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文档简介
1、第一篇 汽车构造与驾驶第一章 汽车构造教 学 提 要【教学目的】 熟悉柴油机基本结构;了解四冲程柴油机工作原理。 【教学内容】 1、柴油发动机的基本结构;2、四冲程柴油机的工作原理;3、发动机各机构功用及各系统的组成。【实施方法】 集中授课分组讨论。【时 间】 大约X小时。【教学场地】 业务学习室。【要 求】 遵守课堂纪律,认真听讲并作好笔记。【教学准备】 投影仪、电视机、放像机各一台,汽车各总成透明塑料教具1套解剖发动机1台。教学进程一、课前准备X分钟 1、清点人数、整理服装、检查学习用品 2、宣布教学提要二、教学实施XX分钟教 学 内 容教学提示【讲解示范】第一节 发 动 机发动机是汽车的
2、动力装置。其作用是将燃料的化学能转化为热能,再把热能转化为机械能,从发动机的曲轴向外输出功率,通过底盘的传动系驱动汽车行驶。发动机一般由曲轴连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系(汽油机采用)、起动系等部分组成。本节主要介绍东风EQ1141G型载重汽车、延安SX2190型牵引车上依次装用的EQ6BT、WD615·77A型柴油机和东风EQ1090E、解放CA1091、北京BJ2020SJ、北京BJ2021(切诺基)、上海桑塔纳轿车上依次装用的EQ61001、CA6102、BJ492QA、CMCI42.5L、JV汽油机的结构特点。一、发动机构造及工作原理 (一)柴油发动机
3、的总体构造柴油发动机与汽油发动机相比,其结构基本相同。所不同的是柴油发动机没有点火系,在燃料系中取消了化油器和汽油泵,增设了喷油泵、喷油器、输油泵和调速器。有的柴油车上还增设有空气起动装置或冷起动装置。东风EQ1141G型8吨平头载重汽车,采用康明斯EQ6BT(160PS)型柴油发动机,是东风汽车公司自开发的具有90年代国际水平的产品,为四行程直列六缸、水冷、直喷式、增压中冷柴油机。它外形美观、高速、经济、承载能力强,具有较强的适课前提问: 1、普通汽车由哪几部分组成? 2、柴油车的构造与分类?教 学 内 容教学提示应能力。发动机的主要特点是:结构简单、紧凑,零部件数量少、重量轻、铸造工艺先进
4、,使用维修方便。此车型于1997年开始装备部队。延安SX2190型牵引车装用的WD615·77A型发动机是直列六缸、水冷四行程、直喷式增压中冷柴油机。气缸直径为126mm,活塞行程为130mm,压缩比为16:1,各缸工作顺序为1-5-3-6-2-4。 WD615系列柴油机的最大特点是功率的改变完全通过采取不同的进气型而达到的。在结构上除直接与柴油机动力性能有关的零部件,如活塞(燃烧室)、喷油器、增压器、进排气歧管、中冷器等不同之外,其它部件基本相同。因此,同系列不同机型的配件通用化程度高。东风EQ6BT型发动机外形图。气缸直径为102mm,活塞行程为120 mm,压缩比为17.5:1
5、,额定转速为2600转/分,额定功率为118KW,各缸工作顺序为1-5-3-6-2-4。(二)四行程柴油发动机的工作原理四行程柴油发动机的工作原理与汽油机一样,每完成一次能量转换均要经过进气、压缩、作功和排气四个行程,这四个行程周而复始,促使发动机连续工作。1、进气行程进气门开,排气门关,活塞从上止点移动到下止点,气缸容积增大,压力降低,空气吸入气缸。2、压缩行程进、排气门均关闭,活塞上行,空气被压缩,压力和温度升对照透明发动机讲解教 学 内 容教学提示高。因柴油机压缩比高,压缩终了时缸内空气压力可达3.54.5Mpa,温度高达7501000K,大大超过了柴油机的自然温度。3、作功行程喷油器将
6、柴油以极细雾粒喷入被压缩的空气中燃烧,使缸内压力和温度急剧升高,最高压力达10Mpa以上,最高温度达20002500K。在高压气体推动下,活塞向下运动,并通过连杆使曲轴旋转对外作功。4、排气行程排气门开,活塞从下止点移动到上止点,气缸容积减小,燃烧后的废气被挤出气缸。柴油发动机与汽油发动机相比,主要有以下特点:(1)压缩比高。直接喷射式柴油机压缩比一般为1618;分隔式燃烧室柴油机的压缩比为1822;增压柴油机的压缩比为1416。(2)转速低。柴油机转速一般多在20002200转/分范围内,且有进一步降低的趋势,而汽油机转速较高(nmax=50006000转/分)。(3)缸数多。柴油机气缸数一
7、般在616缸范围内,其中6缸和6缸以下柴油机多为直列式结构;6缸以上柴油机多呈V型结构,如V8、V10、V12和V16等。(4)运行故障少,燃料消耗少,且柴油价格低廉,汽车尾气排放污染小。对照挂图讲解教 学 内 容教学提示(5)自身质量大,维修不便,噪音大。二、曲轴连杆机构曲轴连杆机构是发动机将热能转化为机械能的主要机构,通过它将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动并将动力输出机外。曲轴连杆机构由气缸体曲轴箱组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成。柴油机曲轴连杆机构的功用、组成与汽油机相同。(一) 气缸体曲轴箱组气缸体曲轴箱组包括气缸体、气缸盖、气缸套、曲轴箱、正时齿轮壳、飞轮壳等机件组成。1、柴油
