柴油发动机结构及其工作原理.ppt

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1、 结构及其原理介绍重庆大学实习论文必备！一、柴油机工作原理及特点燃料与空气混合后在机器内部燃烧而产生热能，然后再转变为机械能。燃料与空气混合后在机器内部燃烧而产生热能，然后再转变为机械能。柴油机的基本术语l上、下止点l缸径l行程l工作容积l排量排量l燃烧室容积燃烧室容积l压缩比压缩比柴油机的工作原理简述工作行程进气行程起动机通电带动曲轴旋转，曲轴的转动使活塞自上而下运动，这时，排气门关闭，进气门打开，新鲜空气进入气缸和燃烧室。压缩行程活塞从下止点向上运动，这时，进气门和排气门均关闭，吸入气缸内的空气受到活塞的压缩，压力提高，温度也随之升高。做功行程当活塞压缩到上止点，喷油器向燃烧室喷入雾状柴油

2、，油雾与压缩空气充分混合，形成高温高压的燃气，并开始自行着火燃烧，混合汽膨胀做功，推动活塞向下运动，从而推动曲轴转动，对外输出功。排气行程活塞从下止点往上运动，这时，进气门关闭，排气门打开，燃烧废气在活塞的推动下排出燃烧室外，完成一个工作行程，这时曲轴转动两周。当柴油机完成排气行程后，在曲轴飞轮总成的惯性力作用下，又重复上述工作循环过程，使柴油机连续运转对外输出功率。柴油机和汽油机区别 汽油机柴油机汽油与空气缸外混合，进入可燃混合气进入气缸的是纯空气电火花点燃混合气高温气体加热柴油燃烧有点火系无点火系无喷油器有喷油器燃料的理化性能决定了汽油机是点燃，柴油机是压燃。燃料的理化性能决定了汽油机是点

3、燃，柴油机是压燃。柴油机和汽油机区别燃料特性：柴油：粘度大、挥发性差、自燃性好汽油：粘度小、挥发性好、燃点相对于柴油高燃油供给系统：柴油机：传统的为燃油喷射系统，又称为泵管嘴系统。柴油机的燃油喷射系统结构较汽油机复杂，高压油泵需要一套驱动机构来驱动，并要带一套调速机构。近代柴油机很多应用了高压共轨电控系统、单体泵电控系统。汽油机：汽油机主要采用化油器式燃料供给系统；近代汽油机借鉴直喷柴油机的优点，更多的采用了电喷系统（分进气道喷射和气缸内喷射两种）。柴油机和汽油机区别空燃比：柴油机：柴油机空燃比只有一种情况：1；柴油机可实现高增压中冷技术，电控化较汽油机易实现。因而具有升功率高、动力强劲、燃烧

4、更完全和经济性好、排放低等显著特点与优点汽油机：汽油机空气燃料比有三种状态：1；或1；或1。汽油机动力和经济性相对较低，废气排放控制技术要求更高、更难。柴油机和汽油机区别汽油机与柴油机比较各有特点；汽油机转速高，质量小，噪音小，起动容易，制造成本低；柴油机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都比汽油机好，这些都是柴油机的显著优势。由于现在燃油价格一路飙升，汽油机的使用成本越来越高，柴油的价格优势掀起了汽改柴的一代潮流，随着柴油机设计水品和柴油机零部件生产工艺的提高，柴油机原有噪声大、体积庞大、质量沉重振动大，制造和维修费用高等问题都得到了克服。二、柴油零部件系统构成及各系统工作原理柴油机外形

5、下下右右左左油标尺油标尺加机油口加机油口水泵水泵张紧轮张紧轮节温器节温器柴油机外形风扇风扇减振器减振器油底壳油底壳飞轮壳飞轮壳起动机起动机柴油滤清器柴油滤清器进气管进气管喷油泵总成喷油泵总成充电发充电发电机电机柴油机外形机油滤清器机油滤清器涡轮增涡轮增压器压器排气管排气管机油冷却器机油冷却器空压机空压机厂牌厂牌起吊环起吊环放水阀放水阀柴油机的基本构成两大机构l曲柄连杆机构l配气机构五大系统五大系统l进排气系统进排气系统l燃料供给系统燃料供给系统l润滑系统润滑系统l冷却系统冷却系统l起动系统起动系统骨架l机体l气缸套l曲轴箱l气缸盖l油底壳柴油机的基本构成机体是发动机的骨架，用于安装和支撑发动机

6、各总成零部件，由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫组成。曲轴箱曲轴箱气缸体气缸体气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸气缸油道和水道油道和水道油底壳油底壳机体-曲轴箱气缸体水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，一般用灰铸铁铸成，气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋，挺柱腔、冷却水套和润滑油道、水道等。气缸体的结构分类气缸体的结构通常有三种，以相对曲轴中心线（上图的红色虚线表示）的高度来区别平分式曲轴箱机体该结构加工方便、拆装方便龙门式曲轴箱机体该结构抗弯曲、抗扭转刚度较好，拆装也方便隧道式曲轴箱机体该结构刚性最好，但拆

