1、Lubricants&Petroleum SpecialtiesLubricants&Petroleum SpecialtiesLubricants&Petroleum Specialties内燃机内燃机Lubricants&Petroleum Specialties什么是内燃机？什么是内燃机？内燃机通常将化学能通过往复运动转化成机械能做功内燃机通常将化学能通过往复运动转化成机械能做功燃料燃料 +氧气氧气燃料通过燃烧将能量以热的形式释放出来，热量导致燃烧室燃料通过燃烧将能量以热的形式释放出来，热量导致燃烧室的压力增加，然后转化成机械能的压力增加，然后转化成机械能能量能量 碳氧化物碳氧化物 +水
2、水 +Lubricants&Petroleum Specialties内燃机的发展史内燃机的发展史1876年德国人Otto发明了第一台 四冲程往复史内燃机-煤气机1881年英国人Clerk 发明了第一台 二冲程煤气机1883年德国人Daimler发明了第一台 四冲程汽油机1890年德国人Benz 发明了第一台 电点火高速汽油机1898年德国人Disel发明了第一台 四冲程柴油机Lubricants&Petroleum Specialties飞轮分配器曲轴火花塞活塞凸轮轴阀内燃机的主要部件内燃机的主要部件Lubricants&Petroleum Specialties内燃机的主要部件内燃机的主要
3、部件活塞活塞活塞环活塞环凸轮轴凸轮轴连杆连杆轴承轴承曲轴曲轴滑油泵滑油泵润滑油润滑油缸体缸体缸头缸头阀门阀门摇臂摇臂阀门弹簧阀门弹簧油底壳油底壳滑油滤器滑油滤器润滑油粗滤器润滑油粗滤器Lubricants&Petroleum Specialties内燃机的主要部件内燃机的主要部件Lubricants&Petroleum Specialties内燃机的主要部件内燃机的主要部件Lubricants&Petroleum Specialties内燃机的主要部件内燃机的主要部件Lubricants&Petroleum Specialties什么叫冲程？什么叫冲程？冲程-活塞从下死点到 上死点的距离叫冲程
4、Lubricants&Petroleum Specialties吸气压缩燃烧排气空气废气四冲程汽油发动机四冲程汽油发动机Lubricants&Petroleum Specialties吸气压缩燃烧排气空气废气四冲程柴油发动机四冲程柴油发动机Lubricants&Petroleum Specialties预吸气和燃烧预压缩和排气吸气压缩废气二冲程汽油发动机二冲程汽油发动机Lubricants&Petroleum Specialties燃油经济性差燃油经济性差燃油利用率低燃油利用率低烟灰多烟灰多沉积多沉积多噪音大噪音大缺点缺点优点优点 制造成本低制造成本低 维护简单维护简单 功率重量比大功率重量比
5、大结构紧凑结构紧凑在过去的在过去的10-15年里，二冲程发动机的功率提高了年里，二冲程发动机的功率提高了50%。高性能的发动机油专为二冲程发动机设计高性能的发动机油专为二冲程发动机设计二冲程发动机的优缺点二冲程发动机的优缺点Lubricants&Petroleum Specialties汽油和柴油的燃烧汽油和柴油的燃烧空气空气/燃油燃油柴油发动机柴油发动机汽油发动机汽油发动机(压缩点火压缩点火)(火花塞点火火花塞点火)火花塞火花塞空气空气喷油器喷油器Lubricants&Petroleum Specialties汽油机汽油机柴油机柴油机火花塞分配器燃油泵燃油喷嘴典型的汽油和柴油发动机典型的汽油
