发动机构造(2)

1、2022-3-301 柴油机供给系柴油机供给系组成及燃烧室形状喷油器、喷油泵及调速器的结构和工作原理了解电控柴油机喷射系统的结构2022-3-302 概述柴油机供给系的功用及柴油柴油机供给系的组成柴油机的特点2022-3-303柴油机供给系的功用：储存、滤请和输送柴油，并按照柴油机各工况需求，定时、定量、定压将柴油喷入燃烧室，最后将废气排入大气。2022-3-304柴油发火性：十六烷值，十六烷值越高，发火性越好。蒸发性：蒸发性越好，越有利于燃烧。凝点：表明柴油的低温流动性 柴油牌号2022-3-305柴油机供给系的组成燃油供给装置空气供给装置混合气形成装置废气排出装置喷油泵、喷油器、调速器、输

2、油泵、滤清器、油管等组成2022-3-306燃油供给装置低压油路：油压是由输油泵建立的，而输油泵的出油压力一般为01503MPa，故这段油路称为低压油路，只用以向喷油泵供给滤清的燃油。油箱 粗滤器 输油泵 细滤器高压油路：油压是由喷油泵建立的，一10MPa般在以上，故称此段油路为高压油路。喷油泵 喷油器 喷油（回油） 高压油管2022-3-307柴油机的使用特点压缩比大经济性好故障少排气污染小排气噪声大2022-3-308柴油机可燃混合气的形成和燃烧过程可燃混合气的形成燃烧过程2022-3-309形成特点时间短混合气不均匀燃烧不均匀2022-3-3010形成方式空间雾化混合油膜蒸发混合复合式过

3、程柴油喷到燃烧室空间，混合不均匀柴油喷到室壁上，5先形成混合气燃烧，再促使油膜形成混合气两种方式混合使用，以空间雾化为主提高方法1.喷油束与室形状相适应2.室内空气运动，促进混合燃烧室形状应有利于形成旋转气流2022-3-3011燃烧过程供油提前备燃期速燃期缓燃期后燃期2022-3-3012速燃期燃烧速度快，压力温度迅速上升，边喷油边燃烧。主要燃烧阶段。缓燃期燃烧速度逐渐降低，压力下降，温度继续上升，不再喷油2022-3-3013提高柴油机动力性和经济性的方法十六烷值较高的柴油高压缩比喷油压力足够高燃烧室形状可产生强烈空气运动2022-3-3014燃烧室统一式燃烧室分隔式燃烧室2022-3-3

4、015统一式燃烧室燃烧室类型 型 球型 四角型 U型剖面形状纵剖面 型纵剖面大半圆形纵剖面近似 型纵剖面U形混合气形成空间雾化混合油膜蒸发混合空间雾化混合复合式喷油器类型孔式（压力高，多孔）孔式（少孔）孔式（多孔）孔式进气道类型切向进气道螺旋进气道螺旋进气道扭切进气道优点起动性能好、经济性好，形状简单易加工，结构紧凑工作平稳、柔和，燃烧彻底较高的经济性和动力性控制了Nox的生成起动性、动力性、经济性好适应对象中小型高速柴油机应用不广高速柴油机应用较广缺点工作粗暴，孔易堵起动性差，工况适应性差2022-3-3016分隔式燃烧室两个空间，一个在缸盖中（副燃烧室），一个在活塞顶（主燃烧室），两部分间

5、有孔道相连。2022-3-3017两种类型涡流室式预燃室式 组成副燃烧室体积大，5080上半部直接铸出，下半部耐热钢做成，镶入气缸副燃烧室镶入气缸盖，体积占2545混合气形成空间雾化混合空间雾化混合涡流运动副室中强烈的涡流运动副室中无规则的紊流运动喷油器类型轴针式喷油器轴针式喷油器燃烧特点大部分在副室中燃烧，燃烧完全大部分在主室中燃烧，燃烧完全 优点工作柔和，高速适应性好，噪声小，排污少同前 缺点起动性差，经济性差，热效率地同前2022-3-3018燃烧室形状2022-3-3019喷油器 1. 功用：根据喷油泵出口压力对喷射燃油进行计量，并以高压将柴油雾化成颗粒，喷入到燃烧室中，剩余燃油流回油

