PAGEPAGE79第五章

回流焊接知識1.

西膏的回流過程

當(dāng)錫膏至于一個加熱的環(huán)境中，錫膏回流分為五個階段:

1.首先，用于達到所需粘度和絲印性能的溶劑開始蒸發(fā)，溫度上升必需慢(大約每秒3C)，以限制沸騰和飛濺，防止形成小錫珠，還有，一些元件對內(nèi)部應(yīng)力比較敏感，如果元件外部溫度上升太快，會造成斷裂。

2.助焊劑活躍，化學(xué)清洗行動開始，水溶性助焊劑和免洗型助焊劑都會發(fā)生同樣的清洗行動，只不過溫度稍微不同。將金屬氧化物和某些污染從即將結(jié)合的金屬和焊錫顆粒上清除。好的冶金學(xué)上的錫焊點要求“清潔”的表面。

3.當(dāng)溫度繼續(xù)上升，焊錫顆粒首先單獨熔化，并開始液化和表面吸錫的“燈草”過程。這樣在所有可能的表面上覆蓋，并開始形成錫焊點。

4.這個階段最為重要，當(dāng)單個的焊錫顆粒全部熔化后，結(jié)合一起形成液態(tài)錫，這時表面張力作用開始形成焊腳表面，如果元件引腳與PCB焊盤的間隙超過4mil，則極可能由于表面張力使引腳和焊盤分開，即造成錫點開路。

5.冷卻階段，如果冷卻快，錫點強度會稍微大一點，但不可以太快而引起元件內(nèi)部的溫度應(yīng)力。

回流焊接要求總結(jié)：重要的是有充分的緩慢加熱來安全地蒸發(fā)溶劑，防止錫珠形成和限制由于溫度膨脹引起的元件內(nèi)部應(yīng)力，造成斷裂痕可靠性問題。其次，助焊劑活躍階段必須有適當(dāng)?shù)臅r間和溫度，允許清潔階段在焊錫顆粒剛剛開始熔化時完成。時間溫度曲線中焊錫熔化的階段是最重要的，必須充分地讓焊錫顆粒完全熔化，液化形成冶金焊接，剩余溶劑和助焊劑殘余的蒸發(fā)，形成焊腳表面。此階段如果太熱或太長，可能對元件和PCB造成傷害。錫膏回流溫度曲線的設(shè)定，最好是根據(jù)錫膏供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)進行，同時把握元件內(nèi)部溫度應(yīng)力變化原則，即加熱溫升速度小于每秒3C，和冷卻溫降速度小于。PCB裝配如果尺寸和重量很相似的話，可用同一個溫度曲線。重要的是要經(jīng)常甚至每天檢測溫度曲線是否正確。2.怎樣設(shè)定錫膏回流溫度曲線

在使用表面貼裝元件的印刷電路板(PCB)裝配中，要得到優(yōu)質(zhì)的焊點，一條優(yōu)化的回流溫度曲線是最重要的因素之一。溫度曲線是施加于電路裝配上的溫度對時間的函數(shù)，當(dāng)在笛卡爾平面作圖時，回流過程中在任何給定的時間上，代表PCB上一個特定點上的溫度形成一條曲線。

幾個參數(shù)影響曲線的形狀，其中最關(guān)鍵的是傳送帶速度和每個區(qū)的溫度設(shè)定。帶速決定機板暴露在每個區(qū)所設(shè)定的溫度下的持續(xù)時間，增加持續(xù)時間可以允許更多時間使電路裝配接近該區(qū)的溫度設(shè)定。每個區(qū)所花的持續(xù)時間總和決定總共的處理時間。

在使用表面貼裝元件的印刷電路板(PCB)裝配中，要得到優(yōu)質(zhì)的焊點，一條優(yōu)化的回流溫度曲線是最重要的因素之一。溫度曲線是施加于電路裝配上的溫度對時間的函數(shù)，當(dāng)在笛卡爾平面作圖時，回流過程中在任何給定的時間上，代表PCB上一個特定點上的溫度形成一條曲線。

幾個參數(shù)影響曲線的形狀，其中最關(guān)鍵的是傳送帶速度和每個區(qū)的溫度設(shè)定。帶速決定機板暴露在每個區(qū)所設(shè)定的溫度下的持續(xù)時間，增加持續(xù)時間可以允許更多時間使電路裝配接近該區(qū)的溫度設(shè)定。每個區(qū)所花的持續(xù)時間總和決定總共的處理時間。