8、机气缸体曲轴箱组结构特点东风EQ6BT型柴油机气缸盖采用整体式。气缸盖的进、排气道采用异侧布置,这样可以减少燃烧排出的废气对进气的加热,有利于提高进气充气系数,采用螺旋进气道,气道绕气阀轴线转动,转速很高的涡流,能够与雾化的燃油很快形成混合气,以组织燃烧。发动机无专门的进气岐管,进气岐管直接铸在缸盖上,进气道仅受轻微冷却,以提高废气到达涡轮增压器的能量。在排气道的侧面布置有喷油器孔,喷油器孔内有一5.75mm的半边孔,此孔用于喷油器的安装定位,装配时,喷油器上的小钢球应落在此孔内。气缸盖采用每缸一进一排两个气阀,按进、排的顺序从前向后依次排列。气缸盖不镶进排气阀座和气阀导管,座孔直接在气缸盖上
9、加工。气缸盖的冷却主要采取由后向前的流动为主的小循环冷却方式。柴油机大多采用龙门式气缸体、湿式气缸套,如6130、MC对照挂图结合实物讲解教 学 内 容教学提示640A、6140B、M520B、OM402等型柴油机。少数柴油机也采用干式气缸套,如WD615系列柴油机即采用干式薄壁缸套。6130型柴油机气缸体前后端面上,出水口与气缸体上的分水道相通。挺杆室设于气缸体左侧,用边盖和衬垫封盖。气缸体左侧还设有机油粗滤器和离心式细滤器安装螺孔。气缸体右侧有喷油泵支架、机油散热器的安装螺孔和放水开关。空压机安装在联动齿轮组的结合凸缘上。气缸体右侧相当于各气缸套两个密封圈的中部钻检视孔,以检查密封圈的封水
10、情况,如封水不严,冷却水即由检视孔流出,工作时此孔不可堵塞。气缸体下部用螺母和双头螺栓装有七道主轴承盖,盖上有序号,不可互换。螺母扭紧到规定扭矩后,用开口销锁住。下端面用螺栓装有机油盘及其衬垫。发动机的前支架用螺栓固定在联动齿轮组壳的结合凸缘上。6130型柴油机的气缸盖为三缸一盖分开式结构。它的左侧安装排气歧管,右侧安装进气歧管,前端设有吊耳,下面镶有排气门座圈。机油盘前后集油槽内均设有磁性放油螺塞,机油尺装于机油盘左侧。MC640A、6140B型柴油机的气缸盖也采用三缸一盖分开式结构;M520B型柴油机的气缸盖采用分开式,前气缸盖为三缸一盖,后气缸盖为两缸一盖。WD615、OM402型柴油机
11、均采用每缸一盖结构。WD615增压柴油机曲轴箱采用整体式结构,这种结构刚性好,有利于降低噪声,延长使用寿命,但成本较高。2、汽油机气缸体曲轴箱组结构特点对照实物讲解教 学 内 容教学提示东风EQ6100-1型发动机,气缸体采用龙门式结构,缸体上镶有六个干式气缸套,制有曲轴和凸轮轴轴承座。缸盖采用三缸一块分开式结构,其上布置有盆型燃烧室、水套、油道、进排气门装置和进排气道。缸盖上部用气门室罩密封,下部与缸体之间装有气缸垫。机油盘底部装有磁性放油螺塞,能吸集机油中的金属屑,以减少发动机运动零件的磨损。北京BJ492QA型发动机,气缸体采用一般式结构,缸体上镶有湿式缸套,缸盖为整体式,其上布置有盆型
12、燃烧室。活塞头部装有两道内圆倒角的扭曲气环和一道普通油环。北京CMCI-42.5L型发动机,气缸体采用一般式结构,干式气缸套,整体式缸盖。上海桑塔纳JV型发动机,气缸体为无缸套、等缸心距、龙门式缸体。(二)活塞连杆组柴油机活塞连杆组同汽油机一样,也是由活塞、活塞环、活塞销、连杆等机件组成。东风EQ6BT型柴油机活塞顶部有形燃烧室,裙部为鼓形椭圆。活塞上装有二道压缩环,第一道压缩环为梯形桶面环,第二道压缩环为锥面扭曲环。一道组合式油环为带螺旋衬簧的铸铁油环。装配活塞及活塞环时应注意以下几点:第一,活塞顶部有一向前指示标记,装配时此标记应朝前,保证装配后燃烧室的正确位置;挂图讲解示范教 学 内 容
13、教学提示第二,所有活塞环的顶面上有“TOP”或供应商标记“·”,装配时应将该表面朝上;第三,为避免可燃混合气从活塞环的开口间隙中漏出,在装配时应将环的开口方向互相错开120°,且不要把开口放在活塞销处。WD615型柴油机装用两道气环和一道油环。第一道气环为双面梯形、桶面、内切槽式扭曲环,第二道气环为镀铬的锥面环。油环为内撑弹簧式,柴油机连杆小头上制有集油孔。连杆断面呈“工”字型实体结构,没有中心油道孔。连杆大头采用斜切口多齿面定位方式。柴油机活塞销与活塞销座孔和连杆小头衬套孔的连接配合,一般采用“全浮式”,即发动机工作时,活塞销在连杆铜套和活塞销座孔中能自由转动,这样可使活
14、塞销的外圆表面磨损均匀。6130型柴油机的活塞采用球形燃烧室。头部有三道气环槽和一道油环槽,油环槽内钻有回油孔。裙部做成上小下大的圆锥椭圆形。每个活塞销座的下部有两个润滑油孔,利用飞溅和喷射的机油通过油孔润滑活塞销。柴油机采用三道气环和一道油环结构。第一道气环为半梯形环,第二、三道气环为内圆切槽的扭曲环。油环为钢片组合式,在轴向衬环的上下各有两片钢片环,环背衬有径向衬环。该柴油机的连杆小头内装有青铜衬套,上端铣有集油槽,连杆大头为55°斜切口结构。东风EQ6100-1型发动机,在活塞连杆组中,活塞头部装有三道内切扭曲气环和一道组合油环。为了减小活塞换向时的冲击结合实物讲解教 学 内