6、箱。此外，喷油器在规定的停止喷油时刻应能迅速地切断燃油的供给，不发生滴漏现象。2.类型：孔式、轴针式2022-3-3020孔式喷油器组成：针阀偶件11-12、顶杆8、调压弹簧7、喷油器体13等2022-3-3021针阀偶件针阀上部的圆柱表面通针阀体的相应内圆柱面作高精度的滑动配合，配合间隙为0001o004mm。此间隙过大则乍能发生漏油而使油压下降，影响喷雾质量；间隙过小时针阀将不能自由滑动。针阀偶件的配合面通常是经过精磨后再相互研磨而保证其配合精度的。所以选配和研磨好的一副针阀偶件是不能互换的，这点在维修过程中应特别注意。2022-3-3022承压锥面 密封锥面针阀中部的锥面全部露出在针阀体

7、的环形油腔中，用以承受油压针阀下端的锥面与针阀体相应的内锥面配合，以实现喷油器内腔的密封。2022-3-3023工作原理不喷油时：调压弹簧8通过顶杆9使针阀紧压在针阀体的密封锥面上，将喷孔关闭。喷油泵输出的高压柴油从油孔道进入针阀中部周围的环状空间高压油腔。油压作用在针阀的承压锥面上，造成一个向上的轴向推力，当此推力克服了调压弹簧的予紧力以及针阀与针阀体间的摩擦力(此力很小)后，针阀即上移而打开喷孔，高压柴油便从针阀体下端的5个喷油孔喷出。当喷油泵停止供油时，由于油压迅速下降，针阀在调压弹簧作用下及时回位，将喷孔关闭。喷射开始时的喷油压力取决于调压弹簧的预紧力，后者可用调压螺钉调节。在喷油器工

8、作时间，会有少量柴油从针阀与针阀体的配合表面之间的间隙漏出。这部分柴油对针阀起润滑作用，并沿顶杆周围的空隙上升，通过回油管螺栓1上的孔进入回油管，流回油箱。2022-3-3024轴针式喷油器与孔式相比，喷孔只有一个、较大，不易堵塞、易加工，喷油压力较低，轴针较复杂，具有自洁作用。2022-3-30256.5 喷油泵功用：定时、定量地向喷油器输送高压燃油2022-3-3026多缸柴油机喷油泵的要求各缸的供油次序符合所要求的发动机发火次序；各缸供油量均匀，不均匀度在标定工况下不大于34；各缸供油提前角一致，相差不大于0.5度曲轴转角；为避免喷油器的滴漏现象，喷油泵还必须保证供油停止迅速。2022-

9、3-3027喷油泵的类型柱塞式喷油泵喷油器转子式分配泵2022-3-3028柱塞式喷油泵(1) 泵油机构(2) 油量调节机构(3) 驱动机构(4) 喷油泵体2022-3-3029柱塞泵泵油原理 2022-3-3030柱塞（斜槽）2022-3-3031柱塞行程 h柱塞有效行程hg2022-3-3032柱塞有效行程 柱塞行程hg：(即柱塞的上、下止点间的距离，见图e)是一定的，但并非在整个柱塞上移行程h内都供油。喷油泵只是在柱塞完全封闭油孔4之后到柱塞斜槽3和油孔4开始接通之前的这一部分柱塞行程，内才泵油。称为柱塞有效行程。 显然，喷油泵每次泵出的油量取决于有效行程的长短。因此，欲使喷油泵能随发动

10、机工况不同而改变供油量，只须改变有效行程，一般借改变柱塞斜槽与柱塞套油孔4的相对角位置来实现。将柱塞朝(图e)中箭头所示的方向转动一个角度，有效行程和供油量即增加；反之则减少。2022-3-3033两大偶件柱塞偶件：柱塞套、柱塞，配合间隙0.0015-0.0025mm；柱塞弹簧出油阀偶件：出油阀、出油阀座、出油阀弹簧2022-3-3034油量调节机构齿杆的轴向位置由驾驶员或调速器控制。移动齿杆时，齿圈连同控制套筒带动柱塞1相对于不动的柱塞套5转动，以调节供油量。2022-3-3035调速器用来随柴油机负荷的变化自动调节喷油泵的油量，自动改变柴油机转速，使柴油机稳定运转的装置。用来防止柴油机飞车

