柴油机与汽车配套的基本知识

1、 柴油发动机与汽车配套的基本知识发动机是汽车的心脏，是汽车总成里最大的一个部件总成。目前我国汽车行业中还存在这样一种状况：发动机厂家和汽车厂家从体制上、管理上不同属于一个单位或系统，因此一款新车型的研发，从发动机到整车在开发过程中缺少整体的配合、系统的构思；目前一款发动机与多种车型配套或汽车厂先设计车型，再找发动机来配套，已是比较普遍的现象。因此，带来一个问题是发动机与汽车整车配套得是否合理、是否恰当，将直接关系到汽车整车的一系列性能：关系到汽车整车的动力性、经济性、可靠性、舒适性等指标；关系到发动机与汽车配套的可行性、装配合理性（可接近性）、维修方便性等方面。 关系到用户整车使用满意度、汽车

2、质量性能赞誉度、市场畅销度等等方面。汽车发动机一般常见的有汽油机和柴油机。汽油机因受多种因素的限制（发动机缸径、功率、使用成本等），目前国内主要用于轿车、微型客车及微型汽车。柴油机功率覆盖面广，普遍用于载货汽车及轻型客车、大中型客车。一汽车基本概念第一部分 汽车分类（机动车辆分类GB/T15089-94：M，N，O，L），1M类至少有4个车轮的载客机动车辆；或有3个车轮，且厂定最大总质量不超过1t的载客机动车辆。M1-除驾驶员坐位外，乘客坐位不超过8个的载客车辆M2-除驾驶员坐位外，乘客坐位不超过8个，且厂定最大总质量不超过5t的载客车辆M3-除驾驶员坐位外，乘客坐位超过8个，且厂定最大总质量

3、超过5t的载客 2N类至少有4个车轮的载货机动车辆；或有3个车轮，且厂定最大总质量不超过1t的载货机动车辆。N1-厂定最大总质量不超过3.5t的载货车辆N2-厂定最大总质量超过3.5t，但不超过12t的载货车辆N3-厂定最大总质量超过12t的载货车辆3O类：挂车（包括半挂车）4L类：少于4个轮的车辆（指机动三轮和摩托车）我公司目前现有的柴油机产品主要配套的车辆为N1、N2类载重车辆以及M2、M3类的载客车辆。第二部分 汽车和半挂车的术语和定义车辆类型GB3730.1-88汽车为：由动力装置驱动，具有4个和4个以上车轮的非轨道无架线的车辆，其中包括几大类：1.载货汽车：主要用于运送货物，也可牵引

4、全挂车的汽车2.越野汽车：主要用于坏路或无路地区的全轮驱动的具有高通过性的汽车，也可牵引挂车。3.自卸汽车：以运送货物为主且具有可倾卸货箱的汽车。4.牵引汽车：专门或主要用于牵引挂车的汽车。5.专用汽车：装置有专用设备，具备专用功能，用于承担专门运输任务或专项作业的汽车。6.客车：具有长方厢形车箱，主要用于载送人员及其随身行李物品的汽车，有单层也有双层的，有铰接的，也有牵引挂车的结构。7.轿车：用于载送人员及其随身物品且座位布置在两轴之间的4轮汽车。 8（暂无）9.半挂车及专用半挂车：由半挂牵引车牵引，且部分质量由其牵引车承受的挂车。 以上序号也代表车型代号。汽车产品型号编制规则GB9417-

5、1988中规定，基本型汽车型号结构如下：企业自定代号企业名称代号 产品序号 车辆类别代号主参数代号如NJ 1061，NJ表示生产厂家代号（南汽跃进），1是代表载货汽车，后两位数表示车辆的主参数（主要的要素是指总质量），总质量6吨左右，尾数表示产品序号。客车是6字开头，如6601、6720，其中600、720表示客车长度。我公司目前现有的柴油机产品主要在载货汽车、客车、自卸汽车上配套，少量的在专用车、越野汽车上配套。为防止用户车辆超载，影响行车安全。目前交通管理部门对营运车辆总质量的检查仍很严。国家规定汽车的载货重量称为载重质量，汽车空车重量（自重）称为整备质量，汽车整备质量加载重质量之和，称为

6、汽车总质量。 总质量整备质量载重质量+人的数*65kg总质量与整备质量相互之间有一定的比例关系，确定的时候要慎之又慎，否则会给用户带来较大麻烦（包括车辆外廓尺寸）。国家标准GB1598-2004道路车辆外廓尺寸、轴荷、及质量限值；GB/T12428-1990客车装载质量计算方法与我发动机配套有关的部分还有：载货汽车的驾驶室分为敞开式、平头式还有半敞开式，平头式驾驶室分为可翻转和不可翻转两种。驾驶室座位有单排、一排半、双排的。敞开式：发动机位置在驾驶员坐位前边，如轿车、老解放、老东风汽车；平头式：发动机位置在驾驶员座位底下；半敞开式：界与以上两者之间，如南京依维柯；汽车发动机在汽车底盘上的位置常