15、容教学提示和延长活塞销的使用寿命,活塞销孔相对活塞中心线左偏10mm,活塞销采用“全浮式”安装。北京CMCI-42.5L型发动机,活塞顶部呈凹形,头部装有两道内切扭曲气环和一道组合油环,活塞销采用“半浮式”安装。上海桑塔纳JV型发动机活塞头部装有两道气环、一道油环。(三)曲轴飞轮组曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、曲轴扭转减振器等机件组成。EQ6BT型柴油机曲轴的结构特点,可概括为材质优、尺寸大、强度高、工作可靠、设计合理。曲轴采用典型的1-5-3-6-2-4发火顺序,各缸工作间隔角为120°。采用全支承结构,可大大提高曲轴的抗弯强度,连杆轴承上有三个孔与缸体上三个孔相对,中间孔与缸体主油
16、道相通,一个相邻小孔与凸轮轴孔相通,另一侧孔与冷却活塞喷嘴相通。曲轴前端装有扭转减振器,后端联有飞轮,通过止口定位和螺栓固定在曲轴后法兰上。6130、6140B、MC640A、M520B和OM402型柴油机均采用全支承曲轴。M520B型柴油机为四行程直列五缸发动机。各缸工作间隔角为720°/5=144°,工作顺序为:1-2-4-5-3;6130、6140B、MC640A型柴油机为直列六缸,它们工作间隔角为720°/6=120°,工作顺序为:1-5-3-6-2-4。OM402型柴油机为四行程八缸,V形排列,两列气缸的夹角为90°。其工作间隔角为7
17、20°/8=90°,工作顺序为1-5-7-2-6-3-4-8。6130、6140B、MC640A、M520B和EQ6BT型柴油机均采教 学 内 容教学提示用橡胶摩擦式曲轴扭转减振器。OM402型柴油机,因曲轴较短,刚强较大,在发动机工作转速范围内,不会发生共振,因而未装曲轴扭转减振器。WD615型柴油机为提高减振器的效能,装用了硅油摩擦式曲轴减振器。柴油机飞轮上通常刻有1缸上止点记号,有的柴油机还刻有喷油提前角度刻线,以便进行检查调整喷油提前角、点火正时和气门间隙时使用。OM402型柴油机的飞轮在外圆柱面上刻有一缸上止点记号和喷油提前角度刻线,每一角度刻线相当于曲轴转角1&
18、#176;。通过飞轮壳上的检查窗孔进行观察,当窗孔凸缘的边沿与刻有15的刻线对齐时,一缸活塞即位于开始供油位置。如再顺工作旋转方向转动飞轮,使刻有0的刻线与凸缘边沿对齐时,一缸活塞即处于上止点位置。东风EQ6100-1型发动机曲轴飞轮组主要由曲轴和飞轮及其它不同作用的零件组成。曲轴采用具有七道主轴颈的全支承型式。为提高减振效能,曲轴前端设置了压入式橡胶摩擦式减振器。北京CMCI-42.5L型发动机,曲轴前端装有橡胶摩擦式减振器、皮带轮和正时链轮,正时链轮通过链条来驱动水泵、发电机、动力转向泵和空调压缩机。三、配气机构配气机构的功用是根据发动机工作顺序,定时开启和关闭进、排气门,使新鲜气体进入气
19、缸,废气排出缸外。配气机构通常由气门和气门传动组组成。现代汽车发动机均采用顶置式配气机构。对照实物讲解示范教 学 内 容教学提示(一)柴油机配气机构1、EQ6BT型柴油机配气机构的结构特点(1)凸轮轴采用全支承结构。(2)进、排气门尾部的环槽用来与锁块内圈的凸起相吻配,锁块外锥面卡弹簧座的锥形孔中,气门弹簧的向上推力,顶在弹簧座向上将锁块卡死在弹簧座的锥孔中。(3)推杆是一根中空钢管,两端有球座和球头,分别凸焊在钢管两头。(4)采用菌形挺杆,底面为平面。摇臂轴内钻有油道,支座上有出油孔。EQ6BT型柴油机正时齿轮传动机构有燃油泵齿轮、凸轮轴齿轮、曲轴齿轮、机油泵齿轮、惰轮和空压机齿轮6个齿轮组
20、成。2、WD615型柴油机配气机构的结构特点(1)凸轮轴有七道轴承。摇臂轴与摇臂座制成一体。摇臂轴没有轴向定位卡簧,摇臂的轴向定位是靠铸造精度较高的气门室盖两侧端面来实现的。(2)气门挺杆上有两道环槽,上环槽有一直径为3mm的斜孔主油道,通过斜孔,挺杆中空油道向气门摇臂轴、摇臂和气门间隙供油润滑。下环槽开有直径为5mm的回油孔。WD615·77A型柴油机还设有气门旋转机构。(3)联动齿轮组由8个齿轮组成。该联动齿轮组仅在凸轮轴齿轮与联动齿轮室上刻有记号。装配时只需将“1”缸置于压缩上止点(观察飞轮壳刻线记号),则柴油机的配气机构得以保证。联对照挂图讲解示范教 学 内 容教学提示动齿轮
21、室与气缸体靠正时中间齿轮轴“A”和机油泵中间齿轮轴“B”来定位,然后再紧固联动齿轮室固定螺栓。空压机、转向油泵、水泵均安装在联动齿轮室上。(二)汽油机配气机构1、北京CMCI-42.5L型发动机配气机构该机采用顶置式配气机构。摇臂总成的最大特点是没有摇臂轴,挺柱为液压式;在发动机气缸体上装有正时链条张紧器,可自动调整正时链条的紧度。2、桑塔纳轿车JV发动机配气机构上海桑塔纳轿车发动机为顶置式配气机构,凸轮前端有正时齿形皮带盘,由曲轴通过中间轴齿形轮用齿形皮带驱动,凸轮轴的凸轮直接驱动挺杆控制进、排气门的开闭。早期生产的桑塔纳配气机构的挺柱采用机械式,自底盘号32GW193833开始,挺柱改用液