11、（转速过高）和熄火（转速过低） 。2022-3-3036不使用调速器的情况实验表明：在某一较高转速时，Me降低一点，转速n会更大，柴油机便导致飞车，排气管冒黑烟，发动机过热等故障。反之， Me稍有提高，柴油机转速便下降很大，甚至熄火。2022-3-3037类型单程式（定速）：发动机转速几乎不变，通常用来限制最高转速（飞车）。一般用于小型工业柴油机。两速式：限制最低（熄火）和最高转速（飞车）。中间转速不起作用。用于部分汽车。全速式：可控制从最低到最高转速间任一转速的供油量，即使发动机在任一转速下稳定工作。应用广泛，车用较多。综合式：兼具两速和全程的功能，不同发动机工况，互换使用。两速式、全程式调

12、速器车用最广，其作用原理均为离心作用，因此成为机械离心式调速器。2022-3-3038两速式工作原理较低转速时，飞块（产生离心力）随转速大小产生离心力，离心力与怠速弹簧及起动弹簧弹力平衡时，供油调节齿杆位置不变，发动机稳定运转。若转速降低（熄火），离心力减小，在弹簧和机械机构作用下，供油太藕节齿杆移动，增加供油量，使发动机转速回升。若转速升高，离心力增大，大于弹力，机械机构作用下，齿杆反方向移动，供油量减小，转速下降。2022-3-3039两速式工作原理正常工作转速时，调速器不起作用，由驾驶员控制供油量调节。最高转速时，即超过规定的最高转速，离心力已足够大到克服调速弹簧弹力，通过机械机构，使供

13、油调节拉杆移动，减小供油量。（因此，可改变调速弹簧预紧力来调节发动机最高转速）优点：加速踏板力小、加速性能好、加速时冒烟少。2022-3-3040全程式工作原理随转速变化，离心力增大，通过机械机构传动，带动供油调节拉杆运动，来改变供油量大小。优点：可适应复杂路况及负荷多变情况，减轻驾驶员疲劳度。2022-3-3041喷油提前角调节装置喷油提前角指喷油开始时，活塞距离压缩终了上止点的曲轴转角。喷油提前角实际上是由喷油泵供油提前角保证的。而调节整个喷油泵供油提前角的方法是改变发动机曲轴与喷油泵凸轮轴的相对角位置为满足最佳喷油提前角随转速升高而增大的要求。2022-3-3042喷油提前角大小对柴油机

14、性能的影响过大过大喷油提前角过大时，由于喷油时缸内空气温度较低，混合气形成条件较差，备燃期较长，将导致发动机工作粗暴。过小过小喷油提前角过小时，将使燃烧过程延后过多，所能达到的最高压力较低，热效率也显著下降，且排气管中常有白烟冒出。2022-3-3043最佳喷油提前角最佳喷油提前角是在转速和供油量一定的条件下，能获得最大功率及最小燃油消耗率的喷油提前角。应当指出，对任何一台柴油仉，最佳喷油提前角都不是常数，而是随供油量和曲轴转速变化的。供油量愈大，转速愈高，则最佳喷油提前角也愈大2022-3-3044机械离心式喷油提前角自动调节器发动机工作时，驱动盘9连同飞块4受发动机曲轴的驱动而沿图中箭头方

15、向旋转，两个飞块的活动端向外甩开，滚轮5则迫使从动盘8沿箭头所示方向相对驱动盘9超前转过一个角度直到弹簧1的压缩弹力与飞块离心力相平衡时为止，于是驱动盘9与从动盘8同步旋转(图545b)。当转速升高时，飞块活动端便进一步向外甩出，飞块上的滚轮5推动从动盘8相对驱动盘9沿箭头所示方向再超前转动一个角度，直到弹簧1的压缩弹力足以平衡新的飞块离心力为止。这样，供油提前角便相应地增大。反之，当发动机转速降低时，供油提前角相应减小。2022-3-3045辅助装置柴油机供给系中不可缺少的组成部件，如：输油泵、滤清器、起动电热塞等2022-3-3046输油泵从油箱中吸出柴油，并建立一定油压，送入喷油泵。有活

