柴油机基本知识.ppt
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1、目录目录二、柴油机基本术语二、柴油机基本术语三、柴油机牌号编制规则三、柴油机牌号编制规则四、柴油机基本原理与组成四、柴油机基本原理与组成五、柴油机技术发展五、柴油机技术发展一、基本概念一、基本概念柴油机的能量转换过程柴油机的能量转换过程燃料的燃料的化学能化学能气体压气体压力能力能机械能机械能一、基本概念一、基本概念1.什么是柴油机?什么是柴油机?什么是柴油机:什么是柴油机:以以柴油柴油为燃料,利用空气在气缸内被为燃料,利用空气在气缸内被压缩压缩产生的产生的高温高温高压,使喷入气缸的柴油高压,使喷入气缸的柴油自燃自燃,并且膨胀作功的内燃机。并且膨胀作功的内燃机。鲁道夫鲁道夫狄塞尔狄塞尔一、基本概
2、念一、基本概念 1、柴油机绝对比汽油机省油,经济性更好,采用高压共轨技术的2.5L柴油机大概和1.6L汽油机油耗相当.2、柴油机扭矩大,低速时提速快,适合城市或者路面不好频繁起步加速3、柴油机由于采用压燃式的爆火方式,所以没有点火电路,是纯机械产物,所以故障率以及故障后维修费用更低。2.2.柴油机有何优点?柴油机有何优点?一、基本概念一、基本概念3.3.柴油机如何分类?柴油机如何分类?直列直列V V型型对置对置一、基本概念一、基本概念星型发动机星型发动机转子发动机转子发动机按冲程数分:有四冲程和二冲程。按冲程数分:有四冲程和二冲程。四冲程:曲轴旋转两周完成一个工作循环。四冲程:曲轴旋转两周完成
3、一个工作循环。二冲程:曲轴旋转一周完成一个工作循环。二冲程:曲轴旋转一周完成一个工作循环。按气缸排列方式分:有直列式、按气缸排列方式分:有直列式、V V型和星型排型和星型排列等。列等。按气缸数分:有单缸机和多缸机(二缸和二缸按气缸数分:有单缸机和多缸机(二缸和二缸以上的)。以上的)。一、基本概念一、基本概念按进气方式:有自然吸气、增压和增压中冷。按进气方式:有自然吸气、增压和增压中冷。按冷却介质分:有水冷和风冷柴油机。按冷却介质分:有水冷和风冷柴油机。按转速分:有高速机、中速机和低速机。按转速分:有高速机、中速机和低速机。转速:转速:n n1000r/min 1000r/min 高速机高速机
4、600r/min600r/minn1000r/min n1000r/min 中速机中速机 n600r/min n600r/min 低速机低速机按用途分:固定用柴油机和移动式柴油机。按用途分:固定用柴油机和移动式柴油机。一、基本概念一、基本概念目录目录二、柴油机基本术语二、柴油机基本术语三、柴油机牌号编制规则三、柴油机牌号编制规则四、柴油机基本原理与组成四、柴油机基本原理与组成五、柴油机技术发展五、柴油机技术发展一、基本概念一、基本概念1.什么叫活塞的死点(或止点)?什么是上死点什么叫活塞的死点(或止点)?什么是上死点和下死点?什么是活塞的行程?和下死点?什么是活塞的行程?上死点上死点下死点下死
5、点活塞行程活塞行程S S曲轴回曲轴回转中心转中心曲柄半径曲柄半径R R活塞行程活塞行程S S曲柄半径曲柄半径R R=22二、常用术语二、常用术语曲轴旋转时,活塞所能到达的两个极限位置称作活塞的死点;距离曲轴旋转中心最远的称作活塞的上死点;距离曲轴旋转中心最近的称作活塞的下死点;上下死点之间的距离称作活塞的行程。二、常用术语二、常用术语2.什么是气缸压缩容积?工作容积?气缸总容积?什么是气缸压缩容积?工作容积?气缸总容积?什么是柴油机的总排量?什么是柴油机的总排量?压缩容积压缩容积VcVc工作容积工作容积VsVs气缸总气缸总容积容积VaVa二、常用术语二、常用术语活塞位于上死点时其顶部与气缸盖底
6、部活塞位于上死点时其顶部与气缸盖底部之间的气缸容积称作之间的气缸容积称作压缩容积压缩容积;活塞从上死点移到下死点所扫过的容积活塞从上死点移到下死点所扫过的容积称作称作工作容积工作容积;活塞位于下死点时其顶部与气缸盖底部活塞位于下死点时其顶部与气缸盖底部之间的气缸容积称作之间的气缸容积称作气缸总容积气缸总容积;所有气缸的工作容积之和称为柴油机的所有气缸的工作容积之和称为柴油机的排量排量。二、常用术语二、常用术语 压缩比:气缸的总容积与燃烧室容积的比值。压缩比:气缸的总容积与燃烧室容积的比值。压缩比:气缸的总容积与燃烧室容积的比值。压缩比:气缸的总容积与燃烧室容积的比值。压压压压缩缩缩缩比比比比是
