基督教复临安息日会青年荣誉解答手册/职业/汽车机械

汽车机械
职业世界总会另请参阅汽车机械 - 高级	技能等级 2
职业世界总会另请参阅汽车机械 - 高级	引入年份：1928

汽车机械荣誉是技术大师奖的一个组成部分。

1. 用自动变速器和手动变速器正确启动汽车或轻型卡车发动机。解释发动机在运行时需要适当的机油、水、燃油和电池压力和液位的必要性。

启动自动挡

要启动配备自动变速器的车辆，请坐在驾驶座上，确保车辆处于驻车状态。将钥匙插入点火装置并顺时针旋转至极限。发动机应启动。不要踩油门。发动机启动后，松开钥匙。要关闭发动机，请逆时针旋转钥匙。

启动手动挡

要启动配备手动变速器的车辆，请坐在驾驶座上，用左脚完全踩下离合器踏板。离合器踏板是右侧第三个踏板，通常也是最左侧的踏板（尽管有些车辆的驻车制动器在离合器左侧）。

确保已拉动手刹。没有经验的驾驶员还应将车辆挂入空挡，以便在发动机启动后脚从离合器上滑落时，车辆不会移动。即使车辆处于空挡，仍然需要踩下离合器，因为许多汽车的离合器上有一个开关，只有踩下离合器才能启动发动机。将钥匙插入点火装置并顺时针旋转至极限。发动机应启动。不要踩油门，但保持离合器踏板踩下。发动机启动后，松开钥匙。要关闭发动机，请逆时针旋转钥匙。

适当压力和液位的必要性

机油可以使发动机保持润滑，减少发动机活动部件之间的摩擦。摩擦会产生热量，因此如果发动机的机油压力不足，它会很快过热。发动机在任何时间段内没有机油都会损坏它，长时间没有机油会彻底摧毁它。

水在发动机中循环以冷却它。发动机过热会损坏它。

燃油是推动发动机运转的动力。如果车辆的燃油压力不足，燃油将无法以适当的速度流入燃烧室。

蓄电池为发动机的启动器提供能量。如果蓄电池的电压过低，它可能无法启动启动器。

2. 解释四冲程发动机和二冲程发动机的原理以及汽油发动机和柴油发动机之间的区别。解释化油器燃油系统和燃油喷射系统之间的主要区别。

四冲程发动机

四冲程发动机之所以得名，是因为它需要四个冲程才能产生动力。这四个冲程如下

进气冲程：在这个冲程中，活塞将燃油和空气混合物吸入汽缸。燃油和空气通过进气门进入，进气门在这个冲程中打开。
压缩冲程：燃油和空气被吸入汽缸后，进气门关闭，活塞向发动机头部返回。这会压缩燃油。
动力冲程： 当活塞到达汽缸顶端时，火花塞点火，点燃压缩的燃料和空气混合物，并引起爆炸。这种爆炸导致气体膨胀，使活塞再次向下运动。这就是发动机动力（和噪音！）的来源。
排气冲程： 当活塞到达汽缸底部时，排气阀打开，随着活塞再次返回汽缸顶端，排气被排出。当汽缸再次到达顶端时，四个循环准备重复。

二冲程发动机

动力和排气冲程： 在二冲程发动机中，火花塞在活塞每次到达汽缸顶端时都会点火。这是动力和排气循环的开始。与四冲程发动机一样，火花塞点火会导致汽缸内的压缩空气/燃料混合物爆炸，膨胀的气体推动活塞向下运动。随着汽缸向下运动，它压缩了曲柄箱内的另一部分空气/燃料混合物 - 不是像四冲程发动机那样在汽缸内。曲柄箱是活塞下方的区域，汽缸是活塞上方的区域。当活塞接近此冲程的底部时，它会露出排气口，还会露出曲柄箱和汽缸之间的通道。然后，曲柄箱内压缩的空气/燃料混合物通过此通道进入汽缸，迫使排气从汽缸中通过排气口排出。一些空气/燃料混合物也被迫从排气口排出，不幸的是，这会降低发动机的燃油效率并增加其污染排放。活塞头部的形状可以最大程度地减少这种浪费，但无法完全消除它。

