《发动机下》PPT课件.ppt
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1、汽车构造第六章柴油机供给系柴油机供给系组成及燃烧室形状喷油器、喷油泵及调速器的结构和工作原理了解电控柴油机喷射系统的结构2022/12/271汽车构造6.1概述柴油机供给系的功用及柴油柴油机供给系的组成柴油机的特点2022/12/272汽车构造柴油机供给系的功用储存、滤请和输送柴油,并按照柴油机各工况需求,定时、定量、定压将柴油喷入燃烧室,最后将废气排入大气。2022/12/273汽车构造柴油发火性:十六烷值,十六烷值越高,发火性越好。蒸发性:蒸发性越好,越有利于燃烧。凝点:表明柴油的低温流动性柴油牌号2022/12/274汽车构造柴油机供给系的组成燃油供给装置:喷油泵、喷油器、调速器、输油泵
2、、滤清器、油管等组成空气供给装置混合气形成装置废气排出装置2022/12/275汽车构造燃油供给装置低压油路:油压是由输油泵建立的,而输油泵的出油压力一般为01503MPa,故这段油路称为低压油路,只用以向喷油泵供给滤清的燃油。油箱粗滤器输油泵细滤器高压油路:油压是由喷油泵建立的,一10MPa般在以上,故称此段油路为高压油路。喷油泵喷油器喷油(回油)高压油管2022/12/276汽车构造柴油机的使用特点压缩比大经济性好,同样排量的柴油发动机可比汽油机节油25-30%故障少排气污染小,同样排量的柴油发动机可比汽油机的CO2少40%,CO和HC少10%左右排气噪声大制造成本高,高10-15%左右2
3、022/12/277汽车构造6.2柴油机可燃混合气的形成和燃烧过程可燃混合气的形成燃烧过程2022/12/278汽车构造形成特点时间短混合气不均匀燃烧不均匀2022/12/279汽车构造形成方式空间雾化混合油膜蒸发混合复合式过程柴油喷到燃烧室空间,混合不均匀柴油喷到室壁上,5先形成混合气燃烧,再促使油膜形成混合气两种方式混合使用,以空间雾化为主提高方法1.喷油束与室形状相适应2.室内空气运动,促进混合燃烧室形状应有利于形成旋转气流2022/12/2710汽车构造提高柴油机动力性和经济性的方法十六烷值较高的柴油高压缩比喷油压力足够高燃烧室形状可产生强烈空气运动2022/12/2711汽车构造6.
4、3燃烧室统一式燃烧室分隔式燃烧室2022/12/2712汽车构造统一式燃烧室燃烧室类型 型 球型 四角型 U型剖面形状纵剖面 型纵剖面大半圆形纵剖面近似 型纵剖面U形混合气形成空间雾化混合油膜蒸发混合空间雾化混合复合式喷油器类型孔式(压力高,多孔)孔式(少孔)孔式(多孔)孔式进气道类型切向进气道螺旋进气道螺旋进气道扭切进气道优点起动性能好、经济性好,形状简单易加工,结构紧凑工作平稳、柔和,燃烧彻底较高的经济性和动力性控制了Nox的生成起动性、动力性、经济性好适应对象中小型高速柴油机应用不广高速柴油机应用较广缺点工作粗暴,孔易堵起动性差,工况适应性差2022/12/2713汽车构造分隔式燃烧室两
5、个空间,一个在缸盖中(副燃烧室),一个在活塞顶(主燃烧室),两部分间有孔道相连。2022/12/2714汽车构造两种类型涡流室式预燃室式 组成副燃烧室体积大,5080上半部直接铸出,下半部耐热钢做成,镶入气缸副燃烧室镶入气缸盖,体积占2545混合气形成空间雾化混合空间雾化混合涡流运动副室中强烈的涡流运动副室中无规则的紊流运动喷油器类型轴针式喷油器轴针式喷油器燃烧特点大部分在副室中燃烧,燃烧完全大部分在主室中燃烧,燃烧完全 优点工作柔和,高速适应性好,噪声小,排污少同前 缺点起动性差,经济性差,热效率地同前2022/12/2715汽车构造燃烧室形状2022/12/2716汽车构造6.4喷油器功用