22、压式。采用液压挺柱的目的是为了消除气门间隙,同时也可减少配气机构工作时的噪音。因此,采用液压挺柱的发动机不用调整气门间隙。东风EQ6100-1型发动机配气机构与解放CA6102型发动机配气机构主要机件的结构基本相同。3、配气相位进、排气门的开闭时刻和开启的持续时间用曲轴转角来表示,即为配气相位。进气门早开的目的是为了减小进气过程开始时进气气流的阻力,使新鲜空气能顺利进入气缸;进气门晚关则主要是为了充分教 学 内 容教学提示利用气流的惯性和压力差,以获得最大的充气量。一般汽车发动机的进气提前角=10°30°,进气迟后角=30°80°。排气门早开的目的是为了
23、进行自由排气并减少排气行程所消耗的功;排气门晚关是为了利用排气的惯性,使尽可能多的废气排出去。一般汽车发动机的排气提前角=40°80°,排气迟后角=10°30°。四、燃料系燃料系的功用是按照发动机不同情况的要求,形成符合要求的可燃混合气,供给各气缸进行燃烧作功,再将燃烧后的废气排至大气中。柴油机燃料系除了具有和汽油机燃料系基本相同的空气供给和废气排出装置外,还必须具有形成喷注、雾化燃油的喷油器,定时产生高压燃油的喷油泵,自动调节供油量的调速器,以及输油泵、滤清器、电动燃油泵、限压稳压器、高压油管、低压油管和回油管等。(一)柴油机可燃混合气形成的特点柴油机
24、工作时,输油泵将燃油从油箱中吸出,经柴油滤清器过滤后,进入喷油泵。这段油管内的油压一般为150300KPa,称为低压油路。进入喷油泵的燃油,被喷油泵增高压力后,经喷油器直接喷入燃烧室。这段油管内的油压一般在10Mpa以上,称为高压油路。进入喷油泵的多余燃油和喷油器工作间隙漏出的燃油经回油管流回燃油箱或输油泵进口。这段油管称为回油路。由于柴油比汽油粘度大、蒸发性差,故柴油机采用高喷射的结合实物讲解教 学 内 容教学提示方法形成可燃混合气。其混合气的形成和汽油机比较具有如下特点 :一是在压缩行程末期,将燃油按一定要求喷入燃烧室,直接在气缸内部形成混合气;二是混合气燃烧必须在上止点附近完成,以保证柴
25、油机良好的动力性和经济性,这就要求混合气形成时间非常短;三是由于混合气形成的时间非常短,而喷油过程又有一定的延续时间,所以混合气浓度在燃烧室内各处分布是不均匀的、不断变化的。在混合气浓的地方,柴油因缺氧而燃烧缓慢或燃烧不完全,引起排气冒黑烟;在混合气稀的地方,空气得不到充分利用。因此,柴油机都要求在混合气的过量空气系数()>1的条件下工作,以使柴油能比较完全地燃烧。可见,柴油机形成可燃混合气的条件较汽油机恶劣,造成柴油与空气的均匀混合和完全燃烧有很大的困难。在工作中,往往是一边喷油,一边混合,一边燃烧。由于柴油机可燃混合气的形成和燃烧是在燃烧室内进行的,故燃烧室结构形式直接影响混合气的品
26、质和燃烧状况。(二) 柴油机燃烧室的形式车用柴油机燃烧室按结构形式不同分为两大类:一类是统一式燃烧室(亦称直接喷射式燃烧室),一类是分开式燃烧室(亦称分隔式燃烧室)。统一式燃烧室由活塞顶凹下去的部分与气缸盖底平面间的空教 学 内 容教学提示间所组成,容积几乎全部在活塞顶上。常见的有浅皿形、形、盆形、球形燃烧室等形式。EQ6BT、WD615型柴油机采用形燃烧室; 6130、6140B、MC640A、M520B型柴油机均采用球形燃烧室室;OM402型柴油机采用盆形燃烧室。分开式燃烧室有两个空间组成,一是由活塞顶部与气缸盖底平面形成的空间,燃烧过程主要在这里进行,称为主燃室;二是气缸盖体内的空间,称
27、为副燃室。主、副燃烧室由一个或数个孔道相连。常见的形式有涡流室式燃烧室和预燃室式燃烧室两种。(三)柴油机燃料系主要机件1、喷油泵喷油泵又称高压油泵。其功用是定时、定量地向喷油器输送高压燃油,并保证供油迅速,停油干脆。喷油泵的结构形式很多,车用柴油机的喷油泵按其原理不同分为三类:柱塞式喷油泵、油泵喷油器和转子分配式喷油泵。其中柱塞式喷油泵结构简单、紧凑、使用可靠,便于维修和供油调节,为目前大多数柴油机采用。EQ6BT型柴油机采用分配式高压油泵,型号为波许VP14。(1)柱塞式喷油泵的基本结构柱塞式喷油泵的基本结构,它由柱塞偶件、出油阀偶件、油量调节机构和驱动机构四部分组成。各分泵的主要零件有柱塞
28、、柱塞套、柱塞弹簧、出油阀、出油阀座、出油阀弹簧、减容体、高压油管接头等。(2)柱塞式喷油泵的工作原理参照图片讲解教 学 内 容教学提示柴油机曲轴驱动喷油泵凸轮轴转动,凸轮顶动柱塞上行。开始时,泵腔内有一部分燃油被挤回低压油腔,后因柱塞顶端遮住了径向油孔,泵腔密闭,其容积随柱塞继续上行而缩小,油压迅速升高;当油压超过出油阀弹簧张力与高压油管内残余油压之和时,顶开出油阀,高压油经高压油管向喷油器供油。供油一直延续到柱塞斜槽露出径向油孔的下边缘。泵腔与低压油腔相通,燃油通过直槽,斜槽经径向油孔流回低压油腔。柴油压力迅速降低,出油阀在弹簧作用下关闭,切断油路,供油立即停止。此后,柱塞继续上行至上止点
