柴油机构造PPT课件

概况一点击此处输入相关文本内容点击此处输入相关文本内容整体概述概况三点击此处输入相关文本内容点击此处输入相关文本内容概况二点击此处输入相关文本内容点击此处输入相关文本内容1 1、内燃机的分类v按照燃料分：汽油机、柴油机、煤气机、天然气机等v按照着火方式分：点燃式内燃机、压燃式内燃机v按照工作循环的行程数分：四冲程内燃机、二冲程内燃机v按照汽缸排列方式分：直列式内燃机、V V型内燃机、对置式内燃机、W W型内燃机、星型内燃机v按照冷却方式分：水冷式内燃机、风冷式内燃机v按照活塞运动方式分：往复活塞式内燃机、旋转活塞式内燃机v按照进气方式分：自然吸气式内燃机、增压式内燃机v按照汽缸数分：单缸内燃机、多缸内燃机v按照转速分：高速内燃机1000rpm1000rpm、中速内燃机、低速内燃机600rpm600rpmv按照用途分：工程机械用、汽车用、拖拉机用、船用、发电机组用等一、发动机的概述汽油机柴油机汽轮机蒸汽机直列式V 型横直式对置式内燃机的发展简史u16781678年 法国人浩特佛勒 使用火药的煤气机u18731873年 德国人奥拓 火花点燃四冲程煤气机u18831883年 英国人派司尔 四冲程汽油机u18791879年 德国人狄塞尔 压燃式四冲程柴油机u19051905年 瑞士 第一台二冲程柴油机u19301930年 废气涡轮增压柴油机GB725-65 规定三部分：首部 中部 尾部 -变型序号 1,2,3 A,B,C 特征符号 Q,C,G,T,J,Z,F 缸径符号 102,105,135,140 行程符号 E 缸数 (1),2,3,4,6,8,12 例如：6 135 C 1 6 六缸 135缸径为135mm 水冷 C 船用 1 第一种变型产品 内燃机旋转方向及汽缸编号A、增压方面的区别：S-带涡轮增压器；SS-带双涡轮增压器；SL-涡轮增压器(轻增压)；B、中冷器的区别：A-带水冷式冷却器；AA-带空冷式冷却器；没有标示-不带冷却器；C、输出功率大小的区别：从输出功率较大者开始A、B、C、D、其他区别：L-长行程发动机；S-短行程发动机；W-涡流式发动机。1.上止点2.下止点3.活塞行程 4.活塞冲程5.汽缸工作容积6.燃烧室容积7.汽缸总容积8.压缩比二、柴油机工作原理及主要技术性能n工程机械一般使用四冲程发动机n进气冲程n压缩冲程n膨胀冲程n排气冲程n四缸发动机曲轴每旋转180按1-3-4-2缸的顺序喷油n六缸发动机曲轴每旋转120按1-5-3-6-2-4缸的顺序喷油2、柴油机的工作原理 四行程柴油机工作原理二行程柴油机工作原理进、排气几乎同时进行，换气不完善，热效率低曲轴转1圈完成一个工作循环，理论应为四冲程柴油机的2倍，实际只有1.51.6倍工作平稳没有进气门或只有排气门特点：二行程汽油机工作原理空滤器燃油箱消声器启动马达油底壳蓄电池散热器喷油泵发电机柴油机Z 压力最高点，a-c-z-b压缩与作功冲程，b-r-r-a进排气冲程,p0 大气压力两阴影部分是等效的平均指示压力p取决于柴油机性能的好坏 功用与组成热能-机械能、往复力-扭矩机体组 2.活塞连杆组3.曲轴飞轮组 工作条件及要求高温、高压、高速、化学腐蚀 运动及受力分析气体压力作功冲程如图压缩冲程与之相似进、排气冲程气体压力较小，可忽略。侧压力有效力 有效扭矩气体压力无效扭矩2.惯性力 运动件运动速度的大小、方向不断变化，产生惯性力。简化分析：往复惯性力，离心惯性力 pjma上、下止点V0，a,pj最大 行程中点V最大，a,pj0 往复惯性力是产生振动的主要原因 离心力Pcmr2 Pc使曲轴产生的弯矩加大，运动不平衡加剧。