1、2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司柴油机基础知识柴油机基础知识2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司一、柴油机基本概念柴油机的能量转换过程燃料的化学能气体压力能机械能1.什么是柴油机？ 柴油机是以柴油为燃料的将化学能转换为机械能的动力装置。2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司2.什么叫活塞的死点（或止点）？什么是上死点什么叫活塞的死点（或止点）？什么是上死点和下死点？什么是活塞的冲程（行程）？和下死点？什么是活塞的冲程（行程）？上死点下死点活塞行程S曲轴回转中心曲柄半径R活塞行程S曲柄半径R=22012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司曲轴旋转时
2、，活塞所能到达的两个极限位置称作活塞的死点；距离曲轴旋转中心最远的称作活塞的上死点；距离曲轴旋转中心最近的称作活塞的下死点；上下死点之间的距离称作活塞的冲程（行程）。2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司3.什么是气缸压缩容积？工作容积？气缸总容积？什么是气缸压缩容积？工作容积？气缸总容积？ 什么是柴油机的总排量？什么是柴油机的总排量？压缩容积Vc工作容积Vs气缸总容积Va2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司活塞位于上死点时其顶部与气缸盖底部之活塞位于上死点时其顶部与气缸盖底部之间的气缸容积称作间的气缸容积称作压缩容积压缩容积；活塞从上死点移到下死点所扫过的容积称活塞
3、从上死点移到下死点所扫过的容积称作作工作容积工作容积；活塞位于下死点时其顶部与气缸盖底部之活塞位于下死点时其顶部与气缸盖底部之间的气缸容积称作间的气缸容积称作气缸总容积气缸总容积；所有气缸的工作容积之和称为柴油机的所有气缸的工作容积之和称为柴油机的排排量量。 气缸压缩容积、工作容积、气缸总容积和气缸压缩容积、工作容积、气缸总容积和总排量之间的关系：总排量之间的关系：气缸总容积Va=压缩容积Vc+工作容积Vs柴油机排量Va=气缸数工作容积VsL2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司二、柴油机分类按冲程数分：有四冲程和二冲程。按冲程数分：有四冲程和二冲程。 四冲程：曲轴旋转两周完成一个
4、工作循环。四冲程：曲轴旋转两周完成一个工作循环。 二冲程：曲轴旋转一周完成一个工作循环。二冲程：曲轴旋转一周完成一个工作循环。按气缸排列方式分：有直列式、按气缸排列方式分：有直列式、V V型、型、W W型和星型和星型排列等。型排列等。按气缸数分：有单缸机和多缸机（二缸和二缸按气缸数分：有单缸机和多缸机（二缸和二缸以上的）。以上的）。2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司按进气方式：有自然吸气、增压和增压中冷。按进气方式：有自然吸气、增压和增压中冷。按冷却介质分：有水冷和风冷柴油机。按冷却介质分：有水冷和风冷柴油机。 按转速分：有高速机、中速机和低速机。按转速分：有高速机、中速机和低
5、速机。 转速：转速： n n1000r/min 1000r/min 高速机高速机 600r/min600r/minn1000r/min n1000r/min 中速机中速机 n600r/min n600r/min 低速机低速机按用途分：固定用柴油机和移动式柴油机。按用途分：固定用柴油机和移动式柴油机。2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司三、柴油机主要性能指主要性能动力性能经济性能可靠性排放性能维修性能2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司转速功率动力性能指标扭矩动力性能指标是用来表征做功能力大小的指标。 功率：在单位时间内柴油机对外输出的有效功，单位为kW 。转速：柴油
6、机曲轴每分钟所转动的圈数，单位为r/min。扭矩：柴油机对外输出的有效扭矩转动力矩，单位为Nm Pe=Men/9550 (kW)动力性能指标是满足用户的配套需求。 2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司经济性能指标机油消耗率有效热效率经济性能指标表征柴油机的工作使用成本。 燃油消耗率2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司有效热效率：燃料燃烧所产生的热量转换成有效功的百分数。燃油消耗率：柴油机单位时间、单位功率所消耗的燃油量，单位为g/(kWh)。机油消耗率：柴油机单位时间、单位功率所消耗的机油量，单位为g/(kWh)。 以上指标是发动机在台架试验中测量考核的指标，与用户