7、装不太方便平分式平分式龙门式龙门式隧道式隧道式YC4D机体机体YC6A机体机体YC6G机体机体YC6J机体机体YC4E机体机体YC4G机体机体机体-曲轴箱机体YC6M气缸体气缸体6M曲轴箱曲轴箱YC6L气缸体气缸体YC6L机体加强板机体加强板YC4E气缸体气缸体机体的检查要点1、机体各加工面的加工精度的检查2、机体试漏试验：气压、水压3、机体清洁：钢丝刷、捅条、磁力棒、清洗液、压缩空气4、机体各堵盖的试漏试验5、冷却喷钩打靶试验气缸套机体上部气缸孔内镶嵌有气缸套。目的：解决成本与寿命之间的矛盾。气缸内镶了用耐磨的高级铸铁材料制成的气缸套，而缸体则可用价廉的普通铸铁或质量轻的铝合金制成，这样，既

8、延长了使用寿命，又节省了好材料。5 5）干缸套和湿缸套名称特点示意图干缸套外壁不直接与冷却水接触。1 1）壁厚较薄（1mm1mm3mm3mm）；2 2）与刚体承孔过盈配合；3 3）不易漏水漏气。4 4）安装方法湿缸套外壁直接与冷却水接触。1 1）壁厚较厚（5mm5mm9mm9mm）；2 2）散热效果好；3 3）便于拆卸强度和刚度强度和刚度都较好，加都较好，加工复杂，拆工复杂，拆装不便，散装不便，散热不良。热不良。散热良好、冷散热良好、冷却均匀、加工却均匀、加工容易。强度和容易。强度和刚度不如干缸刚度不如干缸套，易漏水、套，易漏水、生锈、穴蚀。生锈、穴蚀。干式缸套YC6112干式缸套结构，缸套内

9、壁加工有网纹。采用珩磨工艺加工成沟槽与小平台均匀相间的交叉网纹表面。同时对珩磨网纹的表面网纹角度、沟槽深度和数量、轮廓图形的偏斜度、轮廓支承长度率以及表面层的加工质量等有一定的要求。此种结构能提高缸孔的耐磨性、可靠性、延长使用寿命。多网纹小平台工艺使工件表面形成众多且较密集的螺纹网络，造成许多诸油沟槽，增强了蓄油能力。由于这些网纹沟槽相互贯通及储油槽油压的作用，大大减少了油膜中断的机率，从而明显改善了供油状况和油膜分布状况；小平台因网纹相互隔开，不可能形成连续较大面积的干摩擦或边界摩擦区半干摩擦区，大大降低熔着磨损扩大化的机率YC4112为干式过盈配合。为干式过盈配合。YC4110机为干式间隙

10、配合。机为干式间隙配合。YC6112机分钢缸套与铸铁缸套，都属过盈配合的干式缸套。机分钢缸套与铸铁缸套，都属过盈配合的干式缸套。湿式缸套内部同样采用加工网纹外部的工艺性好4F、6A、6B、4D、6L、6M均采用了湿式缸套气缸套的安装要点1、缸套突出高度的测量、调整、意义2、封水圈的安装注意要求气缸盖YC4DYC4GYC4EYC6JYC6AYC6G作用：密封气缸的上平面，与活塞顶共同形成燃烧室作用：密封气缸的上平面，与活塞顶共同形成燃烧室结构多样结构多样四气门结构的缸盖气缸垫气缸垫1 1）.作用：保证缸体与缸盖间的密封，防止漏水、漏气、窜油作用：保证缸体与缸盖间的密封，防止漏水、漏气、窜油 。2

11、 2）.材料：有弹性、耐热性、耐压性材料：有弹性、耐热性、耐压性3 3）.安装时注意方向安装时注意方向4 4）.分类：分类：气缸垫气缸盖组件装配要点气缸盖平面度气门下沉量喷油嘴凸出气缸盖底面高度气缸盖螺栓拧紧力矩功用：贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。功用：贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。构造：构造：（1 1）用薄钢板冲压而成。）用薄钢板冲压而成。(2)(2)储储油油、内内部部设设有有稳稳油油挡挡板板，以以防防止止汽汽车车振振动动时时油油底底壳壳油油面面产产生生较较大大的的波波动。动。(3)(3)最低处有放油塞最低处有放油塞(磁性磁性)(4)(4)曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫。曲轴箱与油底壳之间有密封衬

12、垫。油底壳油底壳曲柄连杆机构曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的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。它由活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。主要运动零件。它由活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。主要运动零件。它由活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。主要运动零件。它由活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内

13、作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。曲轴飞轮总成玉柴各种机型的曲轴均采用整体式全支承结构（即相邻