3.摩擦力 产生在运动件表面结论：运动件受力周期性变化，曲轴受扭矩、弯矩，元件磨损不均匀。一、汽缸体与曲轴箱图1-2-3，1-2-4二、油底壳三、汽缸与汽缸套过盈配合涨式密封压式密封缺陷：采用铸铁材料，易产生穴蚀，漏水气缸套密封形式四、汽缸盖与汽缸垫水冷式汽缸盖风冷式汽缸盖一、活塞1、功用、工作条件与要求2、材料3、组成 顶部、环槽部、裙部、座孔4、活塞变形采取的措施二、活塞环功用、分类、工作条件、材料与表面处理、间隙气环密封原理0.25-0.55mm一、0.04-0.10mm二、三，0.03-0.07mm油环：0.025-0.07mm0.5-1mm气环的断面形状活塞环的泵油现象 作用：有利于气缸润滑 危害：润滑油消耗大积碳、影响密 封加剧磨损 措施：减小环质量、改变环断面形 状、油环下设减压腔、用组 合油环三、活塞销功用与工作条件结构与材料连接方式 全浮式、半浮式 油环 整体式 组合式刮油作用四、连杆 组成与功用 结构及大端定位 A B C D五、连杆轴承 1.作用及工作条件2.组成与材料3.结构 背面结构 粗糙度小 定位结构 唇、槽定位，自幼弹势，配合过盈 内表面结构 粗糙度小 活塞、活塞环、连杆的装 配及安装方向 一、曲轴1、结构 整体式、分体式（图1-2-52，1-2-53）主轴颈与连杆轴颈支撑形式曲柄及平衡重平衡重位置整体无平衡重式曲轴整体有平衡重式曲轴曲拐的布置四缸机 六缸机主轴承、止推环 曲轴前后端形式飞轮柴油机的支撑 技术使用 扭转减震器14.飞轮的作用有哪些配气相位用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻和开启持续时间称为配气相位进气门的配气相位排气门的配气相位气门的重叠开启WD615 柴油机配气相位图康明斯NT-855柴油机配气相位图正时齿轮室 配气机构的驱动 杆身，气门头 进大，43-45%于D气门油封 排小，35%于DD-汽缸直径气门锁片n 柴油机充气性能充气系数、残余废气系数、扫气系数配气相位的选择影响充气效率的因素及提高措施n 技术使用 气门间隙的调整 原则、分析方法 配气机构的维护燃油的供给路线低压油路 高压油路1.回油油路 滤清器 设在油泵前后 高压油管 要求材料、规格、长度一致 柴油及其使用性能 性能指标 发火性 以十六烷值表示，发火性好，自燃性好。蒸发性 可燃混合气形成与燃烧性好粘度 粘度大，雾化性差；太小，柱塞泄露、磨损大低温流动性 用凝点表示。失去流动的温度点 柴油的牌号用凝点表示，标定出10、0、-10、-20、-35（表1-4-1）一个标准大气压下，柴油燃点在 260-360柴油的燃烧 （自学）化学反应 燃烧所需的空气量 过量空气系数 柴油与可燃混合气的热值 燃烧理论 空气的运动促进混合 油膜蒸发混合蒸发燃烧燃烧过程着火落后期速燃期缓燃期补燃期 燃烧过程的影响因素着火落后期 油质、n、负荷、及增压比、供油提前角2.燃烧过程 油质、供油规律、供油提前角、过量空气系数、雾化质量、气流运动、燃烧室环境、n、负荷等 柴油机的排气污染与噪声污染 （自学）排污成分 形成原因 防治措施 燃烧室 功用 可燃混合气形成与燃烧的密闭空间 分类 按可燃混合气形成方式与结构不同分：统一型：燃烧室容积在一处。如、盆、四角、球、U形 分隔型：燃烧室容积在两处。有预燃室式、涡流室式 常用的燃烧室有：、预燃室式、涡流室式、球形、U形等 型燃烧室结构2.特点用多孔、小孔喷油器，压力20MPa左右；采用螺旋进气道散热面积小；易启动，经济性好，218-245g/kw.h但工作粗暴、15-18 预燃室式燃烧室 1.