16、塞式、刮片式、齿轮式、转子式等类型。2022-3-3047活塞式输油泵由喷油泵凸轮轴上的偏心轮驱动，活塞将内腔隔为两部分，上为压油腔，下为吸油腔（两油腔间有旁通油道连接）。活塞上下运动，两油腔体积变化，压力变化，从而出油和吸油。2022-3-3048齿轮式输油泵其工作原理与汽油齿轮泵相似。起动时手动泵的作用： 加大出油量2022-3-3049柴油滤清器有粗滤器和细滤器之分。滤芯多用纸质，也有金属丝、毛毡、绸布等材料。两级滤清器：一级纸滤芯，二级毛毡、绸布滤芯。滤清效果好。2022-3-3050起动电热塞通过加热空气改变气缸内温度，提高柴油机起动性能的装置。2022-3-3051冷却系冷却系功用

17、、类型及工作过程冷却系的构造2022-3-30521 冷却系的功用和分类功用：把受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。 2022-3-3053冷却过度发动机过冷，进入气缸的混合气或空气温度低而点燃困难，造成发动机功率下降、油耗上升；润滑油粘度增大，零件磨损加剧。2022-3-3054冷却不足发动机过热，充气效率下降，早燃和爆燃倾向加大，发动机功率下降；零件间间隙变小，导致不能正常运动，甚至卡死、损坏；润滑油粘度减小，使零件磨损加剧。2022-3-3055冷却系类型水冷系 是以水作为冷却介质，把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。风冷系 是以空气作为冷却介质

18、，把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。2022-3-30562 强制循环水冷系水冷系的优点：冷却效果好，布置紧凑，使用方便，噪声小。强制循环水冷系：目前的水冷系一般由水泵强制给水（或冷却液）在冷却系中进行循环流动，故称2022-3-3057水冷系的组成水冷系大都是由散热器、水泵、风扇、冷却水套和温度调节装置等组成。（如下图所示） 2022-3-3058水冷系的工作过程水泵强制冷却水循环，冷却水在水套内吸收热量后，流经散热器，将热量散发到空气中，然后再流入水套。如此循环，以保证发动机在最佳温度下工作。根据发动机温度高低，水冷系有两种冷却循环路线，如上图所示。2022-3-3059大循环 小

19、循环 大循环当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于80，冷却水应全部流经散热器，形成大循环。此时节温器的主阀门完全开启，而侧阀门将旁通孔完全关闭。 小循环当水温低时，水不经过散热器（只流经节温器侧阀门）而进行的循环流动。2022-3-3060膨胀水箱 用于闭式冷却系，减少冷却液损失；避免空气进入，在冷却系内造成氧化和穴蚀等不良现象；使冷却系中水气分离；保持系统压力稳定，提高水泵泵水量。（图74）通常与补偿水箱做成一体。2022-3-3061散热器（水箱）由上水室、散热器芯和下水室等组成。其功用是增大散热面积，加速水的冷却。 2022-3-3062散热器（水箱） 散热器上贮水室顶部有加水口，平

20、时用散热器盖盖住，冷却水即由此注入整个冷却系。在上、下贮水室分别装有进水管和出水管，分别用橡胶软管和气缸盖的出水管和水泵的进水管相连。由发动机气缸盖上出水管流出的温度较高的热水经过进水软管进入上贮水室，经冷却管得到冷却后流入下贮水室，由出水管流出被吸入水泵。在散热器下贮水室的出水管上还有一个放水阀。 2022-3-3063散热器芯2022-3-3064管片式 管带式管片式由冷却管和扁形散热片组成。刚度和强度较大。管带式由冷却管和折叠散热带组成，散热能力较强、制造工艺简单、质量小、成本低；但刚度较小。2022-3-3065散热器盖蒸汽空气阀开盖时注意：缓慢旋开，防止烫伤空气阀蒸汽阀弹簧蒸汽管20

