柴油机构造、拆装和试机.ppt
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1、1,柴油机维修技术配套教学包,第一章柴油机构造、拆装和试机,知识要点:,本章目标:掌握柴油机的解体、装复与试机的操作技能。,一.柴油机构造,二.柴油机的解体工艺,三.柴油机的装复与调整,四.柴油机的试机,退出,2,柴 油 机 构 造,目标:掌握柴油机的构造和工作原理,为拆装实习和修理打基础。,知识要点:,1 柴油机基础知识;,2 曲柄连杆机构的构造;,3 配气机构的构造;,4 进、排气系统的构造,及增压器和中冷器的构造;,5 燃料供给系统的构造;,6 润滑系统的构造;,7.冷却系统的构造;,返 回,3,1.1 柴油机的基本结构,1.1.2 柴油机的构造,1.1.3 柴油机基本术语,1.2 柴油
2、机基本工作过程,1.2.1 四冲程自然吸气式柴油机工作过程,1.2.2 废气涡轮增压柴油机工作过程,1.3 柴油机的编写规则型号,1.4 柴油机主要性能指标,1.1.1 柴油机的外形,1.柴油机基础知识,返 回,4,减振器,油底壳,飞轮壳,起动机,柴油滤清器,进气管,喷油泵总成,放水阀,发电机,风扇,1.1.1 柴油机的外形,(1),前 进,5,机油滤清器,涡轮增压器,排气管,机油冷却器,厂牌,放水阀,空压机,起吊环,1.1.1 柴油机的外形(2),后 退,前 进,6,1.1.1 柴油机的外形(3),下,右,左,上,油标尺,加机油口,水泵,张紧轮,节温器,返 回,后 退,7,1.1.2 柴油机
3、的构造,水冷式四冲程柴油机的构造:由气缸、曲轴箱、活塞、活塞销、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油泵、喷油器、正时齿轮和凸轮机构所组成。,多缸柴油机通常由两大机构、四个系统组成,即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、冷却系、润滑系和起动系组成。,返 回,8,1.1.3 柴油机基本术语,上止点:活塞离曲轴旋转中心的最远位置;下止点:活塞离曲轴旋转中心的最近位置;曲轴半径(r):曲轴旋转中心到曲柄销中心的距离(mm);活塞行程(S):上下止点间的距离(S=2r)。,气缸直径用来D表示,单位为(mm),(1),前 进,9,燃烧室:当活塞位于上止点位置时,活塞顶上面的气缸空间叫做燃烧室容积(VC);气
4、缸工作容积(Vh):活塞从上止点移动到下止点,它所扫过的容积(Vh=D2S10-6/4)(L);气缸总容积(Va):活塞位于下止点时,活塞顶上部的全部气缸容积(Va=VC+Vh);柴油机的排量/活塞总排量(VH):多缸柴油机所有气缸工作容积(若气缸数为i,则 VH=i Vh)(L);压缩比():气缸总容积与燃烧室的比值(Va/VC)。,1.1.3 柴油机基本术语,(2),返 回,后 退,10,柴油机将热能转变为机械能的过程,是经过进气、压缩、作功和排气四个连续的过程,每进行一次这样的过程叫做一个工作循环,无数个工作循环连续不断,使柴油机曲轴得以连续旋转,对外输出功率。柴油机不能依靠自身的力量从
5、静止状态自行开始转动,必须先借助外力转动曲轴使柴油机达到一定的起动动速,气缸至少完成一个工作循环后才能正常工作。,1.2 柴油机基本工作过程,四冲程自然吸气式柴油机工作过程,废气涡轮增压柴油机工作过程,返 回,11,四冲程自然吸气式柴油机每个工作循环的工作过程是:进气行程:进气门打开,排气门关闭,活塞从上止点移动到下止点,吸入新鲜空气。压缩行程:进排气门都关闭,活塞从下止点移动到上止点,空气被压缩,温度升高。作功行程:进排气门都关闭,喷油器喷入气缸的柴油在高温的空气中着火燃烧,气缸内压力升高,推动活塞往下运动,通过连杆带动曲轴旋转,对外做功。排气行程:进气门关闭,排气门打开,活塞从下止点移动到
6、上止点,排出气缸内的废气。,1.2.1 四冲程自然吸气式柴油机工作过程,返 回,12,涡轮增压器,中冷器,喷油器,气门,气缸套,活塞,连杆,曲轴,废气涡轮增压柴油机的废气流经涡轮叶片时涡轮旋转起来,带动压气机一起旋转,旋转的压气机把空气吸入并加压,增加了柴油机的进气量。因此,柴油机可以增加喷油量,提高功率。,1.2.2 废气涡轮增压柴油机工作过程,前 进,发动机的废气对涡轮做功压气机把发动机的进气压缩,中冷器把进气温度降低,排气行程,1.2.2 废气涡轮增压柴油机工作过程,后 退,前 进,发动机的废气对涡轮做功压气机把发动机的进气压缩,中冷器把进气温度降低,排气行程,1.2.2 废气涡轮增压柴