6、和柴油发动机Lubricants&Petroleum Specialties汽油发动机的供油方式汽油发动机的供油方式化油器 电喷Lubricants&Petroleum Specialties汽油发动机的供油方式汽油发动机的供油方式-燃油喷射燃油喷射从燃油泵从燃油泵高压旋涡喷射高压旋涡喷射节气阀节气阀凹式活塞顶部凹式活塞顶部垂直进气口垂直进气口吸气冲程吸气冲程直喷直喷燃油喷射燃油喷射发动机发动机控制系统控制系统燃油喷嘴燃油喷嘴Lubricants&Petroleum Specialties汽油发动机的点火方式汽油发动机的点火方式-火花塞火花塞火花塞-由高压线圈提供 高电压打火Lubricant
7、s&Petroleum Specialties柴油发动机供油方式柴油发动机供油方式直喷式直喷式非直喷式非直喷式燃烧室燃烧室喷嘴喷嘴喷嘴喷嘴预燃室预燃室空气空气空气空气Lubricants&Petroleum Specialties柴油发动机的喷油形式柴油发动机的喷油形式Lubricants&Petroleum Specialties汽油和柴油发动机的对比汽油和柴油发动机的对比汽油发动机汽油发动机空燃比大约为空燃比大约为 14.6:1(STOICHIOMETRIC)低压缩比低压缩比 9.5:1功率重量比大功率重量比大 低烟灰低烟灰尺寸小，重量轻尺寸小，重量轻价格便宜价格便宜噪音低噪音低排放由催化
8、转换器控制排放由催化转换器控制柴油发动机柴油发动机可变空燃比可变空燃比(通常在过量空气的工况下通常在过量空气的工况下)高压缩比高压缩比 14-20:1燃料便宜燃料便宜燃料利用率高燃料利用率高使用寿命长使用寿命长可靠性好可靠性好运行便宜运行便宜一氧化碳和碳氢排放低一氧化碳和碳氢排放低 汽油发动机提供了良好的功率重量比，较小的尺寸，价格低廉和低噪音汽油发动机提供了良好的功率重量比，较小的尺寸，价格低廉和低噪音 因此适用于轻型客车市场因此适用于轻型客车市场 柴油发动机的长期运行成本低，使用寿命长，维护费用低和良好的经济性，柴油发动机的长期运行成本低，使用寿命长，维护费用低和良好的经济性，因此适用于商
9、用车市场。因此适用于商用车市场。Lubricants&Petroleum Specialties发动机的进排气形式分为两大类：发动机的进排气形式分为两大类：自然吸气自然吸气-通过环境大气压力通过环境大气压力压力吸气压力吸气 -将空气压入气缸将空气压入气缸 压力吸气适用于汽油和柴油发动机压力吸气适用于汽油和柴油发动机输出功率取决于燃油和空气燃烧的状况输出功率取决于燃油和空气燃烧的状况自然吸气受限于环境的大气压力自然吸气受限于环境的大气压力压力吸气提高了进入气缸的空气量，更多的燃油可以被喷射到气缸中压力吸气提高了进入气缸的空气量，更多的燃油可以被喷射到气缸中因此可以产生更大的功率因此可以产生更大的
10、功率压力吸气的两种形式：压力吸气的两种形式：涡轮增压涡轮增压(由废气驱动由废气驱动)机械增压机械增压(由发动机驱动由发动机驱动)-发动机的进排气形式发动机的进排气形式Lubricants&Petroleum Specialties涡轮增压涡轮增压Lubricants&Petroleum Specialties增压器剖面图增压器剖面图Lubricants&Petroleum Specialties涡轮增压和机械增压涡轮增压和机械增压废气废气空气进入空气进入空气进入空气进入废气废气涡轮增压涡轮增压机械增压机械增压压缩机由曲轴驱动压缩机由曲轴驱动废气驱动透平废气驱动透平 压缩机由透平驱动压缩机由透平
11、驱动Lubricants&Petroleum Specialties发动机冷却器压缩空气压缩机增压器进油口透平出油口吸气口废气涡轮增压涡轮增压Lubricants&Petroleum Specialties不同的进排气阀形式不同的进排气阀形式挺杆式挺杆式(直接作用式直接作用式)单顶置式凸轮轴单顶置式凸轮轴双顶置式凸轮轴双顶置式凸轮轴单顶置式凸轮轴单顶置式凸轮轴摇臂摇臂凸轮轴凸轮轴摇臂摇臂凸轮轴凸轮轴挺杆挺杆凸轮轴凸轮轴筒式挺杆头筒式挺杆头挺杆头挺杆头双凸轮轴双凸轮轴多阀技术使空气的流动能力增强，产生更大的功率多阀技术使空气的流动能力增强，产生更大的功率 Lubricants&Petroleum