21、22-3-3066补偿水箱（膨胀水箱）减少冷却液损失，工作中自动补偿冷却液。冷却液受热膨胀流入补偿水箱，冷却后，散热器压力降低，冷却水流回。2022-3-3067水泵 对冷却水加压，加速冷却水的循环流动，保证冷却可靠。车用发动机多采用离心式水泵。 风扇 提高通过散热器芯的空气流速，增加散热效果，加速水的冷却。风扇通常安排在散热器后面，并与水泵同轴。当风扇旋转时，对空气产生吸力，使之沿轴向流动。空气流由前向后通过散热器芯，使流经散热器芯的冷却水加速冷却。2022-3-3068风扇风扇材料：钢板、尼龙、铝合金、工程塑料等风扇叶片的安装倾斜角不均匀，目的是减少振动和噪声风扇皮带调整：过松会打滑，过紧

22、会增加轴承磨损。2022-3-3069水冷却强度调节 装置改变流经散热器的空气量改变流经散热器的冷却水量2022-3-3070百叶窗改变空气量。百叶窗、保温帘2022-3-3071风扇离合器改变流经散热器的空气量，控制风扇的起作用时间、扇风量和扇风强度。主要部件：温控开关即达到一定温度时，风扇离合器结合，风扇起作用。试验表明，在发动机工作过程中，只有10的时间风扇起作用。2022-3-3072风扇离合器的类型硅油风扇离合器：利用一定温度时，硅油体积变化带动离合器结合。机械式风扇离合器：利用记忆弹簧的形状记忆效应及其一定温度时形状变化。电磁风扇离合器：达到一定温度时，水温感应开关的电路接通，离合

23、器结合。2022-3-3073节温器改变通过散热器的冷却水流量。蜡式节温器 乙醚折叠式节温器2022-3-3074蜡式节温器蜡式节温器在橡胶管和感应体之间的空间里装有石蜡，为提高导热性，石蜡中常掺有铜粉或铝粉。常温时，石蜡呈固态，阀门压在阀座上。这时阀门关闭了通往散热器的水路，来自发动机缸盖出水口的冷却水，经水泵又流回气缸体水套中，进行小循环。当发动机水温升高时（76以上），石蜡逐渐变成液态，体积随之增大，迫使橡胶管收缩，从而对反推杆上端头产生向上的推力。由于反推杆上端固定，故反推杆对橡胶管、感应体产生向下反推力，阀门开启，当发动机水温达到80以上时，阀门全开，来自气缸盖出水口的冷却水流向散热

24、器，而进行大循环。 2022-3-3075折叠式节温器膨胀筒式节温器是由具有弹性的、折叠式的密闭圆筒（用黄铜制成），内装有易于挥发的乙醚。主阀门和侧阀门随膨胀筒上端一起上下移动。膨胀筒内液体的蒸气压力随着周围温度的变化而变化，故圆筒高度也随温度而变化。水温高于80时，主阀门完全开启，侧阀门关闭，大循环。水温低于70时，侧阀门完全开启，主阀门关闭，小循环。水温7080时，两阀门均部分开启。2022-3-3076 发动机润滑系润滑系的功用、组成和润滑方式典型润滑油路的构造润滑系主要部件曲轴箱通风2022-3-3077润滑系的功用润滑清洁冷却防锈密封（针对气缸）缓冲降噪2022-3-3078润滑的作

25、用机理润滑的作用机理轴承轴承轴轴润滑油2022-3-3079润滑方式压力润滑飞溅润滑润滑脂润滑2022-3-3080压力润滑一定压力的机油形成油膜来润滑的方式。适用部位：负荷较大、相对运动速度较高的摩擦面。如曲轴主轴承、连杆轴承、凸轮轴轴承等（均为滑动轴承）2022-3-3081飞溅润滑利用零件运动时溅起的油滴或油雾来润滑的方式。适用部位：外露、负荷较小的摩擦表面。如：气缸壁、配气凸轮表面、活塞销等2022-3-3082润滑脂润滑（不属于润滑系范畴）润滑脂俗称“黄油”。适用于发动机各辅助装置的轴承的润滑（一般是球轴承、滚子轴承、滚珠轴承等）2022-3-3083机油主要性能指标：粘度（随温度变

