第六章 汽车构造

1、河北师范大学职业技术学院机械系河北师范大学职业技术学院机械系河北师范大学职业技术学院机械系一、柴油特性一、柴油特性 柴油粘度大，不易挥发，一般不能通过化油器在气缸外部形成均匀的混合气，故采用高压喷射的方法，在接近压缩行程上止点时，柴油以高压喷入气缸，直接在气缸内部形成混合气，发火燃烧，对外作功。因此，柴油机供给系的组成、构造及工作原理与汽油机供给系有较大区别。 河北师范大学职业技术学院机械系一、柴油特性一、柴油特性柴油和汽油一样都是石油制品。在石油蒸馏过程中，温度在200350之间的馏分即为柴油。柴油分为轻柴油和重柴油。轻柴油用于高速柴油机，重柴油用于中、低速柴油机。汽车柴油机均为高速柴油机，

2、所以使用轻柴油。1. 轻柴油的牌号和规格轻柴油按其质量分为优等品、一等品和合格品3个等级，每个等级又按柴油的凝点分为10、0、10、20、35和50等6种牌号。2. 轻柴油的使用性能为了保证高速柴油机正常、高效地工作，轻柴油应具有良好的发火性、低温流动性、蒸发性、化学安定性、防腐性和适当的粘度等诸多的使用性能。1)发火性 指柴油的自燃能力，用十六烷值评定。柴油的十六烷值大，发火性好，容易自燃。国家标准规定轻柴油的十六烷值不小于45。河北师范大学职业技术学院机械系一、柴油特性一、柴油特性2. 轻柴油的使用性能2)蒸发性 指柴油蒸发汽化的能力，用柴油馏出某一百分比的温度范围即馏程和闪点表示。比如，

3、50馏出温度即柴油馏出50的温度，此温度越低，柴油的蒸发性越好。国家标准规定此温度不得高于300，但没有规定最低温度。为了控制柴油的蒸发性不致过强，标准中规定了闪点的最低数值。柴油的闪点指在一定的试验条柴油的闪点指在一定的试验条件下，当柴油蒸气与周围空气形成的混合气接近火焰时，件下，当柴油蒸气与周围空气形成的混合气接近火焰时，开始出现闪火的温度。闪点低，蒸发性好。开始出现闪火的温度。闪点低，蒸发性好。3)低温流动性 用柴油的凝点和冷滤点评定低温流动性。凝点是指柴油失去流动性开始凝固时的温度凝点是指柴油失去流动性开始凝固时的温度，而冷滤点则是指在特定的试验条件下，在1min内柴油开始不能流过过滤

4、器20mL时的最高温度。一般柴油的冷滤点比其凝点高46。河北师范大学职业技术学院机械系一、柴油特性一、柴油特性2. 轻柴油的使用性能4)粘度 是评定柴油稀稠度的一项指标，与柴油的流动性有关。粘度随温度而变化，当温度升高时，粘度减小，粘度随温度而变化，当温度升高时，粘度减小，流动性增强；流动性增强；反之，当温度降低时，粘度增大，流动性减弱。GB/T2522000中规定的实际胶质、10%蒸余物残炭和氧化安定性，总不溶物等三项指标，是柴油安定性的评定指标。柴油的防腐性则用硫含量、硫醇硫含量、酸度、铜片腐蚀及水溶性酸或碱等指标来评定。柴油中的灰分、水分和机械杂质，是评定柴油清洁性的指标。汽车柴油机应使

5、用各项指标均符合国家标准的柴油。河北师范大学职业技术学院机械系一、柴油特性一、柴油特性3.轻柴油的选择 按照当地当月风险率为10%的最低气温选用轻柴油牌号。 风险率为10%的最低气温是由中央气象台根据统计资料提供的。如：当月风险率10的最低气温为4度，指的是当月该地最低气温低于4度的概率不超过10 。如当月最低气温为0，不宜使用0号轻柴油，但可将0号轻柴油与低凝点轻柴油(-10号以下)按一定比例掺兑，使其凝点在一5至-10之间即可使用。河北师范大学职业技术学院机械系二、柴油燃料供给系统组成二、柴油燃料供给系统组成及作用及作用1、作用：1)在适当的时刻将一定数量的洁净柴油增压后以适当的规律喷入燃

