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文档简介
柴油机配套知识交流1
一、发动机悬置系统
二、进气系统
三、排气系统
四、冷却系统
五、燃油系统
六、润滑系统2
七、电器系统
八、动力输出系统
九、空压机和制动系统
十、转向系统3
一、发动机悬置系统
二、进气系统
三、排气系统
四、冷却系统
五、燃油系统
六、润滑系统
4发动机悬置系统(1)1、发动机悬置的基本作用(1)包括发动机、离合器和变速箱组成的动力总成通过悬置软垫安装在汽车底盘上,悬置软垫必须能承受动力总成的质量。(2)在受各种干扰力(如制动、加速等)作用的情况下,悬置软垫应能有效地限制其最大位移,以避免动力总成发生与邻近件的干涉。(3)悬置软垫应具有良好的隔振作用,既要降低来自发动机的振动与冲击,也要降低来自路面的振动与冲击。5发动机悬置系统(2)2、发动机悬置的布置方式按悬置的数量划分有三点式和四点式三点式悬置的运动顺从性最好,因为三点决定一个平面,不受车架变形的影响,而且固有频率低,抗扭转振动的效果好;四点式悬置的稳定性好,能克服较大的转矩反作用力,但是扭转刚度较大,不利于隔离低频振动,但是经过合理设计仍可满足要求。四点悬置较广泛使用。当变速器较长、较重时,飞轮壳与机体结合面的静态弯矩可能会超出许可值,这时需要在变速箱上增加一个辅助支撑,但它绝不能设计成刚性连接或对车架挠曲造成限制。悬置点的数量根据动力总成的长度、质量、用途和安装方式等决定。6
一、发动机悬置系统
二、进气系统
三、排气系统
四、冷却系统
五、燃油系统
六、润滑系统7进气系统(1)1、进气系统的作用向发动机提供清洁、干燥、温度适当的空气进行燃烧以最大限度地降低发动机磨损并保持最佳的发动机性能。在用户接受的合理保养间隔内有效地过滤灰尘并保持进气阻力在规定的限值内。8进气系统(2)2、为什么需要进气系统?a)灰尘是内燃发动机部件磨损的基本原因,而大多数灰尘是通过进气系统进入发动机的。b)水会损坏/阻塞空气滤清器,并且可能使发动机和进气系统发生腐蚀。c)进气温度高意味着进入发动机的空气密度下降,这将导致排烟增加、功率下降、向冷却系统散热量增加、发动机温度升高。试验表明:进气温度超过38℃后,每升高11℃,功率下降约2%,准确值参考发动机性能曲线的注释。进气温度超过40℃后,每升高11℃,发动机向冷却水散热量增加约3%。台架试验表明对柴油机来说,理想的进气温度是16℃至33℃。d)进气温度过低会导致柴油无法被压燃,发火滞后,燃烧不正常——这又可引起冒黑烟、爆震、运转不稳(特别是怠速时)和柴油稀释机油。试验表明进气温度每降低33℃,燃烧温度下降89℃。9进气系统(3)3、进气口的安装
空滤器原始进气口必须设置在雨、雪、灰尘不易进入的部位;应避免将机仓内热空气、散热器排出的热风、发动机排出的废气和路面飞溅污物吸入进气系统;原始进气口之前不应有其它零部件阻挡。原始进气口位置要求尽可能高,外露的原始进气口必须设置雨、雪过滤装置,将吸入空气中所含的水分离出来,防止雨、雪进入进气系统,避免损坏发动机。正常作业时进气温升最大不得超过15℃(发动机技术参数表另有规定除外)。工程用车空滤取气口布置尽可能高是较好的设计,否则发动机的可靠性差10进气系统(4)4、空滤器
(1)空滤器的额定流量应不小于玉柴配套规定的数值,考虑进气系统的维护保养周期,空滤器的额定流量是按发动机在标定工况下实测的流量的1.2~1.5倍(一般地公路运输车辆取值大于等于1.2,工程车安全系数取值大于等于1.5)来选取的。滤清效率至少99.9%(按SAEJ726测试)。空滤应具有足够的去尘能力(空气滤清器在进气阻力达到限值时所能除去的灰尘总量定义为空滤的去尘能力)以提供合理的滤芯更换周期。11进气系统(5)(2)轻型和中型车用发动机应采用带安全滤芯的双级空气滤清器;主滤芯和安全滤芯应选用干式纸质滤芯;在额定流量下,原始阻力不大于2.45kPa,叶片环旋流粗滤器的粗滤效率不低于85%,总成原始滤清效率不低于99.5%,空气滤清器容灰能力应不小于6.4g/L·s。(3)重型车用发动机以及在恶劣环境下使用的中型车用发动机(如自卸车等工程车辆和运煤车等)应采用三级滤清器,在满足上述要求的双级滤清器的基础上,增加一级粗滤器,推荐采用切向或轴向旋流粗滤器(最好带有引射排尘管),在额定流量下粗滤效率不低于93%;当增加一级推荐的粗滤器时,在额定流量下空滤器总成的原始阻力允许不大于2.95kPa,总成原始滤清效率不低于99.9%,空气滤清器容灰能力应不小于53g/L·s。(4)空滤器必须带有排尘装置,排尘口的安装位置应尽可能远离发动机表面和迎风面。12进气系统(6)5、进气管路(1)进气管路布置总体要求:管路布置应使在进行发动机日常维护保养时不必断开干净侧的管路。管路连接应能承受发动机和车辆构件间的相对运动而不损坏、泄漏或蹋瘪。长的管路应适当支撑,增压器进口的静弯矩不超过6.8N·m所用材料应能适应系统的工作温度和压力,防腐蚀,在卡箍紧固力和20inHg(68kPa)真空下不得变形或损坏。