每個區(qū)的溫度設(shè)定影響PCB的溫度上升速度，高溫在PCB與區(qū)的溫度之間產(chǎn)生一個較大的溫差。增加區(qū)的設(shè)定溫度允許機板更快地達到給定溫度。因此，必須作出一個圖形來決定PCB的溫度曲線。接下來是這個步驟的輪廓，用以產(chǎn)生和優(yōu)化圖形。

在開始作曲線步驟之前，需要下列設(shè)備和輔助工具：溫度曲線儀、熱電偶、將熱電偶附著于PCB的工具和錫膏參數(shù)表。可從大多數(shù)主要的電子工具供應(yīng)商買到溫度曲線附件工具箱，這工具箱使得作曲線方便，因為它包含全部所需的附件(除了曲線儀本身)。

現(xiàn)在許多回流焊機器包括了一個板上測溫儀，甚至一些較小的、便宜的臺面式爐子。測溫儀一般分為兩類：實時測溫儀，即時傳送溫度/時間數(shù)據(jù)和作出圖形；而另一種測溫儀采樣儲存數(shù)據(jù)，然后上載到計算機。

熱電偶必須長度足夠，并可經(jīng)受典型的爐膛溫度。一般較小直徑的熱電偶，熱質(zhì)量小響應(yīng)快，得到的結(jié)果精確。

有幾種方法將熱電偶附著于PCB，較好的方法是使用高溫焊錫如銀/錫合金，焊點盡量最小。

另一種可接受的方法，快速、容易和對大多數(shù)應(yīng)用足夠準確，少量的熱化合物(也叫熱導(dǎo)膏或熱油脂)斑點覆蓋住熱電偶，再用高溫膠帶(如Kapton)粘住。

還有一種方法來附著熱電偶，就是用高溫膠，如氰基丙烯酸鹽粘合劑，此方法通常沒有其它方法可靠。附著的位置也要選擇，通常最好是將熱電偶尖附著在PCB焊盤和相應(yīng)的元件引腳或金屬端之間。

(圖一、將熱電偶尖附著在PCB焊盤和相應(yīng)的元件引腳或金屬端之間)

錫膏特性參數(shù)表也是必要的，其包含的信息對溫度曲線是至關(guān)重要的，如：所希望的溫度曲線持續(xù)時間、錫膏活性溫度、合金熔點和所希望的回流最高溫度。

開始之前，必須對理想的溫度曲線有個基本的認識。理論上理想的曲線由四個部分或區(qū)間組成，前面三個區(qū)加熱、最后一個區(qū)冷卻。爐的溫區(qū)越多，越能使溫度曲線的輪廓達到更準確和接近設(shè)定。大多數(shù)錫膏都能用四個基本溫區(qū)成功回流。

(圖二、理論上理想的回流曲線由四個區(qū)組成，前面三個區(qū)加熱、最后一個區(qū)冷卻)

預(yù)熱區(qū)，也叫斜坡區(qū)，用來將PCB的溫度從周圍環(huán)境溫度提升到所須的活性溫度。在這個區(qū)，產(chǎn)品的溫度以不超過每秒2~5°C速度連續(xù)上升，溫度升得太快會引起某些缺陷，如陶瓷電容的細微裂紋，而溫度上升太慢，錫膏會感溫過度，沒有足夠的時間使PCB達到活性溫度。爐的預(yù)熱區(qū)一般占整個加熱通道長度的25~33%。

活性區(qū)，有時叫做干燥或浸濕區(qū)，這個區(qū)一般占加熱通道的33~50%，有兩個功用，第一是，將PCB在相當(dāng)穩(wěn)定的溫度下感溫，允許不同質(zhì)量的元件在溫度上同步，減少它們的相當(dāng)溫差。第二個功能是，允許助焊劑活性化，揮發(fā)性的物質(zhì)從錫膏中揮發(fā)。一般普遍的活性溫度范圍是120~150°C，如果活性區(qū)的溫度設(shè)定太高，助焊劑沒有足夠的時間活性化，溫度曲線的斜率是一個向上遞增的斜率。雖然有的錫膏制造商允許活性化期間一些溫度的增加，但是理想的曲線要求相當(dāng)平穩(wěn)的溫度，這樣使得PCB的溫度在活性區(qū)開始和結(jié)束時是相等的。市面上有的爐子不能維持平坦的活性溫度曲線，選擇能維持平坦的活性溫度曲線的爐子，將提高可焊接性能，使用者有一個較大的處理窗口。