7、见的有前置式和后置式，载货汽车基本都是前置式；客车前置和后置两种都有。同吨位的汽车有宽大梁和窄大梁之分；有长轴距、短轴距之分；驾驶室和车箱有窄体、中体、宽体之分。还有汽车有二轮及四轮驱动的；方向机有带动力转向及不带动力转向的；有二轮转向及四轮转向的；有带与不带空调、暖风机、风扇离合器等等不同。以上所述都是汽车生产厂家为满足用户、满足不同环境、满足不同需求而设置的。各种配置状态的存在都有它存在的理由，而且是各有利弊，问题是不同的地域环境和使用条件加上用户的选择，来决定车辆配置的状态。二、柴油机与汽车的动力匹配柴油机在与汽车配套时首先要考虑的是，汽车的吨位和汽车的额定车速。功率偏小车辆跑不动，功率

8、偏大则资源浪费（功率浪费及百公里油耗高）。根据最新的国家标准机动车运行安全技术条件GB7528-2004中有关条款中提出了比功率的要求，比功率（发动机最大净功率与车辆总质量之比）轻卡、轻客不允许5.0KW/t，农用车、拖拉机4.0KW/t；根据有关资料内燃机性能及其与传动装置的优化匹配杨连生著，考虑到车辆能在3的坡度上以50KW/h的速度行驶，车辆的总质量与功率的关系如下：必需功率（GCW+1.9）0.121(0.74KW)GCW 车辆总质量例如：NJ1061 总质量6吨，按上式计算得48.3KW，我公司最早是495Q2与其配套，功率51.5KW，刚好能满足必需功率的要求。因为考虑用户超载，目

9、前功率/吨理论上与实际配置已差距很大。一般来说，载重汽车总质量每吨所需功率为1015KW，客车每吨所需功率为1318KW，特别是城市公交配置动力要大些。（客车生产厂很多人都习惯用3吨底盘或3吨半底盘等等，这里说的底盘吨位，每吨位所需功率应24KW）实际应用中因目前配套较多，可采用类比法。车辆的动力匹配，一是要拉得动，另一方面是要跑得快。要拉得动依靠的是扭距，要跑得快依靠的是功率和转速。柴油机的功率与扭距、转速之间的相互关系可以用以下的公式来表示：NeMe.n/9550Ne 为功率（Kw）；Me 为扭距(N.m)；n 为转速（r/min）汽车的行驶速度在功率确定的前提下，取决于发动机的转速、变速

10、箱的速比、后桥的主减速比、轮胎的直径四个方面。汽车的车速与传动系速比、发动机转速的关系：Va2.r.n.601000ikio0.377r.nikioVa 汽车车速（km/h） r 轮胎有效半径（m）n 发动机转速（r/min） ik 某档位的减速比(变速箱控制，可变化调整)io 主减速比（由汽车后桥伞齿的传动比决定，使用中不好调整）发动机的转速是由我公司具体产品决定的，另三项是汽车厂底盘决定的。假如汽车上三项参数都已确定，那根据发动机的转速即可计算出汽车的车速。汽车的额定车速可根据市场及用户的需要在汽车总体方案设计时确定或调整。 载重汽车动力性能主要关系到车辆的几方面指标:1、车辆在额定载重状

11、况下额定车速是否能达到设计指标；（适当考虑超载）2、汽车的加速性能是否理想；（原地起步加速性能和超速加速性能）3、车辆抵抗行驶阻力变化的能力。（影响到换档次数） 一般来说，轻卡、轻客的主减速比小，最高车速要高些；工程车、农用车的主减速比大，最高车速要低些。扭距储备系数 Mmax/Ma1 数值大好（汽车13拖拉机17）扭距适应性系数 KmMmax/Ma 数值大好转速适应性系数 Kana/nm 数值大好总适应性系数 KKm.Ka 数值大好三、变速箱及离合器的选用与匹配汽车变速器一般称为变速箱，它的功用是：1、改变传动比，扩大驱动轮转距和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件。同时使发动机在有利（

12、功率较高而油耗较低）的工况下的工作。柴油机万有特性。2、在发动机旋转方向不变的情况下，使汽车能倒退行驶。3、利用空挡，中断动力传递，使发动机能够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。 变速器是由变速传动机构和操纵机构组成。变速器有很多种： 变速器按传动变化方式来分：有极式变速器 齿轮传动，固定档位无极式变速器 无限多级变化，电力式、液力式、液力变距器综合式变速器 是指液力变距器和齿轮有极变速器组成的液力机械式变速器，其传动比可在最大值与最小值之间的几个间断的范围内作无极变化。 变速器按操纵方式来分：强制操纵式变速器 是靠驾驶员直接操纵变速杆换挡自动操纵式变速器 其传动比选择和换档是自动进