不能与设备上的其它部件磕碰。必须具有长久和可靠的密封能力。推荐安装高质量的阻力指示装置,它在空滤被阻塞到进气阻力达到发动机规定的最大限值时发出警告,以便及时更换滤芯。阻力指示器的接口必须有滤芯以免灰尘意外地进入。为了避免吸进如雨水、喷洒水和路面飞溅水、盐溶液等,空气滤清器前应安装适当的除水装置。13进气系统(7)从空滤后取气的空压机进气管路等必须具有与发动机进气系统相同的质量和可靠性。如果使用排气吸灰器来清除空滤中的灰尘,必须安装单向阀以防怠速时气体倒流。选择位于空滤至发动机进气口间的所有管路元件时必须格外小心。管子应能防腐蚀,应能承受进气完全受阻时的真空力而不变形和损坏。所有硬管间的连接必须是专用橡胶管,以便在很宽的温度范围里保持长久的无泄漏效果。卡箍必须具有360度密封作用但又不损坏胶管,并能在很宽的温度范围里提供恒紧固力。如下图为玉柴推荐的T-bolt型卡箍。14进气系统(8)(2)进气管路的安装应考虑在适当的位置增加固定支架,以免因其自重或相应的运动使进气岐管或增压器承受各种应力。
15进气系统(9)(3)在空滤器到发动机之间必须使用一段胶管,以抵消发动机和底盘之间的相对位移,该软管应有足够的刚度,以防止负压造成吸扁、破损和局部狭小,或由于振动而变形;该软管还应能在-40℃~120℃下长期使用,有足够的耐老化能力。见下图:16进气系统(10)(4)从空滤器到发动机进口之间应采用金属成形管或硬塑料成形管;从空滤器出口管径到发动机进口管径要逐渐过渡,并尽量避免方向的急剧改变;管路应尽可能避免焊接,如果不得不焊接时,应防止假焊、脱焊出现缝隙,并应彻底清除焊渣;硬管与橡胶连接位置不允许用钢板搭接焊接成管,应用无缝钢管制作并且管口部位有凸缘,保证橡胶管与硬管为过盈配合连接;管路内腔应光滑、清洁,不允许残留任何杂物;管路连接应密封可靠,不许有短路现象;硬管管口应有凸缘,插入橡胶管的长度确保在50mm左右,并使用具有360度密封性能的T-bolt卡箍紧固胶管;此段管路的固定方式要十分可靠,不得因振动而导致各管接头松脱,使未经过滤的空气直接进入增压器和发动机,引起增压器的损坏和发动机的非正常磨损。见下图:(5)系统装备所有选装附件后,发动机最大进气流量条件下,在发动机进气口测得的进气阻力不得大于发动机技术参数表上规定的限值。17进气系统(11)18进气系统(12)6、进气系统设计指南平头载重车,进气系统的进气口须通过管道引至驾驶室后面的顶部位置处,且进气口须可靠防雨、防水淋和设置滤网罩盖。对在沙漠、矿山、大粉尘地区等非公路用的车辆,则应在进气口上增加一级多管旋流空气滤清装置。如下图所示:在沙漠、矿山、大粉尘地区等非公路用的车辆空滤原始进风口太低对发动机的可靠性会产生严重影响19进气系统(13)7、空气中冷系统(1)中冷器的额定流量应不低于表3的规定值;在额定流量下中冷器的压力降应不超过12.8kPa,为满足使用要求,中冷器的额定流量一般按发动机标定工况下进气量的1.1倍来确定。(2)中冷器应有足够的散热面积和迎风面积,以保证发动机在标定工况下出口温度不高于规定值:在最终选定的风扇流量、冷风压降的情况下,车辆行驶的全负荷工况,中冷器的出口温度相对于环境温度的温升,对于载货汽车不应大于25℃,设计完成后要经安装评审和试验验证。20进气系统(14)(3)中冷系统的管路布置应简洁,固定牢靠,并尽量减少方向的改变,方向改变处应使用金属管,不得使用橡胶管;中冷系统管路安装应不会因其自重或相应的运动使进气岐管和增压器承受各种应力;中冷系统的管路应采用金属管连接,对管件的要求同进气管路;管口之间的联接必须采用耐热耐压橡胶管,应能耐高温250℃和高压400kPa以上,推荐采用夹布硅胶或硅胶编织管,外带增强保护钢丝;刚性管口之间的间隙推荐20mm~1/2管径;金属管插入橡胶管的长度确保在50mm以上,并使用具有360度密封性能的T-bolt卡箍紧固胶管。绝对不允许管路中存在任何漏气现象,否则发动机无法发出正常功率,影响加速性和最高车速都达不到设计要求。应使用渗铝钢管或不锈钢管,并对管路内外壁进行防腐处理。橡胶管应能适应高温、高压的工作状态。推荐使用Nomex纤维增强硅胶管,外带增强保护钢丝。中冷器与散热器不能互相遮挡芯部21进气系统(15)(4)中冷器和联接管路的清洁度对柴油机至关重要,整个中冷系统所有零部件所含杂质的总和不得超过90mg,且杂质颗粒最大不得超过1.6μm。(5)增压器压气机出口连接管建议设计成一直的管件,圆锥形扩压角为7°max,以得到最好的性能,长度取决于装配位置,或者直到联接管出口处直径相当于压气机出口面积的2倍。22进气系统(16)(6)空空中冷系统常见问题:中冷器性能不合格阻力大冷却能力不足普通铁管-易腐蚀普通卡箍-紧固力小胶管质量低,易爆裂管路布置不合理橡胶弯头管路不固定23进气系统(17)8、进气系统的安装检查(1)检查进气管路的密封性、管件固定和管口紧固的可靠性。(a)空滤器到发动机之间必须使用一段能伸缩的(大于40mm)胶管,以抵消发动机和底盘之间的相对位移。如下图:空滤器至发动机之间胶管没有伸缩量易振断!不能使用。