回流區(qū)，有時叫做峰值區(qū)或最后升溫區(qū)。這個區(qū)的作用是將PCB裝配的溫度從活性溫度提高到所推薦的峰值溫度。活性溫度總是比合金的熔點溫度低一點，而峰值溫度總是在熔點上。典型的峰值溫度范圍是205~230°C，這個區(qū)的溫度設(shè)定太高會使其溫升斜率超過每秒2~5°C，或達到回流峰值溫度比推薦的高。這種情況可能引起PCB的過分卷曲、脫層或燒損，并損害元件的完整性。

今天，最普遍使用的合金是Sn63/Pb37，該合金的熔點為183°C，這種比例的錫和鉛使得該合金共晶。共晶合金是在一個特定溫度下熔化的合金，非共晶合金有一個熔化的范圍，而不是熔點，有時叫做塑性裝態(tài)。

理想的冷卻區(qū)曲線應(yīng)該是和回流區(qū)曲線成鏡像關(guān)系。越是靠近這種鏡像關(guān)系，焊點達到固態(tài)的結(jié)構(gòu)越緊密，得到焊接點的質(zhì)量越高，結(jié)合完整性越好。

作溫度曲線的第一個考慮參數(shù)是傳輸帶的速度設(shè)定，該設(shè)定將決定PCB在加熱通道所花的時間。典型的錫膏制造廠參數(shù)要求3~4分鐘的加熱曲線，用總的加熱通道長度除以總的加熱感溫時間，即為準確的傳輸帶速度，例如，當(dāng)錫膏要求四分鐘的加熱時間，使用六英尺加熱通道長度，計算為：6英尺÷4分鐘=每分鐘1.5英尺=每分鐘18英寸。

接下來必須決定各個區(qū)的溫度設(shè)定，重要的是要了解實際的區(qū)間溫度不一定就是該區(qū)的顯示溫度。顯示溫度只是代表區(qū)內(nèi)熱敏電偶的溫度，如果熱電偶越靠近加熱源，顯示的溫度將相對比區(qū)間溫度較高，熱電偶越靠近PCB的直接通道，顯示的溫度將越能反應(yīng)區(qū)間溫度。明智的是向爐子制造商咨詢了解清楚顯示溫度和實際區(qū)間溫度的關(guān)系。

表一、典型PCB回流區(qū)間溫度設(shè)定

區(qū)間

區(qū)間溫度設(shè)定

區(qū)間末實際板溫預(yù)熱

210°C(410°F)

140°C(284°F)活性

177°C(350°F)

150°C(302°F)回流

250°C(482°C)

210°C(482°F)速度和溫度確定后，必須輸入到爐的控制器?？纯词謨陨掀渌枰{(diào)整的參數(shù)，這些參數(shù)包括冷卻風(fēng)扇速度、強制空氣沖擊和惰性氣體流量。一旦所有參數(shù)輸入后，啟動機器，爐子穩(wěn)定后(即，所有實際顯示溫度接近符合設(shè)定參數(shù))可以開始作曲線。下一部將PCB放入傳送帶，觸發(fā)測溫儀開始記錄數(shù)據(jù)。一旦最初的溫度曲線圖產(chǎn)生，可以和錫膏制造商推薦的曲線或圖二所示的曲線進行比較。

首先，必須證實從環(huán)境溫度到回流峰值溫度的總時間和所希望的加熱曲線居留時間相協(xié)調(diào)，如果太長，按比例地增加傳送帶速度，如果太短，則相反。

下一步，圖形曲線的形狀必須和所希望的相比較(圖二)，如果形狀不協(xié)調(diào)，則同下面的圖形(圖三~六)進行比較。選擇與實際圖形形狀最相協(xié)調(diào)的曲線。應(yīng)該考慮從左到右(流程順序)的偏差，例如，如果預(yù)熱和回流區(qū)中存在差異，首先將預(yù)熱區(qū)的差異調(diào)正確，一般最好每次調(diào)一個參數(shù)，在作進一步調(diào)整之前運行這個曲線設(shè)定。這是因為一個給定區(qū)的改變也將影響隨后區(qū)的結(jié)果。我們也建議新手所作的調(diào)整幅度相當(dāng)較小一點。一旦在特定的爐上取得經(jīng)驗，則會有較好的“感覺”來作多大幅度的調(diào)整。

