装载机发动机系统培训资料课件

路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索23七月2024装载机发动机系统培训装载机发动机系统培训资料资料路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索一、发动机的基本构造（一）、发动机的分类按燃料分类：汽油发动机、柴油发动机、压缩天然气发动机、液化石油气发动机、双燃料发动机等按着火方式分类：压燃式和点燃式按工作循环冲程数分类：四冲程和二冲程按缸数与排列分类：单缸和多缸按冷却方式分类：水冷式和风冷却式按发动机进气形式分为：自然吸气、增压、增压中冷按气缸布置型式：直列式、卧式和V型装载机上常用的是柴油机、压燃式、四冲程、6缸、水冷式、增压、直列式发动机我司研制出中国首台压缩天然气装载机2路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索二、柴油机工作原理四冲程柴油机的工作原理：进气行程、压缩行程、作功行程、排气行程3路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索三、柴油机的总体构造柴油机由两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统和起动系统组成，柴油机是压燃的，不需要点火系统。4路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（一）、曲柄连杆机构曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。5路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（二）、配气机构配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。它由进气门、排气门、摇臂、气门间隙调节器、凸轮轴以及凸轮轴定时带（齿）轮等组成。6路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（三）、冷却系统冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。7路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（四）、燃料供给系统柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。它由燃油箱、燃油滤清器、燃油泵、喷油器；空气滤清器、进气管、排气管、排气消声器等组成。8路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（五）、润滑系统润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。9路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（六）、启动系统要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。它包括起动电机及其附属装置。10路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（七）、增压中冷系统装载机上用的是废气涡轮增压或增压中冷系统。其主要部件有涡轮机、压气机、中冷器等。涡轮增压是在进气管前上加装一个压气机，将新鲜空气加压后送入汽缸，使气缸内空气密度增大，进而可以增加喷油量，达到提高柴油机输出功率的最终目的。中冷器是使增压后的空气温度降低、密度增大，使柴油机的循环进气量增多，进而提高柴油机功率，同时提高经济性，降低排放。11路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索四、柴油机系统组成（一）、柴油机总成（二）、散热器总成（三）、燃油箱总成（四）、油门操纵总成12路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（一）、柴油机总成1、柴油机功率的选择2、柴油机布局设计注意要点3、柴油机设计相关部件4、柴油机配套情况及其命名规则5、柴油机日常维护13路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索1、柴油机功率的选择（1）、柴油机功率的消耗1）、行走所需功率：装载机作业时车轮发出额定牵引力所需的功率2）、油泵所需功率：工作油泵、操纵油泵、转向油泵所需功率3）、发动机附件功率：风扇驱动等14路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索1、柴油机功率的选择（2）、柴油机性能曲线1）扭矩曲线15路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（2）、柴油机性能曲线2）功率曲线16路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（2）、柴油机性能曲线3）油耗曲线17路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索2、柴油机布局设计注意要点（1）、飞轮及飞轮壳的连接型式：飞轮、飞轮壳与变矩器接口的连接匹配，如果发动机较短，可在发动机与变矩器之间连接接长筒。（2）、柴油机前支撑：前支撑的结构型式，与车架的安装连接。（3）、发电机：电压、电流需满足整机电源需要。（4）、启动马达：标定功率，全密封防油结构，防止漏油。