7、的实际情况存在差异，影响的因素也较复杂。2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司三、柴油机工作原理及特点柴油机工作原理燃料与空气混合后在机器内部燃烧而产生热能，然后再转变为机械能。燃料与空气混合后在机器内部燃烧而产生热能，然后再转变为机械能。2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司柴油机的工作原理简述进气行程 起动机通电带动曲轴旋转，曲轴的转动使活塞自上而下运动，这时，排气门关闭，进气门打开，新鲜空气进入气缸和燃烧室。2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司压缩行程 活塞从下止点向上运动，这时，进气门和排气门均关闭，吸入
8、气缸内的空气受到活塞的压缩，压力提高，温度也随之升高。柴油机的工作原理简述2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司做功行程 当活塞压缩到上止点，喷油器向燃烧室喷入雾状柴油，油雾与压缩空气充分混合，形成高温高压的燃气，并开始自行着火燃烧，混合汽膨胀做功，推动活塞向下运动，从而推动曲轴转动，对外输出功。柴油机的工作原理简述2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司排气行程 活塞从下止点往上运动，这时，进气门关闭，排气门打开，燃烧废气在活塞的推动下排出燃烧室外，完成一个工作行程，这时曲轴转动两周。 当柴油机完成排气行程后，在曲轴飞轮总成的惯性力作用下，又重复上述工作循环过程，使柴油机连
9、续运转对外输出功率。柴油机的工作原理简述2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司柴油机和汽油机区别 汽油机柴油机汽油与空气缸外混合，进入可燃混合气进入气缸的是纯空气电火花点燃混合气高温气体加热柴油燃烧有点火系无点火系无喷油器有喷油器燃料的理化性能决定了汽油机是点燃，柴油机是压燃。燃料的理化性能决定了汽油机是点燃，柴油机是压燃。2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司柴油机和汽油机区别 燃料特性： 柴油：粘度大、挥发性差、自燃性好 汽油：粘度小、挥发性好、燃点相对于柴油高 燃油供给系统： 柴油机：传统的为燃油喷射系统，又称为泵管嘴系统。 柴油机的燃油喷射系统结构较汽油机复杂，高压
10、油泵需要一套驱动机构来驱动，并要带一套调速机构。 近代柴油机很多应用了高压共轨电控系统、单体泵电控系统。 汽油机：汽油机主要采用化油器式燃料供给系统；近代汽油机借鉴直喷柴油机的优点，更多的采用了电喷系统（分进气道喷射和气缸内喷射两种）。2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司四、柴油零部件系统构成及各系统工作原理2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司柴油机的基本构成两大机构l 曲柄连杆机构l 配气机构 五大系统五大系统l进排气系统进排气系统l燃料供给系统燃料供给系统l润滑系统润滑系统l冷却系统冷却系统l起动系统起动系统骨架l 机体l 气缸套l 曲轴箱l 气缸盖l 油底壳 20
11、12.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司1、基础件2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司柴油机的基本构成机体是发动机的骨架，用于安装和支撑发动机各总成零部件，由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫组成。曲轴箱曲轴箱气缸体气缸体气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸气缸油道和水道油道和水道油底壳油底壳2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司机体-曲轴箱气缸体气缸体 水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，一般用灰铸铁铸成，水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，一般用灰铸铁铸成，气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部
12、为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋，挺柱腔、其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋，挺柱腔、冷却水套和润滑油道、水道等。冷却水套和润滑油道、水道等。2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司气缸体的结构分类 气缸体的结构通常有三种，以相对曲轴中心线（上图的红色虚线表示）的高度来区别 平分式曲轴箱机体 该结构加工方便、拆装方便 龙门式曲轴箱机体 该结构抗弯曲、抗扭转刚度较好，拆装也方便 隧道式曲轴箱机体 该结构刚性最好，但拆装不太方便平分式平分式龙门式龙门式隧道式隧道式2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司机体的检查要点1、机体各加