进气和压缩冲程： 活塞到达冲程底部后，它开始再次向上运动，压缩在先前冲程期间从曲柄箱进入汽缸的空气/燃料混合物，并同时将更多空气和燃料吸入曲柄箱。当活塞到达汽缸顶端时，空气/燃料混合物被高度压缩 - 比在曲柄箱中压缩得多。在循环的这一点上，进气阀关闭，火花塞点火。

由于曲柄箱在运行过程中与汽缸相通，曲柄箱内的机油会进入汽缸，在那里与燃料一起被压缩和燃烧。如果忽略这种情况，发动机很快就会燃烧掉所有机油，使其没有润滑。发动机很快就会变得非常热，其部件会熔化在一起并自行损坏。可以通过在燃料中添加机油来解决这个问题（通常是 16 份燃料中添加 1 份机油）。因此，发动机的机油供应在活塞的每次冲程中都会得到补充。不幸的是，这会增加二冲程发动机产生的污染水平。

汽油发动机与柴油发动机

在许多方面，四冲程汽油发动机和四冲程柴油发动机非常相似。它们都遵循一个由进气、压缩、动力和排气冲程组成的工作循环。它们还共享相同的进气和排气阀系统。在柴油发动机中，燃料和空气混合物由压缩冲程产生的热量点燃，而汽油发动机使用点火系统。柴油发动机不需要点火系统。因此，汽油发动机被称为火花点火发动机，柴油发动机被称为压缩点火发动机。

在柴油发动机中，燃料和空气混合物被压缩到其原始体积的约二十分之一。相比之下，汽油发动机中的燃料和空气混合物被压缩到其原始体积的约八分之一。柴油发动机必须如此紧密地压缩混合物才能产生足够的热量来点燃燃料和空气混合物。

汽油发动机在燃料和空气混合物到达燃烧室之前就将其混合。柴油发动机只通过进气口吸入空气。燃料通过喷射系统直接进入燃烧室。然后，空气和燃料在燃烧室中混合。

柴油发动机的发动机转速和功率输出由进入燃烧室的燃料量控制。空气量是恒定的。这与汽油发动机形成对比，汽油发动机的转速和功率输出通过限制进入发动机的空气量来调节。

化油器与燃油喷射系统

化油器 具有以下基本功能

化油器将燃料和空气混合成正确的比例，以便发动机最有效地使用。化油器还必须不断地改变混合比例以满足发动机的需求，因为它的速度和负荷要求会发生变化。
化油器调节发动机转速和功率输出。
化油器在将燃料与空气混合时会将其雾化。

燃油喷射系统 是一种越来越受欢迎的替代化油器的选择，用于提供空气/燃料混合物。它们在压力下将一定量的燃料喷射到进气空气中，通常是在进气门附近的某个位置。燃油喷射系统具有以下优点。

燃油输送可以非常精确地测量，这有可能提高燃油经济性和性能。
由于燃料是在每个汽缸的进气口处喷射的，因此燃油分配会更好，并且燃油在歧管中的冷凝将不再是一个问题。
燃油喷射器在压力下工作，可以比化油器将燃料雾化得更细，从而改善燃料蒸发。

3. 描述典型汽油发动机的结构，并简要说明这些部件的功能

a. 发动机：曲轴、连杆、活塞、凸轮轴、阀门、机油泵、化油器、燃油喷射器、点火分配器、燃油分配器、电气系统（包括发电机、电池和调节器）

如右图所示，活塞通过连杆驱动曲轴。连杆和曲轴将活塞的往复运动转换为旋转运动。

凸轮轴 是一个较小的旋转轴，上面有小的“凸起”部分，称为凸轮。当凸轮旋转时，它们会在正确的时间抬起和降低阀门，以使气体能够流入汽缸或从汽缸中排出。

机油泵 将机油输送到发动机，以保持内部零件充分润滑。

化油器 和燃油喷射器 的功能在要求 3 中已经介绍过了。

点火分配器 在点火系统中要执行多个任务。首先，它必须关闭和打开初级电路，以在点火线圈中产生磁场建立和崩溃。其次，它必须对这些动作进行计时，以便点火线圈的次级电路产生的高压脉冲在正确的时间产生。第三，它必须建立一个时间顺序，将高压脉冲引导到正确的火花塞。