圖三、預(yù)熱不足或過多的回流曲線

圖四、活性區(qū)溫度太高或太低

圖五、回流太多或不夠

圖六、冷卻過快或不夠

當(dāng)最后的曲線圖盡可能的與所希望的圖形相吻合，應(yīng)該把爐的參數(shù)記錄或儲存以備后用。雖然這個過程開始很慢和費力，但最終可以取得熟練和速度，結(jié)果得到高品質(zhì)的PCB的高效率的生產(chǎn)。

第三章汽車構(gòu)造第一節(jié)發(fā)動機基本知識一、發(fā)動機的分類汽車使用的發(fā)動機種類繁多，大多數(shù)汽車采用水冷式四缸發(fā)動機。汽車發(fā)動機的主要類型如下：1．汽油機和柴油機發(fā)動機按所使用的燃料進行分類，可以分為汽油機和柴油機（圖3-1）。燃用汽油的為汽油機，燃用柴油的為柴油機，汽油和柴油都是石油精煉時所得到的產(chǎn)品，化學(xué)成份十分相似。汽油沸點低、容易氣化和點燃、點燃溫度比柴油低。（a）汽油機（b）柴油機圖3-1汽油機與柴油機汽油機是利用電火花點火，使空氣和汽油蒸氣所組成的混合氣燃燒（圖3-2a）。而柴油的點燃溫度高，且需要較強的點火能量，否則很難點燃。大家都知道，空氣被壓縮之后溫度將升高，使用自行車打氣筒給輪胎充氣時，打氣筒會變熱就是這個道理。出于同樣道理，柴油機采用壓縮空氣的辦法提高空氣溫度，使空氣溫度超過柴油的自然溫度，這時再噴入柴油、柴油噴霧和空氣混合的同時自己點火燃燒（圖3-2b）。（a）汽油機（b）柴油機圖3-2汽油機與柴油機的點火方式德國人狄塞爾想出了這個辦法并取得了專利權(quán)，所以柴油機又叫狄塞爾發(fā)動機。和汽油機相比，柴油機的優(yōu)點是柴油經(jīng)濟性好，但柴油機缺點也較多。例如由于工作壓力過大。所以要求各有關(guān)零件有較高的結(jié)構(gòu)強度和剛度。使柴油機和同等水平的汽油機相比重量重、尺寸大。為了把燃料強力地噴入到高壓空氣中去，需要裝用高精密的高壓噴射油泵，這將增加柴油機的制造成本。此外柴油機工作粗暴、振動和品噪聲大。由于上述原因，目前小轎車主要裝用汽油機。此外也有人按點火方式把發(fā)動機分為二大類，即把汽油機叫火花點火式發(fā)動機，把柴油機叫做壓燃點火發(fā)動機。2．轉(zhuǎn)子發(fā)動機汽油機是一種往復(fù)運動式發(fā)動機。工作時活塞在氣缸里做往復(fù)直線運動，為了使活塞的直線運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動，必須使用曲軸。轉(zhuǎn)子發(fā)動機則不同，它不使用曲軸，直接將可燃氣的燃燒膨脹力轉(zhuǎn)化為驅(qū)動扭矩（圖3-3）。圖3-3轉(zhuǎn)子發(fā)動機和往復(fù)式發(fā)動機相比，轉(zhuǎn)子發(fā)動機取消了無用的直線往復(fù)運動，因而同樣功率的轉(zhuǎn)子發(fā)動機尺寸較小，重量輕，而且振動和噪聲低，具有較大的優(yōu)勢。但是轉(zhuǎn)子發(fā)動機在技術(shù)上有其獨特的困難。轉(zhuǎn)子發(fā)動機工作時其轉(zhuǎn)子前端沿殼體壁面滑動，受燃燒氣體沖刷使?jié)櫥偷南牧枯^大，此外尚有其他一些技術(shù)問題尚待解決。3．二沖程發(fā)動機往復(fù)式發(fā)動機按其工作循環(huán)分類可分可二沖程發(fā)動機和四沖程發(fā)動機（圖3-4）。當(dāng)曲軸每轉(zhuǎn)一圈時，發(fā)動機能同時完成進氣、壓縮、燃燒和排氣工作過程的為二沖程發(fā)動機。四沖程發(fā)動機在曲軸轉(zhuǎn)一圈時只完成進氣和壓縮工作行程，在曲軸轉(zhuǎn)第二圈時才完成燃燒和排氣工作行程。和四沖程發(fā)動機相比，二沖程發(fā)動機機構(gòu)簡單、重量輕、成本低，同時單位重量功率（通常比功率）大。