柴油机构造课件.ppt
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- 柴油机 构造 课件
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1、1 1、内燃机的分类、内燃机的分类v按照燃料分:汽油机、柴油机、煤气机、天然气机等按照燃料分:汽油机、柴油机、煤气机、天然气机等v按照着火方式分:点燃式内燃机、压燃式内燃机按照着火方式分:点燃式内燃机、压燃式内燃机v按照工作循环的行程数分:四冲程内燃机、二冲程内燃机按照工作循环的行程数分:四冲程内燃机、二冲程内燃机v按照汽缸排列方式分:直列式内燃机、按照汽缸排列方式分:直列式内燃机、V V型内燃机、对置式内燃机、型内燃机、对置式内燃机、W W型内燃机、型内燃机、星型内燃机星型内燃机v按照冷却方式分:水冷式内燃机、风冷式内燃机按照冷却方式分:水冷式内燃机、风冷式内燃机v按照活塞运动方式分:往复活
2、塞式内燃机、旋转活塞式内燃机按照活塞运动方式分:往复活塞式内燃机、旋转活塞式内燃机v按照进气方式分:自然吸气式内燃机、增压式内燃机按照进气方式分:自然吸气式内燃机、增压式内燃机v按照汽缸数分:单缸内燃机、多缸内燃机按照汽缸数分:单缸内燃机、多缸内燃机v按照转速分:高速内燃机按照转速分:高速内燃机1000rpm1000rpm、中速内燃机、低速内燃机、中速内燃机、低速内燃机600rpm600rpmv按照用途分:工程机械用、汽车用、拖拉机用、船用、发电机组用等按照用途分:工程机械用、汽车用、拖拉机用、船用、发电机组用等一、发动机的概述一、发动机的概述汽油机汽油机柴油机柴油机汽轮机汽轮机蒸汽机蒸汽机直
3、列式直列式V 型型横直式横直式对置式对置式内燃机的发展简史内燃机的发展简史u16781678年年 法国人浩特佛勒法国人浩特佛勒 使用火药的煤气机使用火药的煤气机u18731873年年 德国人奥拓德国人奥拓 火花点燃四冲程煤气机火花点燃四冲程煤气机u18831883年年 英国人派司尔英国人派司尔 四冲程汽油机四冲程汽油机u18791879年年 德国人狄塞尔德国人狄塞尔 压燃式四冲程柴油机压燃式四冲程柴油机u19051905年年 瑞士瑞士 第一台二冲程柴油机第一台二冲程柴油机u19301930年年 废气涡轮增压柴油机废气涡轮增压柴油机GB725-65 规定三部分: 首部 中部 尾部 - 变型序号
4、1,2,3 A,B,C 特征符号 Q,C,G,T,J,Z,F 缸径符号 102,105,135,140 行程符号 E 缸数 (1),2,3,4,6,8,12 例如: 6 135 C 1 6 六缸 135缸径为135mm 水冷 C 船用 1 第一种变型产品 内燃机旋转方向及汽缸编号发动机型号的含义发动机型号的含义A、增压方面的区别:、增压方面的区别:S-带涡轮增压器;带涡轮增压器;SS-带双涡轮增压器;带双涡轮增压器;SL-涡轮增压器涡轮增压器(轻增压轻增压);B、中冷器的区别:、中冷器的区别:A-带水冷式冷却器;带水冷式冷却器;AA-带空冷式冷却器;没有标示带空冷式冷却器;没有标示-不带冷却器
5、;不带冷却器;C、输出功率大小的区别:、输出功率大小的区别:从输出功率较大者开始从输出功率较大者开始A、B、C、D、其他区别:、其他区别:L-长行程发动机;长行程发动机;S-短行程发动机;短行程发动机;W-涡流式发动机。涡流式发动机。1.上止点2.下止点3.活塞行程 4.活塞冲程5.汽缸工作容积6.燃烧室容积7.汽缸总容积8.压缩比二、柴油机工作原理及主要技术性能n工程机械一般使用四冲程发动机n进气冲程n压缩冲程n膨胀冲程n排气冲程n四缸发动机曲轴每旋转180按1-3-4-2缸的顺序喷油n六缸发动机曲轴每旋转120按1-5-3-6-2-4缸的顺序喷油2、柴油机的工作原理、柴油机的工作原理 四行