6、:根据喷油泵出口压力对喷射燃油进行计量,并以高压将柴油雾化成颗粒,喷入到燃烧室中,剩余燃油流回油箱。此外,喷油器在规定的停止喷油时刻应能迅速地切断燃油的供给,不发生滴漏现象。类型:孔式、轴针式2022/12/2717汽车构造孔式喷油器组成:针阀偶件11-12、顶杆8、调压弹簧7、喷油器体13等2022/12/2718汽车构造针阀偶件针阀上部的圆柱表面通针阀体的相应内圆柱面作高精度的滑动配合,配合间隙为0001o004mm。此间隙过大则乍能发生漏油而使油压下降,影响喷雾质量;间隙过小时针阀将不能自由滑动。针阀偶件的配合面通常是经过精磨后再相互研磨而保证其配合精度的。所以选配和研磨好的一副针阀偶件
7、是不能互换的,这点在维修过程中应特别注意。2022/12/2719汽车构造轴针式喷油器与孔式相比,喷孔只有一个、较大,不易堵塞、易加工,喷油压力较低,轴针较复杂,具有自洁作用。2022/12/2720汽车构造功用:定时、定量地向喷油器输送高压燃油6.5喷油泵2022/12/2721汽车构造多缸柴油机喷油泵的要求各缸的供油次序符合所要求的发动机发火次序;各缸供油量均匀,不均匀度在标定工况下不大于34;各缸供油提前角一致,相差不大于0.5度曲轴转角;为避免喷油器的滴漏现象,喷油泵还必须保证供油停止迅速。2022/12/2722汽车构造喷油泵的类型柱塞式转子式分配泵2022/12/2723汽车构造柱
8、塞式喷油泵(1)泵油机构(2)油量调节机构(3)驱动机构(4)喷油泵体2022/12/2724汽车构造柱塞(斜槽)2022/12/2725汽车构造两大偶件柱塞偶件:柱塞套、柱塞,配合间隙0.0015-0.0025mm;柱塞弹簧出油阀偶件:出油阀、出油阀座、出油阀弹簧2022/12/2726汽车构造油量调节机构齿杆的轴向位置由驾驶员或调速器控制。移动齿杆时,齿圈连同控制套筒带动柱塞1相对于不动的柱塞套5转动,以调节供油量。2022/12/2727汽车构造6.6调速器用来随柴油机负荷的变化自动调节喷油泵的油量,自动改变柴油机转速,使柴油机稳定运转的装置。用来防止柴油机飞车(转速过高)和熄火(转速过
9、低)。2022/12/2728汽车构造不使用调速器的情况实验表明:在某一较高转速时,Me降低一点,转速n会更大,柴油机便导致飞车,排气管冒黑烟,发动机过热等故障。反之,Me稍有提高,柴油机转速便下降很大,甚至熄火。2022/12/2729汽车构造类型单程式(定速):发动机转速几乎不变,通常用来限制最高转速(飞车)。一般用于小型工业柴油机。两速式:限制最低(熄火)和最高转速(飞车)。中间转速不起作用。用于部分汽车。全速式:可控制从最低到最高转速间任一转速的供油量,即使发动机在任一转速下稳定工作。应用广泛,车用较多。综合式:兼具两速和全程的功能,不同发动机工况,互换使用。两速式、全程式调速器车用最
10、广,其作用原理均为离心作用,因此成为机械离心式调速器。2022/12/2730汽车构造两速式工作原理较低转速时,飞块(产生离心力)随转速大小产生离心力,离心力与怠速弹簧及起动弹簧弹力平衡时,供油调节齿杆位置不变,发动机稳定运转。若转速降低(熄火),离心力减小,在弹簧和机械机构作用下,供油太藕节齿杆移动,增加供油量,使发动机转速回升。若转速升高,离心力增大,大于弹力,机械机构作用下,齿杆反方向移动,供油量减小,转速下降。2022/12/2731汽车构造两速式工作原理正常工作转速时,调速器不起作用,由驾驶员控制供油量调节。最高转速时,即超过规定的最高转速,离心力已足够大到克服调速弹簧弹力,通过机械