29、,均不再供油。当凸轮不顶动柱塞时,在柱塞弹簧的作用下,柱塞下行,泵腔容积增大,压力降低。当柱塞顶端露出柱塞套径向油孔时柴油立即从低压油腔进入泵腔。这样,柱塞在柱塞套内不断往复运动,喷油泵便将高压柴油定时供给喷油器。(3)国产喷油泵国产喷油泵分两个系列,即、和A、B、P、Z等系列,均属柱塞式喷油泵。各系列喷油泵的结构大致相同,下面以号泵为例,介绍国产喷油泵的基本结构。号喷油泵主要由泵体、分泵、油量调节机构和驱动机构等组成。泵体:为分体式。上泵体安装六个分泵,其上有纵向燃油道,与各分泵的柱塞套外围的低压油腔相通。上泵体两端各有一个放气螺钉与燃油道相通,以排除低压油路中空气。下泵体内装教 学 内 容
30、教学提示有油量调节机构和驱动机构。为润滑各运动机件,下泵体内应加注一定的润滑油。分泵:主要由柱塞、柱塞套、柱塞弹簧、出油阀、出油阀座、出油阀弹簧、减容体和高压油管接头等组成。柱塞的头部铣有上、下斜槽,使供油始、终点均可改变。柱塞套上部有两个进油孔与低压油腔相通。为防止低压燃油渗漏,在高压油管接头与泵体之间装有橡胶圈。各分泵的供油顺序为1-5-3-6-2-4。油量调节机构:为拨叉式,由压装在柱塞下端的调节臂、带固定螺钉的调节叉和油量调节拉杆组成。油量调节拉杆的移动受驾驶员和调速器的控制。驱动机构:由凸轮轴和挺杆组成。凸轮轴上有六个凸轮和一个偏心轮,分别驱动分泵和输油泵。凸轮轴的两端支承在圆锥滚柱
31、轴承上,前端由曲轴通过正时齿轮、链条和链轮带动,后端驱动调速器,转速为曲轴转速的1/2。挺杆为滚轮式,可用调整垫块调整其工作高度。6130型柴油机所用的国产号泵与6140-B型柴油机所用号泵的构造基本相同,所不同的是6130型柴油机只燃用柴油,所以它所用的号泵没有柱塞副的润滑系统。(4)波许P型喷油泵P型泵与一般泵相比,可用较大直径的柱塞,使其对柴油机缸径的适应范围扩大,使产品系列大为简化。目前,国内外许多柴油机选用了P型泵,如WD615、OM402等型柴油机。P型泵的工作原理与前述柱塞式喷油泵原理基本相同,其主对照挂图讲解教 学 内 容教学提示要结构特点是:泵体采用整体密封式结构。它的侧面无
32、窗口,以提高刚度和强度。整体式分泵。每个分泵柱塞偶件、出油阀偶件等机件用一个套筒组装成一体,采用悬挂式结构用螺钉直接固定在泵体上,分泵个数取决于匹配的柴油机缸数。拨叉式油量调节机构。采用拉杆开槽与油量控制套筒上的滚珠啮合机构,使油量控制灵活可靠。当移动油量调节机构拉杆时,旋转衬套即可转动,并带动柱塞转动,从而改变供油量。不可调整的滚轮式挺杆。挺杆高度不可调整,供油提前角(供油始点)可通过改变分泵体凸缘下端的调整垫片的厚度进行调整。加厚垫片,可使供油始点延后;减薄垫片,则可提前。喷油泵采用强制性压力润滑,以适应高速、高喷油压力的需要。2、喷油器喷油器的功用是将柴油喷射成较细的雾化颗粒,并把它们分
33、布在燃烧室中,与空气形成良好的可燃混合气。其基本要求是要有一定的喷射压力、一定的射程、一定的喷注锥角,喷油开始时刻正确,喷油终了停油干脆,没有滴漏现象。柴油机使用的孔式喷油器,它主要由喷油器体、调整螺钉、调整弹簧、顶杆、喷油嘴固定螺套、针阀和针阀体组成。针阀和针阀体组成一对精密偶件,它与柱塞副、出油阀副一样,是经过精密加工选配的,使用保养时,不能装错或互换。教 学 内 容教学提示喷油器工作时,高压燃油进入喷油器的油道和喷油嘴的内腔。当燃油压力作用在针阀承压锥面上产生的轴向推力克服调压弹簧的预紧力时,针阀开启,打开喷孔,高压燃油便经喷孔喷入燃烧室。当喷油泵喷油终了时,油道内油压迅速下降,针阀在调
34、压弹簧的作用下及时回位,将喷油孔关闭。受高压作用,少量从针阀副配合间隙泄露的燃油,沿顶杆上升,经回油管接头螺栓进入回油管流回油箱。喷油压力调整,是通过旋转喷油器上端的调压钉来实现的。旋入螺钉,压力升高;旋出螺钉油压降低。EQ6BT型柴油机采用4孔波许P型喷油器,喷油器标准开启压力为24.525.3MPa.WD615型柴油机也采用多孔式喷油器,其特点是在喷嘴头部装有不锈钢薄壁护套,可减少喷油嘴与燃气直接接触。3、调速器调速器的功用是随着柴油机负荷的变化,自动改变调节油量挺杆的位置,调节喷油泵的循环供油量,以稳定柴油机转速在某一变化较小的范围内工作,防止柴油机超速或熄火。目前,车用柴油机广泛采用机
35、械离心式调速器,它分为两极式和全程式。(1) 两极式调速器两极式调速器的作用范围是能自动稳定怠速和限制最高转速,而在怠速与最高转速之间,调速器不起作用,发动机转速由对照实物讲解示范教 学 内 容教学提示驾驶员用加速踏板直接进行控制。 两极式调速器工作原理两极式调速器基本结构,在喷油泵凸轮轴后端轴上装有随轴转动的飞锤,飞锤可沿飞锤螺杆向外张开,其内装有长而软的怠速弹簧和短而硬的高速弹簧。飞锤向外张开时,经活动杠杆,调整杠杆可使油量调节拉杆移动。由于调速杠杆中部安装在偏心轴上,所以当加速踏板通过操纵臂使偏心轴转动时,调速杠杆以下端为轴心摆动,上端推动油量调节拉杆移动,改变供油有效行程。稳定怠速 工