结构特点两部分轴针式喷油器，装有电热塞用特材制成，不与冷却水直接接触大部分燃料在主燃烧室燃烧可燃混合气的形成特点利用压缩紊流预燃利用燃烧涡流促使完全燃烧喷油要求质量不高，压力8-12MPa两次喷射，两次燃烧着火落后期在预燃室，工作平和热损失大，油耗大。245-292g/kw.h 涡流室式燃烧室结构特点两部分组成 50%-80%Vc可用轴针式喷油器活塞顶部有涡流槽2.可燃混合气的形成特点 利用压缩涡流 气体进入主燃烧室形成二次涡流 涡流强度随转速转速升高而增加 压力上升慢，工作平稳 热效率低，油耗大。231-272g/kw.h 启动困难，加电热塞。形成二次涡流 球形燃烧室 结构特点活塞顶部，偏中心活塞与喷油器接近出有缺口，蒸发混合，螺旋进气道。活塞下部有油冷却，保证正常工作混合气形成特点蒸发式燃烧，有慢及快，工作平顺柴油喷射角度、压力、射程、方向要求高冷启动差，加热进气道空气加速时，油膜蒸发滞后，加速性差用于缸径100-120mm的发动机。过小不易形成 涡流，过大油膜蒸发慢 U形燃烧室 结构特点 结合了形与球形燃烧室的优点而产生的。汽缸盖平面，燃烧室在活塞上。扭切进气道，轴针喷油器 启动性能较好 混合气形成特点 柴油大部分喷在空间，形成空间雾化混合 启动时，以空间雾化为主，正常工作时以油膜蒸发为主，是一种复合式混合的燃烧室燃油直喷式预燃烧室式涡流室式 喷 油 泵功用：形成高压 10-20MPa,有的到100MPa基本要求：定时、定量、定压、均匀、一定规律、供油迅速，断油干脆分类：柱塞式、泵-喷油器式、转子分配式、P-T式 柱塞式喷油泵 分泵结构与工作原理（演示）结构如图 偶件：柱塞副、出油伐 柱塞斜槽形状图1-4-25 原理：进油过程 压油过程 回油过程循环供油量的调节 熄火位置怠速位置中速位置全速位置图1-4-27 -262、柱塞式喷油泵的组成和结构 分泵 柱塞副、出油阀偶件弹簧、减容器等 出油阀结构 有一减压带，减压容积d2h/4，断油干脆 出油阀作用 防止喷油前、后滴油，防止倒流，约有7-8MPa 的残余压力。并有利于启动、排气。1-4-28 供油调节机构 拉杆拨叉式 齿条齿扇式球销式1-4-29303132 分泵驱动机构 凸轮轴 滚轮体 泵体 油泵的润滑 如图1-4-383、典型实例 B B型泵 特点 4、喷油泵的驱动与供油正时 驱动（正时齿轮）联轴器 1 作用 2类型供油提前角调节装置联轴器1-4-46移动花盘转动泵体自动调节提 前 器 喷油器 概述 1.作用 雾化 2.要求 压力一定 喷油、断油 喷油量 少-多-少3.分类 孔式 轴针式 4.材料 耐热的优质轴承钢 孔式喷油器 1.结构 2.配直喷式燃烧室 孔数1-8，常用1，2，4 孔径0.2-0.8mm 孔数、角度与燃烧室有关图1-4-63工 作 原 理 针阀偶件的结构密封、压力调节安装定位 实例分析 双孔 0.42mm 17.5MPa 配球形燃烧室 安装定位 针阀偶件 喷油器总成 图1-4-64轴针式喷油器1.特点 孔径大，1-3mm 自清理功能 可靠性好2.应用 分隔型燃烧室3.结构组成（图）4.工作原理 与孔式基本相同图1-4-66 喷油器只控制喷射压力和喷雾特性 喷油量及喷油规律是由喷油泵控制的 输油泵 作用 压力：小型机41.2-137.2 MPa 大型机171.5-274.4MPa 分类 活塞式、齿轮式、膜片式 驱动 喷油泵凸轮轴上的偏心轮4.结构组成 活塞式输油泵 剖 视 图5.工作原理 准备行程 工作行程 输油量自动调节 手油泵6.