11、机构,使供油调节拉杆移动,减小供油量。(因此,可改变调速弹簧预紧力来调节发动机最高转速)优点:加速踏板力小、加速性能好、加速时冒烟少。2022/12/2732汽车构造全程式工作原理随转速变化,离心力增大,通过机械机构传动,带动供油调节拉杆运动,来改变供油量大小。优点:可适应复杂路况及负荷多变情况,减轻驾驶员疲劳度。2022/12/2733汽车构造6.7喷油提前角调节装置喷油提前角指喷油开始时,活塞距离压缩终了上止点的曲轴转角。喷油提前角实际上是由喷油泵供油提前角保证的。而调节整个喷油泵供油提前角的方法是改变发动机曲轴与喷油泵凸轮轴的相对角位置为满足最佳喷油提前角随转速升高而增大的要求。2022
12、/12/2734汽车构造喷油提前角大小对柴油机性能的影响过大过大喷油提前角过大时,由于喷油时缸内空气温度较低,混合气形成条件较差,备燃期较长,将导致发动机工作粗暴。过小过小喷油提前角过小时,将使燃烧过程延后过多,所能达到的最高压力较低,热效率也显著下降,且排气管中常有白烟冒出。2022/12/2735汽车构造最佳喷油提前角最佳喷油提前角是在转速和供油量一定的条件下,能获得最大功率及最小燃油消耗率的喷油提前角。应当指出,对任何一台柴油仉,最佳喷油提前角都不是常数,而是随供油量和曲轴转速变化的。供油量愈大,转速愈高,则最佳喷油提前角也愈大2022/12/2736汽车构造机械离心式喷油提前角自动调节
13、器发动机工作时,驱动盘9连同飞块4受发动机曲轴的驱动而沿图中箭头方向旋转,两个飞块的活动端向外甩开,滚轮5则迫使从动盘8沿箭头所示方向相对驱动盘9超前转过一个角度直到弹簧1的压缩弹力与飞块离心力相平衡时为止,于是驱动盘9与从动盘8同步旋转(图545b)。当转速升高时,飞块活动端便进一步向外甩出,飞块上的滚轮5推动从动盘8相对驱动盘9沿箭头所示方向再超前转动一个角度,直到弹簧1的压缩弹力足以平衡新的飞块离心力为止。这样,供油提前角便相应地增大。反之,当发动机转速降低时,供油提前角相应减小。2022/12/2737汽车构造6.8辅助装置柴油机供给系中不可缺少的组成部件,如:输油泵、滤清器、起动电热
14、塞等2022/12/2738汽车构造输油泵从油箱中吸出柴油,并建立一定油压,送入喷油泵。有活塞式、刮片式、齿轮式、转子式等类型。2022/12/2739汽车构造活塞式输油泵由喷油泵凸轮轴上的偏心轮驱动,活塞将内腔隔为两部分,上为压油腔,下为吸油腔(两油腔间有旁通油道连接)。活塞上下运动,两油腔体积变化,压力变化,从而出油和吸油。2022/12/2740汽车构造齿轮式输油泵其工作原理与汽油齿轮泵相似。起动时手动泵的作用:加大出油量2022/12/2741汽车构造柴油滤清器有粗滤器和细滤器之分。滤芯多用纸质,也有金属丝、毛毡、绸布等材料。两级滤清器:一级纸滤芯,二级毛毡、绸布滤芯。滤清效果好。20
15、22/12/2742汽车构造起动电热塞通过加热空气改变气缸内温度,提高柴油机起动性能的装置。2022/12/2743高压共轨(CommonRail)电喷技术是指在高压油泵、压力传感器和电子控制单元(ECU)组成的闭环系统中,将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。它是由高压油泵将高压燃油输送到公共供油管(Rail),通过公共供油管内的油压实现精确控制,使高压油管压力(Pressure)大小与发动机的转速无关,可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速变化的程度.目前世界上主要有三大公司在研发和生产柴油机高压共轨系统,日本电装、德国博世和美国福特。共轨系统第3代压电式(piezo)共