12、 Specialties双顶置凸轮轴Lubricants&Petroleum Specialties排放控制排放控制柴油发动机柴油发动机 排放取决于发动机的设计:直喷和非直喷 电子控制燃油喷射(EDI)进气温度(中冷)废气再循环(EGR)也取决于废气再处理:催化转化器 烟灰捕集器 另外，燃油中硫的含量将因为法律的规定而降低Lubricants&Petroleum Specialties排放控制排放控制汽油发动机汽油发动机排放取决于发动机的设计：内部废气再循环 EGR(进排气阀定时重叠)外部废气再循环 EGR(废气进入进气管)燃油控制(混合比率的控制)正压曲轴箱通风(PCV)也取决于废气再处理：
13、三元催化转化器 (通过探头控制燃油喷射)Lubricants&Petroleum Specialties正压曲轴箱通风正压曲轴箱通风PCVPre-1980Mid-1980s新鲜空气污染空气Lubricants&Petroleum Specialties催化转化器催化转化器燃油燃烧产生的污染：燃油燃烧产生的污染：氮氧化物一氧化碳碳氢化合物Lubricants&Petroleum Specialties废气再循环(EGR)吸气排气EGR 控制阀EGR DUCT新鲜的进气高温排气TCTCTC增压器ICICIC中冷器废气再循环(EGR)-将废气部分的重 新引入到燃烧室中，可以有效减低氮化物的排放Lub
14、ricants&Petroleum SpecialtiesLubricants&Petroleum Specialties重负荷柴油机的发展趋势重负荷柴油机的发展趋势重负荷柴油机的发展以追求最优化的效率和排放的控制为动力重负荷柴油机的发展以追求最优化的效率和排放的控制为动力双金属活塞双金属活塞增压增压+中冷中冷共用油管和单独喷嘴共用油管和单独喷嘴废气再循环废气再循环高级的电子控制高级的电子控制窜气再循环窜气再循环除氮氧化物催化剂除氮氧化物催化剂可调喷嘴透平可调喷嘴透平Engineering Trends延迟喷油定时延迟喷油定时Lubricants&Petroleum Specialties对润
15、滑油的影响对润滑油的影响换油周期换油周期欧洲柴油机从欧洲柴油机从100,000至至160,000km柴油机的问题柴油机的问题废气再循环废气再循环烟灰、粘度控制和磨损烟灰、粘度控制和磨损燃油经济性和长寿命燃油经济性和长寿命热氧化热氧化不断要求延长换油周期的压力不断要求延长换油周期的压力Industry DriversLubricants&Petroleum Specialties汽油发动机的发展趋势汽油发动机的发展趋势重负荷柴油机的发展以追求最优化的效率和排放的控制为动力重负荷柴油机的发展以追求最优化的效率和排放的控制为动力双金属活塞双金属活塞增压增压+中冷中冷电子控制喷射技术电子控制喷射技术废
16、气再循环废气再循环窜气再循环窜气再循环除氮氧化物催化剂除氮氧化物催化剂空气喷射空气喷射Engineering TrendsLubricants&Petroleum Specialties对润滑油的影响对润滑油的影响换油周期换油周期汽油机的问题汽油机的问题废气再循环废气再循环粘度控制和磨损粘度控制和磨损燃油经济性和长寿命燃油经济性和长寿命热氧化热氧化不断要求延长换油周期的压力不断要求延长换油周期的压力Industry Drivers催化转换器寿命催化转换器寿命正压曲轴箱通风正压曲轴箱通风Lubricants&Petroleum Specialties活塞的发展活塞的发展活塞第一道活塞环更加接近顶