24进气系统(18)(b)进气管路变径要逐渐过渡,不能突变。如下图:变径突然,进气阻力大,不能使用。带增强层的过渡接管,管径大,过渡合理,可以使用。25进气系统(19)(c)进气管路内腔应光滑、清洁,不允许残留夹碴、氧化皮、胶管脱层等易脱杂物。如下图:进气胶管质量差(内有隔层及整块脱皮)易导致管路堵塞及相关件损坏,不能使用。26进气系统(20)(d)硬管(硬管接头处要有突缘)和软管接合处应为过盈配合(即硬管孔口外径大于软管孔口内径)。如下图:软管口径比硬管口径大没有过盈量,不能使用。下图同时表达较好的配合。27进气系统(21)(e)进气管道不许与车身及柴油机等干涉,以防泄漏或因震动磨擦、磨损而产生管道破裂,从而发生进气“短路。如下图:进气管与大梁相干涉,不能使用。软管与驾驶楼干协,不能使用。28进气系统(22)(f)进气管道必须顺畅,不允许出现管道打折现象。如下图:拐弯过急出现打折,不能使用。进气接管直角弯头导致进气阻力过大,不能使用。29进气系统(23)(g)空滤出口至发动机进气管前所有管道必须可靠密封(如空滤器阻力报警螺孔的螺塞是否紧固、管路是否有缝隙或破损等)。如下图:空滤报警器螺孔没有装任何东西,直接进气短路(忘堵)导致进气短路,不能使用。进气管破裂更加不能使用。30进气系统(24)(h)进气管道的密封情况重点注意焊接件部分有否有脱焊、管道是否有缝隙?如下图:胶管内径过大,易导致进气短路,焊接部位有焊裂缝,拐角应为R过渡,此弯头进气阻力过大。均不能使用。所有卡箍是否有松、脱或夹不住软管?如下图:环箍紧固力不够,松脱导致进气量泄漏,不能使用。卡箍上不紧且歪斜,不能使用。31进气系统(25)(i)空滤器出气口至柴油机进气的连接管道(包括缸盖进气道、气泵进气管)不允许附有灰尘、杂物。如下图:存在灰尘是不该发生的!
切记:灰尘是发动机最大的杀手!!!进气系统不合理会留下严重的早期磨损问题,进而引发柴油机几乎所有的技术质量问题!因此要象保护自己的眼睛一样来保护好进气系统!32进气系统(26)(2)检查进气口位置的合理性和防雨雪功能。进气口位置应选在车辆位置较高、空气清洁,温度与环境温度相接近的部位,而水分、灰尘和排气吸收得最少的地方。如下图:33
一、发动机悬置系统
二、进气系统
三、排气系统
四、冷却系统
五、燃油系统
六、润滑系统34排气系统(1)排气系统的主要作用是保证发动机最佳性能的同时,把所有排气安全地运离发动机并安静地排到大气中去。降低排气噪声,防止排气泄漏,保持排气畅通,特别是排气系的阻力非常重要,在任何情况下,最大排气阻力对于台架上试验标定工况排气温度≤530℃不得超过10kPa(带后处理装置允许为20kPa),对于台架上试验标定工况排气温度≥530℃不得超过15kPa(带后处理装置允许为25kPa),否则将引起发动机输出功率降低,油耗增加,自由加速烟度过大,有害排放物增多,整车加速也将受到影响,因此对排气系统的结构设计应给予足够重视。
35排气系统(2)1、排气消声器(1)排气消声器是排气系统的主要部件,主要起到降噪作用,它既要满足车辆噪声的要求,又要满足排气阻力的要求,还要满足消耗功率尽可能少的要求。排气消声器的容积应根据发动机最大排气流量来确定。(2)排气消声器已有许多成熟产品可供选择,选用时最好能得到消声器专业厂的技术支持,选定后还必须经整车试验验证。(3)特别要注意的是,近年来由于排放法规的要求日趋严格,增压和增压中冷机型发展很快,这些发动机的排气流量远大于自然吸气式发动机,必须重新选择消声器,不能一直延用原自然吸气式发动机的消声器。
36排气系统(3)(4)由于发动机与排气管之间有相对位移,消声器与排气管件要用浮动式支架固定,即消声器通过橡胶软垫固定到车架上,以减少车架与发动机之间的相对位移造成对增压器排气口的附加弯矩。增压器排气端安装面最大静弯矩应小于27N·m。37排气系统(4)2、排气口(1)排气口保证雨、雪或洗车时飞溅的水不能进入排气管和消声器,必要时应采用罩帽或类似的东西进行遮挡。(2)排气出口方向应避开燃油箱、散热器、中冷器、空滤器进气口及驾驶室舱等。38排气系统(5)3、排气管路波纹管固定点固定点波纹管(1)排气管路的安装应保证不会因其自重、热膨胀及相关的各种运动而使排气岐管或增压器承受附加应力。排气管路与发动机排气口之间的连接,必须用一段柔性的金属波纹管连接,以消除或减少增压器出口处所承受的附加应力,并使发动机的振动与车架的变形互相隔离,有利于发动机的隔振和提高可靠性。39排气系统(6)40排气系统(7)(2)增压柴油机的涡轮后排气管,应有可靠的支撑与发动机相连,以避免排气管路对增压器产生附加应力。