（5）、空压机：排量，出气接口尺寸。（6）、风扇：吹风式、吸风式，风量需满足散热要求。（6）、调速器：全程式、两级调速器。油门拉线的长度。（7）、空滤器、消声器：布局位置、考虑空滤器滤芯的拿出。（8）、风扇皮带轮：需按有A型槽，供空调压缩机使用，预留压缩机支架安装位置（9）、熄火控制：电熄火。（10）、油底壳：布局：前置、中置、后置。发动机前倾、横倾必须吸到油。（11）、机油尺：布置位置需方便取出，机油需加注在规定的高低油位之间（12）、各管路布置：进出水管、中冷器进出气管，管路需过度圆滑，不允许与其他部件干涉（13）、各接头尺寸：水温传感器、油压传感器、暖水进出水接头的尺寸。18路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索3、柴油机设计相关部件（1）、车架系统与车架的安装连接方式。（2）、传动系统发动机与变矩器的性能匹配；飞轮、飞轮壳与变矩器接口的连接。根据整机系统的布局，如果发动机较短，可在发动机与变矩器之间连接接长筒。（3）、制动系统空压机的型式，气顶油制动系统，需达到空压机排量要求。湿式制动则无需空压机。（4）、电气系统发动机线束：启动马达、发电机、停车电磁阀、水温、油压、暖风（5）、空调系统为空调压缩机预留皮带盘，位于曲轴或齿轮轴。空调压缩机支架的安装。（6）、机罩系统发动机空滤器、消声器、水箱加水口的位置、布局。注意后视野要求。19路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索4、柴油机配套情况及其命名规则（1）、各机型所配套柴油机厂家30机：玉柴、康明斯40机：上柴50机：上柴、杭发、康明斯60机：上柴、杭发80机：康明斯20路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（2）、各厂家柴油机命名规则例：SC9D220G2SC9D220G2：上柴9升D系列220马力工程机械用发动机，采用中冷技术 达到第II阶段排放1、上柴、上柴D921路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索2 2、上柴、上柴C6121C6121例：SC11CB220G2B1SC11CB220G2B1：上柴11升C（FEV）系列220马力工程机械用发动 机，采用EGR技术达到第II阶段排放22路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索3 3、上柴、上柴D6114D6114例：SC8D170.3G2B1SC8D170.3G2B1：上柴8升D系列170.3马力工程机械用发动机，采用 EGR技术达到第II阶段排放23路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索4 4、杭发、杭发WD615WD615 例：D1022T2G001D1022T2G001:10升220马力额定转速2200r/min，工程机械用水冷柴 油机，排放达Tier第II阶段24路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索5 5、玉柴、玉柴 例：YC6J125Z-T20YC6J125Z-T20：玉柴6缸J系列125马力增压发动机，排放达非道路移动 机械排放法规第II阶段25路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索6 6、康明斯、康明斯 例：6CTA8.3-C2156CTA8.3-C215：6缸C系列增压中冷，排量为8.3L，215马力工程机械用 发动机26路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索5、柴油机日常维护（1）、检查燃油箱柴油：柴油需经过72小时沉淀，观察燃油箱存油量，根据需要添足。（2）、检查油底壳机油液面：油面应达到机油标尺上的刻度标记，不足时，应加到规定量。（3）、检查喷油泵调速器机油液面：油面应达到机油标尺上的刻度标记，不足时，应加到规定量。（4）、检查三漏（气、油、水）：消除油、水管路接头等密封面的漏油，漏水现象；消除进、排气管、气缸盖垫片处及涡轮增压器的漏气现象。（5）、检查柴油机各附件的安装情况：各附件安装的稳固程度，地脚螺钉及与工作机械相连接的牢靠性。（6）、检查各仪表：观察读数是否反常，否则应及时修理或更换。（7）、检查喷油泵传动连接盘：连接螺钉是否松动，否则应重新校喷油提前角并拧紧连接螺钉。（8）、清洁柴油机及附属外表：用干布或浸柴油的抹布擦拭。（9）、冷却液：需加软水。加防冻液可使水沸点提高，同时起到润滑、防锈柴油机部件的作用。（10）、水箱塑料管：如果漏水，说明水箱水沸腾了，需要停车。（11）、启动后15s，必须有机油压力显示。27路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（二）、散热器总成1、散热器在冷却系统中的作用2、散热器的结构及种类3、铜水箱与铝水箱优缺点对比分析28路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索1、散热器在冷却系统中的作用1、散热器的主要功能、散热器的主要功能-散热散热散热器（俗称水箱）是水冷发动机冷却系统中不可缺少的重要部件，其作用是将发动机的水套内冷却液所携带的多余热量经过二次热交换，在外界强制气流的作用下从高温零件所吸收的热量散发到空气中的热交换装置。因此，冷却系统中散热器性能的好坏直接影响发动机的散热效果及其动力性、经济性和可靠性,乃至正常工作和安全行驶的问题。2、散热器的延伸功能、散热器的延伸功能-暖脚、除雾暖脚、除雾将通过水箱的热量，用一定的装置（如暖风机）输送到驾驶室，冬天可供驾驶员暖脚或挡风玻璃除雾等功能。