7、是是是发发发发动动动动机机机机中中中中一一一一个个个个非非非非常常常常重重重重要要要要的的的的概概概概念念念念,压压压压缩缩缩缩比比比比表表表表示示示示了了了了气气气气体体体体的的的的压压压压缩缩缩缩程程程程度度度度。它它它它是是是是气气气气体体体体压压压压缩缩缩缩前前前前的的的的容容容容积积积积与与与与气气气气体体体体压压压压缩缩缩缩后后后后的的的的容容容容积积积积之之之之比比比比值值值值,即即即即气气气气缸缸缸缸总总总总容容容容积积积积与与与与燃燃燃燃烧烧烧烧室室室室容容容容积积积积之之之之比比比比称称称称为为为为压压压压缩缩缩缩比比比比。一一一一般般般般用用用用 表示。表示。表示。表示。
8、式中:式中:式中:式中:Va Va 气缸总容积;气缸总容积;气缸总容积;气缸总容积;Vh Vh 气缸工作容积;气缸工作容积;气缸工作容积;气缸工作容积;Vc Vc 燃烧室容积。燃烧室容积。燃烧室容积。燃烧室容积。3 3 3 3、什么是压缩比?、什么是压缩比?、什么是压缩比?、什么是压缩比?二、常用术语二、常用术语4 4、什么是排放?、什么是排放?、什么是排放?、什么是排放?排放:发动机排出废气中有害物质的含量指标。排放:发动机排出废气中有害物质的含量指标。排放:发动机排出废气中有害物质的含量指标。排放:发动机排出废气中有害物质的含量指标。目前主要限制一氧化碳(目前主要限制一氧化碳(目前主要限制
9、一氧化碳(目前主要限制一氧化碳(COCO)、各种碳氢化)、各种碳氢化)、各种碳氢化)、各种碳氢化合物(合物(合物(合物(HCHC)、氮氧化合物()、氮氧化合物()、氮氧化合物()、氮氧化合物(NOxNOx)、以及除水以)、以及除水以)、以及除水以)、以及除水以外的任何液体或固体微粒。外的任何液体或固体微粒。外的任何液体或固体微粒。外的任何液体或固体微粒。噪音:对人的健康造成不良影响及对学习、工作和噪音:对人的健康造成不良影响及对学习、工作和噪音:对人的健康造成不良影响及对学习、工作和噪音:对人的健康造成不良影响及对学习、工作和休息等正常活动发生干扰的声音。休息等正常活动发生干扰的声音。休息等正
10、常活动发生干扰的声音。休息等正常活动发生干扰的声音。二、常用术语二、常用术语欧洲排放标准欧洲排放标准COHCNOxPm烟度含硫量(PPm)欧4.51.18.00.360.611000欧4.01.17.00.150.25500欧1.52.1 0.250.66 2.05.0 0.100.13 0.150.8 350欧1.50.463.50.020.5欧1.50.462.00.020.5二、常用术语二、常用术语转速转速功率功率动力性动力性能指标能指标扭矩扭矩动力性能指标是用来表征做功动力性能指标是用来表征做功能力大小的指标。能力大小的指标。二、常用术语二、常用术语功率:在单位时间内柴油机对外输出的有
11、效功,单位为kW。转速:柴油机曲轴每分钟所转动的圈数,单位为r/min。扭矩:柴油机对外输出的有效扭矩转动力矩,单位为Nm Pe=Men/9550(kW)动力性能指标是满足用户的配套需求。动力性能指标是满足用户的配套需求。二、常用术语二、常用术语经济性经济性能指标能指标机油消耗率机油消耗率有效热效率有效热效率经济性能指标表征柴油机经济性能指标表征柴油机的工作使用成本。的工作使用成本。燃油消耗率燃油消耗率二、常用术语二、常用术语有效热效率:燃料燃烧所产生的热量转换成有效功的百分数。燃油消耗率:柴油机单位时间、单位功率所消耗的燃油量,单位为g/(kWh)。机油消耗率:柴油机单位时间、单位功率所消耗
12、的机油量,单位为g/(kWh)。以上指标是发动机在台架试验中测量考核的指标,与用户的实际情况存在差异,影响的因素也较复杂。二、常用术语二、常用术语目录目录二、柴油机基本术语二、柴油机基本术语三、柴油机牌号编制规则三、柴油机牌号编制规则四、柴油机基本原理与组成四、柴油机基本原理与组成五、柴油机技术发展五、柴油机技术发展一、基本概念一、基本概念三、柴油机牌号编制规则三、柴油机牌号编制规则目录目录二、柴油机基本术语二、柴油机基本术语三、柴油机牌号编制规则三、柴油机牌号编制规则四、柴油机基本原理与组成四、柴油机基本原理与组成五、柴油机技术发展五、柴油机技术发展一、基本概念一、基本概念四、柴油机基本工作