6、烧室。喷油定时和喷油量各缸相同且与柴油机运行工况相适应。喷油压力、喷注雾化质量及其在燃烧室内的分布与燃烧室类型相适应。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，尤其要稳定怠速，限制超速。4)储存一定数量的柴油，保证汽车的最大续驶里程。河北师范大学职业技术学院机械系二、柴油燃料供给系统组成及作用二、柴油燃料供给系统组成及作用2、组成：空气供给装置：空气滤清器、进气管、进气道。燃油供给装置：柴油箱、粗虑器、输油泵、细滤器、喷油泵喷油泵、喷油喷油器器、油管。可燃混合气体形成装置：燃烧室。废气排出装置：排气管

7、、排气道、排气消声器。河北师范大学职业技术学院机械系 柴油机以柴油为燃料。由于柴油的蒸发性和流动性都比汽油差，因此柴油机不能像汽油机那样在气缸外部形成可燃混合气。柴油机的混合气只能在气缸内部形成，即在接近压缩行程终点时，通过喷油器把柴油喷入气缸内，柴油油滴在炽热的空气中受热、蒸发、扩散，并与空气混合形成可燃混合气，最终自行发火燃烧。 与汽油机相比，柴油机混合气形成的时间极短，只占5060曲轴转角。燃烧室各处的混合气成分很不均匀，且随时间而变化。虽然柴油机的平均过量空气系数 a1，但是在燃烧室内仍然有的地方混合气过浓，燃烧不完全；有的地方混合气过稀，空气得不到充分利用。河北师范大学职业技术学院机

8、械系一、柴油机可燃混合气形成方法一、柴油机可燃混合气形成方法空间雾化混合：柴油以雾状喷向燃烧室，并在空间蒸发形成可燃混合气，对喷注时间与燃烧室形状相适应，并利用燃烧室中空气运动促进混合气体混合。油膜蒸发混合：柴油喷射到燃烧室壁面形成油膜，油膜受热并在强烈的旋转气流作用下，逐渐蒸发与空气形成比较均匀的可燃混合气体。复合式燃烧室把油膜蒸发混合燃烧与空间混合燃烧合理地结合起来，兼有两者的优点，故又称为复合式燃烧系统，其工作过程柔和，可燃用多种燃料，对喷油系统要求低，而且起动容易。缺点是低负荷排气中未燃的碳氢化物含量较高。河北师范大学职业技术学院机械系二、混合气的形成及燃烧过程二、混合气的形成及燃烧过

9、程四冲程柴油机的工作循环同样包括进气、压缩、作功和排气等四个过程，在各个活塞行程中，进、排气门的开闭和曲柄连杆机构的运动与汽油机完全相同。只是由于柴油和汽油的使用性能不同，使柴油机和汽油机在混合气形成方法及着火方式上有着根本的差别。1.进气行程在柴油机进气行程中，被吸入气缸的只是纯净的空气。2.压缩行程因为柴油机的压缩比大，所以压缩行程终了时气体压力高。河北师范大学职业技术学院机械系二、柴油机可燃混合气形成方二、柴油机可燃混合气形成方法法喷油泵供油提前角：供油始点与上止点之间的曲轴转角。喷油提前角：喷注始点A与上止点之间的曲轴转角。燃烧始点B、最高压力点C、最高温度点D：AB：备燃期；BC:速

10、燃期；CD:缓燃期；DE:后燃期。河北师范大学职业技术学院机械系二、柴油机可燃混合气形成方法二、柴油机可燃混合气形成方法4、排气阶段 从喷油开始到喷油结束曲轴转角仅占50-60，可燃混合气的形成时间极短，空间极小，在这个阶段，提供燃料的雾化程度，加强其流动运动强度，改善燃烧后期燃烧条件，是提高柴油机动力性和经济性的有效途径。河北师范大学职业技术学院机械系三、燃烧室形状三、燃烧室形状 为了改善柴油机的混合气形成与燃烧，燃油系统、燃烧室以及它们之间的相互匹配起着重要的作用。不同形式的燃烧室对喷油始点、喷油持续角、喷油压力、喷油规律、喷注雾化质量及其在燃烧室内的分布等都有不同的要求。这些喷油参数的变

