工程机械中级培训内燃机理论知识课件

工程机械理论中级专题课件 工程机械中级培训内燃机理论知识授课 农机具使用与维护 内燃机内燃机 概述概述 内燃机工作原理内燃机工作原理 曲柄连杆机构曲柄连杆机构 配气机构配气机构 柴油机燃料供给系柴油机燃料供给系 汽油机燃料供给系汽油机燃料供给系 发动机冷却系发动机冷却系 发动机润滑系发动机润滑系农机具使用与维护热力发动机热力发动机燃料燃料机械能机械能机械能机械能电动机电动机电能电能1、农业生产常用动力、农业生产常用动力A.热力热力B.电力电力第一节第一节 概述概述农机具使用与维护2、内燃机的定义、内燃机的定义发动机发动机热机热机内燃机内燃机 发动机发动机：把其他一切形式的能转换为机械能的装置 热热 机机：把热能转换为机械能的装置 内燃机内燃机：将燃料送入气缸内部进行燃烧，再将燃烧 生成的热能转化为 机械能的一种热机农机具使用与维护3、内燃机的分类、内燃机的分类 按照活塞类型按照活塞类型l 往复活塞式往复活塞式l 旋转活塞式旋转活塞式农机具使用与维护 按照燃料类型按照燃料类型l 柴油机柴油机l 汽油机汽油机 按照点火方式按照点火方式l 压燃式压燃式l 点燃式点燃式 按照工作行程按照工作行程l 四行程四行程l 二行程二行程 按照缸数按照缸数l 单缸单缸l 双缸双缸l 多缸多缸农机具使用与维护 按照冷却方式按照冷却方式l 风冷风冷l 水冷水冷农农机具使用与维护 按照汽缸排列方式按照汽缸排列方式l 直列直列l 对置式对置式l V式式农机具使用与维护4、内燃机系列型号、内燃机系列型号l 减少机型，同一规格，便于组织大规模生产减少机型，同一规格，便于组织大规模生产l 便于配件制造和维修，降低使用维修成本便于配件制造和维修，降低使用维修成本85系列系列 185 285 385 48595系列系列 195 295 395 495农机具使用与维护内燃机工作原理内燃机工作原理农机具使用与维护1、内燃机的构造、内燃机的构造 气缸气缸 活塞活塞 连杆连杆 曲轴（飞轮）曲轴（飞轮）汽缸盖（进排气门）汽缸盖（进排气门）农机具使用与维护2、各种关系、各种关系 主体各部分之间的配合关系主体各部分之间的配合关系l 气缸内装有活塞，活塞通过活塞销与曲轴相连。气缸内装有活塞，活塞通过活塞销与曲轴相连。l 曲轴一端是飞轮，另一端接正时齿轮室曲轴一端是飞轮，另一端接正时齿轮室l 汽缸盖位于气缸顶部，与气缸、活塞共同形成密封空汽缸盖位于气缸顶部，与气缸、活塞共同形成密封空 间，在其内部设有进排气道和气门间，在其内部设有进排气道和气门农机具使用与维护 主体各部分之间的运动关系主体各部分之间的运动关系l活塞在气缸内部作往复运动，通活塞在气缸内部作往复运动，通过连杆推动曲轴转动过连杆推动曲轴转动l曲轴的旋转运动也可通过连杆曲轴的旋转运动也可通过连杆推动活塞作往复运动推动活塞作往复运动l进排气门也随着活塞的运动在进排气门也随着活塞的运动在适当时候开闭适当时候开闭农机具使用与维护 主体各部分之间的运动数量关系主体各部分之间的运动数量关系l活塞在气缸中上下运动一次便活塞在气缸中上下运动一次便可带动曲轴转半圈可带动曲轴转半圈l曲轴转一圈就推动活塞上下运动曲轴转一圈就推动活塞上下运动两次两次l此处的上下运动指，从上至下或此处的上下运动指，从上至下或从下之上一次从下之上一次农机具使用与维护 