柴油机系统.ppt

柴油机系统工作方式柴油机基本构成五大系统五大系统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起动系统起动系统两大机构l曲柄连杆机构l配气机构 骨架l机体l气缸套l曲轴箱l气缸盖l油底壳 五大系统进排气系统进排气系统燃料供给系统燃料供给系统润滑系统润滑系统冷却系统冷却系统起动系统起动系统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：向柴油机各工作气缸提供新鲜、清洁、密度足够大的空气。排气制排气制动阀动阀消声消声器器中冷中冷器器增压增压器器空滤空滤器器进气进气管管排排气气管管空气滤清器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）。主滤芯集尘盘安全滤芯进气管叶片环排尘袋滤清器壳涡轮增压系统由于柴油机燃烧时，各种情况下都要求过量空气系数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。大气环境排气系统进气系统发动机增压器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。增压作用：随着喷油压力的提高,燃油平均雾滴直径(SMD)减小,喷油率加大,有利于改善油气混合,使燃烧及时、彻底,促进碳烟的再氧化。中冷器的作用和优点作用：将从涡轮增压器压作用：将从涡轮增压器压气机出来的温度升高的空气机出来的温度升高的空气进行冷却，以提高空气气进行冷却，以提高空气的密度，提高发动机的充的密度，提高发动机的充气效率。气效率。一般来说，增压器增压后一般来说，增压器增压后的进气温度往往较增压前的进气温度往往较增压前温度升高温度升高100多度，进气多度，进气温度升高后在管路内呈扩温度升高后在管路内呈扩散趋势，不利于进气，而散趋势，不利于进气，而通过中冷器后的温度可以通过中冷器后的温度可以使温度下降使温度下降燃油供给系统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。电控燃油供给系统 传统柴油发动机的喷油器是被动工作的，也就是油泵在有压力的时候，就会因压力而将柴油喷入汽缸。这种完全由油泵控制的喷油过程，自然无法实现电脑控制喷油，而电控燃油供给系统采用的喷油器是靠电磁阀控制的，喷油正时和喷油量，都可以由电磁阀根据ECU发出的指令来精确控制。氧传感器等传感部件将尾气情况反馈给ECU，从而可以根据尾气判断燃烧状况，进而进一步调整供油浓度，实现混合气的充分燃烧。ECU（Electronic Control Unit）电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”这种精准的供油控制，再加上电子泵产生高压下的喷油压力，使得发动机缸内产生的强大涡流可以使雾状柴油与空气充分混合，这样一来可以最大程度地减小爆燃的几率。这种综合技术的采用，从根本上大大降低了柴油发动机的震动和噪音。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（高达的控制下，将一定数量的燃油加压（高达160MPa以上），以上），并通过单体泵上的电磁阀接收来自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。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。高压共轨燃油系统示意图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低压低压燃油系统的构成和油路走向冷却系统一、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 所以，发动机正常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。风冷和水冷风冷柴油机风冷柴油机，是用柴油作燃料的内燃机，将燃料燃烧释放出的热能转化为电能或机械能的装置。多用于地质勘查，石油开采，军队等特殊行业中，大多是小马力的发动机。风冷柴油机的制造工艺要求较水冷柴油机要高，对所用材料的耐热、耐磨、膨胀系数的要求也高。水冷柴油机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-水泵水冷系统的主要部件水冷系统的主要部件有水泵，散热水箱，风扇，水温调节装置和水温表等。1，水泵水泵是强制循环水冷却系统所需的动力来源，其作用是使冷却水产生一定的压力，压入柴油机各冷却部位，保证柴油机运行时冷却水不断循环，柴油机上广泛采用的是离心式水泵。离心泵由泵壳，叶轮，水泵轴和防漏装置等组成。泵壳上有进，出水管，中间有叶轮。2节温器节温器是控制冷却液流动路径的阀门，是根据冷却水温度的高低自动调节进入散热器的水量，改变水的循环范围，以调节冷却系的散热能力，保证发动机在合适的温度范围内工作。大循环与小循环 目前主要使用的节温器为蜡式节温器，当冷却温度低于规定值时，节温器感温体内的精致石蜡呈固态，节温器阀在弹簧的作用下关闭发动机与散热器之间的通道，冷却液经水泵返回发动机，进行发动机内小循环小循环。当冷却液温度达到规定值后，石蜡开始融化逐渐变为液体，体积随之增大并压迫橡胶管使其收缩。在橡胶管收缩的同时对推杆作用以向上的推力，推杆对阀门有向下的反推力使阀门开启。这时冷却液经由散热器和节温器阀再经水泵流回发动机，进行大循环大循环。散热水箱散热水箱又称散热器，是水冷系统不可缺少的主要部件之一，它的作用是将冷却水从受热零件吸收的热量传给空气，然后散到大气中期，降低冷却水的温度。膨胀水箱：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。防冻液：寒冬季节通常会发生冷却水冰冻使缸体和缸盖涨裂的现象。为了适应冬季立即开机的需要，应使用专门的防冻液。也可在冷却水中加进适量的乙二醇或酒精，甘油赔偿防冻液，以降低冷却水的冰点润滑系统1、压力润滑：利用机油泵，将具有一定压力的润滑油源源不断地送往摩擦表面。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。2、飞溅润滑：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。3、定期润滑：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。润滑的作用1 润滑：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。2.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，小的颗粒被机油滤清器滤出，从而起到清洁的作用。3.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。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。润滑系统组成润滑系组成：润滑系一般由油底壳，机油泵，集滤器，机油滤清器，润滑油道，传感器和机油压力表、温度表等组成。润滑系统演示图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(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机油溢流旁通阀机油溢流旁通阀溢流旁通阀：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。起动系统起动方法1)人力起动：一般在20PS以下的小功率发动机采用人力起动，这是最简单的起动方法，通常用手摇柄或绳索直接转动曲轴，使发动机起动。2)电动机起动：直流电动机的起动方法广泛用于各种车用发动机和各种用途的中小功率柴油机。这种方法是用铅酸蓄电池作电源，由专用的直流启动电动机拖动发动机曲轴旋转，将发动机发动起来。3)压缩空气启动：对于功率较大的柴油机通常采用压缩空气启动，其方法有两种：一种是用空气分配器将压力为2450-2940kPa的高压空气，按照柴油机的工作次序送入各个气缸直接推动活塞使柴油机启动，此方法一般适用于缸径D150mm的柴油机；另一种是以压缩空气驱动气动马达带动柴油机启动。4)辅助发动机启动：工程机械大中型拖拉机用柴油机，通常采用辅助汽油机启动。启动时先用人力启动汽油机，再通过传动装置带动柴油机启动。在大功率柴油机实际应用中，最常用直流电动机和压缩空气启动这两种启动方法电动启动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。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。启动机结构谢谢！