26、化而变化）机油品质的好坏对发动机起动、工作性能的影响非常重要。2022-3-3084润滑系的组成机油供给装置：机油泵、油底壳、限压阀、油道、油管滤清装置：三级滤清、旁通阀散热装置：机油散热器压力指示及报警装置：机油压力表、报警灯2022-3-3085发动机润滑系的组成发动机润滑系的组成集滤器、集滤器、机油泵、油底机油泵、油底壳、机油滤清壳、机油滤清器、机油散热器、机油散热器、机油压力器、机油压力表、表、放油螺栓放油螺栓油底壳油底壳机油滤清器机油滤清器油路油路集滤器集滤器2022-3-3086润滑系的油路润滑系的油路2022-3-3087润滑系油路EQ1092、EQ1090E机油泵机油滤清器集滤

27、器机油冷却器油底壳2022-3-3088润滑系工作油路油底壳集滤器机油泵细滤器主油道主轴颈连杆轴颈凸轮轴颈摇臂轴、推杆气门正时齿轮空压机连杆粗滤器旁通阀限压阀限压阀2022-3-3089桑塔纳润滑系油底壳集滤器机油泵滤清器主油道中间轴主轴承连杆轴承凸轮轴限压阀2022-3-3090机油泵功用：提高机油压力，保证机油在润滑系系统功用：提高机油压力，保证机油在润滑系系统内不断循环。内不断循环。 分类：分类： A 、齿轮式机油泵齿轮式机油泵 B 、转子式机油转子式机油泵泵2022-3-3091齿轮式机油泵齿轮式机油泵出油腔出油腔进油腔进油腔主动齿轮主动齿轮从动齿轮从动齿轮壳体壳体特点：特点： 结构简

28、结构简单、加工方便、单、加工方便、工作可靠、使工作可靠、使用寿命长用寿命长 应用：应用： 捷达、捷达、桑塔纳、奥迪、桑塔纳、奥迪、切诺基等轿车切诺基等轿车2022-3-3092转子式机油泵转子式机油泵泵壳外转子内转子机油进油腔出油腔特点：结构紧凑、特点：结构紧凑、重量轻、外形尺重量轻、外形尺寸小、泵油量大、寸小、泵油量大、供油均匀度好、供油均匀度好、成本低、成本低、 应用：应用： 夏利轿车、夏利轿车、红旗轿车红旗轿车2022-3-3093机油滤清器1.作用作用:使循环流动的机油在送往运动零件表使循环流动的机油在送往运动零件表面之前，滤去机油中的金属屑和大气中的尘面之前，滤去机油中的金属屑和大气

29、中的尘埃及燃料燃烧不完全所产生的炭粒。埃及燃料燃烧不完全所产生的炭粒。2.分类：分类： 集滤器、粗滤器、细滤器、复合式集滤器、粗滤器、细滤器、复合式滤清器滤清器3.连接方式：连接方式： 串联串联一般为粗滤器一般为粗滤器 并联并联一般为细滤器一般为细滤器2022-3-3094集滤器集滤器功用：功用： 防止较大的机械杂质进入机油泵。防止较大的机械杂质进入机油泵。 分类：分类：浮式集浮式集滤器滤器浮于机油表面，能吸入油面上浮于机油表面，能吸入油面上较为清洁的机油，但当油面上较为清洁的机油，但当油面上的泡沫被吸入时，油道中机油的泡沫被吸入时，油道中机油压力降低，润滑欠可靠。压力降低，润滑欠可靠。固定式固定式集滤器集滤器集滤器淹没于机油下面，吸入集滤器淹没于机油下面，吸入的机油清洁度较差，但可防止的机油清洁度较差，但可防止泡沫吸入，润滑可靠，结构