13、原理与组成四、柴油机基本工作原理与组成柴油机一个工作循环由四个工柴油机一个工作循环由四个工作冲程组成,即:作冲程组成,即:进气冲程进气冲程压缩冲程压缩冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程柴油机的连续运转是由无限个柴油机的连续运转是由无限个工作循环构成。工作循环构成。在柴油机四个工作冲程中,只有燃烧做功冲程在柴油机四个工作冲程中,只有燃烧做功冲程对外做功,其他三个冲程消耗能量。对外做功,其他三个冲程消耗能量。吸气冲程吸气冲程 压缩冲程压缩冲程 做功冲程做功冲程 排气冲程排气冲程 180CA180CA180CA180CA进气阀进气阀 排气阀排气阀 四、柴油机基本工作原理与组成四、柴油机基本工作原理
14、与组成进气冲程进气冲程 活塞由上止点向下止点活塞由上止点向下止点移动,进气阀打开,排移动,进气阀打开,排气阀关闭。气阀关闭。在柴油机进气冲程中,在柴油机进气冲程中,纯净空气被吸入气缸,纯净空气被吸入气缸,为柴油燃烧提供氧气。为柴油燃烧提供氧气。四、柴油机基本工作原理与组成四、柴油机基本工作原理与组成压缩冲程压缩冲程 活塞由下止点向上止点移活塞由下止点向上止点移动,进气阀和排气阀全动,进气阀和排气阀全部关闭。部关闭。柴油机压缩比较大,压柴油机压缩比较大,压缩终点时气缸内气体压缩终点时气缸内气体压力可高达力可高达35MPa,温度,温度可达可达310340K,为气缸,为气缸内油气混和与点火做好内油气
15、混和与点火做好准备。准备。四、柴油机基本工作原理与组成四、柴油机基本工作原理与组成做功冲程做功冲程 活塞由上止点向下止点移活塞由上止点向下止点移动,进气阀和排气阀同时动,进气阀和排气阀同时关闭。关闭。压缩冲程结束时喷入燃烧压缩冲程结束时喷入燃烧室内的柴油,与高温高压室内的柴油,与高温高压气体混和并燃烧。燃气受气体混和并燃烧。燃气受热膨胀,推动活塞下移,热膨胀,推动活塞下移,对外做功。对外做功。四、柴油机基本工作原理与组成四、柴油机基本工作原理与组成排气冲程排气冲程 活塞由下止点向上止点活塞由下止点向上止点移动,进气阀关闭,排移动,进气阀关闭,排气阀打开。气阀打开。通过活塞将废气排出气通过活塞将
16、废气排出气缸,为下一个工作循环缸,为下一个工作循环做好准备。做好准备。四、柴油机基本工作原理与组成四、柴油机基本工作原理与组成柴油机的基本组成柴油机的基本组成 机机体体组组件件曲曲柄柄连连杆杆机机构构配配气气机机构构燃燃油油供供给给系系统统润润滑滑系系统统冷冷却却系系统统启启动动系系统统四、柴油机基本工作原理与组成四、柴油机基本工作原理与组成(一)机体组件(一)机体组件【功能功能】各机构和系统的装备骨架,并作各机构和系统的装备骨架,并作某些系统的组成部分。某些系统的组成部分。【组成组成】气缸盖、气缸体、曲轴箱、油底气缸盖、气缸体、曲轴箱、油底壳等零部件。壳等零部件。四、柴油机基本工作原理与组成
17、四、柴油机基本工作原理与组成曲轴箱曲轴箱曲轴箱曲轴箱气缸体气缸体气缸体气缸体气缸垫气缸垫气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸盖气缸盖气缸气缸气缸气缸油道和水道油道和水道油道和水道油道和水道油底壳油底壳油底壳油底壳四、柴油机基本工作原理与组成四、柴油机基本工作原理与组成(二)曲柄连杆机构(二)曲柄连杆机构【功能功能】将活塞的往复运动转换为曲轴的将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动,从而实现热能向机械能的转旋转运动,从而实现热能向机械能的转换;曲轴飞轮组还承担着柴油机功率输换;曲轴飞轮组还承担着柴油机功率输出的功能。出的功能。【组成组成】活塞组、连杆组、曲轴飞轮组。活塞组、连杆组、曲轴飞轮组。四、柴油机基
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