17、部采用双金属材料活塞冠部采用钢材料活塞裙部采用铝材料Lubricants&Petroleum Specialties齿轮、变速箱、差速器齿轮、变速箱、差速器Lubricants&Petroleum Specialties传动系传动系Lubricants&Petroleum Specialties传动系传动系变速箱变速箱 变速箱使得车轮能够以和发动机不同的转速运行，具有较大的灵活性 能够使车辆倒车 变速箱的两种主要形式 手动变速箱 自动变速箱 差速器差速器 使得驱动轮能够以不同的速度运转Lubricants&Petroleum Specialties传动系传动系手动变速箱手动变速箱 使得驾驶者能
18、够通过选择不同的齿轮，从而选择不同的功率输出和控制车辆的速度Lubricants&Petroleum Specialties传动系手动变速箱 发动机通过离合器将扭矩传递给变速箱，然后传递给车轮Lubricants&Petroleum Specialties传动系传动系同步齿轮同步齿轮 换档时，同步齿轮仍然以和驱动轴或发动机相同的转速旋转 为避免损坏，同步齿轮使齿轮轴在进入啮合前同步运行Lubricants&Petroleum Specialties传动系传动系差速器差速器 车辆转弯时，外部的车轮比内部的车轮运行的距离长 这需要车轮以不同的速度运行 这称为差速Lubricants&Petrole
19、um Specialties传动系传动系 限滑差速器 如果一个轮子失去了牵引力，额外的力矩就会转移到对面的轮子上 安装于工程机械和赛车上 要求摩擦性能改良的润滑油Lubricants&Petroleum Specialties自动变速箱自动变速箱自动变速箱自动变速箱 配备驱动选择器 只有两个踏板 较适用于市内车辆或需频繁起动的工况Lubricants&Petroleum Specialties自动变速箱自动变速箱自动变速箱有多种形式，大多具有：自动变速箱有多种形式，大多具有：力矩转换器 行星齿轮 一系列离合器和制动器 液压控制 液压调速器 油泵 发动机负荷指示器 齿轮选择器Lubricants
20、&Petroleum Specialties自动变速箱自动变速箱工作原理工作原理 驱动力进入力矩转换器 通过齿轮装置 传递到车轮自动变速箱Lubricants&Petroleum Specialties自动变速箱自动变速箱力矩转换器力矩转换器-与变速箱连接，顺时针方向转动与变速箱连接，顺时针方向转动-接受从推进器过来的流体的能量并传递到变接受从推进器过来的流体的能量并传递到变速箱速箱-流体从周边进入并从中心离开流体从周边进入并从中心离开涡轮涡轮推进器推进器定子定子-由发动机驱动，并以顺时针方向转由发动机驱动，并以顺时针方向转动动-将能量传递到流体，并将流体从中将能量传递到流体，并将流体从中心转
21、到周边心转到周边-从涡轮返回的流体以逆时针方向运动，从涡轮返回的流体以逆时针方向运动，会降低推进器的效率会降低推进器的效率-定子引导流体使其以顺时针方向进入推定子引导流体使其以顺时针方向进入推进器进器Lubricants&Petroleum Specialties自动变速箱自动变速箱 驱动力传递到变速箱的太阳轮(或行星轮)，当行星轮固定时，齿圈就会以和输入轴相同的转速运行Lubricants&Petroleum Specialties自动变速箱自动变速箱 当不同的部件通过离合器或制动器固定时，变速箱就会输出不同的转速 齿圈保证平缓的变速Lubricants&Petroleum Specialties轴承轴承NEEDLEBALL THRUSTSPHERI CALRO LLER THRUSTCYLI NDRI CALSPHERI CALTAPER滚动轴承-连接车轴和轮毂