14、两个曲拐之间都设有主轴颈）。小头端与正时齿轮有多种定位安装形式：键槽、销钉、过盈配合曲轴的装配要点曲轴的清洗：正时齿轮的安装：上下主轴瓦、止推片（瓦）的安装曲轴轴向间隙的检查和调整主轴承螺栓的拧紧力矩活塞连杆总成气环气环油环油环活塞销活塞销活塞活塞连杆连杆连杆螺栓连杆螺栓连杆轴瓦连杆轴瓦连杆盖连杆盖功用：功用：(1)活塞顶部与气缸盖、气缸壁活塞顶部与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室；等共同组成燃烧室；(2)活塞承受气体压力，并将此活塞承受气体压力，并将此力传给连杆，以推动曲轴旋转。力传给连杆，以推动曲轴旋转。工作环境：工作环境：高温、散热条件差；顶部工作温高温、散热条件差；顶部工作温度高且分布不

15、均匀；高速，活塞度高且分布不均匀；高速，活塞线速度，承受很大的惯性力。线速度，承受很大的惯性力。活塞根据柴油机的不同功率，选用不同结构材质的活塞活塞顶部上有着活塞的种类和安装标记内冷油道活塞截面图 内冷油道活塞，对应大流量冷却喷嘴，降低热负荷，提高可靠性。内冷油道活塞，对应大流量冷却喷嘴，降低热负荷，提高可靠性。润滑油沿环形油道围绕燃烧室流动，可很好的冷却活塞。进油口回油口活塞冷却喷钩各种机型连杆YC4108、YC4110、YC4F：平切连杆大头、平切连杆大头、止口定位止口定位各种机型连杆YC6108、YC6105：斜切连杆大头、锯齿形定位斜切连杆大头、锯齿形定位YC6112、YC4112：斜

16、切连杆大头、止口定位斜切连杆大头、止口定位活塞连杆装配要点活塞装配记号活塞环开口朝向连杆螺栓的拧紧凸轮轴凸轮轴挺柱挺柱推杆推杆摇臂摇臂凸轮轴正凸轮轴正时齿轮时齿轮摇臂轴摇臂轴配气机构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排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使

17、废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。凸轮轴凸轮轴利用各缸进、排气凸轮控制气门的运动，使气门按一定的凸轮轴利用各缸进、排气凸轮控制气门的运动，使气门按一定的工作顺序和配气相位开启和关闭，并保证气门有足够的开度。凸工作顺序和配气相位开启和关闭

18、，并保证气门有足够的开度。凸轮的型线决定了气门持续开启的时间和气门的升程。轮的型线决定了气门持续开启的时间和气门的升程。挺柱YC6G、YC4G、YC4E型挺柱型挺柱YC6A、YC6J、YC4D型挺柱型挺柱作用：把凸轮的推力通过推杆和摇臂传到气门。作用：把凸轮的推力通过推杆和摇臂传到气门。气门弹簧作用：保证气门在关闭时能压紧在气门座上并确保气门回位。摇臂、摇臂轴组件摇臂是推杆和气门之间的传动件，它使推杆传来的力摇臂是推杆和气门之间的传动件，它使推杆传来的力改变方向后作用于气门尾端。改变方向后作用于气门尾端。结构多样：整体式、分体式结构多样：整体式、分体式四气门结构对于双气门桥紧凑结构，喷油器的布

19、置不同四气门技术的优点单个气门重量减轻，有利于气门有效运动大幅度增加进、排气流通面积，进、排气效率更高喷油器中置，雾化更均匀，燃烧更充分活塞承受机械负荷和热负荷的能力更强排放降低、更加环保动力强劲、更加省油四气门技术可以有效的改善柴油机的油气混合完善程度，可以达到更好的燃烧效果，是增压中冷技术、电控技术更好应用的基础。气门下沉量与气门间隙气门下沉量与气门间隙气门间隙为什么要预留气门间隙？在冷态时无间隙或间隙过小，则在热态时，气门及其传动件的受热膨胀势必引起气门关闭不严，造成发动机在压缩和作功行程中漏气，而使功率下降，严重时甚至不易起动。气门间隙过小时甚至会造成活塞打顶的严重故障，因此，要进行周

20、期性的气门间隙的调整。气门间隙过大时，气门不能及时开启关闭，影响到发动机的充气效率和排气情况，使燃烧恶化，在运转时也会听到较大的噪声。发动机长期使用，会造成零部件的磨损，此时要调整。气门间隙的调整l气门间隙调整原则气门在完全关闭的情况下，才能调整气门间隙即挺柱(或摇臂)必须落在凸轮的基圆上才可调整。l气门间隙调整方法两遍法生产实践中，普遍地采用两遍法调整气门间隙，即第一缸压缩终了上止点时，调整所有气门的半数，再摇转曲轴一周，便可调整其余半数气门。首先确定一缸的压缩上止点：对于发火顺序1-3-4-2的4缸机调整的顺序是：1-2-3-6，转动360度，4-5-7-8对于发火顺序1-5-3-6-2-