活塞行程活塞行程l活塞在上下止点间活塞在上下止点间移动的距离移动的距离l对于四行程内燃机，对于四行程内燃机，曲轴每转半圈（曲轴每转半圈（180度）度）活塞运动一个行程活塞运动一个行程农机具使用与维护 燃烧室容积燃烧室容积Vc当活塞位于上止点当活塞位于上止点时，活塞顶上部和汽缸时，活塞顶上部和汽缸盖间的密闭空间盖间的密闭空间 气缸工作容积气缸工作容积Vh当上下止点间气缸容积当上下止点间气缸容积 气缸总容积气缸总容积Va燃烧室容积和工作容积之和燃烧室容积和工作容积之和 内燃机总排量内燃机总排量 Vi各缸工作容积之和各缸工作容积之和 N*Vh农农机具使用与维护4、内燃机的基本工作原理、内燃机的基本工作原理 流程图（四行程柴油机）流程图（四行程柴油机）空气空气气缸气缸进气进气门开门开可燃混合气可燃混合气柴油柴油高高 压压喷喷 射射压压 缩缩高温高压气体高温高压气体压压 燃燃推动活塞运动推动活塞运动膨膨 胀胀作作 功功曲轴转动曲轴转动机械能机械能四冲程柴油机工作原理流程图四冲程柴油机工作原理流程图 工作过程工作过程 农机具使用与维护进气进气压缩压缩作功作功排气排气动画演示动画演示农机具使用与维护 原理流程图（二行程汽油机）原理流程图（二行程汽油机）1 进气孔进气孔 2 排气孔排气孔 3 换气孔换气孔动画演示动画演示曲柄连杆机构曲柄连杆机构曲柄连杆机构1、曲柄连杆机构的功能、曲柄连杆机构的功能 是往复活塞式内燃机将是往复活塞式内燃机将热能转变为机械能的主要热能转变为机械能的主要 机构机构l 实现工作循环实现工作循环l 改变运动形式改变运动形式l 传递动力传递动力l 完成能量转换完成能量转换曲柄连杆机构2、曲柄连杆机构的组成、曲柄连杆机构的组成 机体组机体组 活塞连杆组活塞连杆组 曲轴飞轮组曲轴飞轮组曲柄连杆机构 机体组机体组 l 气缸体气缸体l 气缸盖气缸盖l 气缸垫气缸垫l 油底壳油底壳l 汽缸套汽缸套曲柄连杆机构曲柄连杆机构曲柄连杆机构 活塞连杆组活塞连杆组 l 活塞活塞l 活塞环活塞环l 活塞销活塞销l 连杆连杆曲柄连杆机构曲柄连杆机构曲柄连杆机构 曲轴飞轮组曲轴飞轮组 将活塞连杆组传来的气体将活塞连杆组传来的气体压力转变为转矩，然后通压力转变为转矩，然后通过飞轮传递到其他需要机过飞轮传递到其他需要机械能的机构上械能的机构上还用来驱动发动机的配气机构和水泵、发电机、空调机、风还用来驱动发动机的配气机构和水泵、发电机、空调机、风扇等辅助装置扇等辅助装置要求：有足够的强度和刚度，主要工作表面应耐磨且润滑可靠要求：有足够的强度和刚度，主要工作表面应耐磨且润滑可靠配气机构配气机构配气1、配气机构的类型、配气机构的类型 按气门的布置型式按气门的布置型式l 气门顶置式气门顶置式l 气门侧置式气门侧置式配气 按凸轮轴的布置型式按凸轮轴的布置型式l 凸轮下置式凸轮下置式l 凸轮中置式凸轮中置式l 凸轮上置式凸轮上置式配气 按曲轴和凸轮轴的传动方式按曲轴和凸轮轴的传动方式l 齿轮传动齿轮传动l 链条传动链条传动l 同步带传动同步带传动配气2、顶置式配气机构、顶置式配气机构 组成组成l 气门组件气门组件l 传动组件传动组件l 驱动组件驱动组件配气l 气门组件气门组件气门气门气门座气门座气门弹簧气门弹簧为何有两个弹簧？