二沖程汽油機排氣的時候也正是新鮮混合氣吸入的時候，這使廢氣和可燃氣互相混雜，結(jié)果導(dǎo)致一部分新鮮混合氣白白地排出了發(fā)動機之外。由于上述缺點，二沖程汽油機排量都不大，一般多用于摩托車或小型機動船上。在中大型船舶上使用的都是二沖程柴油機。（a）四沖程發(fā)動機（b）二沖程發(fā)動機圖3-4四沖程發(fā)動機與二沖程發(fā)動機二、發(fā)動機的基本組成發(fā)動機由曲軸連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、燃料供給系、點火系、冷卻系、潤滑系及起動系等主要部分組成（圖3-5和圖3-6）。圖3-5汽油發(fā)動機的組成圖3-6發(fā)動機的外形三、基本術(shù)語在圖3-7中，活塞置于氣缸中，活塞可在氣缸內(nèi)作往復(fù)直線運動，活塞通過連桿和曲軸相連，曲軸可繞其軸線旋轉(zhuǎn)。圖3-7發(fā)動機基本術(shù)語1．上止點活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠處，通常指活塞上行到最高位置。2．下止點活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處，通常指活塞下行到最低位置。3．活塞行程上、下兩止點間的距離。4．曲柄半徑與連桿下端（即連桿大頭）相連的曲柄銷中心到曲軸回轉(zhuǎn)中心距離。顯然，曲軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，活塞移動兩個行程。5．氣缸工作容積活塞從上止點到下止點所讓出的空間容積。6．發(fā)動機排量發(fā)動機所有氣缸工作容積之和。7．燃燒室容積活塞在上止點時，活塞上方的空間叫燃燒室，它的容積叫燃燒室容積。8．氣缸容積活塞在下止點時，活塞上方的容積稱為氣缸總?cè)莘e。它等于氣缸工作容積與燃燒室容積之和。9．壓縮比氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值。壓縮比表示活塞由下止點運動到上止點時，氣缸內(nèi)氣體被壓縮的程度。壓縮比越大，壓縮終了時氣缸內(nèi)的氣體壓力和溫度就越高。一般車用汽油機的壓縮比為6~10，柴油機的壓縮比為15~22。10．發(fā)動機的工作循環(huán)在氣缸內(nèi)進行的每一次將燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)化為機械能的一系列連續(xù)（進氣、壓縮、作功和排氣）稱發(fā)動機的工作循環(huán)。11．二沖程發(fā)動機活塞往復(fù)兩個行程完成一個工作循環(huán)的稱為二沖程發(fā)動機。12．四沖程發(fā)動機活塞往復(fù)四個行程完成一個工作循環(huán)的稱為四沖程發(fā)動機。四、汽車發(fā)動機的工作原理1．四沖程汽油機工作原理四沖程汽油機是由進氣、壓縮、作功和排氣完成一個工作循環(huán)的，圖3-8為單缸四沖程汽油機工作原理示意圖。（a）進氣（b）壓縮（c）作功（d）排氣圖3-8單缸四沖程汽油機的工作原理（1）進氣行程活塞由曲軸帶動從上止點向下止點運動。此時，進氣門開啟，排氣門關(guān)閉。由于活塞下移，活塞上腔容積增大，形成一定真空度，在真空吸力的作用下，經(jīng)過濾清的空氣與化油器供給的汽油形成混合氣，經(jīng)進氣門被吸入氣缸，至活塞運動到下止點時，進氣門關(guān)閉，停止進氣，進氣行程結(jié)束。（2）壓縮行程進氣行程結(jié)束時，活塞在曲軸的帶動下，從下止點向止點運動。此時，進、排氣門均關(guān)閉，隨著活塞上移、活塞上腔容積不斷減小，混合氣被壓縮，至活塞到達上止點時，壓縮行程結(jié)束。