21、4的6缸机调整的顺序是：1-2-3-6-7-10，转动360度，4-5-7-8-11-12配气相位理论上讲进、压、功、排各占180，也就是说进、排气门都是在上、下止点开闭，延续时间都是曲轴转角180。但实际表明，简单配气相位对实际工作是很不适应的。原因：1、气门的开、闭有个过程。气门流通面积：由小到大。2、气体惯性的影响：导致进排气流量由小到大。3、曲轴转速很高，活塞每一行程历时都很短。理论上的配气相位不能满足发动机进饱排净的要求。因此实际的配气相位都是进排气门提前打开，延迟关闭。进气提前角进气迟后角排气提前角排气迟后角配气相位演示图进气持续角为：+180+排气持续角为+180+由于进气门早开

22、和排由于进气门早开和排气门晚关，就出现了气门晚关，就出现了一段进排气门同时开一段进排气门同时开启的现象，称为气门启的现象，称为气门叠开。同时开启的角叠开。同时开启的角度，即进气门早开角度，即进气门早开角与排气门晚关角的和与排气门晚关角的和(+)，称为气门叠，称为气门叠开角。开角。配气相位演示图配气相位的检查生产中往往对配气相位进行抽检，检查前的检查操作人员，必须事先要知道被检查机型的配气相位，方可实施检查操作。1、按规定及要求调整气门间隙。2、顺时针（从前端看）转动曲轴至第一缸排气上止点。3、继续转动曲轴至第一缸排气门刚好有气门间隙（或用千分表检测），检查指针所对皮带轮减振器刻度，是否是该机型

23、排气门迟后关闭的角度（允许误差5）。4、逆时针转动曲轴至第一缸进气门刚好有气门间隙（或用千分表检测），检查指针所对皮带轮减振器刻度，是否是该机型进气门提前打开的角度（允许误差5）。注：。顺时针转动是指发动机工作时的曲轴转向。.有部份机型指针所对的不是皮带轮减振器刻度，而是对飞轮上的刻度。当发现配气相位不正确时，要注意检查原因：磨损？齿轮室正时记号有问题？否则容易出现燃烧恶化，甚至活塞打顶的问题。进排气系统排气制动阀排气制动阀消声器消声器中冷器中冷器增压器增压器空滤器空滤器进气管进气管排气管排气管进、排气系统进排气系统是柴油机第一重要度的系统，因为充足、清洁的空气对柴油机的性能影响很大。功能：向

24、柴油机各工作气缸提供新鲜、清洁、密度足够大的空气。主滤芯集尘盘安全滤芯进气管叶片环排尘袋滤清器壳空气滤清器的任务是确保给发动机以足够的保护，以被免在灰尘颗粒条件下的非正常磨损；空气滤清器须有高的滤清效率和高的储尘能力（高的使用寿命）。空气滤清器空滤选型空滤的选择原则：空气滤清器的选型主要是尺寸规格，其大小主要取决于发动机的最大空气需要量，它根据发动机的排量、转速和充气系数（或增压压比）等参数或者通过实测进气流量来确定；同时考虑发动机安全行驶系数。（公路运输车辆安全系数应1.2,工程车安全系数应1.5)得出设计流量或实测流量，并据此选择合适的空滤器，涡轮增压系统由于柴油机燃烧时，各种情况下都要求

25、过量空气系数1，从动力性、经济性、排放各方面考虑，也是要求供给足量的空气，所以现代柴油机多采用增压系统，有些则是增压中冷系统。发发 动动 机机 涡涡 轮轮 增增 压压 器器 发发 动动 机机 排排 气气 发发 动动 机机 进进 气气 大大 气气 环环 境境增压器的结构和原理放气阀组放气阀组涡轮涡壳组涡轮涡壳组中间壳组中间壳组压气机涡壳组压气机涡壳组转转 子子 组组压轮涡轮l转子组：涡轮、压轮、转轴、止推片、定距圈、密封套、甩油盘、密封环l中间壳组：支承体、轴承衬套、浮动套、压板、法兰l压气机涡壳组：涡壳、(扩压器)、支承板l涡轮涡壳组：涡壳、(喷咀环、涡轮端盖)l放气阀组：阀体、膜片、弹簧、连

26、接杆增压器的原理利用发动机排出的高温高速废气推动涡轮高速旋转，同时带动与涡轮同轴的压气机高速旋转，提高进气压力，提高进气密度，增加进气量。自然吸气柴油机的进气压力较低，进气压力往往只能到达0.7bar，通过增压后可以将增压压力提升到1.5bar。涡轮增压技术其中最明显的就是“滞后响应”，即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓，即使经过改良后的反应时间也要1.5秒左右，使发动机延迟改变输出功率。这样，如果急加速，就会感觉发动机使不上劲。低惯量带旁通阀高效增压器：转动惯量小、低速反应快、压气效率高。有效减少了NOx的排放，降低了CO的排放，改善发动机排放，使发动机低速扭矩足够大。大大改善发动机