为何有两个弹簧？配气l 传动组件传动组件挺柱挺柱推杆推杆摇臂摇臂l 驱动组件驱动组件凸轮轴凸轮轴凸轮凸轮配气 工作过程工作过程l 打开气门打开气门l 关闭气门关闭气门配气 气门间隙气门间隙 为保证配器机构个零件受热膨胀为保证配器机构个零件受热膨胀后气门仍能密闭，当气门关闭时，后气门仍能密闭，当气门关闭时，气门杆尾端与摇臂之间应留有适气门杆尾端与摇臂之间应留有适当间隙，称气门间隙当间隙，称气门间隙间隙的产生？间隙的产生？过大？过大？过小？过小？不留气门间隙或过小：气门关闭不不留气门间隙或过小：气门关闭不严，功率下降；严，功率下降；过大过大：气门开启延迟，关闭提前，：气门开启延迟，关闭提前，降低功率。降低功率。配气气门间隙调整气门间隙调整应先找到压缩上止点应先找到压缩上止点1.气门弹簧气门弹簧 2.气门弹簧座气门弹簧座 3.气门气门 4.厚薄规厚薄规 5.摇臂摇臂 6.起子起子 7.扳手扳手 8.锁紧螺母锁紧螺母 9.调整螺钉调整螺钉 10.推杆推杆怎么找？怎么找？配气 配气相位配气相位冷却系冷却系冷却系1 1、功能、功能 把受热零件吸收的把受热零件吸收的部分部分热量热量及时及时散发出去，保证散发出去，保证发动机在发动机在最适宜最适宜的温度状的温度状态下工作态下工作 冷却系2 2、水冷系的组成、水冷系的组成 散热器散热器 风扇风扇 水泵水泵 冷却强度冷却强度调节装置调节装置 冷却系 散热器散热器 风扇风扇 水泵水泵 冷却系 冷却强度调节装置冷却强度调节装置 根据发动机不同工况和不同使用条件，改变冷却系的散热根据发动机不同工况和不同使用条件，改变冷却系的散热能力，即能力，即改变冷却强度改变冷却强度，从而保证发动机经常在，从而保证发动机经常在最有利最有利的温度的温度状态下工作状态下工作 改变冷却强度通常有改变冷却强度通常有两种调节方式两种调节方式一种是改变通过散热器的空气流量一种是改变通过散热器的空气流量 A A、百叶窗、百叶窗 B B、自动风扇离合器、自动风扇离合器一种是改变冷却液的循环流量和循环范围一种是改变冷却液的循环流量和循环范围 节温器节温器冷却系冷却液的循环流量和循环范围冷却液的循环流量和循环范围 节温器装在冷却水循环的通路中节温器装在冷却水循环的通路中,根据发动机负荷大小和水根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，以达到调节冷却系的冷温的高低自动改变水的循环流动路线，以达到调节冷却系的冷却强度。却强度。蜡式节温器蜡式节温器润滑系润滑系润滑系1 1、润滑原理、润滑原理平面平面曲面曲面润滑系3 3、润滑的方式、润滑的方式 飞溅润滑飞溅润滑2 2、润滑的功用、润滑的功用减磨减磨 、清洗、清洗 、冷却、冷却 、密封、密封 、防锈、防锈润滑系 综合润滑综合润滑润滑系4 4、润滑系的组成、润滑系的组成 机油泵机油泵 滤清装置滤清装置 检视装置检视装置（仪表仪表、油面标尺、油面标尺）各种阀门各种阀门（限压阀限压阀 安全阀安全阀 傍通阀傍通阀）机油散热器机油散热器动画演示动画演示润滑系柴油机燃料供给系柴油机燃料供给系燃油供给1 1、柴油机燃料供给系的功能、柴油机燃料供给系的功能 根据柴油机工作要求，根据柴油机工作要求，定时定时供给供给定量定量、定压定压的的柴油柴油 