柴油机结构原理PPT课件
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柴油机结构
一、 发动机的工作原理
发动机的功能是将燃料在气缸内燃烧使其热能转换成机械能,从而输出动力。能量的转换是通过不断地依次反复进行“进气—压缩—做功——排气”四个连续过程来实现的,每进行这样一个连续过程就叫做一个工作循环。
1、进气冲程—活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动,此时排气门关闭,进气门开启。活塞移动的过程中,气缸内的容积逐渐增大,形成一定的真空度,于是经过虑芯的空气通过进气门进入气缸。直至活塞到达下止点时,进气门关闭,停止进气。
2、压缩冲程—进气冲程结束时,活塞在曲轴的带动下,从下止点向上止点运动,气缸容积逐渐减小,由于进排气门均关闭,气体被压缩,气缸内温度上升,直至活塞到达上止点时,压缩结束。
3、做功冲程—在压缩冲程末,高压油嘴喷出高压燃油与空气混合,在高温、高压下混合气体迅速燃烧,使气体的温度、压力迅速升高而膨胀,从而推动活塞由上止点向下止点运动,再通过连杆驱动曲轴转动做功,至活塞到下止点时,做功结束。
4、排气冲程—在做功冲程结束时,排气门被打开,曲轴通过连杆推动活塞由下止点向上止点运动,废气在自身剩余压力和活塞的推力作用下,被排出气缸,直至活塞到达上止点时,排气门关闭,排气结束。排气冲程终了时由于燃烧室容积存在,气缸内还存少量废气,气体压力也因排气门和排气管的阻力而仍高于大气压。 二、发动机的总体构造
柴油机由两大机构四大系统组成。
1、柄连杆机构—曲柄连杆机构主要由构成气缸的机体、活塞、连杆、曲轴和飞轮等组成。
由发动机的工作循环可知,混合气在气缸内燃烧产生的高压是通过活塞、连杆、曲轴而变为有用的机械能输出的;反之,工作循环的准备过程也是由曲轴通过连杆通过活塞作往复运动来实现的。可见,曲柄连杆机构是发动机维持工作循环,实现能量转换的核心。
2、配气机构—为使发动机的工作循环能够连续进行,必须定时地开闭气门,以便向气缸内充入新鲜气体和排出废气。它主要由气门和控制气门开闭的凸轮轴及其他传动件等组成。
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汽车柴油机分配式喷油泵(三)
(接上期) (2)两极式调速器 两极式调速器基本结构如图24所 示。其调速弹簧和部分负荷弹簧套在弹簧 拉杆上,并且预压缩装在保持架内(如图 26所示)。两弹簧之间有一个可以在弹簧 拉杆上移动的隔套,调速弹簧装在隔套的 左边。两个限位块装在拉杆上,并可以在 保持架上滑动。调速弹簧刚度最大,部分 负荷弹簧刚度次之,稳定弹簧和启动弹簧 最软。 动,控制套向右移动到启动加浓位置,供 油量最大。发动机启动以后,转速增加,飞 锤由于离心力的作用向外张开, 使调速套筒克服启动弹簧力向 右移动,启动杆以M 为支点顺 时针转动。将控制套向左移动。 供油量减少。启动加浓过程结 束。 ②怠速运转(如图26所示) 启动以后。驾驶员松开油 门踏板,控制手柄回复到怠速