13、行的。半自动操纵式变速器 以上强制和自动相结合。 变速器是按输入或输出转距分级，供各种车型选用。一般柴油机的最大扭距在200N.m左右时，选用420或520变速器；最大扭距在250N.m左右或在300N.m左右，相应的选用525或530变速器。 手动操纵的有极式变速器，一般轻卡和轻客其最低传动比与最高传动比的范围在5.08.0；（轿车3.0-4.5;越野汽车与牵引汽车10.0-20.0）,轻客与轻卡有3-5个前进挡，有一个倒车挡，我们常遇到的5挡变速箱中，有一个前进挡为超速挡。 变速器上还有加副变速箱的主要用于大吨位车，目的是增加变速档位；变速器上还有分动箱，主要用于四轮驱动车辆，驱动前桥的；

14、变速器上还带有取力器，带液压泵，用于工程车中的自卸车。 对于我们搞发动机配套的人员来说，注意以下几点：发动机最大扭距与变速器传递扭距的能力是否相适应变速器第一轴：就是花键轴的外花键齿型、齿数与离合器摩擦片总成轴套上的内花键齿型齿数要相同符合；第一轴的长度适当（摩擦片花键、定位轴承）；第一轴轴端直径与定位轴承内孔直径相符。 变速器与离合器壳的结合（注意离合器壳是整体还是分开）、分泵支架及位置、分离拨叉手柄的代装。离合器的功用： 离合器安装在发动机与变速箱之间，用来分离或接合前后两者之间动力联系，其功用为:使汽车平稳起步中断给传动系的动力，配合换挡防止传动系过载离合器有摩擦式离合器、液力偶合器、电

15、磁离合器等几种。摩擦式离合器按冷却介质分为干式和湿式（空气和油），湿式不用。按从动盘的数量来看有单片、双片、多片。汽车用单片，拖拉机多为双片。离合器传递扭距的能力，取决于摩擦片的压紧力、摩擦片的面积、摩擦面片表面的摩擦系数等因素。离合器传递的最大静摩擦力距（转距容量）Tc.Temexz/12PoD3(1-C3) 离合器的后备系数 （1.2-1.7轻卡） Temex 发动机最大转距 N.mPo 摩擦面单位压力 z 摩擦面数 摩擦系数 D 摩擦片外径C摩擦片内外径比d/D一般210N.m用10寸，240左右用11寸，260左右用12寸，280用13寸。以后还会单独讲。四、汽车的热平衡（水箱散热面积

16、与风扇的选配） 汽车的热平衡在用户的实际使用中至关重要，特别是在高温天气及汽车大负荷的使用情况下，容易发生水箱开锅的现象，影响用户正常使用。 柴油机由冷却系统带走的热量：Qwqw.NeQw 冷却系统带走的热量 Ne 柴油机功率Qw 冷却系数 直喷增压16502200KJ/KW.h(1925平) 直喷非增压22002850KJ/Kw.h 例； (48KJ/S) 48千焦耳/秒 目前汽车使用的水箱从材料来分大多数是铜质水箱，少数是铝质水箱。铜水箱的结构基本上是采用管带式及管片式，管带式和管片式的散热性能差不多。管片式的水箱结构强度好些，但材料消耗相比要多（相比价格要贵些）。水箱结构主要分上水室、下

17、水室、散热管、散热片、水箱盖、风扇导风罩。应注意几点：1、水箱的一个主要指标是水箱散热面积。一般来说轻卡（前置发动机）发动机每千瓦所需散热面积为0.2-0.24平方米；后置发动机每千瓦所需散热面积为0.24-0.3平方米。注意片距不能小于3毫米，水管最好是3排，否则通风性能差，导致散热效率低（水箱体积没有加大，增加散热片密度来增加散热面积）。水箱的散热效率必须通过风洞试验才能得出评价。2、水箱上、下的进水口位置不要布置在同一侧，应采用对角线布置，左上与右下，或右上与左下，这样能提高水箱散热效率，防止水流短路。3、风扇与水箱散热片的距离一般在3050毫米，风扇三分之二在护风罩内，过近与过远都不好

18、（影响吸风效果）。风扇中心最好在水箱中心位置，护风罩内圆直径比风扇直径大3040毫米，过小容易碰，过大影响吸风效果。护风罩外圆应在散热片范围内。4、进出水管直径及长度适当，注意水管拐弯处不能有压瘪而影响水的流通。水管最好是成型橡胶管，或选用带钢丝、带夹布的橡胶管，注意安装好的橡胶水管是否与发动机或汽车底盘上相近的部位碰，应保持一定的间隙，防止使用中水管振动磨破漏水，造成发动机断水引起拉缸等重大恶性故障。水管最低部位不能低于水箱放水开关下部过多，防止水放不尽，冬天结冰而影响水的循环。5、注意水箱前端通风状况是否良好： 水箱前加中冷器可能对水箱原有的散热状况会有影响； 汽车驾驶室前通风的百叶窗是否过小; 平头汽车驾驶员座位挡住部分水箱进风的位置，影响通风，影响散热。五、进、排气系统的匹配 进、排气系统对发动机来说也至关重要。为确保发动机能发挥正常性能，要求发动机在使用过程中新鲜空气能进得足，废气能排得尽（将直接影响功率、油耗等指标）。进气部分：因空气滤清器总成很多是有汽车厂家配套。因此空