11、化对柴油机的经济性、动力性、排放性和噪声水平都有直接的影响。 柴油机燃烧室的形状不胜枚举，一般均按其结构形式分为直喷式（统一式）燃烧室和分隔式燃烧室两大类。直喷式燃烧室的容积集中于气缸之中，且其大部分集中于活塞顶上的燃烧室凹坑内。燃烧室凹坑的形状多种多样，极具创造性。其中有的为回转体，有的则是非回转体。河北师范大学职业技术学院机械系三、燃烧室形状三、燃烧室形状1、统一式燃烧室（直喷式燃烧室）根据活塞顶部凹坑形状分为W形、球形、四角形和花瓣形。根据燃烧室口径与深度之比分为开式（5-7）和半开式（1.5-3.5）。河北师范大学职业技术学院机械系三、燃烧室形状三、燃烧室形状1、统一式燃烧室（直喷式燃

12、烧室） W形燃烧室喷入柴油绝大多数分布在燃烧室的空间，极少数喷到燃烧室壁面上形成油膜，故混合气的形成以空间雾化为主，为促进混合气形成和改善燃烧状况，通常采用切向进气道和螺旋进气道形成中等强度的涡流。起动性好，广泛采用。a）螺旋进气道 b）切向进气道河北师范大学职业技术学院机械系三、燃烧室形状三、燃烧室形状1、统一式燃烧室（直喷式燃烧室） 球形燃烧室：混合气形成以油膜蒸发混合为主，起动性差，适合低速、低负荷工作时，混合气质量差，排烟重，且要求喷油压力较高，故应用受限。河北师范大学职业技术学院机械系三、燃烧室形状三、燃烧室形状2、分隔式燃烧室 分隔式燃烧室的容积则一分为二，一部分位于气缸盖中，另一

13、部分则在气缸内。在气缸内的那部分称主燃烧室，位于气缸盖中的那部分称副燃烧室。主、副燃烧室之间用通道连通。分隔式燃烧室又有涡流室燃烧室和预燃室燃烧室之分。 河北师范大学职业技术学院机械系有些柴油汽车使用说明书明确规定，柴油机怠速运转不有些柴油汽车使用说明书明确规定，柴油机怠速运转不应超过应超过15-20min，为什么柴油汽车不能长时间地怠速，为什么柴油汽车不能长时间地怠速运转呢运转呢? 汽油汽车发动机的燃烧室大都是在汽缸盖上，燃烧室的冷却主要靠汽汽油汽车发动机的燃烧室大都是在汽缸盖上，燃烧室的冷却主要靠汽缸盖水套内冷却水的循环；而柴油汽车发动机的燃烧室多数在活塞的顶部。缸盖水套内冷却水的循环；而

14、柴油汽车发动机的燃烧室多数在活塞的顶部。如采用球形燃烧室，活塞顶部负荷很大，为保证活塞正常工作，在发动机如采用球形燃烧室，活塞顶部负荷很大，为保证活塞正常工作，在发动机体副油道、各缸对应的位置上设有体副油道、各缸对应的位置上设有6只喷嘴只喷嘴(喷嘴数和活塞数是相等的喷嘴数和活塞数是相等的)，当发动机机油压力在当发动机机油压力在200kPa以上时，喷嘴不断地把机油喷向活塞顶内壁，以上时，喷嘴不断地把机油喷向活塞顶内壁，强行冷却活塞。利用喷射的机油控制燃烧室壁的温度。强行冷却活塞。利用喷射的机油控制燃烧室壁的温度。 发动机在怠速时，机油压力低，喷嘴不能喷出机油，活塞顶部冷却条发动机在怠速时，机油压

15、力低，喷嘴不能喷出机油，活塞顶部冷却条件差，从而引起磨损急剧增加，容易发生拉缸。件差，从而引起磨损急剧增加，容易发生拉缸。 柴油机长时间怠速运转，由于发动机转速低，高压油泵转速也低，高柴油机长时间怠速运转，由于发动机转速低，高压油泵转速也低，高压油泵压力减小，会造成柴油喷射雾化不良，燃烧不完全，形成积碳，容压油泵压力减小，会造成柴油喷射雾化不良，燃烧不完全，形成积碳，容易把喷油器的喷孔堵塞。使燃料系常发生故障，引起发动机功率下降，耗易把喷油器的喷孔堵塞。使燃料系常发生故障，引起发动机功率下降，耗油增多，排气冒黑烟。在使用中，柴油车长时间怠速运转到处可见，有些油增多，排气冒黑烟。在使用中，柴油车