7、油机工作过程,后 退,前 进,排气行程,发动机的废气对涡轮做功压气机把发动机的进气压缩,中冷器把进气温度降低,1.2.2 废气涡轮增压柴油机工作过程,后 退,前 进,进气行程,中冷器把进气温度降低,发动机的废气对涡轮做功压气机把发动机的进气压缩,1.2.2 废气涡轮增压柴油机工作过程,后 退,前 进,进气行程,中冷器把进气温度降低,发动机的废气对涡轮做功压气机把发动机的进气压缩,1.2.2 废气涡轮增压柴油机工作过程,后 退,前 进,压缩行程,中冷器把进气温度降低,发动机的废气对涡轮做功压气机把发动机的进气压缩,1.2.2 废气涡轮增压柴油机工作过程,后 退,前 进,做功行程,中冷器把进气温度
8、降低,发动机的废气对涡轮做功压气机把发动机的进气压缩,1.2.2 废气涡轮增压柴油机工作过程,后 退,前 进,做功行程,中冷器把进气温度降低,发动机的废气对涡轮做功压气机把发动机的进气压缩,1.2.2 废气涡轮增压柴油机工作过程,后 退,前 进,发动机的废气对涡轮做功压气机把发动机的进气压缩,中冷器把进气温度降低,排气行程,1.2.2 废气涡轮增压柴油机工作过程,后 退,前 进,发动机的废气对涡轮做功压气机把发动机的进气压缩,中冷器把进气温度降低,排气行程,1.2.2 废气涡轮增压柴油机工作过程,后 退,返 回,23,1.3 柴油机的编写规则型号,变形符号,机器特征符号,Q汽车用,T拖位机用,
9、C船用,G-工程机用,Z增压,F风冷,缸径符号,行程符号,用E表示二行程,不用时表示四行程,缸数符号,前 进,24,例:玉柴 YC6108ZQB,返 回,后 退,25,1.4 柴油机主要性能指标,有效扭矩(Me):柴油机飞轮上对外输出的扭矩,单位为Nm有效功率(Ne):柴油机在单位时间内对外作功的量,单位为kW Ne=2nMe10-3/60 其中 n为转速(r/min)有效燃油消耗率/比油耗(ge):在1小时内所消耗的燃料量。单位为g/(kWh)ge=GT 103/Ne 其中GT为每小时的燃油消耗量(kg/h),返 回,26,2.曲柄连杆机构的构造,功用:将作用在活塞顶上的燃气压力转变为能使曲
10、轴旋转运动而对外输出动力。柴油机在工作过程中,燃料燃烧产生的气体压力直接作用在活塞顶上,推动活塞作往复直线运动。通过活塞销、连杆和曲轴,将活塞的往复直线运动转换为曲轴的旋转运动。柴油机产生的动力,大部分经曲轴后端的飞轮输出;还有一部分用以驱动本机其他机构和系统。,组成:1)机体组 2)活塞连杆组3)曲轴飞轮组,返 回,27,组成:气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套和气缸垫。,2.1 机体组,返 回,28,2.2 活塞连杆组,组成:由连杆体、连杆衬套、连杆盖、连杆螺栓、活塞、活塞销、气环、油环、孔用弹性挡圈组成。,返 回,29,2.3 曲轴飞轮组,组成:曲轴、飞轮和减振器。,飞轮,曲轴,活塞连杆总成
11、,减振器,返 回,30,配气机构的构造,配气机构的作用:根据气缸的工作次序,定时开启或关闭进气门和排气门,以保证气缸吸入新鲜空气和排除废气。,柴油机配气机构的组成:凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴、气门、气门座、气门导管。,可分为气门组和气门传动组两部分。,返 回,31,3.1 气门组,气门组包括:气门、气门座、气门导管和气门弹簧等零件。,气门弹簧,气门座,气门,气门导管,锁片,弹簧座,返 回,32,3.2 气门传动组,气门传动组包括:凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、气门间隙调整螺钉等。,返 回,33,3.3 配气机构的工作原理,点击右图观看录像,前 进,34,3.3 配气机构的工作原理,柴油机凸轮
12、轴是通过正时齿轮由曲轴齿轮驱动。柴油机完成一个工作循环,曲轴旋转两周(720),各缸进、排气门各开启一次,凸轮轴只需转一周,因此曲轴转速与凸轮轴转速之比为2:1。当凸轮基圆部分与挺柱接触时,挺柱不升高;当凸轮凸起部分与挺柱接触时,将挺柱顶起,挺柱通过推杆、调整螺钉使摇臂绕摇臂轴顺时针摆动,摇臂的长臂端向下推动气门,压缩气门弹簧,将气门头部推离气门座而打开气门。当凸轮凸起部分的顶点转过挺柱后,便逐渐减小了对挺柱的推力,气门在其弹簧张力的作用下,开度逐渐减小,直至最后关闭,使气门密封。,返 回,后 退,35,4.1 进、排气系统的构造,进、排气系统的功用:向柴油机各工作气缸提供新鲜、清洁、密度足够