完成柴油和空气供给以完成柴油和空气供给以及可燃混合气的及可燃混合气的形成形成、燃燃烧烧和废气的和废气的排出排出任务任务 燃油供给2 2、柴油机燃料供给系组成、柴油机燃料供给系组成 空气供给装置空气供给装置 柴油供给装置柴油供给装置 燃烧室燃烧室 废气排出装置废气排出装置1 1油箱油箱 2 2沉淀杯沉淀杯 3 3柴油滤清器柴油滤清器 4 4柴油泵柴油泵 5 5高压油泵高压油泵 6 6 高压油管高压油管 7 7废气排出管废气排出管 8 8燃烧室燃烧室 9 9 喷油器喷油器 10 10 进气道进气道 11 11 回油管回油管燃油供给 空气滤清器空气滤清器 增压器增压器 进气管、进气道进气管、进气道3 3、空气供给装置、空气供给装置任务是任务是滤清滤清空气并空气并引导引导 充足充足的空气进入气缸。的空气进入气缸。燃油供给 空气滤清器空气滤清器 农用内燃机经常在灰尘含量大农用内燃机经常在灰尘含量大的环境中工作，含有大量的砂粒，的环境中工作，含有大量的砂粒，如果随空气一道进入气缸，就会加如果随空气一道进入气缸，就会加快气缸壁、活塞、活塞环、气门与快气缸壁、活塞、活塞环、气门与气门座等的磨损。降低使用寿命。气门座等的磨损。降低使用寿命。湿式空气滤清器湿式空气滤清器离心除尘罩离心除尘罩出尘口出尘口气道气道金属丝滤网金属丝滤网油盘油盘一级惯性粗虑一级惯性粗虑二级湿惯性过滤二级湿惯性过滤三级湿过滤三级湿过滤导向叶片导向叶片燃油供给 排气道和排气管排气道和排气管燃油供给 增压器增压器废气涡轮增压废气涡轮增压利用在废气利用在废气排出时所包含排出时所包含的能量推动安装在排气道的能量推动安装在排气道上的涡轮机构旋转上的涡轮机构旋转,通过通过涡轮轴带动进气道中的空涡轮轴带动进气道中的空气压缩机进行气压缩机进行对进入气缸对进入气缸的新鲜气体增压的新鲜气体增压,有利于有利于进气充分进气充分,进而有利于燃进而有利于燃料燃烧。料燃烧。大大提高了经济大大提高了经济性性燃油供给 降低废气排出时的降低废气排出时的噪音噪音和消除和消除残余火花残余火花4 4、废气排出装置、废气排出装置 消声器消声器燃油供给 柴油箱柴油箱 输油泵输油泵 柴油滤清器柴油滤清器 喷油泵喷油泵 喷油器喷油器 燃烧室燃烧室5 5、柴油供给、柴油供给燃油供给 柴油滤清器柴油滤清器出油道出油道旁通阀旁通阀进油管进油管纸滤芯纸滤芯燃油供给 喷油泵喷油泵柱塞式喷油泵柱塞式喷油泵功用：按照发动机的工作顺序、负荷大小，功用：按照发动机的工作顺序、负荷大小，定时、定量、定压定时、定量、定压地向地向喷油器喷油器输送高压柴油输送高压柴油燃油供给由泵体由泵体、柱塞偶件、柱塞偶件、出油阀偶件等组成、出油阀偶件等组成精密偶件：精密偶件：柱塞偶件柱塞偶件 出油阀偶件出油阀偶件 柱塞式喷油泵结构柱塞式喷油泵结构柱塞式喷油泵简图柱塞式喷油泵简图燃油供给 柱塞泵泵油原理柱塞泵泵油原理喷油泵在喷油泵在凸轮与柱塞弹簧凸轮与柱塞弹簧的作用下，迫使柱塞作上、下往复运的作用下，迫使柱塞作上、下往复运动，从而完成泵油任务，泵油过程可分为以下三个阶段。动，从而完成泵油任务，泵油过程可分为以下三个阶段。