6、程柴油机工作原理四行程柴油机工作原理二行程柴油机工作原理二行程柴油机工作原理 进、排气几乎同时进行,换气不完善,热效率低 曲轴转1圈完成一个工作循环,理论应为四冲程柴油机的2倍,实际只有1.51.6倍 工作平稳 没有进气门或只有排气门特点:特点:二行程二行程汽汽油机工作原理油机工作原理空滤器燃油箱消声器启动马达油底壳蓄电池散热器喷油泵发电机柴油机Z 压力最高点,a-c-z-b压缩与作功冲程, b-r-r-a进排气冲程,p0 大气压力两阴影部分是等效的平均指示压力p取决于柴油机性能的好坏 功用与组成热能-机械能、往复力-扭矩1. 机体组 2.活塞连杆组3.曲轴飞轮组 工作条件及要求高温、高压、高
7、速、化学腐蚀 运动及受力分析1. 气体压力作功冲程如图压缩冲程与之相似进、排气冲程气体压力较小,可忽略。侧压力有效力 有效扭矩气体压力无效扭矩2.惯性力 运动件运动速度的大小、方向不断变化,产生惯性力。简化分析: 往复惯性力,离心惯性力 pjma上、下止点V0,a,pj最大 行程中点V最大,a,pj0 往复惯性力是产生振动的主要原因 离心力Pcmr2 Pc使曲轴产生的弯矩加大,运动不平衡加剧。3.摩擦力 产生在运动件表面结论:运动件受力周期性变化,曲轴受扭矩、弯矩,元件磨损不均匀。一、汽缸体与曲轴箱图1-2-3,1-2-4曲轴箱结构形式二、油底壳三、汽缸与汽缸套过盈配合涨式密封压式密封缺陷:采
8、用铸铁材料,易产生穴蚀,漏水气缸套密封形式四、汽缸盖与汽缸垫四、汽缸盖与汽缸垫水冷式汽缸盖水冷式汽缸盖风冷式汽缸盖风冷式汽缸盖一、活塞1、功用、工作条件与要求2、材料3、组成 顶部、环槽部、裙部、座孔4、活塞变形采取的措施活塞变形采取的措施二、活塞环功用 、分类、工作条件、材料与表面处理、间隙气环密封原理0.25-0.55mm一、0.04-0.10mm二、三,0.03-0.07mm油环:0.025-0.07mm0.5-1mm气环的断面形状活塞环的泵油现象活塞环的泵油现象 作用:有利于气缸润滑 危害:润滑油消耗大积碳、影响密 封加剧磨损 措施:减小环质量、改变环断面形 状、油环下设减压腔、用组
9、合油环三、活塞销功用与工作条件结构与材料连接方式 全浮式、半浮式 油环 整体式 组合式刮油作用四、连杆 组成与功用 结构及大端定位 A B C D五、连杆轴承 1.作用及工作条件2.组成与材料3.结构 背面结构 粗糙度小 定位结构 唇、槽定位,自幼弹势,配合过盈 内表面结构 粗糙度小 活塞、活塞环、连杆的装 配及安装方向 一、曲轴1、结构 整体式、分体式 (图1-2-52,1-2-53)主轴颈与连杆轴颈支撑形式曲柄及平衡重平衡重位置整体无平衡重式曲轴整体有平衡重式曲轴曲拐的布置四缸机 六缸机主轴承、止推环 曲轴前后端形式飞轮柴油机的支撑 技术使用 扭转减震器14.飞轮的作用有哪些第三章 配气机
10、构配气相位配气相位用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻和开启持续时间称为配气相位进气门的配气相位排气门的配气相位气门的重叠开启配配 气气 定定 时时WD615 柴油机配气相位图康明斯NT-855柴油机配气相位图正时齿轮室 配气机构的驱动配气机构的驱动 凸轮轴 杆身,气门头 进大,43-45%于D气门油封 排小,35%于DD-汽缸直径气门锁片n 柴油机充气性能充气系数、残余废气系数、扫气系数配气相位的选择影响充气效率的因素及提高措施n 技术使用 气门间隙的调整 原则、分析方法 配气机构的维护燃油的供给路线1. 低压油路 2. 高压油路3. 回油油路 滤清器 设在油泵前后 高压油管 要求材料、规格、
11、长度一致 柴油及其使用性能 性能指标 1. 发火性 以十六烷值表示,发火性好,自燃性好 。2. 蒸发性 可燃混合气形成与燃烧性好3. 粘度 粘度大,雾化性差;太小,柱塞泄露、磨损大4. 低温流动性 用凝点表示。失去流动的温度点 柴油的牌号用凝点表示,标定出10、0、-10、-20、-35 (表1-4-1) 一个标准大气压下,柴油燃点在 260-360柴油的燃烧 (自学)1. 化学反应2. 燃烧所需的空气量3. 过量空气系数 4. 柴油与可燃混合气的热值5. 燃烧理论 空气的运动促进混合 油膜蒸发混合蒸发燃烧燃烧过程1. 着火落后期2. 速燃期3. 缓燃期4. 补燃期 燃烧过程的影响因素1. 着