36、作前,怠速弹簧的预紧力把飞锤压在凸轮轴的后端轴上,怠速时,飞锤可在后端轴和高速弹簧座之间的距离内运动。当放松加速踏板时,操纵臂带动偏心轴使油量拉杆处于怠速位置,柴油机以一定的怠速转速工作。这时飞锤离心力将弹簧压缩到它们两力相平衡的程度,柴油机便获得该怠速所需要的供油量。若柴油机因内部阻力增大而降低转速时,飞锤离心力减小,怠速弹簧的张力使锤向里合拢,通过活动杠杆与调速杠杆,带动油量调节拉杆向加油方向移动,增加供油量,使柴油机转速不再继续下降,直至飞锤离心力与怠速弹簧的张力达到新的平衡,此时柴油机便以稍低于原怠速转速运转。若柴油机在怠速时,内部阻力减小,转速升高,飞锤离心力增加而使飞锤向外张开,通
37、过活动杠杆等传动件使油量拉杆向减油方向移动,减少供油量,使转速不再升高,直到飞锤产生的离心力与怠速弹簧张力重新平衡时,柴油机便以稍高于怠速的转速结合实物讲解教 学 内 容教学提示工作。由上可知,在操纵臂使偏心轴处于怠速位置不变的情况下,当柴油机内部阻力变化而引起转速变化时,调速器利用飞锤产生的离心力与怠速弹簧张力不断平衡的关系,自动地调节了喷油泵循环供油量,使柴油机在怠速范围内转速有很小的变化,保持了怠速的稳定。限制高速 加速踏板踩下一定位置时,柴油机转速超出怠速范围直至额定转速,飞锤压缩怠速弹簧而紧靠在高速弹簧座上,由于飞锤离心力小于怠速弹簧与高速弹簧预紧力之和,所以调速器不起调速作用。当加
38、速踏板踏到底,柴油机转速超过额定转速时,飞锤离心力足以克服高速弹簧与怠速弹簧的张力之和,使飞锤向外张开,经过活动杠杆带动调速杠杆,使油量拉杆向减油方向移动,减少了供油量,限制了转速继续升高。如果外界负荷突然减少到零(如挂入空档时),此时油门仍处于最大位置时,转速将继续升高,油量调节拉杆也会因飞锤继续外张而向减油方向有所移动,限制了柴油机转速无限制地升高。这时的转速就是最高空转转速,此时供油量只能维持最高空转速所需的油量,从而有效地限制了发动机的最高转速。RQ型两极式调速器R的含义是离心式,Q的含义是浮动杠杆比可变式,RQ则表示是可变杠杆比的机械离心式两极调速器。WD615和OM402型柴油机采
39、用了RQ型两极式调速器,其主要结构特点是:(a)飞锤内有两根调速弹簧和一根校正弹簧外弹簧是怠速弹对照挂图讲解教 学 内 容教学提示簧,内弹簧是高速弹簧,校正弹簧的作用是在怠速与最高转速之间局部调整供油量以改善柴油机的动力性。(b)操纵部分采用可变杠杆比调速杠杆下端的叉形缺口卡在拨动块的耳轴上,上端与油量调节拉杆相连,中部沿杆身制有导槽,槽内装有活动销可上下滑动,活动销与转动杠杆相连,转动杠杆与操纵臂固装在同一轴上。当扳动操纵臂使调速杠杆以拨动块耳轴为支点摆动时,活动销在槽内滑动,改变调速杠杆的杠杆比a:b。在怠速时,操纵臂使活动销处在最高位置,这时a:b的比例是:WD615型柴油机为1:1.4
40、,OM402型柴油机为1:1.35。由于怠速时调速杠杆的杠杆比小,所以在飞锤移动一定距离下,油量调节拉杆移动的距离较小,即供油量变化程度小,因此怠速转速的波动范围较小,怠速更加稳定。在全负荷时,加速踏板踩到底,操纵臂使活动销处在最低位置,这时的杠杆比a:b变为:WD615型柴油机为1:2,OM402型柴油机为1:3.23。由于全负荷时高速杠杆的杠杆比大,飞锤的小量位移,可使油量调节拉杆产生较大的移动,提高了油量调节拉杆随转速变化的敏感性,从而在限制最高转速时可获得较小的转速变化幅度。(c)防冒烟限止器RQ型两极调整器盖上装有防冒烟限止器,它的作用是当柴油机在突然加速时(加速踏板踩到底),叉形连
41、接杆的凸肩带动限止器调节螺柱前移中,限止器的弹簧可起缓冲作用,以免供油量骤增,并阻止油量调节拉杆越过全负荷供油量位置,以限止最大教 学 内 容教学提示供油量,防止排气冒黑烟。(2)全程式调速器全程式调速器的作用范围是,不仅能稳定怠速和限制最高转速,而且能使柴油机在工作转速范围内的任一转速下稳定地工作。EQ6BT、6130、6140B、M520B等型柴油机均采用全程式调速器。全程式调速器常见的结构是飞球式,它与两极式调速器的主要区别在于,调速弹簧的与预紧力可在一定范围内改变调速叉位置,从而在发动机允许的转速范围内都可起调速作用。基本工作原理是:飞球组件转动产生的离心力的轴向分力,力图推动推力盘带
42、动拉板和油量调节拉杆向减油方向移动;调速弹簧的预紧力,欲使拉杆和油量调节拉杆向加油方向移动。全程式调速器就是利用飞球组件离心力的轴向分力和调速弹簧的予紧力随转速变化的不断平衡,来自动控制油量调节拉杆的移动,调节供油量,稳定柴油机转速。4、喷油提前角调节装置喷油提前角调节装置的作用是,通过改变喷油泵凸轮轴与曲轴的相对位置,以调整喷油泵的供油提前角,使柴油机能获得较好的动力性和经济性。为了使混合气的形成和燃烧过程能正常进行,以获得最大功率和最小耗油率,柴油机必须选定最佳喷油提前角。对任何一台柴油机而言,最佳喷油提前角是随燃油性质和实际工况的不同而变化的。供油量越大,转速越高,最佳喷油提前角也应越大
