教案-柴油发动机教案(朱明zhubob)

一堂上试验与提问（5＇）1用明火燃烧.汽油与柴油有什么不同2汽油与柴油做燃料的汽车在行驶过程中，有哪些区别？二教学过程（70＇）第1章柴油发动机的结构和原理1．1概述一．四冲程柴油发动机工作原理四冲程柴油机和汽油机一样，每个工作循环也经历进气、压缩、做功、排气四个冲程，不断循环往复运动。

但由于柴油机用的燃料是柴油，其黏度比汽油大，不易蒸发，而其自燃—湿度却较汽油低，故可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。

图1—1为四冲程柴油机工作原理示意。

在进气行程吸人的是纯空气。

在压缩行程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到l0MPa以上，通过喷油养喷入汽缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。

柴油发动机的可燃混合气是在汽缸内部形成的，而不是像汽油机那样，混合气主要在汽缸外面的进气管中形成。

柴油喷人汽缸后，在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧。

汽缸内气压急速上升到6—9MP，温度也升到2000—2500K。

在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转而作功，废气排入大气中。

汽油发动机与柴油发动机各冲程的比较见表1-1。

柴油机与汽油机比较各有特点。

汽油机具有转速高(目前轿车用汽油机最高转速达5000～6000r／1nlm，货车用汽油机达4000r／min左右)、质量小、工作时噪声小、启动容易、制造和维修费用低等特点，故在轿车和中、小型货车上及军用越野车，得到广泛的应用。

其不足之处是燃油消耗串较高，因而燃料经济性较差。

柴油机因压缩比高，燃油消耗率平均比汽油机低，一般车用汽油机的压缩比为6～10，柴油机的压缩比为15～22。

柴油价格较低，所以燃油经济性较好。

一般装载质量7t以上的货车大都用柴油机。

柴油机的弱点是转速较汽油机低、质量大、制造和维修费用高(因为喷抽泵和喷油揣加工精度要求高)。

但目前柴油机的这些弱点正在逐渐得到克服，它的应用范围正在向中、轻型货车扩展。

近年来国外、国内有的轿车也采用柴油机，其最高转速可达5000r／min(2)柴油发动杌维修要点汽油发动机维修时，要特别注意空气—燃油混合气的空—燃比、混合气输入量、压缩是否充分、火花是否够强、点火正时是否准确。

但是在柴油发动机维修中，充足的压缩最重要。

在汽油发动机或柴汕发动机中，压缩不仅影响发动机的输出，也影响燃油的燃烧，因为燃烧完全取决于空气压缩时所产生的热量。

1．1．2柴油发动机输出控制柴油发动机输出控制是控制燃油的喷入量1．1．3 燃烧循环(1)压缩与温度的关系括塞上升便汽缸中的空气受到压缩，温度随之升高。

图1—3显示了压缩比、压缩压力以及温度三者之间的理论关系。

(2)柴油的易燃性①柴油发动机使用柴油(轻油)作为燃料。

柴油喷人燃烧室，并由于空气的高温而产生自燃(燃油在无外来明火的情况下，产生自燃的最低温度，莉；为燃抽的自燃温度)。

压缩空气的温度越高，燃油越易产生自燃。

②在柴油发动机中，靠提高压缩比或使用较低燃点的燃油，改善燃油的，点火性能。

（3）柴油快速燃烧能力指标是十六烷值（4）可燃混合气的形成与燃烧过程由于柴油机的混合气在燃烧室内形成．故形成时间极短，存在喷油、蒸发、混合和燃烧重叠进行。

从喷油泵开始供油点O到上止点之间所对应的曲轴转角称为供油提前角，使混合气更均匀。

1 备燃期：喷入的雾状柴油吸收热量，蒸发、扩散，与空气混合，进行燃烧前的化学准备。

lI速燃期：燃烧开始，速度加快，缸内的温度与压力迅速上升，柴油继续被蒸发、混合和燃烧。

III缓燃期：氧气减少，废气增加，燃烧变慢，压力降低，但温度继续升高。

Ⅳ后燃期：气体容积增大，燃烧更缓慢直至停止，压力温度降低。

由于柴油发动机混合气形成时间短，且混合程度较差，故其采用较大的过量空气系数与较高的压缩比，喷油器又要有足够的压力，使气缸内的温度与压力都较高，促进柴油与空气的均匀混合。

1．1．4柴油机爆震1．15柴油机的总体构造：以YC6108，6112系列依维柯S系列柴油机的总体构造讲解（1）机体包括汽缸体、气缸盖、和油底壳，是发动机主体、支架。

作用：作为发动机各机构、各系统的装配基体，而且其本身的许多部分又分别是曲柄连杆机构、配气机构、供给系、冷却系和润滑系的组成部分。

１．曲柄连杆机构包括活塞、连杆、曲轴和飞轮等机件组成作用：发动机借以产生动力，并将活塞的直线往复运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力的机构。

２．配气机构包括气门组件、凸轮轴、液压挺柱、齿形带传动机构等零部件组成。

作用：使可燃混合气及时充入气缸并及时从气缸排出废气。

３．燃油供给系包括油箱、喷油泵、输油泵、调速器，喷油器，燃油滤清器、空气滤清器、进排气装置等组成。

作用：把空气吸入气缸，喷入柴油混合成合适的可燃混合气以供燃烧，并将燃烧生成的废气排出发动机。

４．冷却系包括水泵、散热器、风扇、循环水套、分水管等作用：把受热机件的热量散发到大气去。

以保证发动机正常工作。

５．润滑系包括机油泵、集滤器、限压阀、油道、机油滤清器和机油冷却器等作用：将润滑油供给作相对运动的零部件以减少它们之间的摩擦阻力，减轻机件磨损，并部分地冷却摩擦，清洗磨擦表面。