13、工面的加工精度的检查2、机体试漏试验：气压、水压3、机体清洁：钢丝刷、捅条、磁力棒、清洗液、压缩空气4、机体各堵盖的试漏试验5、冷却喷钩打靶试验2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司气缸套 机体上部气缸孔内镶嵌有气缸套。 目的：解决成本与寿命之间的矛盾。 气缸内镶了用耐磨的高级铸铁材料制成的气缸套，而缸体则可用价廉的普通铸铁或质量轻的铝合金制成，这样，既延长了使用寿命，又节省了好材料。 2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司5 5）干缸套和湿缸套）干缸套和湿缸套名称名称特点特点示意图示意图干缸套干缸套外壁不直接与冷却水接触。外壁不直接与冷却水接触。1 1）壁厚较薄（）壁厚较
14、薄（1mm1mm3mm3mm）；）；2 2） 与刚体承孔过盈配合；与刚体承孔过盈配合；3 3） 不易漏水漏气不易漏水漏气。4 4）安装方法）安装方法湿缸套湿缸套外壁直接与冷却水接触。外壁直接与冷却水接触。1 1）壁厚较厚（）壁厚较厚（5mm5mm9mm9mm）；）；2 2） 散热效果好；散热效果好；3 3）便于拆卸）便于拆卸强度和刚度强度和刚度都较好，加都较好，加工复杂，拆工复杂，拆装不便，散装不便，散热不良。热不良。散热良好、冷散热良好、冷却均匀、加工却均匀、加工容易。强度和容易。强度和刚度不如干缸刚度不如干缸套，易漏水、套，易漏水、生锈、穴蚀。生锈、穴蚀。2012.08.14一拖（洛阳）动
15、力机械有限公司气缸套的安装要点 1、缸套突出注意要求高度的测量、调整 2、封水圈的安装2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司气缸盖YC4DYC4GYC4EYC6JYC6AYC6G作用：密封气缸的上平面，与活塞顶共同形成燃烧室作用：密封气缸的上平面，与活塞顶共同形成燃烧室结构多样结构多样2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司气缸垫气缸垫1 1）. .作用：保证缸体与缸盖间的密封，防止漏水、漏气、窜油作用：保证缸体与缸盖间的密封，防止漏水、漏气、窜油 。2 2）. .材料：有弹性、耐热性、耐压性材料：有弹性、耐热性、耐压性3 3）. .安装时注意方向安装时注意方向气缸垫2012
16、.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司气缸盖组件装配要点 气缸盖平面度 气门下沉量 喷油嘴凸出气缸盖底面高度 气缸盖螺栓拧紧力矩2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司功用：贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。功用：贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。构造：构造：（1 1）用薄钢板冲压而成。）用薄钢板冲压而成。(2)(2)储油、内部设有稳油挡板，以防止汽车振动时油底壳油面产生较大的储油、内部设有稳油挡板，以防止汽车振动时油底壳油面产生较大的波动。波动。(3)(3)最低处有放油塞最低处有放油塞( (磁性磁性) )(4) (4) 曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫。曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫。 油底壳油底壳
17、2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司曲柄连杆机构2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司曲柄连杆机构2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司曲轴的装配要点 曲轴的清洗： 正时齿轮的安装： 上下主轴瓦、止推片（瓦）的安装 曲轴轴向间隙的检查和调整 主轴承螺栓的拧紧力矩2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司活塞连杆总成气环气环油环油环活塞销活塞销活塞活塞连杆连杆连杆螺栓连杆螺栓连杆轴瓦连杆轴瓦连杆盖连杆盖功用：功用： (1)活塞顶部与气缸盖、气缸壁活塞顶部与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室；等共同组成燃烧室； (2) 活塞承受气体压力，并将此活塞承受气体压力，并