16、轨系统,压电执行器代替了电磁阀,没有了回油管,结构更简单。压力从2002000帕弹性调节。最小喷射量可控制在0.5mm3,减小了烟度和NOX的排放。柴油机电控2022/12/2744电控高压共轨喷油系统特点宽广的应用领域(用于小型乘用车和轻型载重车,每缸功率可达30kW;用于重型载重车、内燃机车和船舶,每缸功率可达200kW左右)。喷油压力可达135MPa,甚至更高。喷油始点可变。可实现预喷射、主喷射和后喷射。喷油压力可随柴油机运转工况而变化。2022/12/2745分类n)高压共轨系统。高压输油泵将压力输送至共轨中消除压力的脉动,再分送到各喷油器;当电子控制装置按需要发出指令信号后,高速电磁
17、阀(响应在左右)迅速打开或关闭,进而控制喷油器工作,即按设定的要求喷出或停喷高压燃油。)中压共轨系统。中压输油泵(压力为)将中压燃油输送到共轨中消除压力的脉动,再分送至带有增压柱塞的喷油器中;当高速电磁阀开关阀接收到电子控制装置发送的指令信号后,迅速开启或关闭,从而控制燃油器的工作,迅即通过高压柱塞的增压作用,将从共轨中来的中压燃油加压至高压()后喷出或停喷。高压共轨系统与中压共轨系统的主要判别是,高压燃油的获得方式不同;前者由高压燃油泵直接提供,而后者则借助于增压柱塞增压后获得。2022/12/27462022/12/2747ECU实物图实物图2022/12/2748试验台架实物图试验台架实
18、物图2022/12/2749汽车构造第七章冷却系冷却系功用、类型及工作过程冷却系的构造2022/12/2750汽车构造7.1冷却系的功用和分类功用:把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。2022/12/2751汽车构造冷却过度发动机过冷,进入气缸的混合气或空气温度低而点燃困难,造成发动机功率下降、油耗上升;润滑油粘度增大,零件磨损加剧。2022/12/2752汽车构造冷却不足发动机过热,充气效率下降,早燃和爆燃倾向加大,发动机功率下降;零件间间隙变小,导致不能正常运动,甚至卡死、损坏;润滑油粘度减小,使零件磨损加剧。2022/12/2753汽车构造冷却系类型
19、水冷系是以水作为冷却介质,把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。风冷系是以空气作为冷却介质,把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。2022/12/2754汽车构造7.2强制循环水冷系水冷系的优点:冷却效果好,布置紧凑,使用方便,噪声小。强制循环水冷系:目前的水冷系一般由水泵强制给水(或冷却液)在冷却系中进行循环流动,故称强制循环水冷系2022/12/2755汽车构造水冷系的组成水冷系大都是由散热器、水泵、风扇、冷却水套和温度调节装置等组成。(如下图所示)2022/12/2756汽车构造水冷系的工作过程水泵强制冷却水循环,冷却水在水套内吸收热量后,流经散热器,将热量散发到空气中,然后再流
20、入水套。如此循环,以保证发动机在最佳温度下工作。根据发动机温度高低,水冷系有两种冷却循环路线。2022/12/2757汽车构造大循环小循环大循环当发动机在正常热状态下工作时,即水温高于80,冷却水应全部流经散热器,形成大循环。此时节温器的主阀门完全开启,而侧阀门将旁通孔完全关闭。小循环当水温低时,水不经过散热器(只流经节温器侧阀门)而进行的循环流动。2022/12/2758汽车构造散热器(水箱)由上水室、散热器芯和下水室等组成。其功用是增大散热面积,加速水的冷却。2022/12/2759汽车构造散热器(水箱)散热器上贮水室顶部有加水口,平时用散热器盖盖住,冷却水即由此注入整个冷却系。在上、下贮