27、的低速性能（较低热负荷；较低的气缸压力；更大的功率；低的燃油耗率）。中冷器的作用和优点作用：将从涡轮增压器压气机出来作用：将从涡轮增压器压气机出来的温度升高的空气进行冷却，以提的温度升高的空气进行冷却，以提高空气的密度，提高发动机的充气高空气的密度，提高发动机的充气效率。效率。一般来说，增压器增压后的进气温一般来说，增压器增压后的进气温度往往较增压前温度升高度往往较增压前温度升高100多度，多度，进气温度升高后在管路内呈扩散趋进气温度升高后在管路内呈扩散趋势，不利于进气，而通过中冷器后势，不利于进气，而通过中冷器后的温度可以使温度下降的温度可以使温度下降分类：空分类：空空中冷器、水空中冷器、水

28、空中冷空中冷器。器。燃油供给系统1功用完成燃料的储存、滤清和输送工作，按柴油机各种不同工况的要求，定时、定量、定压并以一定的喷油质量喷入燃烧室，使其与空气迅速而良好地混合和燃烧，最后使废气排入大气。(1)在适当的时刻，将一定数量的洁净燃油增压后以适当的规律喷入燃烧室。(2)在每一个工作循环内，各气缸均喷油一次，喷油次序与气缸工作顺序一致(3)根据柴油机负荷的变化自动调节循环供油量，以保证柴油机稳定运转，尤其是稳定怠速，限制超速(4)储存一定数量的燃油，保证汽车的最大里程。燃油供给系统必须满足柴油的燃烧理论。燃烧理论滞燃期急燃期缓燃期后燃期燃烧理论燃烧理论滞燃期：喷入气缸的燃料经理一系列的物理化

29、学的变化过程，包括，燃料的雾化，加热，蒸发、与空气混合等准备阶段，虽然时间比较短，但对于整个燃烧过程的影响很大急燃期：燃料快速燃烧，气缸压力急剧增加。压力的升高速度决定了柴油机运转的平稳性，如果压力升高速度太大，则柴油机工作粗暴，运动零件受到很大负荷。为了保证平稳性，压力升高比不超过0.4兆帕/曲轴转角缓燃期:在气体工作容积不断增加的时候开始，如果能够保持燃烧的快速性，才能使气缸内的压力保持不变或稍有上升。所以，只有在缓燃期加速空气混合，才能使燃料迅速燃烧后燃期：后燃期的能量对发动机的做工作用不大，但增加零件的热负荷，燃烧情况不好，排放恶化。因此，尽量减少过后燃烧。过量空气系数要使燃烧过程进行

30、得好，混合气形成的好环是关键，所以对混合气形成的要求如下：必须要有足够的空气量和适当的柴油量因为柴油燃烧放出热量是由于柴油和空气中的氧气在一定温度和压力条件下产生化学作用的结果，所以空气与柴油是放热的两个重要因素。空气量与柴油量比例不同，所形成的可燃混合气的成分也就不同，一般要求：=1.31.5过大，混合气过稀，燃烧速度慢，散发热量多，功率下降。过小，混合气过浓，燃烧不完全，油耗增加，冒黑烟，经济性变坏。供油提前角和喷油时刻喷油时刻要准确，混合气形成的规律应合适气缸中燃烧过程的主要放热阶段应该是上止点稍后，容积小可得到较高的压力，热效率高，热损失小，所以要求喷油时刻要准确。喷油过早，过晚对发动

31、机工作都是不利的。过早：混合气提前形成，并在活塞到达上止点前像爆炸似的同时着火燃烧，结果给正在上行的活塞造成一个短时间阻力，并严重敲缸工作粗暴。过迟：混合气在活塞下行时才开始形成和燃烧，结果燃烧空间增大，从气缸壁面传走的热量增加，造成发动机过热，燃烧压力降低（P）气体压力推动活塞的效果减小，甚至有可能使部分混合气来不及燃烧而随废气排出去，功率。最好的喷油时刻与燃烧室的型式和发动机转速有关，对于一定结构的发动机在规定转速下，可通过试验找到一个功率大，油耗低的最好喷油时刻，通常用曲轴距活塞到达上止点的转角表示，称为喷油提前角。供油提前角必须是可变的，随着转速的增加而增加。机械式燃油供给系统构成2

32、组成组成 燃油供给装置：柴油箱、输油泵、柴油滤清器燃油供给装置：柴油箱、输油泵、柴油滤清器(柴油滤清器有粗细两种，一柴油滤清器有粗细两种，一般粗滤器设在输油泵之前，细滤器设在输油泵之后般粗滤器设在输油泵之前，细滤器设在输油泵之后)、喷油泵、喷油器等。、喷油泵、喷油器等。吸油管路、低压管路、高压管路的分类吸油管路、低压管路、高压管路的分类燃油系统的构成和油路走向燃油滤清器燃油预滤清器带有油水分离器。燃油预滤器：燃油预滤器：组成：泵体、输油泵、调速器、提前器、增压补偿器等相关附件组成：泵体、输油泵、调速器、提前器、增压补偿器等相关附件。直列柱塞喷油泵A型喷油泵结构特点凸轮轴凸轮轴调节齿杆调节齿杆柱