41排气系统(8)(3)为减小排气阻力,排气管路应尽可能直,总布置需要管路弯曲时,弯道的曲率半径也应尽可能大。(4)增压器涡轮机出口建议设计为一直的管件,圆锥形扩压角为10°max,以得到最好的性能,长度取决于装配位置,或者直到连接管出口处直径相当于涡轮机出口面积的2倍。42排气系统(9)4、排气制动器(1)排气制动器选型时应注意,当其阀门打开时,不得增加额外的排气阻力;当其工作时,不得施加超过发动机所能承受的背压。(2)排气制动器的正确安装应避免向增压器施加附加应力。(3)排气制动器的控制,应与发动机的停油装置联动,绝对不允许单独用排气制动器来刹车或减速。43排气系统(10)5排气系统的防火注意事项(1)排气系统都是高温部件和管件,其布置设计与安装对车辆特别是客车的火灾事故关系很大,必须有完善的防火措施。(2)排气系统各管件的连接必须密封牢靠,紧固件要有可靠的防松措施,防止管件和接口泄漏,防止因发动机、支架的振动而引起接口松脱,因排出的高温气体,甚至火焰、火星都容易引起火灾。消声器前排气管与发动机的连接,建议用双螺母防松,禁止用弹簧垫片。(3)为防止排气系统各部件及管路释放的热量返回到发动机舱,造成各种零部件的热变形甚至火灾,应充分考虑设计隔热措施,这一点客车机尤为重要。(4)高压油泵、喷油器、燃油机油滤清器、燃油机油管件及接头、机油标尺管口、呼吸器管口的正下方不允许布置消声器和排气管等高温外露零部件,以免因燃油、机油滴漏引起火灾。如果因结构限制需要布置时,必须设置有效的挡板。44排气系统(11)6、排气系统的安装检查(1)排气背压,在发动机的标定工况下进行整车测试,当排气制动器阀门全开时,对于台架上试验标定工况排气温度≤530℃不得超过10kPa(带后处理装置允许为20kPa),对于台架上试验标定工况排气温度≥530℃不得超过15kPa(带后处理装置允许为25kPa);当排气制动阀关闭时不得超过规定限值,如超过规定值时,应设置阀门限位挡块或在阀门上钻孔加以调整。(2)检查排气系统悬置的合理性和管件联接的可靠性。(3)检查排气系统的隔热和防火措施。45排气系统(12)7、排气系统常见问题◆排气阻力过大原因:消声器自身阻力大,管径小,弯头多等。结果:功率下降,油耗增加,排气温度上升,排气部件故障增加。缺少柔性段或柔性不足波纹管易损坏过定位支撑排气制动背压超限46
一、发动机悬置系统
二、进气系统
三、排气系统
四、冷却系统
五、燃油系统
六、润滑系统47冷却系统(1)1、冷却系统的作用维持发动机在最适宜的温度下工作。2、冷却系统的设计要求和构成a)冷却系统的设计应保证:使用冷却水作冷却液和0.5bar以下的压力盖时,发动机出水口的温度允许到100℃;使用冷却水作冷却液和0.7-0.9bar压力盖,在不连续工况运行下,最高水温允许到110℃。b)如果使用长效防冻防锈液作冷却液和0.5bar以下的压力盖时,发动机出水口的温度允许到105℃;使用长效防冻防锈液作冷却液和0.7-0.9bar压力盖,在不连续工况运行下,最高水温允许到115℃。c)冷却液的膨胀容积应大于等于整个系统冷却液容量的6%。d)冷却系统必须用不低于19L/min的速度加注冷却液,直至达到应有的冷却液平面,以保证所有工作条件下气缸体水套内冷却液能保持正常的压力。48冷却系统(2)49冷却系统(3)50冷却系统(4)3、散热器(1)散热器是冷却系统中的重要部件,其主要作用是对发动机进行强制冷却,以保证发动机能始终处于最适宜的温度状态下工作,以获得最高的动力性、经济性和可靠性。(2)散热器和风扇组合匹配效率是当散热器芯子未被气流扫过的面积最小时为最高,因此,最好采用接近正方形的散热器芯子。(3)散热器的总散热面积、芯子的迎风面积、结构形状和结构尺寸要通过发动机冷却系统所需最大散热量来计算确定,并应通过试验评价来最终确定。但一般可估算散热器芯子的迎风面积即0.31~0.38m2/100kW,载货车通风良好时,可取下限值即0.31~0.33m2/100kW;自卸车、牵引车等经常大负荷运行的车辆可偏上限值即0.36~0.38m2/100kW。(4)散热器进风口的实际面积不得小于散热器芯子迎风面积的80%,以防止散热能力下降。51冷却系统(5)(5)在灰尘多的脏环境下使用时,应选用直排或斜排冷却管,且管子间隔要大,以避免散热器芯子堵塞,影响散热效果。当散热器芯损坏时也会影响散热效果。(6)散热器安装时,紧固必须牢靠,与车架的连接必须采用减振垫,采用减振垫的目的是为了隔离和吸收来自车架的部份振动和冲击,使散热器在车辆运行中,不致发生振裂、扭曲等非正常损坏,延长散热器寿命。(7)因为散热器与车架之间安装有隔振橡胶,因而形成了绝缘状态,通过冷却液介质,在散热器与车架之间产生了电位差,在冷却液中产生了微弱电流,使冷却系统的零部件发生电腐蚀。因此,一定要采取散热器负极接地等措施,消除电位差,防止电腐蚀。52冷却系统(6)4、冷却风扇(1)冷却风扇首先要满足冷却系统对风量和压头的需要;同时要消耗功率小、风扇效率高,且有较宽的高效率区;风扇噪声小,重量轻,成本低等。目前普遍采用的有金属风扇和塑料风扇两种,风扇叶片应具有足够的强度,以防车辆涉水时,折断风叶;(2)确定风扇直径与转速时,要注意风扇叶尖的圆周速度不大于91m/s,后置客车不大于100m/s,否则对风扇噪声和强度都不利。风扇直径尽可能与散热器芯子迎风尺寸基本相同,以便风扇扫过的面积尽可能大地覆盖散热器芯子的迎风面积,使气流全面地通过散热器。