汽车柴油发动机使用的分配式喷射系统被归类为低压系统，因为泵送、计量和分配操作是在低压下进行的。喷射所需的较高压力由每个汽缸的喷射器建立。吸油泵从油箱中吸取燃油并将其输送到浮子室。从这里，第二个低压泵将燃油输送到燃油分配器。燃油通过分配器进入计量泵，在那里被分成定量的燃料。然后，燃料被输回分配器，在那里它们按适当的顺序被送到喷射器。

电气系统

发电机 是一种发电机。当发动机转动发电机内的轴时，它会发电，为汽车电气系统中的所有东西供电，包括车灯、车载电脑、收音机等等。它还会为电池充电。

电池主要用于启动车辆。当汽车未运行时，发电机无法发电，因此必须由电池完成此工作。它还会为车灯、收音机和其他一些东西供电。电池“没电”最常见的原因是有人在发动机关闭的情况下将车灯开得太久。

调节器 在发电机输出的电压被送往电气系统的其余部分之前，会将其均匀化。发电机的电压可能会因许多因素而异，调节器的作用是确保其他组件不必处理不同量的功率。如果没有调节器，车灯会随着发电机电压的变化而变亮和变暗。

b. 手动变速箱和自动变速箱的区别以及发动机扭矩如何传递到这两种变速箱；超速档的作用

变速器将发动机连接到传动轴，具有两个主要功能

控制行驶方向（前进或倒退）
为操作员提供发动机和车轮之间的齿轮比选择，以便车辆可以在各种驾驶条件和负载下以最佳效率运行。

在配备手动变速箱的车辆中，驾驶员手动选择所需的档位。在配备自动变速箱的车辆中，变速箱根据油门位置、车速和换挡控制杆的位置自行选择档位。

在这两种情况下，发动机扭矩都通过离合器传递到车轮。汽车离合器依靠摩擦来工作，无论是传统离合器中的固体摩擦（见于手动变速箱），还是液力耦合器和扭矩转换器中使用的流体摩擦和惯性（见于自动变速箱）。

超速档可以指两种不同的东西。超速档是一种装置，过去常用于后轮驱动汽车，允许选择额外的超高总齿轮比，以便以高速巡航，从而节省燃料，但代价是扭矩减少。

它也指变速器或变速箱内部的齿轮组合，导致输出速度大于输入速度。在后一种情况下，“超速档”并不指一个物理上可识别的独立部件/组件。

c. 后轮驱动和前轮驱动的区别

如果将汽车放在液压升降机上，将所有四个车轮抬离地面，启动发动机并挂档，后轮驱动汽车的后轮会转动，而前轮驱动汽车的前轮会转动。在四轮驱动汽车中，所有四个车轮都会转动。这些术语只是表示哪些车轮通过变速器连接到发动机。

d. 鼓式制动器和盘式制动器、标准制动器和动力制动器以及驻车制动器之间的区别

右边的图显示了鼓式制动器系统的各个部分。这张照片将制动器拆开，左侧是制动鼓，右侧是制动蹄。在工作中，制动蹄位于鼓内。鼓随车轮一起旋转，而制动蹄保持静止。当踩下制动踏板时，制动蹄压在鼓的内表面，产生的摩擦力使车轮减速，最终停止。

右边的图显示了盘式制动器系统的各个部分。在这里，盘（金色）随车轮一起旋转，而静止的一对卡钳（红色）夹紧盘的两侧。

在标准制动器中，操作员脚踩下制动踏板提供的能量通过各种方式传递到车轮上的制动机构。从最早的机动车开始就一直在使用机械连接，但目前最广泛使用的是液压。机械操作的制动系统在当今的汽车上已经过时，但这些系统可能会在许多车辆的制动系统的一部分中使用。

动力制动系统旨在减少在停车或保持车辆静止时踩下制动踏板所需的力。大多数动力制动系统利用进气歧管真空和大气压之间的压差来产生所需的额外力，以降低制动踏板压力。当车辆由柴油发动机驱动时，由于没有进气歧管真空，因此需要使用辅助真空泵。这种类型的泵通常由发动机驱动或由电动机驱动。