33、塞柱塞滚轮体滚轮体紧固螺钉紧固螺钉侧盖板侧盖板出油阀出油阀紧座紧座调整螺钉调整螺钉锁紧螺母锁紧螺母柱塞弹簧柱塞弹簧柱塞套筒柱塞套筒控制套筒控制套筒调节齿圈调节齿圈P型喷油泵结构特点凸轮轴凸轮轴调节拉杆调节拉杆柱塞柱塞挺柱体挺柱体减容器减容器出油阀紧座出油阀紧座调整垫片调整垫片螺母螺母柱塞弹簧柱塞弹簧柱塞套柱塞套控制套筒控制套筒出油阀弹簧出油阀弹簧调整槽调整槽柱塞泵的泵油原理进油进油柱塞下行，进油孔开柱塞下行，进油孔开压油压油柱塞上行，进油孔关柱塞上行，进油孔关回油回油柱塞上行，回油孔开柱塞上行，回油孔开VE分配泵增压补偿器增压补偿器回油螺钉回油螺钉油门限油门限位螺钉位螺钉总油量螺钉总油量螺钉出

34、油阀出油阀KSB（液压冷液压冷启动加速器）启动加速器）断油电磁阀断油电磁阀喷油器1喷油器的功用与喷雾特性(1)功用：将喷油泵供给的高压柴油喷散雾化，合理的分布于燃烧室，与高速流动的空气相混合，形成良好的可燃混合气。(2)要求：雾化均匀喷射干脆利落无后滴现象油束形状与方向，适应燃烧室喷油器的雾化质量(3)喷雾特性：油雾形成燃料以高压、高速从喷油器以圆锥形的油束喷出喷雾锥角表示油束的扩散程度。越大扩散越好。射程L表示油束的穿透能力。雾化质量表示油束喷散雾化的程度。喷散的越细、越均匀则雾化质量越好。P型喷油器针阀偶件针阀偶件紧帽紧帽弹簧下座弹簧下座调压弹簧调压弹簧调整垫片调整垫片喷油器体喷油器体滤清

35、针滤清针 进油口进油口回油口回油口垫块垫块电控燃油供给系统排放达到欧III和欧IV的机型采用电控燃油喷射系统对于中重型机柴油机采用的是电控单体泵系统，目前的合作厂家有、成都威特。微型和轻型机采用的是电控高压共轨，采用的是德国BCR、Delphi电控高压共轨系统。电控系统的优点实现喷油压力、正时、喷油规律的电子控制。提供附加的控制（各缸平衡、可变怠速和闭环控制、减速断油、起动控制等等）与车辆有更多的联系，提供更多的功能（A/T自动变速箱、停缸、排气制动，A/C自适应调节、P/S动力转向、ABS、仪表指示等等）提高柴油机本身的一致性和可靠性（故障诊断、失效安全策略、自学习与自适应等等）更好的燃烧导

36、致低排放、高性能、低油耗Delphi公司的单体泵系统公司的单体泵系统电控单体泵在电控单体泵在ECU的控制下，将一定数量的燃油加压（高的控制下，将一定数量的燃油加压（高达达160MPa以上），并通过单体泵上的电磁阀接收来自以上），并通过单体泵上的电磁阀接收来自ECU的控制指令决定开启或关闭时刻，从而决定各个气缸的控制指令决定开启或关闭时刻，从而决定各个气缸当前喷射过程，即喷油压力、喷油量、喷油正时。当前喷射过程，即喷油压力、喷油量、喷油正时。单体泵总成和控制器高压共轨燃油喷射系统高压共轨燃油喷射系统带水带水分离器分离器的预滤器的预滤器主滤清器主滤清器带过滤器的带过滤器的油箱油箱高压高压传感器传感

37、器执行器执行器喷油器喷油器轨压传感器轨压传感器EDC7 ECU轨轨CP3.3低压低压高压共轨燃油系统示意图FIE工作原理工作原理 电脉冲电脉冲PWM与与MV冷却系统一、冷却系统的作用：保持发动机在最适宜的温度范围内工作。发动机工作时，由于燃料的燃烧，气缸内气体温度高达2200K2800K，大约1/3做功转变为机械能，其余大部分随废气排出，其余则被发动机零件吸收，使发动机零部件温度升高，特别是直接与高温气体接触的零件，若不及时冷却，则难以保证发动机正常工作。二、发动机过热或过冷的危害1.发动机过热的危害1)降低充气效率，使发动机功率下降；2)早燃和爆燃的倾向加大，使零件因承受额外冲击性负荷而造成

