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自从1876成功地制造出单缸四冲程压缩式气体发动机以来，内燃机得到了迅速的发展。但气体运输携带不便，于是人们开始研究利用油中的挥发性轻组分。1883年，德国人戴姆勒成功制造出汽油发动机，作为燃料便于运输和携带。

汽油机的出现促进了交通工具的发展，交通工具的发展又促进了石油工业的发展。在第二次世界大战之前，汽油发动机已经被用作小到一千瓦的农业和园艺机械的动力，大到几千千瓦的航空发动机。二战后，由于柴油机和燃气轮机的发展，汽油机的使用有所减少，但仍是小功率内燃机、摩托车、轿车、小型飞机和轻型卡车发动机的主要类型。

汽油机一般采用往复活塞式结构，由机体(气缸盖、气缸体和曲轴箱)、曲柄连杆机构、配气系统、供油系统、润滑系统和点火系统组成。

根据配气系统的不同，汽油机分为两种类型:二冲程和四冲程。二冲程汽油机用于提供较小的功率，重量轻，成本低。四冲程汽油机分为侧气门式、顶置气门侧凸轮轴式和顶置凸轮轴式三种，顶置凸轮轴汽油机的性能最好。

根据气缸进气方式的不同，汽油机分为增压型和非增压型。飞机上用的汽油发动机大多是增压的，汽车发动机也开发了增压汽油发动机。

根据燃油供给系统的不同，汽油机分为化油器式和汽油喷射式。到了80年代，汽油喷射的应用迅速增加，很多厂家都用汽油喷射代替了化油器。汽油喷射分为多点喷射和单点喷射两种。多点喷射汽油机性能最好，但成本较高。

根据混合气形成的方法，汽油机可分为三种:均质混合气型、火焰点火型(副室内少量的浓混合气被电火花点燃后，主室内过稀的混合气被喷出的火焰点燃)和分层充气型(在统一燃烧室内，一部分是可燃混合气，另一部分只是空气)。商用产品基本都是均质混合气类型，发展中的稀混合气汽油机也是均质混合气汽油机。

汽油是多种碳氢化合物的液体混合物，其蒸馏温度在210℃以下，所以很容易蒸发成气体。汽油机工作时，空气流经化油器，按比例携带适量的汽油进入进气管。汽油在流经进气管、进入气缸、压缩的过程中，迅速蒸发，到压缩结束时，已经完全变成气态，与空气混合形成相当均匀的可燃混合物。

此时汽油机的点火系统提供瞬时高压电，在火花塞的火花隙处产生火花，使那里的微量混合气发生化学反应，积聚热量，使温度升高，使亚层混合气受热反应。当缸内压力明显上升时，形成明亮的火焰核心。

从火花点火到这一时刻的时间称为点火延迟期。能否形成火焰核以及点火延迟期的长短取决于火花隙处混合气的化学性质、火花能量和气流速度。焰心形成后，引起火焰蔓延，将缸内混合气烧尽，使缸内压力迅速上升。

混合气体的热量主要在火焰传播期间释放，这是决定一个循环做功多少的关键。之后仍有补燃，但放热量很小。其他蒸发性好的液体燃料，如酒精，也可用于汽油机；在对燃料供应系统进行适当改造后，气体燃料也可用于汽油发动机。

在汽油机中，要求火焰传播速度高，火焰传播发生在上死点附近。混合气体的湍流强度对火焰传播速度的影响最大，取决于燃烧室结构，当结构固定时，大致与转速成正比。为了使火焰在上止点周围蔓延，需要选择最有利的时机点火。当汽油机转速升高、负荷率降低时，最佳点火提前角应增大。在不同的转速和负荷条件下，最佳点火提前角是不同的。因此，分配器中应有转速和真空度的自动调节装置。

汽油机的热效率与压缩比直接相关。提高汽油机的压缩比会提高热效率。压缩比从早期的4.5提高到了10。当压缩比达到9以上时，气缸内会产生积碳，从而点燃混合气，形成异常燃烧现象，称为表面点火。在人们关注了内燃机的排放问题后，实用压缩比有所下降。

除了燃烧室结构的设计，提高压缩比的因素主要在于汽油质量的提高。20世纪20年代中期，人们发现在汽油中加入四乙基铅可以提高汽油发动机的压缩比。另外，通过研究燃烧现象，合理设计燃烧室，可以降低汽油机对汽油辛烷值的要求。铅是尾气中的有害成分，现代已有不使用含铅汽油的趋势。