43、。柴油机喷油提前角的调整,实际上是通过调整喷油泵供油提教 学 内 容教学提示前角来实现的。一般喷油泵供油提前角的调整途径有四种。(1)喷油泵内部调整调整挺杆的高度国产号泵的挺杆高度,可选用不同厚度的调整垫块来调整,有的喷油泵可用调整螺钉调整。挺杆工作高度增大,供油提前角增大;反之减小挺杆高度,则供油提前角减小。通过调整各个挺杆高度,可以调整各分泵的供油提前角度使之一致。P型泵的供油提前角是通过改变分泵体凸缘下的调整垫片厚度来实现的。减小垫片厚度,使柱塞套下降,柱塞头封孔的时机提早,供油提前,反之增加垫片厚度,供油时机推迟。(2)喷油泵整体调整喷油泵通过联接盘上的三个固定孔固定,所以松开螺钉,可
44、旋转泵体。调整时,将泵体逆道凸轮轴的旋转方向转动一个角度,此时因为凸轮轴不动,从而改变了挺杆和凸轮轴的相对位置,使柱塞顶面遮住柱塞套进油孔的时机提前,供油提前角增大;反之,供油提前角减小。这种调整方法能使各分泵的供油提前角作等量的改变。(3)联轴节调整改变喷油泵凸轮轴与曲轴的相对角位置,通常是通过调整联轴节来实现的,国产号喷油泵在驱动喷油泵凸轮轴的联轴节上设有调整装备,调整时松开锁紧螺钉,中间盘和从动盘可以沿孤形长孔相对主动盘转过一个角度,改变驱动轴与凸轮轴的相对角位置,从而调整了整个喷油泵的供油提前角。结合实物讲解教 学 内 容教学提示为了显示调整供油提前角的度数,在主动盘的外圆柱面上有一刻
45、线,在中间盘的对应面上刻有“0”刻线,并在其两侧有五条短线,它的供油提前角调整范围是30(凸轮轴转角)。这是一种较典型的结构,我军装备的柴油车辆中,许多喷油泵的联轴节都与此结构相似。(4)供油提前角自动调节器喷油泵的供油提前角自动调节器大都为机械离心式。WD615·77A和OM402型柴油机所采用的P型泵供油提前角的自动调节器,是与柴油机的凸轮轴正时齿轮组成整体。柴油机凸轮轴的正时齿轮上,在对角位置固装有一对主动凸块,喷油泵的驱动齿轮滑套在柴油机凸轮轴颈上,驱动齿轮在对角位置上也固装有一对从动凸块,同侧的主、从凸块的斜面都有圆饼形飞块。5、燃料供给系辅助装置(1)高压油管高压油管用来
46、连接喷油泵与喷油器。高压油管因承受高压,所以都用厚壁的无缝钢管制成,它的外径一般是内径的三倍以上,对多缸柴油机而言,为使各缸喷油工作一致,各缸高压油管的长度应相等。(2)柴油箱柴油箱用以贮存柴油。普通型柴油车多为一个油箱,重型载重车和越野车多用主、副两个油箱。(3)滤清器柴油滤清器的功用是在柴油进入喷油泵之前,清除其中的杂教 学 内 容教学提示质、水份和胶质,防止堵塞喷油器喷孔和防止对精密偶件的磨损、腐蚀。一般柴油机设有粗、细滤清器,有的柴油机只用单级滤清器。(4)电动燃油泵为了排除燃料系中的空气和消除气阻,延安SX250、红岩CQ261、吉西爱区型汽车上均装有电动燃油泵,它由直流电动机、传动
47、轴、叶轮、滤网和出油管等机件组成。电动燃油泵为机械离心式,装入油箱底部。工作时,电动机通过传动轴带动叶轮转动,燃油从进油口被离心力甩到出油管,少量燃油经渗透排出,可带出一部分出油管中的空气,大分部燃油则由出油管泵出充满燃油供给系。(5)输油泵输油泵的功用是以一定压力向喷油泵输送足量的燃油。EQ6BT型柴油机采用机械膜片式输油泵。当发动机运转时,凸轮轴偏心轮驱动摇臂绕摇臂轴摆动,使泵膜拉杆拉动泵膜向下运动,泵膜弹簧被压缩,泵膜上的空间增大,压力降低,出油阀门关闭,进油阀门打开,油箱内的燃油经粗滤器、油管进入泵膜上方的空腔内,完成进油行程。偏心轮继续运转,当摇臂与偏心轮降程段接触时,作用在摇臂上的
48、力消失,泵膜弹簧推动泵膜向上运动,使泵膜上方空间减少,压力增高,进油阀门关闭,出油阀门打开,柴油经出油阀门、油管、滤清器进入高压油泵,如此反复泵油。输油泵在出油压力13Kpa,凸轮转速1400转/分时,泵油量结合实物讲解教 学 内 容教学提示每小时不小于136.4升,输油泵封闭压力为4050Kpa。 M520B、6140B、MC640A、OM402型柴油机均采用活塞式输油泵。它装在喷油泵的一侧,由喷油泵凸轮轴上偏心轮驱动,主要由泵体、机械油泵总成、手油泵总成、进出油阀和油道等组成。6、发动机的增压柴油机采用增加进气压力,提高输出功率的方法称为增压。目前车用柴油机多采用废气涡轮增压方式。废气涡轮
49、增压是由发动机排出的废气推动涡轮机旋转,以驱动增压器。涡轮壳的进气口与排气歧管连接,燃烧的废气由排气歧管经涡轮壳进入喷嘴环。由于喷嘴环通道截面的面积是逐渐缩小的,具有高温和一定压力的废气在喷嘴环中膨胀,压力和温度下降,废气的流速迅速提高。高速废气流,按照一定的方向冲击涡轮,使涡轮高速旋转。废气的压力和温度越高,废气的流速也越高,涡轮转得越快,通过涡轮的废气最后排入大气。涡轮经转子轴带动压气机叶轮一起旋转,高速旋转的叶轮将经过滤清的空气吸入压气机壳,并甩向叶轮的外缘,使空气的压力流速提高。而后气流进入流通断面逐渐扩大的扩压器和气机壳, 使空气的流速降低,压力进一步提高。经过增压的空气由进气管进入