①启动过程(如图25所示) 启动时,驾驶员利用控制手柄将保持 架向左移动,使张力杆停靠在泵体固定销 M。上,启动弹簧推动调速套筒左移,使飞 锤收拢。此时启动杆以M 为支点逆时针转 62 MOIOR-CHINA・Augest 限位螺钉位置,保持架向右移 动,张力杆离开固定销M。,和 启动杆~起以M 为支点顺时针 转动,控制套向左移动。供油量 减少。飞锤的离心力与怠速弹 簧、稳定弹簧和启动弹簧的合力相平衡, 保持发动机怠速稳定运转。
维普资讯 ④部分负荷运转(如图27所示) 部分负荷时,控制手柄在高速限位 螺钉和怠速限位螺钉之间的位置。当发动 机转速高于怠速转速时。飞锤离心力加 大,推动调速套筒、启动杆和张力杆,使 启动弹簧、怠速弹簧和稳定弹簧压缩,同 时使启动杆和张力杆绕支点M 顺时针转 动。拉动弹簧拉杆进而压缩调速弹簧。当 拉力超过部分负荷弹簧压力时,进一步压 缩部分负荷弹簧。当这些弹簧压缩产生的 合力与飞锤离心力相平衡时。发动机稳定 运转。 然而,部分负荷时不同的转速范围。 参与作用的弹簧的状态是不一样的,如图 28所示。在低速运转范围(调速特性曲线 (1)到(2)的范围)内,稳定弹簧压缩量为 △S,,飞锤离心力与稳定弹簧力相平衡。 在中速运转范围调速特性曲线(2)到(3)的 范围)内,飞锤离心 力将稳定弹簧完全压缩,同时保持架内的 部分负荷弹簧压缩量为AS ,控制套的位 置由控制手柄位置(发动机负荷)和油泵 转速来决定。例如:控制手柄位置(3)不变 时,飞锤离心力与各弹簧力保持平衡。当 发动机转速突然下降时。控制套的位置沿 (2)~(4)线向(2)方向移动,供油量增加。使 转速又自动增加恢复到原状。反之,发动 机转速上升,控制套的位置 2)~(4)线向 (4)方向移动。供油量减少,使转速又自动 下降恢复到原状。假如控制手柄位置(3), 转速一定,控制手柄位置变化,则控制套 的位置沿箭头向a或b方向变化。
电控柴油机的基本结构及工作原理
电控柴油机与传统柴油机的主要区别表现在燃油喷射系统和控制技术上,电控柴油机的燃油喷射系统主要有3种类型:即高压共轨系统、泵喷油器系统以及单体泵系统。
1、3种主流电控燃油喷射系统简介
(1)高压共轨喷射系统
它是由燃油泵把高压油输送到公共的、具有较大容积的配油管——油轨内,将高压油蓄积起来,再通过高压油管输送到喷油器,即把多个喷油器,并联在公共油轨上。在公共油轨上,设置了油压传感器、限压阀和流量限制器。由于微电脑对油轨内的燃油压力实施精确控制,燃油系统供油压力因柴油机转速变化所产生的波动明显减小(这是传统柴油机的一大缺陷),喷油量的大小仅取决于喷油器电磁阀开启时间的长短。
特点 :
①、将燃油压力的产生与喷射过程完全分开,燃油压力的建立与喷油过程无关。燃油从喷油器喷出以后,油轨内的油压几乎不变;
②、燃油压力、喷油过程和喷油持续时间由微电脑控制,不受柴油机负荷和转速的影响;
③、喷油定时与喷油计量分开控制,可以自由地调整每个气缸的喷油量和喷射起始角。
(2)泵喷油器喷射系统
它是燃油泵与喷油器组合为一体式结构,燃油泵位于喷油器的上方,柴油机每个气缸都有一个独立的小型泵喷油器,泵喷油器通过卡块固定在气缸盖上。
泵喷油器与进气门、排气门一起被同一个凸轮轴驱动,凸轮轴推动油泵柱塞产生高压油
然后微电脑通过高速电磁阀打开和关闭喷油器的高压油腔,以控制喷油正时和喷油量。由于取消了燃油泵与喷油器之间的高压油管,因而降低了燃油压力损失,提高了油压的响应度,可以实现对燃油喷射周期的精确控制。最高燃油压力可以达到200MPa,使燃油得以更好地雾化和燃烧,有利于提高柴油机功率、降低噪声和减少尾气排放。