带侧阀的燃烧室结构简单，混合气集中在火花塞附近，通过活塞的挤压使混合气产生强烈的涡流。远离火花塞的混合气较少，被燃烧室壁冷却，有利于避免爆震，使混合气的主要部分快速燃烧。这种燃烧室的缺点是混合气入口曲折，气缸充气效率低，允许压缩比低，所以一直很少使用。

顶置气门燃烧室结构复杂，浴缸式结构略简单；半球形阀可以容纳更大的阀门，混合气体流动顺畅，最有利于提升升力，但结构复杂；楔形燃烧室有空气压缩区，一般比半球形燃烧室高0.5。这种结构适合大规模生产，因此自20世纪60年代以来，它一直是汽车发动机最常用的结构。

半球形燃烧室由于没有涡流，散热面积小，可以减少热量损失，燃料消耗率与楔形燃烧室相近。半球形燃烧室燃烧压力上升快，对零件的冲击载荷大，兼有楔形和半球形的优点。

小排量(气缸直径70 mm以下)的汽油机一般都是风冷，大排量的多是水冷。因为汽油机的压缩比比柴油机低，燃烧压力更低，零件更轻，惯性更小，所以能以更高的速度运转。不考虑使用寿命，赛车汽油发动机的转速可高达10000转/分。多缸汽油机大多采用垂直V型布置。

与柴油发动机相比，汽油发动机更轻，制造成本更低，噪音更小，低温起动更好，但热效率更低，油耗更高。摩托车、链锯等小功率动力机械，为了轻便廉价，普遍使用二冲程风冷汽油机；为了结构简单、运行可靠、成本低廉，大多数固定式小功率汽油机采用四冲程水冷型。大部分轿车和轻型卡车使用顶置气门的水冷式汽油机，但随着对油耗的日益重视，柴油发动机在这类轿车中得到广泛应用。小型飞机使用的发动机为了轻便和动力强劲，大多采用半球形燃烧室的风冷汽油机。

汽油发动机的故障排除。

一、故障分析和检查

汽油机在使用中经常会出现一些故障，主要是汽油机不能启动；发动机功率不足；速度不稳、高低转速、异响等。发现汽油机有故障后，要冷静分析，找出原因，不要盲目拆解。判断故障的方法要由简单到复杂，由表及里，这样才能准确及时地找到故障原因，否则会把一些简单的故障当成复杂的故障拆开来看，既浪费时间又找不到故障，有时还会损坏零件。常见故障分析如下:

1.为什么汽油机不能启动？

汽油机不能启动的原因主要有三个:燃油系统的故障和电路系统的故障；气缸压缩力不足。

一般三大故障不会同时存在，所以当一台机器不能启动时，首先要判断故障，确定故障在哪个系统，然后再采取措施。不要着急，按照以下步骤检查。

①首先，用手转动起动轮。转动上止点时，需要很大的力气。转上止点后，起动轮能自动转较大的角度，说明压缩正常，对新机或大修后有好处。

②启动时，气缸内无爆音，排气管排气微弱，排出的气体干涩无味，大多说明油路系统的问题。检查油箱开关是否打开，油箱中的油量，油接头是否松动。按几次化油器加浓杆，看是否有油流出。当发现上述零件正常，仍不能启动时，可在启动前将汽油倒入火花室孔中。如果偶尔几次后仍不启动或冒烟，说明化油器的计量孔可能堵塞了。拆下浮子室和计量孔，通过吹气或清洁使其顺畅使用。切勿使用焊丝孔。

(3)起动时，缸内无爆音或爆音混乱，化油器或消声器回火射击，消声器排出的气体潮湿，有汽油味。以上现象大多是电路系统的故障。没有爆炸的时候，你要先把火花室拆下来，放在高压线上的火花塞护罩上，让火花室侧面的电极和机器的金属部分接触。快速转动轮子的启动轮，看看有没有蓝色火花跳过。否则，分别检查电路的每个部分。对于老机，如果电路和油路正常，仍然无法启动，可以进一步判断压缩压力是否太小。这时候可以把火花塞拆下来，用少量的油倒入气缸，然后就可以装火花塞了。如果能着火，说明气缸压缩不好。拆卸气缸盖，检查气缸垫是否损坏，取下气缸，检查活塞环和气缸是否过度磨损。