21、水室分别装有进水管和出水管,分别用橡胶软管和气缸盖的出水管和水泵的进水管相连。由发动机气缸盖上出水管流出的温度较高的热水经过进水软管进入上贮水室,经冷却管得到冷却后流入下贮水室,由出水管流出被吸入水泵。在散热器下贮水室的出水管上还有一个放水阀。2022/12/2760汽车构造散热器芯2022/12/2761汽车构造管片式管带式管片式由冷却管和扁形散热片组成。刚度和强度较大。管带式由冷却管和折叠散热带组成,散热能力较强、制造工艺简单、质量小、成本低;但刚度较小。2022/12/2762汽车构造散热器盖蒸汽空气阀开盖时注意:缓慢旋开,防止烫伤空气阀蒸汽阀弹簧蒸汽管2022/12/2763汽车构造水
22、泵对冷却水加压,加速冷却水的循环流动,保证冷却可靠。车用发动机多采用离心式水泵。风扇提高通过散热器芯的空气流速,增加散热效果,加速水的冷却。风扇通常安排在散热器后面,并与水泵同轴。当风扇旋转时,对空气产生吸力,使之沿轴向流动。空气流由前向后通过散热器芯,使流经散热器芯的冷却水加速冷却。2022/12/2764汽车构造风扇风扇材料:钢板、尼龙、铝合金、工程塑料等风扇叶片的安装倾斜角不均匀,目的是减少振动和噪声风扇皮带调整:过松会打滑,过紧会增加轴承磨损。2022/12/2765汽车构造水冷却强度调节装置改变流经散热器的空气量改变流经散热器的冷却水量2022/12/2766汽车构造百叶窗改变空气量
23、。百叶窗、保温帘2022/12/2767汽车构造风扇离合器改变流经散热器的空气量,控制风扇的起作用时间、扇风量和扇风强度。主要部件:温控开关即达到一定温度时,风扇离合器结合,风扇起作用。试验表明,在发动机工作过程中,只有10的时间风扇起作用。2022/12/2768汽车构造风扇离合器的类型硅油风扇离合器:利用一定温度时,硅油体积变化带动离合器结合。机械式风扇离合器:利用记忆弹簧的形状记忆效应及其一定温度时形状变化。电磁风扇离合器:达到一定温度时,水温感应开关的电路接通,离合器结合。2022/12/2769汽车构造节温器改变通过散热器的冷却水流量。蜡式节温器乙醚折叠式节温器2022/12/277
24、0汽车构造蜡式节温器蜡式节温器在橡胶管和感应体之间的空间里装有石蜡,为提高导热性,石蜡中常掺有铜粉或铝粉。常温时,石蜡呈固态,阀门压在阀座上。这时阀门关闭了通往散热器的水路,来自发动机缸盖出水口的冷却水,经水泵又流回气缸体水套中,进行小循环。当发动机水温升高时(76以上),石蜡逐渐变成液态,体积随之增大,迫使橡胶管收缩,从而对反推杆上端头产生向上的推力。由于反推杆上端固定,故反推杆对橡胶管、感应体产生向下反推力,阀门开启,当发动机水温达到80以上时,阀门全开,来自气缸盖出水口的冷却水流向散热器,而进行大循环。2022/12/2771汽车构造折叠式节温器膨胀筒式节温器是由具有弹性的、折叠式的密闭
25、圆筒(用黄铜制成),内装有易于挥发的乙醚。主阀门和侧阀门随膨胀筒上端一起上下移动。膨胀筒内液体的蒸气压力随着周围温度的变化而变化,故圆筒高度也随温度而变化。水温高于80时,主阀门完全开启,侧阀门关闭,大循环。水温低于70时,侧阀门完全开启,主阀门关闭,小循环。水温7080时,两阀门均部分开启。2022/12/2772汽车构造第八章发动机润滑系润滑系的功用、组成和润滑方式典型润滑油路的构造润滑系主要部件曲轴箱通风2022/12/2773汽车构造润滑系的功用润滑清洁冷却防锈密封(针对气缸)缓冲降噪2022/12/2774汽车构造润滑的作用机理润滑的作用机理轴承轴承轴轴润滑油2022/12/2775
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