13、大的空气,使柴油机能充分燃烧,性能得以充分发挥,同时确保其安全性和可靠性。,前 进,36,废气涡轮增压柴油机进、排气系统的组成:由空气滤清器、进气管、涡轮增压器、中冷器、排气管、消声器等组成,涡轮增压器,中冷器,消声器,空气滤清器,进气管道,排气管,后 退,返 回,37,4.2 增压器和中冷器的构造,涡轮增压器的知识(1)涡轮增压器由柴油机排出的高温和有一定压力的废气作动力源,转速高达11万r/min。(2)增压压力在100kPa以上。(3)涡轮增压器冷却介质是机油、空气。(4)涡轮增压器若断机油4秒、缺机油8秒轴承就会损坏。,前 进,38,4.2.1 增压器,涡轮增压器的组成:涡轮、涡轮壳、
14、压缩机轮、压缩机壳、旁通阀机构、中间体轴承和密封环。,前 进,39,4.2.2 中冷器,中冷器的作用:将从涡轮增压器压气机出来的温度升高的空气进行冷却,以提高空气的密度。,中冷器分类:根据冷却介质不同,有空空式中冷器和水空式中冷器两种。,中冷器的组成:散热芯和箱体。,返 回,40,燃料供给系统的构造,燃料供给系统的功能:根据柴油机的不同转速和不同负荷,定时、定量、定压自动提供柴油。,前 进,41,燃料供给系统的组成:由柴油箱、喷油器、喷油泵、柴油滤清器、低压油管、高压油管、调速器等组成,,喷油器,柴油箱,喷油泵,低压油管,柴油滤清器,高压油管,调速器,燃料供给系统的构造,返 回,后 退,42,
15、5.1 喷油器,常见的喷油器有两种:1.孔式(P型)喷油器2.轴针式(S型)喷油器,喷油器的功用:在高压作用下,将柴油雾化成雾状颗粒,并把它们喷入到燃烧室中。,返 回,43,5.1.1 孔式(P型)喷油器,孔式(P型)喷油器主要用于直喷式燃烧室的柴油机,应用较多。,返 回,44,5.1.2 轴针式(S型)喷油器,轴针式(S型)喷油器喷孔较大,喷油压力较低,故应用少些,它用于喷雾压力要求不高的涡流室式燃烧室和预燃室式燃烧室。,返 回,45,5.2 喷油泵,喷油泵俗称高压油泵,是柴油机燃料供给系中最主要的部件之一。喷油泵的功用:定时、定量地向喷油器输送高压燃油。多缸柴油机的喷油泵应保证:各缸供油次
16、序符合柴油机的发火次序;各缸的供油量均匀,不均匀度在标定工况不大于3%4%;各缸供油提前角一致,相差不大于0.5曲轴转角。为了避免喷油器的滴油现象,喷油泵还必须保证能迅速停止供油。喷油泵的结构型式:车用柴油机的喷油泵按作用原理不同大体可分为三类:柱塞式喷油泵、喷油泵-喷油器和转子分配泵。国产系列柱塞式喷油泵有A型泵、B型泵、P型泵,当前P型泵使用较多。,返 回,46,5.2.1 柱塞式喷油泵,柱塞式喷油泵的组成:柱塞、柱塞套、出油阀偶件、出油阀和阀座以及出油阀弹簧。,前 进,47,喷油泵柱塞工作原理:喷油泵凸轮轴的凸轮,推动挺柱体部件在泵体导程孔内作上、下往复运动。柱塞依靠挺柱体部件驱动,和柱
17、塞弹簧回位,而得以在柱塞套内作直线往复运动,并按要求向喷油器提供高压燃油。,喷油泵工作过程:(1)充油过程:当柱塞在下止点位置时,柴油通过柱塞套上的油孔充满柱塞上部的泵油腔。在柱塞自下止点往上止点的过程中,起初有一部份柴油被从泵腔挤出回到喷油泵低压油腔,直到柱塞将油孔关闭。,后 退,前 进,48,(2)供油过程:柱塞将油孔关闭继续上移时,泵油腔内的柴油压力急剧增高,当压力大于出油阀开启压力时,出油阀打开,柴油进入高压油管中。柱塞继续向上移动,油压继续升高,当柴油压力高于喷油器的喷油压力时,喷油器则开始喷油。(3)停油过程:当柱塞继续上移到斜槽与油孔接通时,泵腔内的柴油顺斜槽流出,油压迅速下降,
18、出油阀在弹簧压力作用下立即回位,喷油泵供油停止。此后柱塞仍继续上行,直到凸轮达到最高升程为止,但不再泵油。(4)凸轮继续转动,柱塞开始往下移动,开始下一个工作循环。,后 退,前 进,49,下止点位置,出油,进油口关闭,后 退,前 进,50,回油口打开,零供油位置,上止点位置,后 退,前 进,51,供油量控制:喷油泵每循环供油量由调节齿杆推动调节齿圈、油量控制套筒而改变柱塞与柱塞套的相对位置来控制与调节。,部份供油位置,最大供油位置,返 回,后 退,52,5.2.2 P型喷油泵,P型喷油泵的组成:分泵、油量调节机构、传动机构和泵体。,返 回,53,5.3 调速器,调速器的作用:调速器的作用是根据
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