50、气缸,从而使气缸内的进气压力和空气密度增加,提高了气缸的充气量,达到增压的目的。(四)汽油机燃料系主要机件1、化油器教 学 内 容教学提示(1)东风EQ1090E型汽车化油器该车使用的EQH102型化油器,属于单腔、三喉管下吸式结构,其主要特点是:装置只设机械式,无真空加浓装置。主供油装置只设主量孔,用于控制中小负荷的供油量。起动装置的阻风门上装有小活门,用回位弹簧主供油装置有小喉管、大喉管、主量孔、功率量孔、主空气量孔、泡沫管等组成。加浓装置是机械式和真空式两种加浓装置并用。加速装置由加速泵拉杆、加速泵活塞、加速泵进油钢球以及加速泵喷嘴等组成。(3)东风EQ2080E型汽车化油器该车使用EQ
51、H201型化油器,为下吸式、双腔分动、双重喉管结构。其主要特点是:不设机械式和真空式加浓装置,完全靠主腔节气门开度大于50°以后副腔参加供油,起加浓混合气的作用,以满足发动机大负荷的需要。膜片式加速装置由加速膜片、弹簧、进油阀、出油阀和加速喷嘴等组成。主腔节气门与副腔节气门的分动:当主腔节气门开到50°之后,主腔节气门联动臂便压入副腔节气门摇臂的凹槽,副腔节气门便逐渐开大。副腔节气门上有一泄油孔,用来及时泄掉因汽车颠簸时由结合实物挂图讲解教 学 内 容教学提示主喷管摇晃出来的汽油,以免越积越多,影响副腔节气门刚开启时的正常工作。(4)北京BJ2020型汽车化油器北京BJ20
52、20型汽车使用的BJH201型化油器,属于双腔机械分动、三重喉管、下吸式结构。其主要特点是:主、副腔的节气门通过一套杠杆机构联动,协同工作。浮子室采用弹簧针阀和浮子臂下面加有浮子弹簧的双重减振装置,以便更好地稳定油面高度。在浮子室一侧还设有热怠速补偿恒温阀,以稳定怠速。起动装置采用自动阻风门结构,即利用废气的热气来改变双金属片卷曲,自动调节阻风门的开度。怠速装置只在主腔设置,采用淹没式怠速取油管、两极怠速量孔和长方形的过渡喷口。设置节气门回位缓冲器,它可在加速踏板突然松开时,使节气门回位时间延长67秒种,以抑制节气门下方真空度的突增。(5)北京BJ2021型汽车化油器该车配用卡特(Carter
53、)YFA型化油器,为单腔、三喉管、下吸式结构。其主要特点是:进油阀采用弹性橡胶,头部有较好的耐油、耐压、抗高温和保温能力,以提高密封性,防止浮子室油面异常升高,产生“溢流”现象。油装置的供油量采用汽油流量的计量杆控制。发动机的怠速转速为900转/分左右,怠速供油量在出厂前结合实物讲解教 学 内 容教学提示已调好,调整装置设置在下体的螺钉孔中, 并且封盖封住,在运行中不必调整。但在节气门附近装有调整螺钉,用以调整节气门与化油器内壁的配合松紧度,改变怠速时的进气量。采用复合式真空加浓装置。主要由燃油计量杆、计量杆臂总成、加浓加速复合总成、复合泵提升板、真空加浓气道等组成。加速装置主要由复合泵提升板
54、、复合泵总成、加速油道、加速量孔、进油阀、通气孔、出油阀总成等组成。(6)上海桑塔纳轿车JV型发动机配用KEIHIN(26-30DC)型化油器,为下吸式、双腔分动、双重喉管结构。其主要特点是:主、副腔采用膜片分动。主腔混合室直径较副腔小。在主腔节气门全开、由低速到中速范围内,因主腔喉管直径小,节流强,故利于燃油雾化,能较好地发挥发动机的低速动力性。满负荷高速时,副腔参加工作,较大的喉管直径能保证足够的进气量,确保动力性。用半自动阻风门。采用膜片式加速装置。设有节气门开度保持(定位)器,主要由膜片室与电磁阀等组成。负荷自调装置。KEIHIN(25-30DC)型化油器负荷自调基本上是加大怠速时节气
55、门的开度,从而增大怠速时混合气进气量,使发动机进入高怠速工况,以防止怠速时发动机熄火。2、汽油泵教 学 内 容教学提示东风EQ6100-1、解放CA6102、北京BJ492QA、北京CMCI-42.5L、东风EQ6100型发动机均采用膜片式汽油泵。汽油泵壳体在泵膜处分成上下两体。上体装有进、出油阀接头和进、出油阀。进油阀和出油阀的结构完成相同,均为片式单向阀,但安装方面相反,故可分别控制进、出油路的开闭。汽油泵上体与下体之间夹装着泵膜组件,它由橡胶泵膜,上、下护盘及拉杆等组成。泵膜弹簧装于支承在下体凸缘上的弹簧座和泵膜下护盘之间,力图使泵膜向上拱曲,弹簧座下面设有泵膜拉杆油封,以防止泵膜破裂时汽油流入曲轴箱。装在下体内的摇臂轴上松套着外摇臂和内摇臂,两者之间借斜面接触,形成单向传动关系。摇臂回位弹簧使外摇臂压紧在驱动汽油泵的偏心轮上。内摇臂与泵膜拉杆连接,从而带动泵膜运动。为了在发动机不工作时也能使汽油泵泵油,还设有手动泵油机构。3、空气滤清器及进、排气歧管东风EQ6100 - 1型发动机采用纸质干式空气滤清器。其滤芯是
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