驻车制动器通常由位于驾驶员舱内的辅助脚踏板或手柄操作。这种制动机构的设计目的是在操作员不在时使车辆保持静止。它通常集成到盘式或鼓式制动系统中（无论使用哪种），并锁定到位，直到操作员松开。

4. 执行以下列出的典型汽车保养

a. 检查发动机和变速箱油位。

发动机舱内通常有两个油尺，用于检查发动机油和变速箱油位。找到油尺后，只需将其拉出，用抹布或纸巾擦拭干净，重新插入，再拉出，检查油位。油尺会浸在油中，浸油高度即为油位，油尺本身标明了油位刻度。

b. 检查水/防冻液液位。更换和冲洗冷却系统。

可以通过查看发动机侧面的塑料储液罐来检查冷却液液位（也称为防冻液）。这个储液罐通常安装在挡泥板或前格栅上。它侧面有刻度，还有一个溢流区。它也是半透明的，所以你可以看到里面的冷却液液位。

冲洗冷却系统

首先，你需要确保发动机已冷却。在发动机很热的情况下打开冷却系统非常危险，因为会导致严重烧伤。在等待发动机冷却的同时，找一个至少能容纳两加仑的容器。你将把冷却液排放到这个容器中。拉紧驻车制动。
将车辆的温度控制设置为热。这会打开某些车辆中的一个阀门，连接（或隔离）汽车的暖风机和冷却系统。
打开散热器盖，找到散热器底部的阀门。如果没有阀门，你可能需要拆下散热器底部的软管。准备好接液容器，打开阀门，将接液容器调整到位置，以便接住冷却液。冷却液应该在你打开阀门后立即开始流出。
让散热器排空。这可能需要一段时间。当冷却液停止流出时，再次关闭阀门。
用清水而不是冷却液加满散热器。启动发动机，让它运行，直到发动机的冷却风扇启动。这意味着恒温器已经打开，并允许冷却液流入发动机。关闭发动机。按照上述步骤排放水。
在散热器中加入 50-50 的水和防冻液混合液，直到距离注液口约一英寸。在储液罐中加入更多冷却液，使其充满到“满”线。然后 - 在取下散热器盖的情况下 - 再次启动发动机，同时监测冷却液液位。随着液位下降，添加更多冷却液，直到它停止下降。更换散热器盖。
将废冷却液送到加油站回收。
在冲洗冷却系统后第一次驾驶车辆时，让它冷却并检查冷却液液位 - 在储液罐中以及取下散热器盖后检查。如果需要，添加冷却液。

c. 更换发动机油和机油滤清器。

当发动机不运转时，机油会积聚在曲轴箱底部的油底壳或油槽中。在油底壳底部有一个油塞，通常被拧入一个排水孔，从车辆下方可以触及。要更换车辆发动机的机油，需要拧松油塞，让机油从油底壳中流入容器。排完旧机油后，将油塞拧回排水孔。一些油塞配有可更换垫圈，以防止因腐蚀、生锈或排水孔螺纹磨损导致泄漏。此时，可以拧下可拆卸的机油滤清器，通常需要使用机油滤清器拆卸工具，在某些情况下，也可以用手拧下。然后，在将新滤清器的密封表面涂上新鲜机油后，将新的机油滤清器拧回。然后，通过发动机顶部的一个原本封闭的开口倒入新机油。对于许多汽车来说，需要 4 到 5 夸脱或升的机油才能将发动机加满。将旧机油带到加油站回收。将废机油扔进垃圾桶或倾倒到环境中是非法的！