18、将此力传给连杆，以推动曲轴旋转。力传给连杆，以推动曲轴旋转。工作环境：工作环境：高温、散热条件差；顶部工作温高温、散热条件差；顶部工作温度高且分布不均匀；高速，活塞度高且分布不均匀；高速，活塞线速度，承受很大的惯性力。线速度，承受很大的惯性力。2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司活塞根据柴油机的缸径、行程、进气方式，选用不同结构材质的活塞活塞顶部上有着活塞的种类和安装标记2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司各种机型连杆各种机型连杆：平切连杆大头、止口定位平切连杆大头、止口定位2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司
19、各种机型连杆各种机型连杆斜切连杆大头、锯齿形定位斜切连杆大头、锯齿形定位斜切连杆大头、止口定位斜切连杆大头、止口定位2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司活塞连杆装配要点 活塞装配记号 活塞环开口朝向 连杆螺栓的拧紧2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司配气机构2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司凸轮轴凸轮轴挺柱挺柱推杆推杆摇臂摇臂凸轮轴正凸轮轴正时齿轮时齿轮摇臂轴摇臂轴配气机构2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司凸轮轴凸轮轴利用各缸进、排气凸轮控制气门的运动，使气门按一定的凸轮轴利用各缸进、排气凸轮控制气门的运动，使气门按一定的工作顺序和配气相位开
20、启和关闭，并保证气门有足够的开度。凸工作顺序和配气相位开启和关闭，并保证气门有足够的开度。凸轮的型线决定了气门持续开启的时间和气门的升程。轮的型线决定了气门持续开启的时间和气门的升程。2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司挺柱作用：把凸轮的推力通过推杆和摇臂传到气门。作用：把凸轮的推力通过推杆和摇臂传到气门。2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司气门弹簧作用：保证气门在关闭时能压紧在气门座上并确保气门回位。2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司摇臂、摇臂轴组件摇臂是推杆和气门之间的传动件，它使推杆传来的力摇臂是推杆和气门之间的传动件，它使推杆传来的力改变方向后作用
21、于气门尾端。改变方向后作用于气门尾端。结构多样：整体式、分体式结构多样：整体式、分体式2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司气门间隙为什么要预留气门间隙？在冷态时无间隙或间隙过小，则在热态时，气门及其传动件的受热膨胀势必引起气门关闭不严，造成发动机在压缩和作功行程中漏气，而使功率下降，严重时甚至不易起动。气门间隙过小时甚至会造成活塞打顶的严重故障，因此，要进行周期性的气门间隙的调整。 气门间隙过大时，气门不能及时开启关闭，影响到发动机的充气效率和排气情况，使燃烧恶化，在运转时也会听到较大的噪声。发动机长期使用，会造成零部件的磨损，此时要调整。 2012.08.14一拖（洛阳）动力机械
22、有限公司气门间隙的调整l 气门间隙调整原则气门在完全关闭的情况下，才能调整气门间隙即挺柱(或摇臂)必须落在凸轮的基圆上才可调整。 l 气门间隙调整方法两遍法 生产实践中，普遍地采用两遍法调整气门间隙，即第一缸压缩终了上止点时，调整所有气门的半数，再摇转曲轴一周，便可调整其余半数气门。气门调整方法如下 将曲轴转到飞轮“0”刻度对准飞轮壳指针，判断此时第一缸活塞是处于压缩上止点还是排气上止点。“调整第一缸进气门或排气门摇臂调整螺钉，使其下端圆头顶住推杆，同时使摇臂紧贴气门。左右成45度转动曲轴，这时若进、排气门推杆没有上下移动，则为压缩上止点；若推进、排气门杆上下移动，则为排气上止点。若第一缸是压
23、缩上止点，则1）对2缸机可调整第1、2、4三个气门的间隙。2）对3缸机可调整第1、2、4、5四个气门的部隙。3）对4缸机可调整第1、2、3、6四个气门的间隙。若第一缸是排气上止点，则1）对2缸机可调整第3个气门的间隙。2）对3缸机可调整第3、6两个气门的间隙。3）对4缸机可调整第4、5、7、8四个气门的间隙。进气门间隙：0.30.05mm排气门间隙：0.40.05mm转动曲轴一周，调整其余气门的间隙。注：调整完每一个气门间隙后，应拧紧锁紧螺母。2012.08.17一拖（洛阳）动力机械有限公司2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司进排气系统2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公