38、早期损坏；3)运动件的正常间隙（热胀冷缩）被破坏，运动阻滞，磨损加剧，甚至损坏；4)润滑情况恶化，加剧了零件的摩擦磨损；5)零件的机械性能降低，导致变形或损坏。2.发动机过冷的危害1)进入气缸的混合气(或空气)温度太低，可燃混合气品质差（雾化差），使点火困难或燃烧迟缓，导致发动机功率下降，燃料消耗量增加（热量流失过多，燃油凝结流进曲轴箱）。2)燃烧生成物中的水蒸汽易凝结成水而与酸性气体形成酸类，加重了对机体和零件的侵蚀作用；3)未汽化的燃料冲刷和稀释零件表面(气缸壁、活塞、活塞环等)上的油膜，使零件磨损加剧。4)润滑油黏度增大，流动性差，造成润滑不良，加剧机件磨损，增大功率消耗可见，发动机正常

39、的工作温度是保证发动机良好的工作性能及其使用寿命的一个重要条件。1水箱2-膨胀水箱3-节温器4-节温器座5-水套6-机油散热器7-小循环胶管8-风扇9-大循环管10-水泵进水管11-水泵冷却系统除气管除气管副水箱与散热器连通管副水箱与散热器连通管冷却系统构成冷却系统的大小循环节温器冷却水的流通速度水泵水腔节温器散热器风对水的冷却效果风扇迎风面积通风风道相关的设计配套要求！膨胀水箱的作用与布置要求 膨胀水箱作用：给冷却液提供一个膨胀空间，及时除去冷却液中积滞的空气以及高温下产生的水蒸汽，提高冷却效率；膨胀水箱布置要求：膨胀水箱的底面至少应高出发动机水道顶部或散热器上水室顶部；膨胀水箱容积是冷却系

40、统总容积的10%25%，为了保证除气系统防气蚀压力，应将膨胀水箱安装在冷却系统最高处，一般高出水泵进水口600mm，放气管内径不小于68mm。膨胀水箱液面要求：最低液面到膨胀水箱的底面距离不小于35mm。L2/3L2/3LH吹风式吸风式L1.5%H风扇伸入护风罩的轴向位置，与进气效率有很大关系，对于吸风式风扇：2/3在里面；对应吹风式风扇；1/3在里面；如果有空对空中冷器：无论吸风式和吹风式风扇1/2在 里 面。一般来说，车用机风扇选轴流式，工程机械用多选吹风式！风扇布置要求润滑系统1、压力润滑：、压力润滑：利用机油泵，将具有一定压力的润滑油源源不利用机油泵，将具有一定压力的润滑油源源不断地送

41、往摩擦表面。例如，曲轴主轴承、连杆轴承及凸轮轴轴断地送往摩擦表面。例如，曲轴主轴承、连杆轴承及凸轮轴轴承等处承受的载荷及相对运动速度较大，需要以一定压力将机承等处承受的载荷及相对运动速度较大，需要以一定压力将机油输送到摩擦面的间隙中，方能形成油膜以保证润滑。这种润油输送到摩擦面的间隙中，方能形成油膜以保证润滑。这种润滑方式称为压力润滑。滑方式称为压力润滑。2、飞溅润滑：、飞溅润滑：利用发动机工作时运动零件飞溅起来的油滴或利用发动机工作时运动零件飞溅起来的油滴或油雾来润滑摩擦表面的润滑方式称为飞溅润滑。这种润滑方式油雾来润滑摩擦表面的润滑方式称为飞溅润滑。这种润滑方式可使裸露在外面承受载荷较轻的

42、气缸壁，相对滑动速度较小的可使裸露在外面承受载荷较轻的气缸壁，相对滑动速度较小的活塞销，以及配气机构的凸轮表面、挺柱等得到润滑。活塞销，以及配气机构的凸轮表面、挺柱等得到润滑。3、定期润滑：、定期润滑：发动机辅助系统中有些零件则只需定期加注润发动机辅助系统中有些零件则只需定期加注润滑脂（黄油）进行润滑，例如水泵及发电机轴承就是采用这种滑脂（黄油）进行润滑，例如水泵及发电机轴承就是采用这种方式定期润滑。近年来在发动机上采用含有耐磨润滑材料（如方式定期润滑。近年来在发动机上采用含有耐磨润滑材料（如尼龙、二硫化钼等）的轴承来代替加注润滑脂的轴承。尼龙、二硫化钼等）的轴承来代替加注润滑脂的轴承。发动机

43、的润滑方式润滑系统的作用发动机工作时，传力零件相对运动表面之间不能直接接触。因为，任何零件的工作表面，即使经过极为精密的加工，也难免存在一定程度的表面粗糙度。在它们接触且相对运动时，必然产生摩擦和磨损。而摩擦产生的阻力，既要消耗动力，阻碍零件的运动，又使零件发热，甚至导致工作表面烧损。因此，必须进行润滑。即在两零件的工作表面之间加入一层润滑油使其形成油膜，将零件完全隔开，处于完全的液体摩擦状态，这样，功率消耗和磨损就会大为减少。1.润滑：润滑：2.将润滑油不断地供给各零件的摩擦表面，形成润滑油膜，将润滑油不断地供给各零件的摩擦表面，形成润滑油膜，减小零件的摩擦、磨损和功率消耗。减小零件的摩擦、