进油过程进油过程 供油过程供油过程 回油过程回油过程燃油供给结论：结论：柱塞往复运动总行程柱塞往复运动总行程L L是不变的，由凸轮的升程决定是不变的，由凸轮的升程决定 柱塞每循环的供油量大小取决于供油行程，供油行程不柱塞每循环的供油量大小取决于供油行程，供油行程不受凸轮轴控制，是可变的受凸轮轴控制，是可变的 供油开始时刻不随供油行程的变化而变化供油开始时刻不随供油行程的变化而变化 转动柱塞可改变供油终了时刻，从而改变供油量转动柱塞可改变供油终了时刻，从而改变供油量燃油供给 柱塞泵油量调整装置柱塞泵油量调整装置油量调节机构是根据柴油机负荷和转油量调节机构是根据柴油机负荷和转速的变化相应改变喷油泵的供油量。速的变化相应改变喷油泵的供油量。改变供油量的办法是转动柱塞，通过改变供油量的办法是转动柱塞，通过改变供油行程来完成的。改变供油行程来完成的。燃油供给 喷油器喷油器将喷油泵供给的高压柴油，以一将喷油泵供给的高压柴油，以一定的压力，呈雾状喷入燃烧室定的压力，呈雾状喷入燃烧室 构造：构造：喷油器体喷油器体 、针阀偶件针阀偶件 、挺住、挺住 、调、调压弹簧压弹簧 、调压螺钉、调压螺钉 、回油管接头、回油管接头1 1 回油管接头回油管接头 2 2螺母螺母 3 3调整螺钉调整螺钉 4 4弹簧弹簧 5 5高压油管接头高压油管接头 6 6紧帽紧帽 7 7针阀针阀 8 8针阀体针阀体 9 9钢球钢球 1010挺住挺住 1111喷油器体喷油器体燃油供给工作过程工作过程喷油喷油停油停油燃油供给6 6、调速器、调速器发动机负荷发动机负荷发动机转速发动机转速供油量供油量发动机负荷发动机负荷发动机转速发动机转速供油量供油量无调速器时发动机运转与外部负荷的关系无调速器时发动机运转与外部负荷的关系“飞车飞车”熄火熄火燃油供给1 1喷油泵柱塞喷油泵柱塞 2 2供油拉杆供油拉杆 3 3操纵操纵杆杆 4 4高速限制弹簧高速限制弹簧 5 5怠速限制螺怠速限制螺钉钉 6 6支撑轴支撑轴 7 7弹簧座弹簧座 8 8调速弹簧调速弹簧 9 9推理盘推理盘 1010钢球钢球 1111驱动盘驱动盘全制离心式调速器全制离心式调速器功能功能 在规定的转速范围内，随在规定的转速范围内，随外界负荷的变化自动调解供外界负荷的变化自动调解供油量，使曲轴转速稳定在很油量，使曲轴转速稳定在很小的范围内变化小的范围内变化汽油机燃料供给系汽油机燃料供给系燃油供给 根据根据发动机的不根据根据发动机的不同情况的要求，配制出同情况的要求，配制出一定数量和浓度的可燃一定数量和浓度的可燃混合气，供入气缸，最混合气，供入气缸，最后还要把燃烧后的废气后还要把燃烧后的废气排出气缸排出气缸 1、汽油机燃料供给系的功能、汽油机燃料供给系的功能燃油供给 空气供给装置空气供给装置 燃油供给装置燃油供给装置 可燃混合气形成装置可燃混合气形成装置 废气排出装置废气排出装置 2、汽油机燃料供给系的组成、汽油机燃料供给系的组成燃油供给 可燃混合气形成装置可燃混合气形成装置 l 简单化油器简单化油器简单化油器由浮子室、喉管、量简单化油器由浮子室、喉管、量孔、喷管和节气门等组成孔、喷管和节气门等组成 燃油供给l 改进型化油器改进型化油器主供油系统主供油系统动画演示动画演示怠速系统怠速系统动画演示动画演示燃油供给加浓系统加浓系统动画演示动画演示起动系统起动系统燃油供给3、汽油机点火系、汽油机点火系动画演示动画演示燃油供给火花塞火花塞