(4)各部件状况良好，因为启动环境温度太低，机器太冷，汽油不易雾化启动。

⑤管路连接不严密，油少气多，或者空气滤清器堵塞，不容易启动。

⑥启动绳的方向技巧和启动速度对能否启动也有影响。

⑦启动时，内门开启不合适，不易启动。

2、发动机动力不足，通常说是不强劲。

有五个主要原因:

①机器压缩力不足:活塞、活塞环、气缸磨损，更换新的。

②点火时间不正确，过早或过晚都不利于发挥威力。对于新机，点火时间要在规定范围内(指原配铂的汽油机)，使用目前的内转子磁电机(指现有汽油机)后要调整间隙。

③混合物太稀太浓。

④曲轴箱压力不足:发动机机体漏油，曲轴箱垫片损坏，更换。前后曲轴箱漏油，油封损坏。用新的替换它。

⑤如果发动机过热，不要长时间超负荷运转机器，要及时清除气缸盖和活塞顶的积碳。

3.汽油发动机运转不平稳。

①发动机有爆震声。活塞和活塞环缸过度磨损，活塞销和销孔磨损，或曲轴主轴强度和滚针轴承磨损。修理或更换新零件。

(2)有金属敲击声(爆燃)。汽油发动机过热，燃烧室积碳或汽油机油品牌不符合要求。冷却，清除相关零件的积碳或更换指定品牌的蒸汽油。

(3)汽油发动机失火。浮子室内有水或沉淀的机油，火花塞断路器间隙不合适或定子松动。清除积碳，调整间隙或更换新的间隙。

二、常见故障原因及排除方法

(一)油系统

1，断油(指缸内无油)

原因是:油箱没油，油箱盖小孔堵塞，油开关小孔堵塞，主计量孔堵塞，浮子室漏油，化油器针阀卡死，油路密封不良形成空气阻力。

2.混合物太稠了。

现象:启动时，进气法兰连接处有油渗出；运行时消声器冒黑烟，燃烧室和排气口积碳严重；转速低的时候排气管有“噗”的一声，导致动力不足。

原因排除:

①如果化油器浮子室内的油位过高，调整油位(最好保持浮子底部与主测量孔齐平)。

②如果测量孔变大、磨损或用硬物清洁，请更换测量孔。

③内阻门未全开(一般启动时冬季为1/3，夏季为2/3，启动后全开)。

④油针长簧位置太低，调整一格。

⑤如果空气过滤器堵塞，请取下并清洁。

3、混合物太稀

现象:机器急加速时，掉头向下，甚至熄灭，关小油门开度，速度又上升；机器运行一段时间后会过热，机器会很虚弱。

原因:

(1)混合油量不足或油系统不畅，加油、修理、畅通。

②浮子室中的油位低。调节针形阀支架，使浮子的下平面与主测量孔齐平。

③油路或计量孔堵塞。检查油路并清洁计量孔。

(4)密封不良，空气渗入油管接头。使油量波动，并检查紧密性和密封性。

⑤化油器针阀卡死，燃油进不去，要清洗修理。

⑥油针卡簧位置太高，下移一格。

⑦进气法兰与化学油连接处未密封，过量空气进入。应该安装了。

4.汽化器出口漏油。

原因和消除:

①针阀卡死，针阀不密封，要清洗。

②浮子损坏漏油，请更换。有时压几下加粗杆油就会充满浮子室，加粗杆的浮子松开就不能很快浮起。如果针阀没有关闭，很容易漏油。这时候用螺丝刀轻敲浮子几下就行了。

5.汽油机工作一段时间后，油耗明显增加。

原因排除:

①油箱或油路某处漏油。

②汽油机活塞环和气缸过度磨损，降低压缩压力，造成燃烧不良，运转时冒黑烟。

(3)燃烧室、活塞顶、客厅环积碳严重，导致燃烧恶化。

④点火时间不正确。

(2)电路系统故障

电路系统中最常见的故障及其排除

1.火花塞积碳导致火花塞侧电极和中心电极短路，导致机器突然停机。此时只需拆下火花室，待冷却后清除积碳即可。

2.火花室的绝缘损坏通常称为漏电。检查方法通常是黑暗中的火花塞多处冒火，中心电极和侧电极处火花暗红微弱，更换新的。

3.火花塞盖和火花塞脱离高压线，导致高压线断裂或油污导致断裂。清洁并牢固安装。

4.目前，磁电机已改为内转子定子点火。定子上的两个螺栓，以及高速运转时产生的振动，会导致螺钉松动，或者定子和转子之间的间隙发生变化，使电路开路，需要调整和拧紧。

万磁王的高压火花是暗红色的。火花室的正常闪络颜色是蓝色和白色。暗红色表示电路有问题，原因如下:

①定子和转子之间的间隙不对。②火花塞泄漏。③磁钢(也称转子)的磁性变弱。定子受潮绝缘降低，有局部短路。④定子和转子多为油腻。⑤火花塞间隙不对，需要调整。

(3)压缩压力异常。

原因

1，活塞环磨损，断裂，卡死，推动失去弹性。

2.火花塞松了，漏气了。

3.气缸盖和气缸的结合面或气缸和曲轴箱的结合面上的垫圈损坏，或者四个气缸螺柱和螺母松动。

4.曲轴两端的油封损坏、脱落或失效。

主要原因:

①油封弹簧脱落或弹力不足。

②油封刃口损坏。

③油封内圈过度磨损。

④带油封的轴颈不光滑，有沟痕或损坏。

⑤油封装配时，不能水平正压。

基础理论

汽油发动机将汽油的能量转化为动能来驱动汽车。最简单的方法是通过在发动机内部燃烧汽油来获得动能。因此，汽车发动机是一种内燃机——燃烧发生在发动机内部。有两点需要注意:

1.还有其他类型的内燃机，如柴油机和燃气轮机，它们各有优缺点。

2.还有外燃发动机。早期火车和轮船上使用的蒸汽机是典型的外燃机。燃料(煤、木材、石油)在发动机外燃烧产生蒸汽，然后蒸汽进入发动机发电。内燃机的效率远高于外燃机，远小于同功率的外燃机。所以，现代汽车不用蒸汽机。

相比之下，内燃机比外燃机效率高，比燃气轮机便宜，比电动汽车更容易添加燃料。这些优点使得大多数现代汽车使用往复式内燃机。

2.燃烧是关键。

一般汽车的发动机采用四冲程。(这里不讨论马自达的转子发动机，但它在《汽车画报》上有介绍。)

这四个冲程是进气、压缩、燃烧和排气。完成这四个过程后，发动机将运行两周。

理解四冲程

该过程如下

1.活塞从顶部开始，进气门开启，活塞向下运动吸入油气混合物。

2.活塞移动到顶部压缩油气混合物，使爆炸更加强大。

3.当活塞到达顶部时，火花塞发出火花点燃油气混合物，爆炸使活塞再次下移。

4.当活塞到达底部时，排气阀打开，活塞向上运动，尾气由排气管排出气缸。

注:内燃机的最终运动是旋转，活塞的直线往复运动最终由曲轴转化为旋转，从而带动汽车轮胎。

三。气缸数

发动机的核心部件是气缸，活塞在气缸内来回运动。上面描述的是单个气缸的运动过程，但在实际应用中，发动机有多个气缸(常见的有4缸、6缸、8缸)。我们通常按照气缸的排列方式对发动机进行分类:直列、V型或者水平对置(当然也有大众集团的W型，实际上是由两个V组成)。

不同的排列方式使得发动机在平顺性、制造成本、外观上各有优劣，配备在相应的汽车上。

四。排水量

混合气在燃烧室被压缩燃烧，活塞来回运动。你可以看到燃烧室容积的变化。最大值和最小值之间的差值就是排量，以升(L)或毫升(CC)为单位。一辆车的排量一般在1.5L到4.0L之间..每个缸的排量是0.5L，四缸的排量是2.0L如果有六个缸呈V字形排列，就是V6 3.0。一般来说，排量代表发动机的功率。

因此，通过增加气缸数量或增加每个气缸的燃烧室容积，可以获得更大的功率。

动词 （verb的缩写）发动机的其他零件

凸轮轴控制进气门和排气门的开启和关闭。

火花塞火花塞产生的火花点燃油气混合物，引发爆炸。火花必须在适当的时候释放。

阀门的进、排气阀在适当的时候打开，吸入油气混合物，排出尾气。在压缩和燃烧过程中，两个阀门都关闭，以确保燃烧室的密封。

活塞环为气缸壁和活塞提供密封:

1.防止油气混合物和尾气在压缩和燃烧过程中泄漏到润滑油箱中。

2.防止润滑油在气缸中燃烧。

大部分“烧油”的车都是因为发动机老旧:活塞环不再密封(排气管冒烟)