53冷却系统(7)(3)为考虑冷却系整体阻力,通过散热器芯部的压差不应大于所选风扇特性曲线中最大工作压力的70%;风扇的风压、风速等设计应按发动机在标定工况下和在最大扭矩工况下冷却水所需最大散热量来计算确定,并经整车冷却系统的试验评价来最终确定。(4)为充分利用车辆行驶时的迎风速度,车用发动机风扇都采用吸风式;风扇前端面至散热器芯子的距离应大于50mm而小于150mm,有利于气流均匀通过散热器芯部整个面积,尤其是散热器的四角;冷却风扇后端面至发动机前端面的距离应大于100mm,至其它零部件的距离应大于20mm,以最大限度地降低风扇噪声及叶片振动,并改善发动机的气流状况,满足发动机的冷却需要。(5)如果风扇装在水泵皮带轮上,一般不允许加装风扇垫块,如果总布置设计必须加风扇垫块时,必须经过玉柴应用开发部的书面认可,但是尽量不要将风扇装在水泵上;如果风扇装在曲轴前端,风扇与连接法兰之间必须装有橡胶减振器,用于吸收曲轴的扭振,防止叶片扭振断裂,同时避免影响曲轴系平衡。54冷却系统(8)5、
风扇护风罩(1)风扇护风罩是为了提高风扇的冷却效率,使通过散热器芯部的气流均匀分布,并减少发动机舱内热空气回流而设计的,因此,设计风扇护风罩时应注意技术的合理性。(2)对于前置发动机,风扇护风罩的设计分整体式和分开式两种;对于后置式发动机,一般都采用整体式。分开式护风罩两部分之间有相对运动,必须用帆布圈柔性密封连接。(3)护风罩与风扇叶尖的径向间隙应尽可能小,以保证风扇冷却效率。当采用分开式护风罩时,风扇与护风罩无相对运行,其径向间隙应不超过风扇直径的1.5%,或者5mm~10mm;当采用整体式护风罩时,风扇与护风罩有相对运动,其径向间隙也不应超过风扇直径的2.5%,或者15mm~20mm。驾驶员应经常检查风扇与护风罩之间的径向间隙,以确保发动机风扇与散热器发生相对位移时,风扇与护风罩之间不产生碰触。(4)应注意护风罩结构设计的合理性,不应有阻挡风扇气流的死角。55冷却系统(9)(5)风扇伸入护风罩的轴向位置,与进气效率有很大关系,对于吸风式风扇,风扇叶片的投影宽度应伸入护风罩内2/3为宜。见下图:(6)在安装护风罩时必须注意,护风罩与散热器之间不得有缝隙,应采用橡胶或泡沫塑料垫加以密封,以保证冷却效率不降低。56冷却系统(10)6、
压力盖(1)压力盖可以保证密封使冷却系的冷却液能保持一定的压力,从而提高冷却液的沸腾温度,可使发动机在高温条件下不产生沸腾,保证发动机工作安全;可使冷却液温度与环境大气温度之间液——气温差变大,从而提高散热器的散热能力;可以减轻或消除冷却液循环中的气泡和气阻现象,保证冷却液实际循环流量的稳定,让足够的冷却液把热量从发动机内带走;可以减缓或消除发动机水套内高温壁面上的膜态换热,改善热传导质量,使受热表面得到良好的冷却。57冷却系统(11)(2)在无膨胀水箱的冷却系中,压力盖装在散热器上水室的加注口上,无膨胀水箱的冷却系统在安装设计时散热器上水室的加注口要高出发动机出水口的尺寸至少50毫米;在有膨胀水箱的冷却系中,压力盖装在膨胀水箱的加注口上。压力盖开启压力一般有0.5bar、0.7bar、0.9bar、1.05bar四种,应根据使用地区海拔高度选定,以补偿由于海拔高度上升引起的大气压力下降。推荐压力盖的开启压力为0.5bar~0.9bar,在高原地区使用时为1.05bar。同时,压力盖应带一个真空阀(即空气阀),真空阀的开启真空度10±1kPa。因为冷却液经外溢和冷缩后,系统内将产生负压,外界空气可通过真空阀进入散热器或副水箱,使系统内压力与外界大气接近平衡,这样对管路、密封垫及散热器等起到保护作用。如果汽车在高原运行,则由于海拔高,冷却液的沸点降低,更需要采用压力盖。否则,要发生早期沸腾,发动机无法正常工作。58冷却系统(12)7、
膨胀水箱(1)当冷却系采用低位密封式散热器时,必须增设高位膨胀水箱,它的主要功能是给冷却液提供一个膨胀空间,及时去除冷却液中积滞的空气以及发动机高温下产生的水蒸汽,以便更有效地利用散热器的散热功能,提高冷却效率。(2)膨胀水箱的总容积应包含占冷却系统总容积6%的膨胀容积、占冷却系统总容积11%的储备容积以及必备的残留容积。储备容积是为了确保冷却系由于微量不能觉察的泄漏和冷却液蒸发后仍能保持水套内正常的水压,而能及时补充冷却液,延长补液周期,当冷却液泄漏到空气开始进入冷却系统时的泄漏水量。必须至少比初次未加注水量要多总容积的1%,即应是总容积的11%,有暖风机时应达20%;必备的残留容积是为了安全起见,防止冷却液在循环中吸入空气而设置的,要求冷却液的最低液面至膨胀水箱的底面距离不小于35mm,所以必备的残留容积应不小于35mm×膨胀水箱底平面面积。计算冷却系总容积时,应注意将带有的水空中冷器和取暖器的容积计算在内。59冷却系统(13)(3)膨胀水箱应设置最高液面和最低液面标志,最高液面的上方应有不小于规定的膨胀容积,该容积内不可以加注冷却液;最低液面与最高液面之间的容积应不小于规定的储备容积;膨胀水箱还应设置最低液面的液位传感器,以便提醒驾驶员及时添加冷却液。