（3）作功行程壓縮行程末，火花塞產(chǎn)生電火花，點燃氣缸內(nèi)的可燃混合氣，并迅速著火燃燒，氣體產(chǎn)生高溫、高壓，在氣體壓力的作用下，活塞由上止點向下止點運動，再通過連桿驅(qū)動曲軸旋轉(zhuǎn)向外輸出作功，至活塞運動到下止點時，作功行程結(jié)束。（4）排氣行程在作功行程終了時，排氣門被打開，活塞在曲軸的帶動下由下止點向上止點運動，廢氣在自身的剩余壓力和活塞的驅(qū)趕作用下，自排氣門排出氣缸，至活塞運動到期上止點時，排氣門關(guān)閉，排氣行程結(jié)束。排氣行程結(jié)束后，進氣門再次開啟，又開始了下一個工作循環(huán)，如此周而復(fù)始，發(fā)動機就自行運轉(zhuǎn)。2．四沖程柴油機的工作原理四沖程柴油機和四沖程汽油機工作原理一樣，每個工作循環(huán)也是由進氣、壓縮、作功和排氣四個行程所組成。但柴油和汽油性質(zhì)不同，柴油機在可燃混合氣的形成、著火方式等到與汽油機有較大區(qū)別。圖3-9為單缸四沖程柴油機工作原理示意圖。（a）進氣行程（b）壓縮行程（c）作功行程（d）排氣行程圖3-9單缸四沖程柴油機的工作原理（1）進氣行程不同于汽油機的是進入氣缸的不是混合氣，而是純空氣。（2）壓縮行程不同于汽油機的是壓縮的是純空氣，且由于柴油機壓縮比大，壓縮終了的溫度和壓力都比汽油機高。（3）作功行程此行程與汽油機有很大不同，壓縮行程末，噴油泵將高壓柴油經(jīng)噴油器呈霧狀噴入氣缸內(nèi)的高溫空氣中，迅速汽化并與空氣形成可燃混合氣。因為此時氣缸的溫度遠高于柴油的自燃溫度（約500Ｋ左右），柴油自行著火燃燒，且以后的一段時間內(nèi)邊噴邊燃燒，氣缸內(nèi)的溫度、壓力急劇升高，推動活塞下行作功。（4）排氣行程與汽油機排氣行程基本相同。3．四沖程汽油機與四沖程柴油機的區(qū)別由上述四沖程汽油機和柴油機的工作原理可知：（1）兩種發(fā)動機工作循環(huán)的基本內(nèi)容相似，其共同特點是：每個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)（720度）每一行程曲軸轉(zhuǎn)半轉(zhuǎn)（180度），進氣行程是進氣門開啟，排氣行程是排氣門開啟，其余兩個行程進、排氣門均關(guān)閉。四個行程中，只有作功行程產(chǎn)生動力，其它三個行程是為作功行程做準備工作的輔助行程，雖然作功行程是主要行程，但其它三個行程也不可缺少。發(fā)動機運轉(zhuǎn)的第一個循環(huán)，必須有外力使曲軸旋轉(zhuǎn)完成進氣、壓縮行程，著火后，完成作功行程，依靠曲軸和飛輪貯存的能量便可自行完成以后的行程，以后的工作循環(huán)發(fā)動機無需外力就可自行完成。（2）兩種發(fā)動機工作循環(huán)的主要不同之處是：汽油機的汽油和空氣在氣缸外混合，進氣行程進入氣缸的是可燃混合氣。而柴油機進氣行程進入氣缸的是純空氣，柴油是在作功行程開始階段噴入氣缸，在氣缸內(nèi)與空氣混合，即混合形成方式不同。汽油機用電火花點燃混合氣，而柴油機是用高壓將柴油噴入氣缸內(nèi)，靠高溫氣體加熱自行著火燃燒，即著火方式不同。所以汽油機有點火系，而柴油機則無點火系。4．二沖程發(fā)動機的工作原理二沖程發(fā)動機是在曲軸旋轉(zhuǎn)一周（360o）活塞上下兩個行程內(nèi)完成工作循環(huán)的。發(fā)動機氣缸上有三個孔，即進氣孔、排氣孔和換氣孔，如圖3-10所示。這三個孔分別在一定時刻由活塞關(guān)閉。進氣孔與化油器相通，可燃混合氣經(jīng)過進氣孔流入曲軸箱，繼而從換氣孔進入氣缸；而廢氣則從排氣孔排出。