16、长时间怠速运转到处可见，有些驾驶员怕柴油机熄火后不好启动，在装货、卸货时发动机不熄火，在途中驾驶员怕柴油机熄火后不好启动，在装货、卸货时发动机不熄火，在途中休息用餐时发动机不熄火，人睡觉发动机不熄火。由于发动机长时间怠速休息用餐时发动机不熄火，人睡觉发动机不熄火。由于发动机长时间怠速运转，不仅使柴油机常发生故障，而且浪费很多燃料。据调查数据表明，运转，不仅使柴油机常发生故障，而且浪费很多燃料。据调查数据表明，一年内的怠速时间约占汽车发动机总工作时间的一年内的怠速时间约占汽车发动机总工作时间的38.5%。河北师范大学职业技术学院机械系一、输油泵一、输油泵1、作用：保证低压油路中柴油的正常流动，克

17、服柴油滤清器和管路中的阻力，将柴油从油箱中吸出并以一定的压力输送给喷油泵，输油量为柴油机全负荷最大耗油量的3-4倍。河北师范大学职业技术学院机械系二、喷油泵二、喷油泵1、作用：根据发动机不同工况，定压、定时、定量地向喷油器输送高压柴油。多缸车用柴油机的喷油泵应满足下列要求：1)各缸供油量相等。在标定工况下各缸供油量相差不超过3%4%。喷油泵的供油量应随柴油机工况的变化而变化，为此喷油泵必须有供油量调节机构。2)各缸供油提前角相同，误差小于0.51曲轴转角。供油提前角也应随柴油机工况的变化而变化，为此应装置喷油提前器。3)各缸供油持续角一致。4)能迅速停止供油，以防止喷油器发生滴漏现象。河北师范

18、大学职业技术学院机械系二、喷油泵二、喷油泵2、喷油泵类型：喷油泵种类很多，在汽车柴油机上得到广泛应用的有直列柱塞式喷油泵和转子分配式喷油泵。此外，还有泵喷油器等。柱塞式喷油泵性能良好，工作可靠，大多数采用。河北师范大学职业技术学院机械系二、喷油泵二、喷油泵3、A型喷油泵：国产喷油泵系列化以柱塞行程，泵缸中心距和结构形式为基础，再配以不同尺寸的柱塞，组成系列化产品，A型、B型、P型、PDA型和VE型。河北师范大学职业技术学院机械系二、喷油泵二、喷油泵3、A型喷油泵：A型喷油泵组成：柱塞式喷油泵由泵油机构、供油量调节机构、驱动机构和喷油泵体等部分组成。河北师范大学职业技术学院机械系河北师范大学职业

19、技术学院机械系二、喷油泵二、喷油泵3、A型喷油泵：1.泵油机构泵油机构包括柱塞套、柱塞、柱塞弹簧、上下柱塞弹簧座和、出油阀、出油阀座、出油阀弹簧和出油阀紧座等零件。柱塞和柱塞套构成喷油泵中最精密的偶件，称作柱塞偶件。正是由于柱塞偶件的精密配合及柱塞的高速运动，才得以实现对燃油的增压。每台喷油泵的柱塞偶件数和与其配套的柴油机气缸数相同。一般柱塞偶件用优质合金钢制造，经过精细加工和配对研磨，使其配合间隙在0.00150.0025mm范围内。间隙过大，容易漏油，导致油压下降；间隙过小，对偶件润滑不利，且容易卡死。柱塞偶件在使用中不能互换。河北师范大学职业技术学院机械系二、喷油泵二、喷油泵3、A型喷油

20、泵：1.泵油机构出油阀与出油阀座是喷油泵中另一对精密偶件，称出油阀偶件。出油阀偶件位于柱塞偶件的上方，出油阀座的下端面与柱塞套的上端面接触，通过拧紧出油阀紧座使两者的接触面保持密合。同时，出油阀弹簧4将出油阀压紧在出油阀座上。出油阀的密封锥面与出油阀座的接触表面经过精细研磨。出油阀减压环带与出油阀座孔的配合间隙很小。减压环带以下的出油阀表面是其在出油阀座孔内往复运动的导向面，导向部分的横截面为十字形。河北师范大学职业技术学院机械系二、喷油泵二、喷油泵3、A型喷油泵：2.供油量调节机构 喷油泵供油量调节机构的功用是，根据柴油机负荷的变化，通过转动柱塞来改变循环供油量。供油量调节机构或由驾驶员直接