12、火落后期 油质、n 、负荷、及增压比、供油提前角2. 燃烧过程 油质、供油规律、供油提前角、过量空气系数、雾化质量、气流运动、燃烧室环境、 、 n 、负荷等 柴油机的排气污染与噪声污染 (自学) 排污成分 形成原因 防治措施 燃烧室 功用 可燃混合气形成与燃烧的密闭空间 分类 按可燃混合气形成方式与结构不同分: 统一型:燃烧室容积在一处。如、盆、四角、球、U形 分隔型:燃烧室容积在两处。有预燃室式、涡流室式 常用的燃烧室有:、预燃室式、涡流室式、球形、U形等 型燃烧室型燃烧室1. 结构2. 特点用多孔、小孔喷油器,压力20MPa左右; 采用螺旋进气道散热面积小; 易启动,经济性好,218-24
13、5g/kw.h但工作粗暴、15-18 预燃室式燃烧室预燃室式燃烧室 1. 结构特点两部分轴针式喷油器,装有电热塞用特材制成,不与冷却水直接接触大部分燃料在主燃烧室燃烧2. 可燃混合气的形成特点利用压缩紊流预燃利用燃烧涡流促使完全燃烧喷油要求质量不高,压力8-12MPa两次喷射,两次燃烧着火落后期在预燃室,工作平和热损失大,油耗大。245-292g/kw.h 涡流室式燃烧室涡流室式燃烧室1. 结构特点两部分组成 50%-80%Vc可用轴针式喷油器活塞顶部有涡流槽2. 可燃混合气的形成特点 利用压缩涡流 气体进入主燃烧室形成二次涡流 涡流强度随转速转速升高而增加 压力上升慢,工作平稳 热效率低,油
14、耗大。231-272g/kw.h 启动困难,加电热塞。形成二次涡流 球形燃烧室球形燃烧室1. 结构特点活塞顶部,偏中心活塞与喷油器接近出有缺口,蒸发混合,螺旋进气道。活塞下部有油冷却,保证正常工作2. 混合气形成特点蒸发式燃烧,有慢及快,工作平顺柴油喷射角度、压力、射程、方向要求高冷启动差,加热进气道空气加速时,油膜蒸发滞后,加速性差用于缸径100-120mm的发动机。过小不易形成 涡流 ,过大油膜蒸发慢 U形燃烧室形燃烧室1. 结构特点 结合了形与球形燃烧室的优点而产生的。汽缸盖平面,燃烧室在活塞上。扭切进气道,轴针喷油器 启动性能较好 2. 混合气形成特点 柴油大部分喷在空间,形成空间雾化
15、混合 启动时,以空间雾化为主,正常工作时以油膜蒸发为主,是一种复合式混合的燃烧室燃油直喷式燃油直喷式预燃烧室式预燃烧室式涡流室式涡流室式燃油供给系统燃油供给系统 燃油箱、输油泵、滤油器、油水分离器、燃油箱、输油泵、滤油器、油水分离器、 喷油泵、喷油器等喷油泵、喷油器等燃油系统喷射燃油,并根据需要可改变喷射的时间和喷射量要求在压缩冲程中的适当时间内喷射自动调整喷射量以维持发动机的低速空转或防止其超速运转通过控制喷射量,控制发动机的功率输出或使其停机 喷喷 油油 泵泵1. 功用 :形成高压 10-20MPa,有的到100MPa2. 基本要求 :定时、定量、定压、均匀、 一定规律、供油迅速,断油干脆
16、3. 分类:柱塞式 、泵-喷油器式、 转子分配式、P-T式 柱塞式喷油泵柱塞式喷油泵1. 分泵结构与工作原理(演示) 结构如图 偶件:柱塞副、出油伐 柱塞斜槽形状图1-4-25 原理: 进油过程 压油过程 回油过程循环供油量的调节 熄火位置怠速位置中速位置全速位置图1-4-27 -262、柱塞式喷油泵的组成和结构柱塞式喷油泵的组成和结构 分泵 柱塞副、出油阀偶件弹簧、减容器等 出油阀结构 有一减压带,减压容积d2h/4,断油干脆 出油阀作用 防止喷油前、后滴油,防止倒流,约有7-8MPa 的残余压力。并有利于启动、排气。1-4-28 供油调节机构 拉杆拨叉式 齿条齿扇式球销式1-4-29303
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