膜片式输油泵（F6L912发动机）调速器 安装调速器的必要性 A 取决于柴油机的速度特性 B 取决于喷油泵的速度特性 喷油量增加，早喷、完停 泄露量减少，使喷油量增加 Tnn0平缓n0n1nnT负荷变化量Tng循环供油量供油量变化随扭矩变化负荷突然减小，转速随之升高负荷增加，转速降低靠柴油机自身调节2.作用 结构图 调速器控制调节 齿条动作以改变 喷油量 当发动机负荷变 大，转速下降时，调速器自动增加喷 油量，防止发动 机停机 当发动机负荷变 小，转速提高时，调速器自动减少喷 油量，防止发动机 转速过高3.调速器类型 结构不同：机械离心式、气力式、液压式、复合式、电子式等 常用机械离心式，控制转速范围不同，分单速、双速、全速4.机械离心式调速器的基本原理供油量减小 PX=F 平衡 调速过程 从一个平衡到另一个平衡5.典型调速器简介 双速调速器 A.RAD调速器结构 组成及简图 启动位置调速弹簧B.工作原理 怠速工况 正常工况 限制超速工况加油A 型喷油泵调速器 结构组成 工作原理 启动工况 怠速工况 校正怠速稳定 全负荷工况 熄火工况 油箱油水分离器进油 出油 进排气系统图接进气支管接排气支管 空气滤清器安全滤芯灰尘指示器 PT燃油系 概述 原理：利用QPQP，T T，A A（压力，时间，管路截面积）特点：1 1）高压建立、油计量、喷射由喷油器完成 2 2）进入喷油器中的油，20%20%用于燃烧，其余返回 3 3）压力高，无压力脉冲，雾化好 4 4）断油阀断油停机 5 5）供油提前角调整由滚轮架下的调整垫片实现 6 6）调速性能好。高、低速弹簧同轴布置，低速稳定性好 组成2.2.喷油器法兰式喷油器 圆拄型喷油器 喷油器及传动机构 法兰式喷油器 圆拄型喷油器 喷油器计量法兰式喷油器进油后回油NT855型柴油机圆柱喷油器计量开始最高点开始下降计量终了喷射开始喷射中了柴油机一个工作循环喷油器的喷油周期排气冲程作功压缩进气 喷油器的调整 垫片加厚喷油提前调整压缩量垫片薄，计量提前，3.燃油泵 组成MVS调速器PTG油路及原理图油 路 图 断油阀 PTG PTG调速器柱塞左右移动柴油压力与推力正比，回油减少，齿轮泵供油压力升高。高速控制图116116稳定怠速图117117校正高低速扭矩图118118 MVS调速器全速调速器操作人员控制 废气涡轮增压器 作用 提高功率，改善排放性能，减小机械单位 功率质量 2.2.分类 1 1）按压力升高比分：低 1.41.4、中1.4-21.4-2、高22 2 2）涡轮形式分：径流式，轴流式，混流式 3 3）排气管排气脉冲分：恒压式，脉冲式涡轮增压器空冷式中冷器水冷式中冷器涡轮增压器润滑系统示意图润滑系统图 康明斯柴油机润滑油路图n机油滤清器清除油中的碳沉淀物、金属粉末、污垢，防止被污染的油再次流进润滑部位n滤纸被叠成褶状，以扩大油通过的面积n定期更换机油滤芯 旁通滤清器（细）使机油得到充分过滤，降低机油污染程度 机 油 细 滤 器 机油冷却器n 机油冷却器降低油温，防止机油高温裂化活塞冷却喷嘴n活塞冷却喷嘴喷出机油冷却活塞，防止活塞烧结 曲轴箱通风自然通风强制封闭式通风 柴油机润滑质量 的影响因素第六章 冷却系 概述 1)1)作用 2)2)过热的危害 进气量小 间隙小 润滑差 零件强度、刚度 3 3）过冷的危害 混合气雾化差燃烧物腐蚀 不雾化的油冲洗气缸油膜 润滑阻力大4)4)冷却方式 介质不同：空气、水5 5）正常温度（温度对性能及效率的影响）1 1 水冷却 各部分的温度：冷却液80-9580-95 气缸壁120-140 120-140 机油60-80 60-80 活塞顶部300-400 