浙江新柴股份有限公司--原理与结构.ppt

浙江新柴股份有限公司Zhejiang Xinchai Diesel Engine Co.,Ltd柴油机原理、构造2009年1月12公 司 简 历 及 介 绍3公司简介v1958：建厂，厂名为地方国营南明机械厂v1971：开始生产295型柴油机v1976：与上海内燃机研究所合作研制485Q高速柴油机v1977：厂名改名新昌柴油机厂v1978：485Q配2-3内燃（柴油）平衡重式叉车成功，安徽比武会上优于495配套v1979：485Q型柴油机通过鉴定v1982：厂名改为浙江新昌柴油机总厂v1983：490型柴油机通过省级鉴定v1983：490型获国家经委优秀新产品金龙奖v1984：490型柴油机获国家科委技术成果三等奖v1984：485型柴油机获部优质产品称号v1984：新柴厂与英国里卡多公司签订490设计改进专项合同 1985：以新柴厂名义对外与奥地利AVL公司签订493直喷柴油机技术专项合同4公司简历v1986：采用英国里卡多技术490QA型试制出样机v1989：在成都召开490QA、493Q型部级鉴定会。v1991：一所厂联合开发N85涡流机系列通过部级鉴定v1994：与洛拖所联合开发495系列v1996：新柴开发NA85B直喷机短行程系列v1996：新柴开发NB85B直喷机长行程系列v1997：495B系列柴油机通过省级鉴定v1998：新柴自主开发98系列v1999：498B系列通过省级鉴定v1998：厂名改为浙江新昌柴油机有限公司v2000：厂名浙江新柴动力有限公司2003：A490BPG通过省级新产品鉴定，新柴被命名为省级高新技术企业2004：火炬计划：国家级高新技术企业2007：公司转为股份公司，更名为“浙江新柴股份有限公司”5柴 油 机 原 理6内燃机分类方法一、按燃料分类1、柴油机：以柴油为燃料的压燃式内燃机2、汽油机：以汽油为燃料的点燃式内燃机3、煤气机、煤油机、氢气机等二、按运动方式分类1、往复活塞式内燃机2、旋转活塞式内燃机（低速动力性、经济性、起动性及耐久性较差，尚未普遍应用）三、按气缸排列方式分类1、直列式 2、V型（又称双列式）3、对置式、W型、星形和X型等四、按冲程分类1、二冲程内燃机（小型摩托车，大型船用万匹柴油机等），曲轴旋转一圈完成一个工作循环2、四冲程内燃机，曲轴旋转二圈五、按点火方式分类1、点燃式（主要指汽油机，还有煤气机、氢气机、煤油机等）2、压燃式（柴油机）六、按用途分类车用（15分钟功率）工程机械用（1小时功率）拖拉机用（12小时功率）船用（持续功率）七、按进气方式分类1、自然吸气式内燃机 2、增压式内燃机八、按冷却方式分类1、风冷式内燃机 2、水冷式内燃机7基本名词v工作循环:在内燃机内部,每一次把柴油燃烧产生的热能转化为机械能,都要经过把空气吸入,压缩,燃烧,做功,再把废气排出这一系列连续过程.v上止点与下止点:活塞在气缸内上下往复运动时,活塞离曲轴中心最远时,也就是它运动的最高点叫上止点,相反叫下止点.此时活塞运动速度为零.v活塞行程:活塞运行的上,下止点之间的距离.用字母S表示.S=曲柄半径的2倍.8v气缸工作容积(气缸排量)活塞从上止点到下止点运行时,所扫过的容积.4缸机各气缸工作容积的总和叫内燃机的工作容积 或叫发动机排量.用VL表示.v燃烧室容积 活塞在上止点时,活塞顶部与气缸盖内表面所形成的空间.用VC表示.它与气缸工作容积的和即为气缸总容积Va 即Va=VL+VCv压缩比 气缸总容积Va与燃烧室容积 VC之比叫压缩比,即=Va/VC9490BPG和A490BPG柴油机的技术性能参数型式直列、水冷、四冲程、直喷燃烧室/直喷缩口平台燃烧室最大扭矩N.m148气缸数4最大扭矩时转速r/min18002000气缸直径活塞行程（mm）90100最大平均有效压力kPa732.2/659.6总排量L2.54全负荷最低燃油消耗率g/kW.h238/230压缩比18：1/18.5机油消耗率g/kW.h1.63工作顺序1-3-4-2曲轴旋转方向（面向飞轮端）逆时针标定转速r/min2650冷却方式封闭、强制水冷标定功率15min功率kW润滑方式压力、飞溅1h功率kW36.8起动方式电起动12h功率kW喷油压力 MPa20.320.8/1919.5持续功率kW净质量kg260活塞平均速度m/s8.83外形尺寸mm长.