24、司排气制动阀排气制动阀消声器消声器中冷器中冷器增压器增压器空滤器空滤器进气管进气管排气管排气管进、排气系统 进排气系统是柴油机第一重要度的系统，因为充足、清洁的空气对柴油机的性能影响很大。 功能：向柴油机各工作气缸提供新鲜、清洁、密度足够大的空气。2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司主滤芯集尘盘安全滤芯进气管叶片环排尘袋滤清器壳空气滤清器的任务是确保给发动机以足够的保护，以被免在灰尘颗粒条件下的非正常磨损；空气滤清器须有高的滤清效率和高的储尘能力（高的使用寿命）。空气滤清器2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司涡轮增压系统由于柴油机燃烧时，各种情况下都要求过量空气系数1，
25、从动力性、经济性、排放各方面考虑，也是要求供给足量的空气， 所以现代柴油机多采用增压系统，有些则是增压中冷系统。 发发 动动 机机 涡涡 轮轮 增增 压压 器器 发发 动动 机机 排排 气气 发发 动动 机机 进进 气气 大大 气气 环环 境境2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司增压器的结构和原理放气阀组放气阀组涡轮涡壳组涡轮涡壳组中间壳组中间壳组压气机涡壳组压气机涡壳组转转 子子 组组压轮涡轮2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司增压器的原理 利用发动机排出的高温高速废气推动涡轮高速旋转，同时带动与涡轮同轴的压气机高速旋转，提高进气压力，提高进气密度，增加进气量。 自然
26、吸气柴油机的进气压力较低，进气压力往往只能到达0.7bar，通过增压后可以将增压压力提升到1.5bar。2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司燃油供给系统2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司燃油供给系统1 功用 完成燃料的储存、滤清和输送工作，按柴油机各种不同工况的要求，定时、定量、定压并以一定的喷油质量喷入燃烧室，使其与空气迅速而良好地混合和燃烧，最后使废气排入大气。(1)在适当的时刻，将一定数量的洁净燃油增压后以适当的规律喷入燃烧室。(2)在每一个工作循环内，各气缸均喷油一次，喷油次序与气缸工作顺序一致(3)根据柴油机负荷的变化自动调节循环供油量，以保证柴油机稳定运转
27、，尤其是稳定怠速，限制超速(4)储存一定数量的燃油，保证汽车的最大里程。燃油供给系统必须满足柴油的燃烧理论。2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司燃烧理论 滞燃期滞燃期 急燃期急燃期 缓燃期缓燃期 后燃期后燃期2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司燃烧理论燃烧理论滞燃期：喷入气缸的燃料经理一系列的物理化学的变化过程，包括，燃料的雾化，加热，蒸发、与空气混合等准备阶段，虽然时间比较短，但对于整个燃烧过程的影响很大急燃期：燃料快速燃烧，气缸压力急剧增加。压力的升高速度决定了柴油机运转的平稳性，如果压力升高速度太大，则柴油机工作粗暴，运动零件受到很大负荷。为了保证平稳性，压力升高
28、比不超过0.4兆帕/曲轴转角缓燃期:在气体工作容积不断增加的时候开始，如果能够保持燃烧的快速性，才能使气缸内的压力保持不变或稍有上升。所以，只有在缓燃期加速空气混合，才能使燃料迅速燃烧后燃期：后燃期的能量对发动机的做工作用不大，但增加零件的热负荷，燃烧情况不好，排放恶化。因此，尽量减少过后燃烧。2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司供油提前角和喷油时刻 喷油时刻要准确，混合气形成的规律应合适 气缸中燃烧过程的主要放热阶段应该是上止点稍后，容积小可得到较高的压力，热效率高，热损失小，所以要求喷油时刻要准确。喷油过早，过晚对发动机工作都是不利的。 过早：混合气提前形成，并在活塞到达上止点
29、前像爆炸似的同时着火燃烧，结果给正在上行的活塞造成一个短时间阻力，并严重敲缸工作粗暴。 过迟：混合气在活塞下行时才开始形成和燃烧，结果燃烧空间增大，从气缸壁面传走的热量增加，造成发动机过热，燃烧压力降低（P）气体压力推动活塞的效果减小，甚至有可能使部分混合气来不及燃烧而随废气排出去，功率。 最好的喷油时刻与燃烧室的型式和发动机转速有关，对于一定结构的发动机在规定转速下，可通过试验找到一个功率大，油耗低的最好喷油时刻，通常用曲轴距活塞到达上止点的转角表示，称为喷油提前角。 供油提前角必须是可变的，随着转速的增加而增加。2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司机械式燃油供给系统构成2 组成