d. 更换轮胎/轮毂组件，遵循正确的安全操作规程。

找到汽车上用于放置千斤顶的点。这通常在车主手册中说明，通常是底盘上距离前轮胎几英寸的地方，或距离后轮胎几英寸的地方。
在汽车的两个轮胎周围放置垫块。如果更换前轮胎，将垫块放在两个后轮胎上。如果更换后轮胎，将它们放在前轮胎上。垫块是砖块大小的块，可以防止汽车滚动。事实上，您可以使用任何东西作为垫块，只要它能够承受汽车停放在上面时的压力，而且高度足以防止汽车从上面滚过。砖块、木块、木头块，甚至大石头都可以用作垫块，或者您可以使用商店购买的垫块。
拉起手刹。
松开轮毂螺母，但不要完全取下。在抬起车辆之前松开它们更容易，因为轮胎将保持静止。一旦车辆被抬起来，车轮将很容易旋转，使松开轮毂螺母变得更加困难。可能需要取下轮毂盖才能接触到轮毂螺母。轮毂盖通常可以用螺丝刀或千斤顶手柄末端撬开。小心不要损坏轮毂盖。
将千斤顶放在千斤顶点下方，用它来抬起车辆。绝不要一次抬起超过一个轮胎！这是非常危险的事情，因为很容易导致汽车从千斤顶上掉下来。
当轮胎从地面抬起来时，停止抬起车辆。
完成轮毂螺母的拆卸。
一旦所有轮毂螺母都被拆卸，您就可以将轮胎/轮毂组件向自己拉，从轮毂座上取下。取下后，您可以小心地将它滚开，取出新轮胎（或同一个轮胎，因为这可能是一项练习，而且轮胎本身可能没有问题）。
将新轮胎抬起，放在轮毂座上，将轮子上的孔与轮毂座上的螺栓对齐。将轮胎推到位，快速安装一两个轮毂螺母。将所有螺母都安装好，先用手拧紧，然后取出轮毂扳手，开始拧紧第一个轮毂螺母。
拧紧第一个轮毂螺母后，移到车轮对面的螺母（或者尽可能接近对面的螺母），并将其拧紧。继续拧紧其他螺母，每次都转到车轮的对侧，使它们均匀拧紧。当所有螺母都拧紧后，放下千斤顶。
取下千斤顶。
再次绕着轮毂螺母转动，进一步拧紧它们。由于汽车的重量阻止了轮胎旋转，您应该能够进一步拧紧它们（但不要过度拧紧）。
恭喜您出色地完成了任务。

e. 根据车辆维修手册对底盘进行润滑。

底盘的润滑是通过使用黄油枪来完成的。黄油枪有一个管子，通过它可以将黄油压出。在这个管子的末端是一个接头，它连接到一个黄油嘴。车辆维修手册将向您展示在哪里可以找到黄油嘴。首先，从黄油嘴上擦去任何灰尘或异物。然后将黄油枪放在黄油嘴上，将黄油压入其中。取下黄油枪，并擦拭干净黄油嘴，以免有灰尘堆积在那里。对车辆上的所有黄油嘴执行此操作。

5. 发动机油、变速箱油和冷却液应该多久更换一次？

制造商指定了更换机油的频率。例如，大多数人认为换机油的频率应该是每行驶 3000 英里或每 3 个月，以先到者为准。几十年来，换油公司一直在不懈地宣传这种 3000 英里的换油间隔。当发动机使用非多级非洗涤剂机油时，这种方法是有科学依据的。现在它已经没有任何科学依据了，但仍在被某些实体宣传，最著名的是美国换油行业（包括汽车经销商）。大多数制造商建议现代汽车的换油间隔为 6000 英里或更长。为了方便起见，机油滤清器通常在更换机油时也一起更换。

变速箱油的更换频率在车主手册中有所说明，但最常见的是每行驶 15,000 英里更换一次。

车主手册中也说明了冷却液的冲洗和更换频率。通常为行驶 30,000 英里或三年更换一次。

6. 请提供一些关于如何正确保养车辆及其内饰和外饰的建议。

车主手册中有一个保养计划，告知您更换机油、各种滤清器和其他维护项目的频率。您还需要定期检查轮胎气压和胎面磨损。如果您曾经骑过轮胎充气不足的自行车，您就会知道，用充气不足的轮胎推动车辆需要更多的努力。

保持车辆清洁，每年至少打蜡一次（秋季最好，这样可以保护汽车漆面免受任何路盐的影响）。只要换油就吸尘内饰，因为留在地毯上的任何灰尘都会加速地毯的磨损。用合适的清洁剂擦拭乙烯基和皮革座椅，并吸尘织物座椅。您还应定期清洁仪表板和车门内饰板。

参考资料

本答题手册中的一些内容直接摘录自汽车车辆原理，美国陆军手册 TM-9-8000。作为美国联邦政府的原创作品，该文件属于公共领域，因此将其部分内容包含在此处是完全合法和合乎道德的。