活塞杆连接活塞环和曲轴，使活塞和曲轴保持各自的运动。

润滑油箱包围着曲轴，并含有大量的油。

汽油的分类

90号、93号、97号是三种无铅汽油(现在汽油早已告别铅时代)，此外还有95号、100号等等。不同的标签指的是这个品牌汽油的辛烷值，比如:93号汽油，表示汽油的辛烷值是93，辛烷值表示这个品牌汽油的抗爆性能。汽油标号越高，也就是辛烷值越高，越不容易爆燃，也就意味着发动机在燃烧时的抗爆性能越好。应根据发动机的压缩比选择汽油，高压缩比的车辆应选择高标号汽油，保证发动机不爆燃的情况下，动力输出最佳，成本最低。

压缩比是指发动机气缸总容积(即工作容积+燃烧室容积)与燃烧室容积的比值(压缩比=气缸总容积/燃烧室容积)。压缩比是发动机的一个非常重要的结构参数，它表示活塞在下止点压缩开始时的气体体积与活塞在上止点压缩结束时的气体体积之比。从动力和经济性来说，压缩比越大越好。压缩比高，动力好，热效率高，车辆加速和最大速度也会相应提高。而汽油机由于气缸材料性能和汽油燃烧爆震的制约，压缩比不能太大。

通常压缩比在7.5 ~ 8.0时应使用90 #车用汽油；压缩比为8.0 ~ 8.5时，应选用90 ~ 93号车用汽油；压缩比在8.5 ~ 9.5时，应选用93 ~ 95号车用汽油；压缩比在9.5 ~ 10时，应选用95 ~ 97号车用汽油。一般压缩比可以在汽车说明书上找到。除了说明书，一些车辆制造商还会在油箱盖内侧标注推荐燃油标签。车主应严格按照发动机的不同压缩比，选择相应品牌的汽车汽油，使发动机发挥最佳效率。

如果使用低于规定要求的无铅汽油，发动机将会爆震。一般来说，爆震发生在急速加速和爬坡的时候。如果由于汽油等级低，发动机长期爆震，会损坏发动机，甚至损坏活塞和缸体。

但是，等级越高越好。选择汽油等级的主要依据是发动机的压缩比。压缩比、点火提前角等参数都已经在发动机电脑里设定好了，车主只要严格按照说明书的要求选择汽油就没有问题。盲目使用高标号汽油，其抗爆性高的优势无法发挥，还会造成资金的浪费。

如果找不到自己爱车的压缩比，请尽量使用高标号汽油，以免伤车。

(4)其他

1，汽油发动机拉缸

汽油机运转时，有时会突然停止，有时会发出异响。汽车冷却后，活塞仍能上下运动，但缸体周围沿活塞运动方向有许多伤痕，通常称为拉缸。拉缸的原因有:

①活塞与气缸之间润滑不良甚至干摩擦，混油比例不正确，加油过少或不加油。

②活塞环断裂压死在活塞上或活塞环开口过小。

③活塞销的卡簧断裂或脱落。

④连杆弯曲导致活塞向一侧倾斜，压紧缸壁。

⑤机器过热，冷却风扇损坏或风罩被污物堵塞，导致油膜损坏和润滑恶化。

2、汽油机积碳严重。

所谓积碳，是指未燃烧的燃油在燃烧室、客厅顶部、排气口加热裂解成积碳。积碳形成后会引起燃烧恶化，造成爆燃，排气不畅，活塞环卡死，机器启动困难，动力不足。如果积碳不及时清除，会损坏机器。

①机油品牌不对，配比不对。

②压缩压力不足，火花能量太小，点火时间不对，导致燃烧不完全。

③汽油雾化不良。

④机器温度太低。

⑤混合物太稠。

3.汽油发动机运转时有异常噪音。

有三种异常噪音:

(1)燃烧的声音听起来像杂乱的金属敲击声，清脆。当油门突然关闭时，这种声音消失。原因是燃烧室积碳；机器局部过热；汽油抗爆性能差，辛烷值低，导致燃烧不规律。

(2)金属撞击声，停止供油时仍可听到这种声音，怠速时尤为明显。原因:连杆小头衬套磨损，衬套与活塞销间隙增大。连杆大头轴承间隙过大。

③机器运转时，有明显的“哗哗”声，与烧焦声不同，特别是调整时。原因:曲轴前后轴承磨损，间隙过大，连杆轴强度磨损。滚动磨损。