30、组成 燃油供给装置：柴油箱、输油泵、柴油滤清器燃油供给装置：柴油箱、输油泵、柴油滤清器(柴油滤清器有粗细两种，一柴油滤清器有粗细两种，一般粗滤器设在输油泵之前，细滤器设在输油泵之后般粗滤器设在输油泵之前，细滤器设在输油泵之后 )、喷油泵、喷油器等。、喷油泵、喷油器等。吸油管路、低压管路、高压管路的分类吸油管路、低压管路、高压管路的分类燃油系统的构成和油路走向2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司喷油器1喷油器的功用与喷雾特性(1)功用：将喷油泵供给的高压柴油喷散雾化，合理的分布于燃烧室，与高速流动的空气相混合，形成良好的可燃混合气。(2)要求：雾化均匀喷射干脆利落 无后滴现象油束形状
31、与方向，适应燃烧室2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司喷油器的雾化质量(3)喷雾特性：油雾形成 燃料以高压、高速从喷油器以圆锥形的油束喷出喷雾锥角表示油束的扩散程度。越大扩散越好。 射程L表示油束的穿透能力。 雾化质量表示油束喷散雾化的程度。喷散的越细、越均匀则雾化质量越好。 2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司P型喷油器针阀偶件针阀偶件紧帽紧帽弹簧下座弹簧下座调压弹簧调压弹簧调整垫片调整垫片喷油器体喷油器体滤清针滤清针 进油口进油口回油口回油口垫块垫块2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司电控燃油供给系统排放达到欧III和欧IV的机型采用电控燃油喷射系统对于
32、中重机柴油机采用的是电控单体泵系统， 目前的合作厂家有南岳衡阳、成都威特。微型和轻型机采用的是电控高压共轨，采用的是德国BCR、 Delphi电控高压共轨系统。2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司电控系统的优点 实现喷油压力、正时、喷油规律的电子控制。 提供附加的控制（各缸平衡、可变怠速和闭环控制、减速断油、起动控制等等） 提高柴油机本身的一致性和可靠性（故障诊断、失效安全策略、自学习与自适应等等） 更好的燃烧导致低排放、高性能、低油耗2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司Delphi公司的单体泵系统公司的单体泵系统电控单体泵在电控单体泵在ECU的控制下，将一定数量的燃油
33、加压（高达的控制下，将一定数量的燃油加压（高达160MPa以上），以上），并通过单体泵上的电磁阀接收来自并通过单体泵上的电磁阀接收来自ECU的控制指令决定开启或关闭时刻，从的控制指令决定开启或关闭时刻，从而决定各个气缸当前喷射过程，即喷油压力、喷油量、喷油正时。而决定各个气缸当前喷射过程，即喷油压力、喷油量、喷油正时。2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司单体泵总成和控制器2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司高压共轨燃油喷射系统高压共轨燃油喷射系统2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司带水分离器带水分离器的预滤器的预滤器主滤清器主滤清器带过滤器的带过滤器的油箱油
34、箱高压高压传感器传感器执行器执行器喷油器喷油器轨压传感器轨压传感器EDC7 ECU轨轨CP3.3低压低压高压共轨燃油系统示意图FIE工作原理工作原理 电脉冲电脉冲PWM与与MV2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司冷却系统2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司冷却系统一、冷却系统的作用：保持发动机在最适宜的温度范围内工作。 发动机工作时，由于燃料的燃烧，气缸内气体温度高达2200K2800K，大约1/3做功转变为机械能，其余大部分随 废气排出，其余则被发动机零件吸收，使发动机零部件温度升高，特别是直接与高温气体接触的零件，若不及时冷却，则难以保证发动机正常工作。二、发动机过
35、热或过冷的危害 1.发动机过热的危害 1)降低充气效率，使发动机功率下降；2)早燃和爆燃的倾向加大，使零件因承受额外冲击性负荷而造成早期损坏； 3)运动件的正常间隙（热胀冷缩）被破坏，运动阻滞，磨损加剧，甚至损坏； 2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司4)润滑情况恶化，加剧了零件的摩擦磨损； 5)零件的机械性能降低，导致变形或损坏。 2.发动机过冷的危害 1)进入气缸的混合气(或空气)温度太低，可燃混合气品质差（雾化差），使点火困难或燃烧迟缓，导致发动机功率下降，燃料消耗量增加（热量流失过多，燃油凝结流进曲轴箱）。 2)燃烧生成物中的水蒸汽易凝结成水而与酸性气体形成酸类，加重了对机
36、体和零件的侵蚀作用； 3)未汽化的燃料冲刷和稀释零件表面(气缸壁、活塞、活塞环等)上的油膜，使零件磨损加剧。 4)润滑油黏度增大，流动性差，造成润滑不良，加剧机件磨损，增大功率消耗 可见，发动机正常的工作温度是保证发动机良好的工作性能及其使用寿命的一个重要条件。2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司1水箱2-膨胀水箱3-节温器4-节温器座5-水套6-机油散热器7-小循环胶管8-风扇9-大循环管10-水泵进水管11-水泵冷却系统除气管除气管副水箱与散热器连通管副水箱与散热器连通管冷却系统构成冷却系统的大小循环2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司节温器2012.08.14一拖