圖3-10二沖程發(fā)動機的工作原理（1）第一行程活塞自下止點向上移動，三個氣孔被關(guān)閉后，已進入氣缸的混合氣被壓縮；活塞下方的曲軸箱因容積增大，形成一定的真空度，在進氣孔露出時，可燃混合氣自化油器經(jīng)進氣孔流入曲軸箱內(nèi)（2）第二行程活塞行到上止點時，火花塞跳火點燃可燃混合氣，高溫高壓的燃氣膨脹，推動活塞下移而作功。活塞下移作功時進氣關(guān)閉，密封的曲軸箱內(nèi)可燃混合氣被壓縮，當(dāng)活塞接近下止點時，排氣孔開啟，廢氣沖出，隨后換氣孔開啟，受予壓的可烯燃混合氣沖入氣缸，驅(qū)除廢氣。進行換氣過程。此過程一直進行到下一行程活塞上移，三個氣孔關(guān)閉為止。簡而言之，活塞上行時進行換氣、壓縮、曲軸箱進氣；活塞下行時進行作功、壓縮，曲軸箱混合氣、換氣。5．二行程發(fā)動機的特點與四沖程發(fā)動機相比有如下優(yōu)點：（1）曲軸每旋轉(zhuǎn)一周（360o）就有一個作功行程，理論上講二行程發(fā)動機功率等于四行程發(fā)動機的兩倍。（2）作功頻率大，發(fā)動機運轉(zhuǎn)均勻平穩(wěn)。（3）結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。缺點是燃燒不完全，經(jīng)濟性差，故一般被用在摩托車及微型汽車上。第二節(jié)曲柄連桿機構(gòu)與配氣機構(gòu)一、曲柄連桿機構(gòu)1．功用曲柄連桿機構(gòu)的功用是將燃料燃燒時產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑?fù)運動的機械能，再通過連桿將活塞的往復(fù)運動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動而對外輸出動力。2．組成曲柄連桿機構(gòu)由機體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組等三部分組成。（1）機體組機體組主要包括氣缸體、曲軸箱、油底殼、氣缸套、氣缸蓋和氣缸墊等不動件（圖3-11）。圖3-11機體組氣缸體是氣缸的殼體，曲軸箱是支承曲軸作旋轉(zhuǎn)運動的殼體，二者組成了發(fā)動機的機體。其結(jié)構(gòu)型式有整體式和分體式兩種。（2）活塞連桿組活塞連桿組由活塞、活塞環(huán)、活塞銷和連桿等主要機件組成（圖3-12）。圖3-12活塞連桿組活塞的功用是與氣缸壁等共同組成燃燒室，承受氣體壓力，并將此力通過活塞銷傳給連桿，以推動曲軸旋轉(zhuǎn)?；钊h(huán)可分為氣環(huán)和油環(huán)兩大類（圖3-13）。圖3-13活塞環(huán)氣環(huán)也叫壓縮環(huán)，用來密封活塞與氣缸壁的間隙，防止氣缸內(nèi)的氣體竄入油底殼，以及將活塞頭部的熱量傳給氣缸壁，再由冷卻水或空氣帶走。另外還起到刮油、布油的輔助作用。一般發(fā)動機的每個活塞裝有2~3道氣環(huán)。油環(huán)用來刮氣缸壁上多余的機油，并在氣缸壁上涂一層均勻的機油膜，這樣可以防止機油竄入燃燒室燃燒，又可以減小活塞、活塞環(huán)與氣缸的磨損和磨擦阻力。此外，油環(huán)也起到密封的輔助作用。通常發(fā)動機有1~2道油環(huán)。連桿組由連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸瓦等零件組成（圖3-14）。習(xí)慣上常把整個連桿組（或除去連桿軸瓦）稱作連桿，也有的將連桿體稱作連桿。Ｖ型發(fā)動機連桿的結(jié)構(gòu)如圖3-15所示。連桿的功用是將活塞承受的力傳給曲軸，把活塞的往復(fù)運動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。