3、散热器的其它功能散热器的其它功能-连接、支撑连接、支撑在冷却系统中，水箱经常作为其它冷却器（如中冷器、油冷器等）的安装支撑，因此水箱在冷却系统中还有连接和支撑的功能。29路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索2、散热器的结构及种类冷却系统由散热器、风扇、水泵、进出水管、节温器等组成30路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索2、散热器的结构及种类（1）、散热器的基本结构：散热器水箱本体上水室组件下水室组件防护网芯子组件护风罩安装板组件膨胀水箱水箱压力盖放水开关主板侧板散热管散热管进水管出水管31路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索2、散热器的结构及种类（2）、散热器的种类：压封式结构散热器压封式结构散热器 焊接式结构散热器焊接式结构散热器芯子组件芯子组件上水室组件上水室组件下水室组件下水室组件上水室组件上水室组件密封圈密封圈芯子组件芯子组件下水室组件下水室组件密封圈密封圈32路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（2）、散热器的种类按材质分铜散热器铝散热器钢散热器散热器散热器按零件连接方式装配式散热器钎焊式散热器见单缸柴油机(拖拉机)上圆管涨管式硬钎焊（铝水箱）软钎焊（铜水箱）t450焊接温度-t33路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（2）、散热器的种类按芯子结构分管带式散热器封条式散热器管片式散热器散热器34路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（2）、散热器的种类按芯子与水室连接方式分焊接式散热器压封式散热器散热器35路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（3）、膨胀水箱的设计及其功用A、分离式结构由压力盖、水箱盖和附水箱、溢水管组成36路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索B、整体式膨胀水箱结构-膨胀水箱与水室为一整体37路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索C、膨胀水箱的功用1、储备冷却液2、提供膨胀空间3、除气4、提高水泵进口处静压。5、便于加注冷却液。38路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索3、铜水箱与铝水箱优缺点对比分析全铜水箱与全铝水箱对比分析对比项目铜水箱铝水箱铜材比重8.92.7散热管壁厚(mm)0.080.130.30.4散热带壁厚(mm)0.040.060.080.12主板壁厚(mm)0.060.11.52.0水室壁厚(mm)0.060.12.04.0水箱本体重量铜水箱重15-20散热性能铝水箱比铜水箱好百分之二十以上抗腐性能好较差芯子机械强度铝水箱比铜水箱好维修性能易修补难修补39路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（三）、燃油箱总成1、燃油箱的结构型式：侧置式、后置式40路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（三）、燃油箱总成2、燃油箱技术要求和清洁度（1）、QJ/XG353-2002燃油箱、液压油箱技术要求。（2）、燃油箱中柴油必须清洁，其杂质总量不超过0.28克，为此要求注入柴油必须经至少72小时沉淀处理或用绸布过滤，以确保柴油中的杂质量小于0.5毫克/公斤。41路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（四）、油门操纵总成42路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索五、柴油机系统今后发展趋势（一）、柴油机非道路工程机械排放标准的不断提高：2007年10月1日起实施国标准2010年10月1日起实施国标准预计2014年实施国标准43路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索欧洲于欧洲于欧洲于欧洲于20002000年开始实施欧年开始实施欧年开始实施欧年开始实施欧排放标准；排放标准；排放标准；排放标准；于于于于20052005年开始实施欧年开始实施欧年开始实施欧年开始实施欧IVIV排放标准排放标准排放标准排放标准44路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索国内外欧国内外欧国内外欧国内外欧3 3标准情况简介标准情况简介标准情况简介标准情况简介对于柴油机而言，对于柴油机而言，NOx和和PM是控制的重点和难点，而是控制的重点和难点，而CO和和HC离限值裕量很离限值裕量很大。大。NOx和和PM在控制上的难点在于两者在控制上的矛盾性。比如：充分燃烧在控制上的难点在于两者在控制上的矛盾性。比如：充分燃烧可以使可以使PM下降，但却会使下降，但却会使NOx增加。因此，在不加后处理的欧增加。因此，在不加后处理的欧III阶段，必须阶段，必须通过一些措施找到控制的平衡点，使通过一些措施找到控制的平衡点，使PM和和NOx都能达标。都能达标。