37、（洛阳）动力机械有限公司润滑系统2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司1 、压力润滑：、压力润滑：利用机油泵，将具有一定压力的润滑油源源不利用机油泵，将具有一定压力的润滑油源源不断地送往摩擦表面。例如，曲轴主轴承、连杆轴承及凸轮轴轴断地送往摩擦表面。例如，曲轴主轴承、连杆轴承及凸轮轴轴承等处承受的载荷及相对运动速度较大，需要以一定压力将机承等处承受的载荷及相对运动速度较大，需要以一定压力将机油输送到摩擦面的间隙中，方能形成油膜以保证润滑。这种润油输送到摩擦面的间隙中，方能形成油膜以保证润滑。这种润滑方式称为压力润滑。滑方式称为压力润滑。 2 、飞溅润滑：、飞溅润滑：利用发动机工作时运
38、动零件飞溅起来的油滴或利用发动机工作时运动零件飞溅起来的油滴或油雾来润滑摩擦表面的润滑方式称为飞溅润滑。这种润滑方式油雾来润滑摩擦表面的润滑方式称为飞溅润滑。这种润滑方式可使裸露在外面承受载荷较轻的气缸壁，相对滑动速度较小的可使裸露在外面承受载荷较轻的气缸壁，相对滑动速度较小的活塞销，以及配气机构的凸轮表面、挺柱等得到润滑。活塞销，以及配气机构的凸轮表面、挺柱等得到润滑。 3、定期润滑：、定期润滑：发动机辅助系统中有些零件则只需定期加注润发动机辅助系统中有些零件则只需定期加注润滑脂（黄油）进行润滑，例如水泵及发电机轴承就是采用这种滑脂（黄油）进行润滑，例如水泵及发电机轴承就是采用这种方式定期润
39、滑。近年来在发动机上采用含有耐磨润滑材料（如方式定期润滑。近年来在发动机上采用含有耐磨润滑材料（如尼龙、二硫化钼等）的轴承来代替加注润滑脂的轴承。尼龙、二硫化钼等）的轴承来代替加注润滑脂的轴承。 发动机的润滑方式2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司润滑系统的作用 发动机工作时，传力零件相对运动表面之间不能直接接触。因为，任何零件的工作表面，即使经过极为精密的加工，也难免存在一定程度的表面粗糙度。在它们接触且相对运动时，必然产生摩擦和磨损。而摩擦产生的阻力，既要消耗动力，阻碍零件的运动，又使零件发热，甚至导致工作表面烧损。因此，必须进行润滑。即在两零件的工作表面之间加入一层润滑油使其
40、形成油膜，将零件完全隔开，处于完全的液体摩擦状态，这样，功率消耗和磨损就会大为减少。2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司1.润滑：润滑：将润滑油不断地供给各零件的摩擦表面，形成润滑油膜，将润滑油不断地供给各零件的摩擦表面，形成润滑油膜，减小零件的摩擦、磨损和功率消耗。减小零件的摩擦、磨损和功率消耗。2.清洁清洁 ：发动机工作时，不可避免地要产生金属磨屑，空气所带入发动机工作时，不可避免地要产生金属磨屑，空气所带入的尘埃及燃烧所产生的固体杂质等。这些颗粒若进入零件的的尘埃及燃烧所产生的固体杂质等。这些颗粒若进入零件的工作表面，就会形成磨料，大大加剧零件的磨损。而润滑系工作表面，就会形
41、成磨料，大大加剧零件的磨损。而润滑系通过润滑油的流动将这些磨料从零件表面冲洗下来，带回到通过润滑油的流动将这些磨料从零件表面冲洗下来，带回到曲轴箱。在这里，大的颗粒沉到油底壳底部，小的颗粒被机曲轴箱。在这里，大的颗粒沉到油底壳底部，小的颗粒被机油滤清器滤出，从而起到清洁的作用。油滤清器滤出，从而起到清洁的作用。3.冷却冷却 ：由于运动零件的摩擦和混合气的燃烧，使某些零件产生较由于运动零件的摩擦和混合气的燃烧，使某些零件产生较高的温度。而润滑油流经零件表面时可吸收其热量并将部分高的温度。而润滑油流经零件表面时可吸收其热量并将部分热量带回到油底壳散入大气中，起到冷却作用。热量带回到油底壳散入大气中
42、，起到冷却作用。 润滑系统的作用2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司润滑系统的作用4.密封 发动机气缸壁与活塞、活塞环与环槽之间间隙中的油膜，减少了气体的泄漏，保证气缸的应有压力，起到了密封作用。 5.防蚀由于润滑油粘附在零件表面上，避免了零件与水、空气、燃气等的直接接触，起到了防止或减轻零件锈蚀和化学腐蚀的作用。 6.减震缓冲作用：在运动零件表面形成油膜，吸收冲击并减小振动，起减震缓冲作用。润滑系统演示图润滑系统演示图组成：由机油泵、组成：由机油泵、机油滤清器、机油机油滤清器、机油冷却器、油底壳、冷却器、油底壳、机油集滤器、机油集滤器、润滑润滑油道和一些阀门等油道和一些阀门等组成