44、磨损和功率消耗。2.清洁清洁：发动机工作时，不可避免地要产生金属磨屑，空气所带入发动机工作时，不可避免地要产生金属磨屑，空气所带入的尘埃及燃烧所产生的固体杂质等。这些颗粒若进入零件的的尘埃及燃烧所产生的固体杂质等。这些颗粒若进入零件的工作表面，就会形成磨料，大大加剧零件的磨损。而润滑系工作表面，就会形成磨料，大大加剧零件的磨损。而润滑系通过润滑油的流动将这些磨料从零件表面冲洗下来，带回到通过润滑油的流动将这些磨料从零件表面冲洗下来，带回到曲轴箱。在这里，大的颗粒沉到油底壳底部，小的颗粒被机曲轴箱。在这里，大的颗粒沉到油底壳底部，小的颗粒被机油滤清器滤出，从而起到清洁的作用。油滤清器滤出，从而起

45、到清洁的作用。3.冷却冷却：由于运动零件的摩擦和混合气的燃烧，使某些零件产生较由于运动零件的摩擦和混合气的燃烧，使某些零件产生较高的温度。而润滑油流经零件表面时可吸收其热量并将部分高的温度。而润滑油流经零件表面时可吸收其热量并将部分热量带回到油底壳散入大气中，起到冷却作用。热量带回到油底壳散入大气中，起到冷却作用。润滑系统的作用润滑系统的作用4.密封发动机气缸壁与活塞、活塞环与环槽之间间隙中的油膜，减少了气体的泄漏，保证气缸的应有压力，起到了密封作用。5.防蚀由于润滑油粘附在零件表面上，避免了零件与水、空气、燃气等的直接接触，起到了防止或减轻零件锈蚀和化学腐蚀的作用。6.减震缓冲作用：在运动零

46、件表面形成油膜，吸收冲击并减小振动，起减震缓冲作用。润滑系统演示图组成：由机油泵、组成：由机油泵、机油滤清器、机油机油滤清器、机油冷却器、油底壳、冷却器、油底壳、机油集滤器、机油集滤器、润滑润滑油道和一些阀门等油道和一些阀门等组成组成润滑系统的要求机油压力（主油道）：怠速时不低于0.1Mpa，中高速时0.2-0.6Mpa。机油泵的流量各油道的加工精度机油的品质：牌号、粘度润滑部位的间隙：主轴承、连杆轴承、凸轮轴衬套等机油泵齿轮式机油泵工作原理1).工作原理油泵壳体内壁的间隙很小，泵壳上有进出油孔。(1)吸油：机油泵进油腔齿轮的轮齿脱开啮合，其容积增大，产生真空吸力，机油便经进油口被吸入进油腔(

47、2)压油：机油泵齿轮的轮齿将机油带入到出油腔，出油腔齿轮的轮齿进入啮合，其容积减小，油压增大，机油便经出油口被压送到发动机油道中转子式机油泵机油滤清器结构一次性滤芯一次性滤芯滤芯进油口滤芯进油口滤芯出油口滤芯出油口密封圈密封圈机油溢流旁通阀溢流旁通阀 优质机油滤清器中才有。当外部温度降低到某一特定值或当机油滤清器超出正常使用期限时，溢流阀会在特殊压力作用下打开，让未经过滤的机油直接流进发动机。尽管如此一来，机油中的杂质会进入发动面，但是比起发动机没有机油而造成的损失而言，它要小得多。因此溢流阀是在紧急情况下保护发动机的关键。l很多机油冷却器上也带有旁通阀，在机油冷却器芯子堵塞时，起到相同的作用

48、 机油冷却器放水阀放水阀确保机油的品质确保机油的品质起动系统7 要使发动机由静止状态过要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的的全过程，称为发动机的起动。起动。起动系统24V电瓶电瓶起动起动开关开关飞轮齿圈飞轮齿圈驱动齿轮驱动齿轮起动机起动机起动机结构电磁开关 当接通起动开关时，电流进入电磁开关吸引线圈和保持线圈内，产生磁力而吸引动铁芯带动拨叉将单向器推出，使单向器齿轮与发动机飞轮齿环相啮合；同时电磁开关主触点接通，起动机高速旋转使发动机起动。当发动机着火后转速迅速提高，由于单向器的单向保护作用，起动机短时间内不致因发动机转速升高而损坏。断开起动开关后，电磁开关断电，在回位弹簧的作用下，起动机单向器齿轮退出飞轮齿圈，同时起动机电路被切断，起动过程结束。2007-07-17