中国中国、阶段排放法规已经颁布，国阶段排放法规已经颁布，国排放标准已于排放标准已于20072007年年1 1月月1 1日在卡车行业开始实施；日在卡车行业开始实施；45路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索使发动机满足国排放的主要技术方法：在增压器与发动机进气歧管之间加装一个中冷器中冷器的作用：降低发动机的进气温度那么为什么要降低进气温度：（）发动机排出的废气的温度非常高，通过增压器的热传导会提高进气的温度。而且，空气在被压缩的过程中密度会升高，这必然也会导致空气温度的升高，从而影响发动机的充气效率。如果想要进一步提高充气效率，就要降低进气温度。有数据表明，在相同的空燃比条件下，增压空气的温度每下降，发动机功率就能提高。（）如果未经冷却的增压空气进入燃烧室，除了会影响发动机的充气效率外，还很容易导致发动机燃烧温度过高，造成爆震等故障，而且会增加发动机废气中的的含量，造成空气污染。为了解决增压后的空气升温造成的不利影响，因此需要加装中冷器来降低进气温度。46路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索使发动机满足国3、国4排放的主要技术方法：前处理、中间处理和后处理主要措施：对油和气的前处理：油品改善、燃油和机油中杂质和水的过滤，空气过滤等。采用电子控制的燃油喷射系统，根据状态和要求精确灵活的控制燃油的Q、P、T。其中P相对传统系统大为提升。发动机本体优化燃烧技术。气道、燃烧室、增压器等及EGR、VNT技术。尾气的后处理：催化还原或氧化，如SCR、DPF等。47路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索电控燃油喷射系统的主要技术国内主要厂家技术48路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索电控高压共轨技术，电控高压共轨技术，CRS喷射压力高，可达到180MPa，具有更高喷射压力的的发展潜力；喷射压力、定时独立于发动机转速，可以改善发动机低速、低负荷时的性能，特别是对于目前城市客车和工程用途的动力机械；可以实现多次喷射，具有欧4能力；电子电器系统与整车全面整合，可以最大限度发挥整车潜力；结构简单、可靠性好、适用性强；新一代共轨系统更加具有响应速度快，驱动扭矩小（相当于机械泵的1/4），噪声低的优点。G G 传感器传感器传感器传感器共轨管共轨管共轨管共轨管高压油泵高压油泵高压油泵高压油泵进气温度传感器进气温度传感器进气温度传感器进气温度传感器进气压力传感器进气压力传感器进气压力传感器进气压力传感器49路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索单体泵技术，EUP喷射压力与发动机转速相关，喷射期内最高压力可达到180MPa200MPa；定时独立于发动机转速，具有良好的喷射特性，可优化燃烧过程；目前能实现预喷射，将来可能可以实现多次喷射；喷油规律为“三角形”，有利于燃烧过程。喷油压力随发动机转速下降而降低，不利于柴油机低速性能的提高；驱动扭矩、噪声较大；在国内产品应用中，或者设计新的机体、或者只能采用外挂箱式单体泵；目前只能实现预喷射，如果进入欧4阶段，可能需重新换用新燃油系统（欧4使用催化器，需多次喷射）与机体融为一体的单体泵原理设计。50路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索达到欧IV和欧V的技术从欧从欧III到欧到欧IV的方法：的方法：1）优化燃烧将先颗粒降低到）优化燃烧将先颗粒降低到欧欧IV要求，然后用选择性降要求，然后用选择性降低低Nox氧化催化剂将氧化催化剂将Nox降低降低到到欧到到欧IV要求；要求；2）优化燃烧先将）优化燃烧先将Nox降低到降低到欧欧IV，然后用颗粒过滤器将，然后用颗粒过滤器将颗粒降低到欧颗粒降低到欧IV要求；要求；3）发动机内部措施即用传统）发动机内部措施即用传统燃烧加先进燃烧加先进EGR,高压喷射系高压喷射系统等见统等见红色部分红色部分；4）发动机内部措施加外部措施，）发动机内部措施加外部措施，详见绿色部分详见绿色部分。要达到欧要达到欧V要求，单一燃烧组织不能达到要求，必须使用发动机排放后处理。要求，单一燃烧组织不能达到要求，必须使用发动机排放后处理。51路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（二）、新能源新技术1、小松WA470-6ATOM低转速高扭矩发动机与大容量变矩器匹配，实现同级别中最出色的作业性能。52路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（二）、新能源新技术2、柳工862混合动力技术（成本200万）油电混合动力系统，配进口康明斯，采用超级电容，将机械能转换成电能达到节能，成本高，售价高达200万53路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（二）、新能源新技术3、徐工ZL50G混合动力技术液压混合动力，它将制动能收集为液压能储存起来，达到节能。在普通装载机上加装制动能回收系统，动力系统本身变化不大。54路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（二）、新能源新技术4、XG955CNG天然气装载机（1）、CNG动力燃料使用成本约比燃油车低50（2）、维修成本只有常规燃油车的50。（3）、噪声比燃油车约低40（4）Tier排放。尾气中不含硫化物和铅，二氧化碳排放较低，颗粒排放几乎为零。（5）低温启动性能好（6）安全可靠。55路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索（三）、散热系统1、铜水箱铝水箱2、分体式散热器组合式散热系统模块液压驱动独立散热56