(4)膨胀水箱上部应设置两个除气管接口,推荐除气管内径为大于等于5.0mm,注水管(即加水管内径要求大于等于19mm(在水泵流量小于757L/min时),以便散热器和发动机水道连续除气和连续补水。(5)布置膨胀水箱位置时,它的底平面至少应高出发动机出水口顶部或散热器上水室顶部100毫米。发动机及散热器通气管应连续上行,不能下垂和有下弯段,不允许与其它水管T形连接。发动机与散热器间的进出水管直径应大于发动机上的相应接口的直径。(6)第一次加注冷却液时,应同时将散热器下部和发动机水套下部的放水开关打开,直到有冷却液溢出时再关闭,以便消除残留空气,顺利地将冷却液加满。一次加满率大于等于总容积的90%。发动机起动后25分钟内应除尽初次加注时积存在冷却系中的空气。60冷却系统(14)61冷却系统(15)8、水泵(1)水泵进口希望能保持正压,设计时应尽可能提高散热器上水室的位置。发动机出水口与进水口之间的最大外部压力降不得超过35kPa,否则将影响发动机的水泵进口压力和冷却液循环速度。(2)尽量不要将风扇装在水泵上,尽量不用水泵驱动空调压缩机,减少水泵承受的附加弯矩。62冷却系统(16)9、散热器管路(1)连接发动机与散热器之间的管路应尽量短而直,减少弯曲;总布置需要拐弯时,管子的曲率半径应尽可能大,以减少管道阻力,且管路的弯角处或截面变化处必须圆滑过渡;对后置发动机,散热器侧置,管路较长的布置,则管路应沿水流方向适当上翘,避免采用水平布置和拱形布置的管路,以利于冷却系中空气和蒸汽的排出,应尽量避免前低后高的管路布置,如确有必要,则应在发动机水道最高点设置放气阀,加注冷却液时应打开该放气阀,让发动机水套内的气体及时排出。(2)所有管路要有一定的柔性,以适应发动机和散热器之间的相对运动,防止散热器的管口振裂。水泵进水管应有一定的刚性,以免发动机工作时被吸扁。63冷却系统(17)64冷却系统(18)(3)散热器的管路可用成形胶管或金属接管加胶管接头;金属接管要进行防锈处理,外径和发动机进出水口部位的管径相同或稍大;成形胶管或胶管接头的内径应和发动机进出水口的外径相同或稍大;胶管壁厚应在5mm以上,且加有一层纤维,具有耐热、耐油性,能在-40℃~120℃温度下长期正常使用,耐压能力应超过300kPa;如管路较长时,应对冷却管路固定,固定间隔约500mm;金属接管插入连接胶管的长度应大于50mm,并采用平板带式卡箍紧固,卡箍到胶管边缘的距离为5mm~10mm。65冷却系统(19)10、冷却液(1)发动机玉柴要求使用长效防冻防锈液,它是含有50%的水和50%的乙二醇的溶液(容积比),在标准大气条件下,沸点为108℃,冰点为-37℃。实验证明,这种防冻防锈液对各种金属和橡胶都无腐蚀作用,更换周期为2年。(2)使用这种长效防冻防锈液,可以防止冷却器内腔结垢,减少水套穴蚀和锈蚀;提高炎热季节时的沸点,在冬季时可以防冻;在密封良好的冷却系中,无需经常添加冷却液,减少保养工作量。66冷却系统(20)11、水温报警器(1)发动机在正常工作条件下必须使用长效防冻防锈冷却液,在标准大气状况即大气总压力100kPa,大气温度25℃的条件下,最合适的冷却液工作温度为90℃~99℃,仪表板上必须安装冷却液温度表,并用颜色区别温度范围,推荐40℃~80℃为黄色区域;80℃~100℃为绿色区域;100℃~120℃为红色区域。推荐设置高温报警装置和超高温自动保护装置,即如果使用0.5bar以下压力盖时当冷却液温度达到102℃以上时,仪表板上应有红灯闪或者蜂鸣器报警。如果使用0.7bar以上压力盖时当冷却液温度达到105℃以上时,仪表板上应有红灯闪或者蜂鸣器报警。汽车出厂时要调整好高温报警装置满足要求,防止使用中发生误导的报警!67冷却系统(21)▲特别提示:如果仪表板上的红灯闪或者蜂鸣器报警但未同时开锅缺水现象,此时发动机还可以连续长期正常工作,这主要是因为仪表板上红灯闪或者蜂鸣器报警设置的数值过小造成的误报警;如果仪表板上的红灯闪或者蜂鸣器报警同时开锅缺水现象发生,此时对发动机适当降低负荷(即油门位置)还可以连续正常工作10小时以下,但是在此期间不能让发动机熄火,在负荷降低不再开锅后要想办法补充冷却液,此时的办法是要停车和补充冷却液后启动怠速再停车反复至少三次才能加满冷却液。68冷却系统(22)12、冷却系统常见问题▲冷却能力不足风扇、散热器选择或匹配不当散热器周围不密封导致热风回流进风舱密封和隔热不好,导致进风温度高▲散热器系统水阻力大散热器自身阻力大进出水管管径小▲水泵进口负压注水管过长,弯曲;接口距水泵远,上水室隔板不密封▲加注和除气性能不合格通气管路:下垂,阻塞,管径注水管:位置,管径,走向69冷却系统(23)▲散热器上水室或膨胀水箱结构不对容量小,膨胀空间和储备水量不足加水伸长颈管过短或缺少,缺少通气孔发动机通气接口位于液面以下膨胀水箱加水口与顶部水口均用压力盖扁平结构(最好为瘦高型)注水管位与水室一侧70冷却系统(24)71冷却系统(25)72
一、发动机悬置系统
二、进气系统
三、排气系统
四、冷却系统