宽.高75156570410495BPG/A495BPG柴油机的技术性能参数型式直列、水冷、四冲程、直喷缩口平台燃烧室最大扭矩N.m174气缸数/气缸直径活塞行程（mm）4 /95 105最大扭矩时转速r/min18002000总排量L2.977全负荷最低燃油消耗率g/kW.h238/230压缩比18.5机油消耗率g/kW.h1.63工作顺序1-3-4-2曲轴旋转方向（面向飞轮端）逆时针标定转速r/min2650冷却方式封闭、强制水冷标定功率15min功率kW润滑方式压力、飞溅1h功率kW42起动方式电起动12h功率kW喷油压力 MPa20.320.8/1919.5持续功率kW净质量kg320外形尺寸mm长.宽.高787x726x72511498BPG柴油机的技术性能参数型式直列、水冷、四冲程、直喷缩口平台燃烧室最大扭矩N.m193气缸数4最大扭矩时转速r/min16001800气缸直径活塞行程（mm）98100最大平均有效压力kPa766总排量L3.168全负荷最低燃油消耗率g/kW.h238压缩比18.5:1机油消耗率g/kW.h1.63工作顺序1-3-4-2曲轴旋转方向（面向飞轮端）逆时针标定转速r/min2500冷却方式封闭、强制水冷标定功率15min功率kW润滑方式压力、飞溅1h功率kW45起动方式电起动12h功率kW喷油压力 MPa20.320.8持续功率kW净质量kg260活塞平均速度m/s8.83外形尺寸mm长.宽.高75156570412柴油机的主要技术数据1、配气定时 进气门开 上止点前11 进气门关 下止点后41 排气门开 下止点前49 排气门关 上止点后11 气门间隙（冷态）mm 进气门0.35 排气门0.452、带提前器供油提前角为1718 CA3、柴油机的名种温度和压力范围 1）标定工况下的排气温度550C 2）机油温度95 C 3）冷却水出水温度7595 C 4）主油道机油压力0.200.44MPa4、几种重要螺栓的扭紧力矩N.m 1）连杆螺栓98.1117.6；2）气缸盖螺栓117.6137.2 3）飞轮螺栓98.1117.6；498BPG是150160 4）主轴承螺栓137.2156.8 5）起动爪127.41475、油底壳机油容量约等于6L13柴油机四行程介绍v进气行程v压缩行程v作功行程v排气行程14进气行程 柴油机是在气缸内部形成混合气，先把空气引进气缸，这一把空气引进气缸的过程，称为进气过程。完成进气过程的结构保证是：活塞被曲轴带动由上止点向下止点移动（这个行程为进气行程，与此同时进气门开启，排气门关闭。注：充气量越大越好。柴油机吸入气缸的是纯空气，只有充气量大，才能相应地增加供油量，从而在燃烧时放出更多的热量，使发动机发出更大的功率。另外,还要有一定的速度,以便形成混合气.15压缩行程 随着曲轴的转动，活塞被带动由下止点向上止点移动（这个行程称为压缩行程），与此同时，进、排气门均关闭。在压缩行程接近终了时，气压达3.55MPa温度达500700oC，由喷油器把来自喷油泵的高压柴油以雾状喷入气缸。雾状柴油在很短的时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。由于压缩终了时缸内的温度比柴油的自燃温度高300-400K，柴油很快即完成燃烧前的物理化学准备而自行发火燃烧；16作功行程 在压缩终了时，喷油器将柴油喷入气缸，细小的油雾在高压、高温和高速气流作用下很快蒸发，与空气混合成可燃混合气，并在高温下自行着火迅速燃烧，使气缸内气体温度和压力急速上升,燃气的最高温度可以到达170020000C,最高压力大810MPa.燃烧过程进行的时间极其短暂，在活塞被高压气体推动下行的过程中，曲轴被强制旋转作功，即进行热能与机械能的转换。这一活塞由上止点向下止点移动的行程称为作功（或膨胀）行程。在此期间，两个气门均应关闭。17排气行程 可燃混合气燃烧后变成废气。为了使发动机有进行下一循环的可能，必须把废气排出，进行所谓的排气过程。完成排气过程的结构保证是：活塞被曲轴带动由下止点向上止点移动（这个行程称为排气行程），与此同时，排气门开启，进气门关闭。18柴油机原理小结 综上所述，四行程发动机的一个工作循环包括进气、压缩、燃烧、作功和排气等五个过程，这期间活塞在上、下止点间往复移动四个行程，相应地曲轴旋转两圈。