21、操纵，或由调速器自动控制。河北师范大学职业技术学院机械系3.驱动机构喷油泵的驱动机构包括凸轮轴和挺柱组件。凸轮轴的前、后端通过滚动轴承支承在喷油泵体上。凸轮轴上凸轮的数目与喷油泵的柱塞偶件数相同，各凸轮间的夹角与配套柴油机的气缸数有关，并与气缸工作顺序相适应。凸轮轴一般由曲轴定时齿轮驱动，四冲程柴油机喷油泵凸轮轴的转速是曲轴转速的一半，以实现在凸轮轴一转之内向各气缸供油一次。挺柱体部件安装在喷油泵体上的挺柱孔内。河北师范大学职业技术学院机械系4.喷油泵体泵体是喷油泵的基础零件，泵油机构、供油量调节机构和驱动机构等都安装在喷油泵体上，它在工作中承受较大的作用力。因此，泵体应有足够的强度、刚度和良

22、好的密封性。此外，还应该便于拆装、调整和维修。A型喷油泵泵体为整体式，由铝合金硬模铸造而成。其结构紧凑、体积小、质量轻。泵体侧面开有窗口，底部用盖板封闭，侧盖和底盖均用螺栓固定，使喷油泵的拆装、调整和维修极为方便。 河北师范大学职业技术学院机械系三、喷油提前调节装置三、喷油提前调节装置 喷油提前器实际上是喷油泵供油提前角自动调节装置。供油提前角对柴油机性能有很大的影响，供油提前角过大或过小均使柴油机的动力性和经济性恶化。为了保证柴油机有良好的使用性能，必须在最佳供油提前角下工作。当转速和供油量一定时，能获得最大功率和最当转速和供油量一定时，能获得最大功率和最小燃油消耗率的供油时刻，称为最佳供油

23、提前角。小燃油消耗率的供油时刻，称为最佳供油提前角。最佳供油提前角随柴油机转速和负荷而变化，转速越高，负荷越大，最佳供油提前角也越大。 河北师范大学职业技术学院机械系三、喷油提前调节装置三、喷油提前调节装置现代汽车柴油机都装有喷油提前器。这样，当柴油机工况发生变化时，才能自动地进行调节，使喷油泵始终保持最佳供油时刻。目前广为应用的机械离心式自动喷油提前器，只能响应柴油机转速的变化进行供油提前角的自动调节。其结构形式虽有多种，但工作原理却基本相同。喷油提前器的调节范围为010。河北师范大学职业技术学院机械系四、调速器四、调速器1、作用：根据柴油机负荷的变化，自动地调节喷油泵的供油量，以保证柴油机

24、在各种工况下稳定工作。 在柴油机上装设调速器是由柴油机的工作特性决定的。汽车柴油机的负荷经常变化，当负荷突然减小时，若不及时减少喷油泵的供油量，则柴油机的转速将迅速增高，甚至超出柴油机设计所允许的最高转速，这种现象称“超速”或“飞车”。相反，当负荷骤然增大时，若不及时增加喷油泵的供油量，则柴油机的转速将急速下降直至熄火。柴油机超速或怠速不稳，往往出自于偶然的原因，汽车驾驶员难于作出响应。这时，惟有借助调速器，及时调节喷油泵的供油量，才能保持柴油机稳定运行。河北师范大学职业技术学院机械系 汽车柴油机调速器按其工作原理的不同，可分为机械式、气动式、液压式、机械气动复合式、机械液压复合式和电子式等多种形式。但目前应用最广的当属机械式调速器，其结构简单，工作可靠，性能良好。按调速器起作用的转速范围不同，又可分为两极式调速器和全程式调速器。中、小型汽车柴油机多数采用两极式调速器，以起到防止超速和稳定怠速的作用。在重型汽车上则多采用全程式调速器，这种调速器除具有两极式调速器的功能外，还能对柴油机工作转速范围内的任何转速起调节作用，使柴油机在各种转速下都能稳定运转。河北师范大学职业技术学院机械系五、喷油器五、喷油器1 1、作用：、作用：喷油器是柴油机燃油供给系中实现