五、燃油系统
六、润滑系统73燃油系统(1)1、燃油预滤器发动机燃油滤清器一般装在输油泵之后,为了防止燃油箱和燃油管路内的杂质和沉淀物进入输油泵,在底盘上必须安装燃油预滤器。预滤器必须安装在易于日常检查和维护的位置上,一般装在车架大梁外侧,不可装在内侧。燃油预滤器的额定流量应不小于发动机燃油滤清器的流量,如对于6G、6L、6M系列发动机,应不小于3.4L/min;其它系列发动机应不小于2.5L/min。燃油预滤器的滤清效率应不小于80%(对于10μ的颗粒)。要求必须配备带油水分离功能的预滤器,输油泵前必须安装100目左右的预滤器。不能用细滤器作预滤清器,因容易阻塞而导致阻力过高,不推荐在中型发动机上用纸质细滤清器作预滤清器,因压力波动而易损坏。74燃油系统(2)75燃油系统(3)2、燃油系管路(1)从燃油箱到发动机输油泵之间的供油管路内径应有足够的尺寸,以确保输油泵进油阻力不超过13kPa(阻力指标基于燃油箱半满状态)。进油管路接头密封性能要好。(2)从发动机回油接头到燃油箱之间的回油管路的回油阻力不应超过69kPa,回油管路接头密封性能要好。(3)供油管路和回油管路材料应具有较好的耐油性和抗老化性;能在-40℃~100℃范围内安全可靠地工作;在内外压差100kPa时不会吸扁或开裂。(4)燃油系统必须具有很好的密封性,各管路及接头处不允许泄漏或进气,否则发动机起动困难,或速度响应性变差。(5)供油管和回油管要用管箍在等间隔(约300~400mm)的位置上固定,以防止由于振动与其它零件干涉。76燃油系统(4)3、燃油箱(1)燃油箱最高液面线以上的膨胀空间应大于总容积的5%,以避免因燃油吸热产生的体积膨胀而使燃油溢出。(2)燃油箱应设置通气孔,通气口流量不小于340L/h,阻力不超过5kPa,一般Φ1.5mm的通气孔已足够使燃油箱通气。通气孔的作用是为了保证发动机工作期间,维护燃油箱内正常的工作压力。通气孔必须加以保护,以防止灰尘和水进入燃油箱。(3)燃油箱的吸油管口应大致设在离燃油箱底部25mm处,并设置网眼型过滤器,以防止吸入燃油箱内沉淀的水和杂质。(4)回油管口应伸入燃油箱内燃油平面以下,高度与吸油管口相当,两者的距离应大于300mm,以防止发动机停机后,回油管内的燃油流空而进入空气,导致起动困难。(5)燃油箱底部应具备有放油螺塞,以便定期(玉柴建议每半年至少一次)清除掉燃油箱底部沉积的水和沉淀物。否则输油泵滤网容易堵塞。77燃油系统(5)4、供油操纵系统(1)供油操纵系统直接影响到整车的动力性、经济性和安全性,设计供油操纵系统时,应注意下列原则:操纵灵敏、轻松,不易疲劳;有较好的可靠性,较长的使用寿命;必须保证达到怠速和全油门行程;使用中不发卡、发沉及不回位现象;油门踏板位置和踏板力应适中,踏板行程应有限位装置,以防损坏油泵,造成飞车。(2)采用软轴操纵系统时,加速踏板软轴在底盘侧固定前,要先在发动机侧固定,使其周围有足够的空间(≥40mm),以吸收发动机的振动;然后再在底盘侧固定,否则加速踏板软轴就会发抖,使高压油泵供油量不均匀,导致发动机游车或振动过大。软轴的布置不要发生松驰现象,在车架上要用固定卡箍夹牢;软轴两端必须使用橡胶保护罩;加速踏板控制系统要安装回位弹簧,防止发动机上油门控制拉杆回位太慢或不回位,引起超速飞车。78燃油系统(6)5、燃油系统的安装检查进油阻力大管路长,油管细局部节流油箱结构不正确进回油口太近油箱无通气功能回油位置位于油面上不对吸油口距油箱底太近79燃油系统(7)(1)是否安装有满足流量和滤清效率要求的燃油预滤器。(2)供油操纵系统的检查:a)油门踏板位置、行程、踏板力要适当,没有发卡、发沉和不回位现象;b)油门的回位应保证达到怠速位置,测量发动机怠速,满足发动机规格要求;c)必须保证达到全油门行程,测量发动机最高空车转速,满足发动机规格要求。(3)检查燃油管路布置的合理性和安全可靠性。80
一、发动机悬置系统
二、进气系统
三、排气系统
四、冷却系统
五、燃油系统
六、润滑系统81润滑系统(1)1、机油压力的测量:底盘上必须具备油压测量表、低压报警系统或低压自动停机装置,油压的正确测量位置在发动机的主油道,或者在机油滤清器中与主油道相通的油腔。2、机油压力的变化:发动机的正常油压值可见发动机参数表,这些压力值是指发动机在正常运行温度下的机油压力,当机油温度较低时,压力值可能超过热机时的150%,因此,在选择压力表时应加以考虑,以免冲坏压力表。3、机油温度:发动机许用最高机油温度126℃。为保护发动机,推荐在底盘上安装机油温度表。82燃油系统(2)4、发动机安装倾斜角:发动机在工作中允许的倾斜角度见发动机参数表,发动机的倾斜能力还应考虑安装发动机的倾斜角,即允许倾斜角减去安装倾斜角。5、发动机使用的润滑油:至少应满足GB11122-1997标准规定的CD级品质要求,更高的品质要求可采用符合美国石油协会(API)分类的CF-4或CF-4/SG以上级润滑油。粘度级别应根据使用环境来选择符合相应粘度级别的低粘度多级润滑油。6润滑系统的安装检查:检查润滑油的最高使用温度、冷机和热机时的机油压力,应满足发动机规格的要求,检查试验与冷却系统的平衡温度试验同时进行。83