43、组成2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司润滑系统的要求机油压力（主油道）：怠速时不低于0.1Mpa，中高速时0.294-0.45Mpa。 机油泵的流量 各油道的加工精度 机油的品质：牌号、粘度 润滑部位的间隙：主轴承、连杆轴承、凸轮轴衬套等2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司机油泵2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司机油滤清器结构机油滤清器结构一次性滤芯一次性滤芯滤芯进油口滤芯进油口滤芯出油口滤芯出油口密封圈密封圈2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司起动系统2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司起动系统7 要使发动机由静止状态过要使发动
44、机由静止状态过渡到工作状态，必须先用渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的的全过程，称为发动机的起动。起动。2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司起动系统24V电瓶电瓶起动起动开关开关飞轮
45、齿圈飞轮齿圈驱动齿轮驱动齿轮起动机起动机2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司起动机结构五、柴油机的基本特性（一）柴油机工况（一）柴油机工况 顾名思义，柴油机工况就是指柴油机顾名思义，柴油机工况就是指柴油机实际运行的工作状况。实际运行的工作状况。表征内燃机运行工表征内燃机运行工况的参数可由下式给出：况的参数可由下式给出： Pe=Ttqn /9550 式中，式中，Pe为有效功率，为有效功率，Ttq为内燃机转为内燃机转矩，矩，n为内燃机的工作转速。为内燃机的工作转速。 2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司 描述工况的三个参数只有两个是独描述工况的三个参数只有两个是独立变量，
46、换句话说，当其中任意两个参立变量，换句话说，当其中任意两个参数固定之后，第三个参数就可以通过上数固定之后，第三个参数就可以通过上式求出。比较常用的是用式求出。比较常用的是用T Ttqtq与与n n或者或者PePe与与n n两组参数来表征内燃机稳定运行的工两组参数来表征内燃机稳定运行的工况点。况点。 转速转速n n表示内燃机工作过程进行的表示内燃机工作过程进行的速度快慢，速度快慢， 而而TtqTtq或者或者PePe说明内燃机发说明内燃机发出功率或承受负荷能力的大小。出功率或承受负荷能力的大小。2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司（二）柴油机性能特性（二）柴油机性能特性 所谓柴油机特
47、性，就是指柴油机各性所谓柴油机特性，就是指柴油机各性能参数随参数调整或运转工况变化的规能参数随参数调整或运转工况变化的规律。性能指标随运行工况变化的特性称律。性能指标随运行工况变化的特性称为为性能特性性能特性。用来表示特性的曲线叫特。用来表示特性的曲线叫特性曲线。性曲线。2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司负荷特性负荷特性-指转速不变时，柴油机性能指转速不变时，柴油机性能指标随负荷而变化的关系，用曲线的形指标随负荷而变化的关系，用曲线的形式表示出来就称为负荷特性曲线。驱动式表示出来就称为负荷特性曲线。驱动发电机、压缩机、风机、水泵等动力装发电机、压缩机、风机、水泵等动力装置的内燃
48、机，都是按照负荷特性运行的。置的内燃机，都是按照负荷特性运行的。 2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司速度特性速度特性-指柴油机在油量调节机构指柴油机在油量调节机构（油量调节齿条）保持不变的情况下，（油量调节齿条）保持不变的情况下，其主要性能指标随转速的变化关系。其主要性能指标随转速的变化关系。 当油量控制机构在标定位置时，测得当油量控制机构在标定位置时，测得的柴油机速度特性为的柴油机速度特性为全负荷速度特性全负荷速度特性，简称简称外特性外特性；油量低于标定位置时的；油量低于标定位置时的速度特性，称为速度特性，称为部分负荷速度特性部分负荷速度特性。2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司 WD615T1-3A柴油机柴油机1850r/min负荷特性和负荷特性和外速度特性外速度特性柴油机负荷 燃油消耗率 2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司 由于外特性上反映了柴油机能够由于外特性上反映了柴油机能够达到的最高性能，确定了最大功率、达到的最高性能，确定了最大功率、最大扭矩以及对应的转速，因而十最大扭矩以及对应的转速，因而十分重要，所有的发动机出厂时都必分重要，所有的发动机出厂时都必须提供柴油机外特性。须提供柴油机外特性。2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司