在讨论以上各行程时，可以看到发动机若干主要零件的内在联系，正是由于发动机各组成机件之间存在着严密的协调关系，才保证了发动机工作循环的实现。主要零件与工作行程的相互关系归纳如表。19主要机件在工作中的协调关系进气行程压缩行程作功行程排气行程活 塞向下向上向下向上进气门开闭闭闭排气门闭闭闭开2021混合气的形成 柴油机在进气过程吸入的是纯空气,在压缩快结束时油才喷入,形成混合气.但时间极短,且柴油蒸发性和流动性差,就必须进相对多的空气,使燃烧充分.混合气的形成有两种,一是空间的雾化,气缸内空气与油的相对速度把油滴分散,形成小粒和油的蒸发气体,这时的混合气有液态的也有气态的;二是油膜的蒸发,燃油如果少量喷到燃烧室上,它形成油膜,油膜受热的作用和气流的作用使得油膜蒸发,这时的混合气完全是气体 要求它混合尽量均匀,油滴细小.22柴 油 机 结 构23柴油机结构示意图曲柄连杆机构配气机构两大机构传动系统润滑系统冷却系统电器系统五大系统柴油机基本构造燃油系统24曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是发动机进行热功转换的主要机构。进行热功转换的第一步是使燃料燃烧放出热能，第二步则是把热能转变为机械功。曲柄连杆机构包括气缸体曲轴箱组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分。气缸体曲轴箱组：气缸体（曲轴箱）、下曲轴箱、气缸盖、气缸垫等。活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销、连杆体、连杆盖、连杆螺栓 曲轴飞轮组：曲轴、飞轮等25曲轴飞轮总成26活塞连杆总成27曲柄连杆机构装配过程28配气机构 配气机构是实现和控制内燃机充量更换的一种机构。它按工作循环和气缸工作顺序按时开、闭进、排气门，使新鲜空气进入燃烧室并将燃烧后的废气排出。四冲程内燃机采用气门式配气机构。它由气门组和气门传动组二部分组成。气门组包括进气门、排气门、气门导管、气门座圈、气门弹簧等零件。气门传动组包括气门挺柱、气门推杆、气门摇臂、凸轮轴、凸轮轴正时齿轮及凸轮轴衬套等零件。29气缸盖及配气机构30气门顶置式配气机构工作示意31传动系统 传动系统，是由曲轴正时齿轮、正时惰齿轮、凸轮轴正时齿轮、喷油泵正时齿轮和喷油泵正时齿轮套（当柴油机不带喷油提前器时）等组成。各正时齿轮上刻有定时记号，装配时在齿轮啮合处必须对准记号，以保证各运动件间的相互运动关系（见附图）。32正时齿轮啮合图3334正时齿轮传动系总成35燃油系统柴油机燃油系统的功用：（1）按气缸工作顺序与不同工况，将一定数量的燃油加压，在适当时刻，以与燃烧室类型相适应的油束喷入燃烧室内，形成雾状或油膜，并与空气混合，形成可燃混合气。（2）滤去燃油内的机械杂质与尘土。柴油机燃油系统的组成：输油泵、燃油滤清器、喷油泵（带调速器、提前器）、喷油器及高低压油管。3637燃油供油系统38润滑系统 润滑系具有润滑、冷却、清洁、密封、防腐等多种功能。润滑系由集滤器、机油泵、机油滤清器、机油冷却器、各种控制阀和油压、油温、油面等测量装置。它们的润滑方式都采用了压力润滑和飞溅润滑两种方式（见附图）。39油底壳机油集滤器机油泵机油冷却器机油滤清器主油道增压器主轴承小机油滤清器凸轮轴衬套连杆轴承摇臂轴衬套正时惰齿轮轴油底壳飞溅润滑部飞溅润滑部40润滑系统示意图41冷却系统 目前广泛采用的冷却系为闭式、加压、冷却液强制循环型。它由散热器、水泵、风扇、节温器等基本部件组成。42水散热器水 泵机体总水道气缸盖气缸套外围气缸盖前端节温器机油冷却器大大循循环环43电器系统 柴油机的电器包括蓄电池、起动电机、发电机、起动按钮、仪表等。需在严寒地区使用的柴油机可加装预热器辅助起动（空气加热器、电热塞等）。4445柴油机零件目录v机体飞轮壳总成v气缸盖及配气机构v油底壳总成v活塞连杆总成v曲轴飞轮总成v正时齿轮传动系总成v气缸盖罩总成v机油泵、机油管路总成v冷却水泵、风扇部件v燃油供油系统v机油滤清器、起动电机及充电发电机总成46机体飞轮壳总成47气缸盖罩总成48机油泵、机油管路总成49冷却水泵、风扇部件50机油滤清器、起动电机及充电发电机总成51