圖3-14連桿組（a）并列式（b）主副式（c）叉式圖3-15Ｖ型發(fā)動機連桿示意圖連桿可分為大頭、小頭和桿身三部分連桿小頭用來安裝活塞銷，以連接活塞。桿身通常做成“工”字形斷面，以求在強度和剛度足夠的前提下減小質(zhì)量。連桿大頭是與曲軸的連桿軸頸相聯(lián)的。為了便于安裝，大頭一般做成分開式的，一半為連桿體大頭，一半為連桿蓋，二者一般用螺栓裝合。（3）曲軸飛輪組曲軸飛輪組主要由曲軸、飛輪、扭轉(zhuǎn)減振器、皮帶輪、正時齒輪（或鏈輪）等組成（圖3-16）。圖3-16曲軸飛輪組曲軸是發(fā)動機中最重要的機件之一。其功用主要是把活塞連桿組傳來的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ貙ν廨敵觯涣硗?，還用來驅(qū)動發(fā)動機的配氣機構(gòu)及其他各種輔助裝置（如發(fā)電機、風(fēng)扇、水泵、轉(zhuǎn)向油泵、平衡軸機構(gòu)等）。減振器的功用就是吸收曲軸扭轉(zhuǎn)振動的能量，消減扭轉(zhuǎn)振動。飛輪的主要功用是貯存作功行程的能量，用以在其它行程中克服阻力完成發(fā)動機的工作循環(huán)，使曲軸的轉(zhuǎn)動角速度和輸出轉(zhuǎn)矩盡可能均勻，并改善發(fā)動機克服短暫超負荷的能力。同時將發(fā)動機的動力傳給離合器。二、配氣機構(gòu)1．功用配氣機構(gòu)的功用是按照發(fā)動機各缸工作過程的需要，定時地開啟和關(guān)閉進、排氣門，使新鮮可燃混合氣（汽油機）或空氣（柴油機）得以及時進入氣缸，廢氣得以及時排出氣缸。2．類型根據(jù)凸輪軸的位置不同，分為下置式、中置式和上置式。配氣機構(gòu)多采用頂置式氣門。配氣系主要包括以下幾部分，即凸輪軸及其傳動系統(tǒng)，氣門及與氣門有關(guān)的零件。圖3-17為一臺頂置凸輪軸直列4缸發(fā)動機的配氣系布置情況。該發(fā)動機使用正時齒輪形帶驅(qū)動輪軸凸，凸輪軸直接驅(qū)動8個氣門，在凸輪軸和氣門之間布置了液壓挺桿。圖3-17頂置凸輪軸4缸發(fā)動機的配氣機構(gòu)（桑塔納）3．組成以頂置式為例，配氣機構(gòu)包手帕以下三部分組成：（1）氣門驅(qū)動組：由正時齒輪及凸輪軸組成。（2）氣門傳動組：由挺桿、推桿、搖臂軸及支座、搖臂及調(diào)整螺釘?shù)冉M成。（3）氣門組：由氣門、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧、氣門鎖片及彈簧等組成。凸輪軸由曲軸通過前端的正時齒輪帶動旋轉(zhuǎn)。當(dāng)凸輪突出分頂起挺桿時氣門開啟（圖3-18a）；當(dāng)突出部分離開挺桿時氣門關(guān)閉（圖3-18b）（a）氣門開啟（b）氣門關(guān)閉圖3-18頂置式配氣機構(gòu)4．凸輪軸傳動方式（1）鏈傳動（圖3-19）在曲軸和凸輪軸上裝有鏈輪，曲軸通過鏈條驅(qū)動凸輪軸。在鏈條側(cè)面有張緊機構(gòu)和鏈條導(dǎo)板，利用張緊機構(gòu)可以調(diào)整鏈條的張力。圖3-19鏈傳動（2）齒輪帶傳動（圖3-20）齒輪帶和鏈條的功能是相同的，為了確保齒輪形帶傳動的可靠性，齒輪帶和齒形帶輪的接觸接觸周長必須比鏈傳動要長一些。這使齒形帶周圍零件的布置都受到制約。對于Ｖ型發(fā)動機來說，由于齒形帶較長，必須確實地控制齒形帶的張力。齒形帶的優(yōu)點是無需潤滑，工作噪聲小。和鏈條比較起來，壽命略差一些，一般要求每10000km更換一次。圖圖3-20齒輪皮帶傳動圖3-21齒輪傳動PAGEPAGE71（3）齒輪傳動（圖3-21）下置凸輪軸的汽油機通常用一對正時齒輪傳動。在柴油機上凸輪軸中心距一般較大，且需要同時驅(qū)動噴油泵，需加入中間惰輪傳動。為了使齒輪嚙合平順