七、电器系统
八、动力输出系统
九、空压机和制动系统
十、转向系统
84电器系统(1)1、起动系统总体要求(1)蓄电池容量不得小于表7规定的数值;(2)起动机主回路电阻一般条件下不得大于0.004Ω;恶劣条件下不得大于0.0017Ω。85电器系统(2)2、起动系统匹配设计要求(1)发动机的设计是在-15℃环境温度时,不依靠低温起动装置能够顺利起动,因此需要起动机提供125r/min以上的拖动转速,起动机电压如为24V,最小功率见表7。(2)当发动机在-15℃以下的北方地区和在2000m海拔以上的高原地区使用时,应采用高容量蓄电池和低温蓄电池,以补偿起动电流因温度下降而造成的损失86电器系统(3)3、蓄电池在汽车上的安装和操作要求:(1)蓄电池的安装要求振动小的地方:如车架中间,或尽量靠近车架,悬臂要短;避免受到排气系统的热辐射的地方;避免受到路面飞溅污物影响的地方;蓄电池箱和支架应是高刚性结构,安装要牢固,否则车辆行驶中的振动容易损伤蓄电池外壳和极板。此外,由于蓄电池产生氢气,必须设计成可换气的结构。(2)起动机不能连续通电,否则,有可能烧坏起动机线圈;因此,燃油系统的排气应使用手油泵,不推荐利用起动机旋转来进行排气,严禁使用起动机拖动来使车辆下线或移动车辆。(3)采用平头驾驶室的车辆,当起动机外露时,必须设计有切实的防雨措施,如挡板等。(4)当发动机使用环境温度低于-15℃时,应选装进气加热装置。87电器系统(4)4、起动电路的设计要求起动机回路允许的最大电阻为0.004Ω,因此,正确选用电线的截面积很重要,而且要使电线布置得最短,如果电线过长,选用的截面积要相应加大,因为电路电阻过大,会造成电压降加大,会发生起动机的齿轮啮合不良,或者起动转速过低,使低温起动性能恶化。88电器系统(5)5、充电系统(1)发电机容量应根据起动能力、蓄电池的充电、灯具、雨刮器、电视、音响、各类电磁阀以及空调等特殊装备,在怠速和低速时需要耗电的时间来选择。(2)为确保起动后再充电,建议发电机额定输出电流应大于最大可能用电量的25%,无论在怠速、最大扭矩转速、额定功率转速和其它可能连续运行的转速。6、空调车对发电机的额定功率要求:近几年来,空调车发展非常迅速,为满足空调车的使用要求,发电机的额定功率应相应加大。89电器系统(6)7、(1)在发电机旋转发电时,发电机的输出端和蓄电池的连接如果突然切断,输出端就会产生瞬时的高电压,调节器内部的电子部件就会损坏,所以,必须设置手动操作的蓄电池开关,切断钥匙开关使发动机熄火时,不切断蓄电池(24V)。并在和钥匙开关联动而切断蓄电池的继电器回路中,设置发动机旋转时不能切断蓄电池继电路回路中的保护回路。同时在驾驶席上设置使用须知标示牌:“发动机旋转时不能切断蓄电池手动开关”。(2)所有电器系统的零部件及电线的周围温度应80℃以下,相对湿度应在90%以下。90电器系统(7)8、电器系统的安装检查a)蓄电池容量不小于规定数值;b)起动机主回路电阻不大于0.004Ω;c)检查电器系统的可靠接地;d)检查电路的设计、导线截面的选用、线束的布置和固定的正确性和安全性;e)检查发电机在发动机怠速时的发电量,确保蓄电池不亏电;f)充电指示电路的回路电流大于100mA91电器系统(8)9、电器系统常见问题蓄电池容量小起动电缆细用车架接地发动机上无接地线或位置不合理熄火电磁阀与起动机共用一个继电器92
七、电器系统
八、动力输出系统
九、空压机和制动系统
十、转向系统93动力输出系统(1)1、动力匹配计算:要求发动机有足够的功率储备,以保证发动机在经济转速下工作,发挥其最佳性能。直接档最大动力因素
D0max
的选择必须考虑到汽车的类型、用途、道路条件以及对汽车加速性和燃料经济性的要求。在高原地区使用,还应考虑发动机的功率下降,在1000m海拔以上的自然吸气式发动机,一般海拔高度每升高300m,功率、扭矩下降5%~7%;在2000m海拔以上的增压发动机,一般海拔高度每升高300m,功率、扭矩下降2%~4%。因此高原使用的车型动力因数要足够大,一般要比平原高20%。玉柴动力匹配推荐的动力因数及最高车速见表13:94动力输出系统(2)95动力输出系统(3)动力因数过大会导致油耗高(动力过剩!);动力因数过小会导致动力不足,司机会降低档位高转速行驶,油耗会更高。注意96动力输出系统(4)2、为便于驾驶员掌握发动机转速,仪表板上应配置发动机转速表,必要时可在发动机转速表的刻度盘上标明使用经济区或最大扭矩转速范围(如1500r/min~2000r/min)。97动力输出系统(5)3、离合器具体选用原则(1)根据扭矩储备系数β(离合器扭矩容量除发动机的最大扭矩)来选择离合器:98动力输出系统(6)(2)选用离合器时,必须注意选取足够的和合适的后备系数β,按照经验膜片离合器的β值比螺旋弹簧离合器的β值可以选择小一点的原则,
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