn)的高精度壓差傳感器為核心部件，通過獨特的氣路結(jié)構(gòu)設(shè)計，利用 PLC 控制檢測儀硬部件，并與上位機控制軟件相互通信，成功地研制出 HP0610 型氣密檢測儀。 關(guān)于氣密檢測機的簡介 氣密性測試機又名氣密性檢測實驗機，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、儲氣罐等各種密封件氣密性測試的設(shè)備，可以作為生產(chǎn)型批量測試用，也可以作為抽檢或?qū)嶒炇矣谩? 按使用場合分，可分為生產(chǎn)車間用氣密性測試機和實驗室用氣密性測試機，如意德西 iTCQ104型氣密性測試機或 iTCS103型氣測水試機。實驗室用氣密性測試機，如諾榮氣密性檢漏儀。 按測試對象分，可分為水龍頭氣密性測試機、管件氣密性測試機、儲氣罐氣密性測試機等等。 按測試媒介分，可分為水測型氣密性測試機、氣測型氣密性測試機。 水測型氣密性測試機利用水流對氣密性進行檢測，優(yōu)點是設(shè)備簡單，成本低廉，無需團隊配合。缺點是工人目測，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較低。 氣測型氣密性測試機利用氣體對氣密性進行檢測，優(yōu)點是氣測精密 度高，因無需除水而效率相對較高，包裝簡便，產(chǎn)品質(zhì)量可靠，機械化程度高。缺點是設(shè)備復(fù)雜，維護相對較難，成本較高，需要團隊配合。 氣密性檢測分類及工作原理 以干燥空氣為介質(zhì)的泄漏測試，是基于被測容腔內(nèi)空氣流失所產(chǎn)生的物理效應(yīng)，即通過對壓力變化或流的測量來實現(xiàn)對泄漏量的檢測泄漏檢測一般分為壓檢測法和流量檢測法兩大類。 天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 10 在工業(yè)泄漏測試中，壓力測量法是最常見的方法，在測試腔較小的情況下，可檢測到 ，壓力測量法還可分為壓力降測量和壓力升測量 壓力降測量是向被測件充以正壓，然后測量其壓力下降幅度；而壓力升測量則與之相反，將被測腔抽真空后測量壓力上升幅度壓力降測量實現(xiàn)起來最簡單，因而最常用壓力升測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量，在正壓狀態(tài)下工作時，壓力升測量可以沒有平衡階段，并且使用的測試壓力不受測量元件的測量范圍限制。 (1)絕對壓力法 絕對壓力法