300-400 2 2 空气冷却:气缸壁150-180 150-180 气缸盖160-200 160-200 节温器风扇NT855柴油机冷却系2 2）主要部件 1 1 冷却器（管片式芯、管带式芯）散热器安装在风扇的前面，风扇向散热器送风 散热器顶部安装有空气-蒸汽阀，防止内部压力过高或成为负压，并 提高冷却水的沸点膨胀水箱n水泵安装在缸体前面，靠内部叶轮的旋转将水从泵排出；水泵壳体上设有呼吸孔，以保证水封的正常密封和水泵轴承的正常润滑n作用n节温器内部有热敏元件（热胀冷缩的乙醚、石蜡等），可根据温度的不同上下移动乙醚型7070-8080腊型7676-8686n 当冷却水温度较低时石蜡收缩，将去散热器的水道口关闭，同时打 开去水泵侧的开口（小循环）n 水温上升一定程度时石蜡膨胀，将去散热器的水道口开启，同时关闭 去水泵侧的开口（大循环）4 4 风扇及风扇离合器 风扇风量取决于 叶片形状、直径、转速、角度、叶片 数等。风扇皮带调整 离合器 硅油式 电磁式3 3）冷却液 水 防冻液3 3、风冷却系起动电路n起动开关接通时，控制电流：蓄电池+发电机B端子起动开关B端子起动开关C端子起动马达S端子车架蓄电池-起动强电流：蓄电池+起动马达B端子车架蓄电池 充电电路n充电电路电流：发电机B端子起动开关B端子蓄电池+蓄电池-车架发电机E端子n电流流经预热塞使其顶端烧灼，点燃喷射的燃油n带状电加热器使冷空气在进入气缸之前得到预热 柴油机性能参数变化的必然性和必要性 负荷、工况变化，导致 n n、等参数变化 2.2.特性定义（规律）柴油机性能指标随运转工况、调整情况而变化的关系特性 在一个坐标场内表示上述特性的曲线特性曲线3.3.性能指标分类 1 1）指示指标 2 2）有效指标 1 1）调整特性 调速特性，供油提前角调整特性 2 2）使用特性 负荷特性，速度特性，排放特性，万有特性等n扭矩曲线n输出功率曲线n燃油消耗率曲线n额定输出功率n额定转速n最大扭矩n最小燃油消耗率性能试验台 柴油机负荷特性 前提条件：柴油机工作性能正常，转速不变，改变循环供油 量，B、be随Pe Teq pme 变化的关系1be最小点2极限冒烟点3b最大点 当转速一定时，小时耗油量随循环供油量的增加而增加 因此，使用时，为使耗油率、小时耗油量最小，柴油机 应在中等或中等偏大工况工作。掌握：n不变，改变循环供油量（空气量基本不变）由于 混合气浓度发生变化，指示效率下降，机械效率提高。当Pe增大时，有效燃油消耗率be、小时耗油量B的变化 曲线如图1-7-12.速度特性定义：当供油拉杆位置（油门开度）一定时，各性能指标随 n变化的关系 B=f(n)Pe=f(n)Tqe=f(n)be=f(n)外特性：供油拉杆位置在标定点b b时的速度特性B B、PePe等 此曲线在所有同类曲线的最外侧，叫外特性部分特性：b标定的b时，测得所有性能指标曲线 B、Pe、Teq be等。图1-7-3试验柴油机，国家规定，要检测90%、75%、50%、25%负荷的特性部分特性Q&A问答环节敏而好学，不耻下问。学问学问，边学边问。Heisquickandeagertolearn.Learningislearningandasking.结束语感谢参与本课程，也感激大家对我们工作的支持与积极的参与。课程后会发放课程满意度评估表，如果对我们课程或者工作有什么建议和意见，也请写在上边点击进入感谢观看Theusercandemonstrateonaprojectororcomputer,orprintthepresentationandmakeitintoafilm