(3)单体泵喷射系统
每个气缸都装配一个单体泵,柴油从燃油箱出来后,先经过低压输油泵对柴油初步加压,然后由单体泵正式加压,再由微电脑控制单体泵中电磁阀的动作时刻和通电时间的长短,来完成对喷油时刻和喷油量的精确控制。由此可见,该系统燃油的加压和喷射都是由单体泵完成的,在系统内不存在单独的喷油器。 2、电子控制系统的3大组成部分
使用维修i机务园地 基本结构及工作原理 电控柴油机与传统柴油机的主要区别,表现在燃油 喷射系统和控制技术上。电控柴油机的燃油喷射系统主 要有3种类型,即高压共轨系统、泵喷油器系统以及单体 泵系统。目前国内电控柴油机主流生产厂家有:广西玉林 柴油机公司、山东潍坊柴油机公司、上海柴油机公司等。 1.3种主流电控燃油喷射系统简介 (1)高压共轨喷射系统。我国进口的约翰・迪尔7820 型拖拉机以及“一拖”生产的新型拖拉机燃油系统采用了 高压共轨柴油喷射技术。传统柴油机的燃油系统是由燃 油泵产生高压油,然后通过高压油管输送到各个喷油器。 而高压共轨燃油喷射系统是由燃油泵把高压油输送到公 共的、具有较大容积的配油管——油轨内,将高压油蓄积 起来,再通过高压油管输送到喷油器,即把多个喷油器并 联在公共油轨上。在公共油轨上,设置了油压传感器、限 压阀和流量限制器。由于微电脑对油轨内的燃油压力实施 精确控制,燃油系统供油压力因柴油机转速变化所产生的 波动明显减小(这是传统柴油机的一大缺陷),喷油量的大 小仅取决于喷油器电磁阀开启时间的长短。 高压共轨燃油喷射系统具有以下特点:①将燃油压 力的产生与喷射过程完全分开,燃油压力的建立与喷油过 程无关。燃油从喷油器喷出以后,油轨内的油压几乎不变。 ②燃油压力、喷油过程和喷油持续时间由微电脑控制, 不受柴油机负荷和转速的影响。③喷油定时与喷油计量分 开控制,可以自由地调整每个气缸的喷油量和喷射起始角。 (2)泵喷油器喷射系统。有的电控柴油机采用泵喷 油器技术,它是燃油泵与喷油器组合为一体式结构,燃油 李明诚 泵位于喷油器的上方,柴油机每个气缸都有一个独立的 小型泵喷油器,泵喷油器通过卡块固定在气缸盖上。 泵喷油器与进气门、排气门一起被同一个凸轮轴驱 动,凸轮轴推动油泵柱塞产生高压油,然后微电脑通过高 速电磁阀打开和关闭喷油器的高压油腔,以控制喷油正 时和喷油量。由于取消了燃油泵与喷油器之间的高压油 管,因而降低了燃油压力损失,提高了油压的响应度,可 以实现对燃油喷射周期的精确控制。同时,泵喷油器能够 产生超高喷射压力,最高燃油压力可以达到200 MPa(是 汽油机喷射压力的几十倍),使燃油得以更好地雾化和燃 烧,有利于提高柴油机功率、降低噪声和减少尾气排放。 (3)单体泵喷射系统。例如玉柴YC4D120—30型电 控柴油机的燃油喷射系统,它的特点是每个气缸都装配 一个单体泵,柴油从燃油箱出来后,先经过低压输油泵对 柴油初步加压,然后由单体泵正式加压,再由微电脑控制 单体泵中电磁阀的动作时刻和通电时间的长短,来完成 对喷油时刻和喷油量的精确控制。由此可见,该系统燃油 的加压和喷射都是由单体泵完成的,在系统内不存在单 独的喷油器。 在以上3类电控燃油喷射系统中,要数高压共轨燃 油喷射系统应用最为广泛。 2.电子控制系统的3大组成部分 电控柴油机的电子控制系统由传感器、电子控制单 元(ECU)和执行器等3部分组成。 (1)传感器。传感器是电控柴油机的“触角”和“耳