６．电气系统包括充发电机，起动电机及其附属装置。

作用：使静止的发动机起运并转入自行运转。

三．堂上小结（10＇）1．柴油机的总体构造四．课后作业（15＇）1．四冲程柴油发动机工作原理1一复习提问（10＇）1 汽油机和柴油机的异同？二教学过程（70＇）1.．2发动机本体１．２．１汽缸体总成与缸盖机体组YC6108，6112系列依维柯S系列柴油机包括汽缸体、气缸盖、和油底壳，是发动机主体、支架。

作用：作为发动机各机构、各系统的装配基体，而且其本身的许多部分又分别是曲柄连杆机构、配气机构、供给系、冷却系和润滑系的组成部分。

1)YC6108、YC6112系列柴油机汽缸体总成与汽缸盖汽缸体总成是柴油机的骨架，要装柴油机的所有零件和附件。

汽缸体上固定和支承着柴油机的各总成、零件和附件，如喷油泵、曲轴、凸轮轴、机油滤清器、油底壳等。

柴油机工作时，汽缸体承受气体压力、惯性力、预紧力等机械负荷和热负荷的作用。

⏹YC6108系列柴油机和YC6112系列柴油机汽缸体采用整体龙门式结构，⏹由合金铸铁铸造而成，裙部较长，具有较大而均匀的内部加强筋加固，与油底壳的连接面较宽，整个汽缸体有足够的强度和刚度。

⏹YC6112系列柴油机汽缸体结构设计无缸套，⏹对安装汽缸盖有很好的刚性⏹可避免有缸套结构的穴蚀、渗漏等缺陷。

缸孔在大修后可珩磨一次、重镗三次并配用相应加大尺寸的活塞，⏹当不能采用加大尺寸的活塞或汽缸壁出现不与水道相通的微孔时，可镶干式缸套，并配用标准的活塞。

YC61 08系列柴油机汽缸体结构采用湿式汽缸套。

⏹汽缸体顶面有螺栓孔，通过汽缸盖螺栓固定汽缸盖，底面有安装主轴承盖的螺栓孔。

汽缸体右侧(从前端看)装有排气管、增压器、机油冷却器及机油滤清器，左侧装有进气管、发电机、喷油泵及启动机等。

汽缸体前端面时齿轮室盖形成正时齿轮室，室内装有正时传动齿轮，机油泵由下部中间齿轮传动。

齿轮室盖与减振器上打’有相应的刻度标志，用来检查供油正时和配气正时。

⏹汽缸体后端面装有飞轮壳。

汽缸体的下部装有储存润滑油的油底壳，油底壳横跨于正时齿轮室盖与油封座之间。

⏹曲轴为锻钢件并经高频淬火，由7个主轴承支承在汽缸体上。

从发动机前端的第五道主轴承为带凸缘的止推轴瓦控制曲轴的轴向间隙。

⏹汽缸为直列式布置，从汽缸体前端开始的汽缸序号１－６，发火次序为１一5—3—6—2—4⏹油底壳为钢板冲件。

曲轴后油封座用螺栓固定在汽缸体的后端面上。

⏹凸轮轴用7个可更换的凸轮轴衬套支承，它由曲轴通过惰齿轮传动，其转速为曲轴的一半，⏹凸乾轴的轴向间隙由凸轮轴止推垫片控制，凸轮轴止椎垫片固定在汽缸体上，并位于凸轮轴齿轮与凸轮轴前轴颈之间。

凸轮轴齿轮用螺栓、锁紧垫圈、平垫圈和隔套安装在凸轱轴前端。

凸轮轴齿轮与凸轮轴用键连接，使齿轮定位和驱动凸轮轴。

⏹推杆用高强度钢制造，带存油球凹头，装于挺柱之内，挺柱为具有耐磨表面的圆柱形激冷铸铁件。

⏹所有定时齿轮(除喷油泵齿轮之外)都有定时标记，将它们安装到发动机时必须使这些标记对准。

(2) 丰田柴油发动机汽缸分为有汽缸套和无汽缸套两种。

无汽缸套的，其缸体本身经过机加工，见图1—9；有汽缸套的，其汽缸套在缸内。

汽缸有干．湿二种干式衬套在与缸体压合后再镗孔和珩磨。

为使汽缸盖固定汽缸套，应使汽缸套的顶端略微突出于汽缸体的顶端之上。

汽缸套另有一个突出部分，以防止高压燃烧气体将汽缸盖衬垫冲出。

为使汽缸盖衬垫能长期不泄漏燃烧气体，最近开始广泛使用叠片钢型的汽缸盖衬垫。

发动机不同，应改变所使用汽缸盖衬垫的厚度，以提高压缩比精确程度。

汽缸盖衬垫厚度的选择，以活塞高出汽缸体的突出量为准。

⏹(3)丰田柴油发动机汽缸盖螺栓的塑性域紧固方法。

⏹在一些发动机中，发动机盖、连杆轴承盖或曲轴盖之间的连接螺栓都是在塑性域内紧固的。

⏹在这种紧固方法中，先用预定扭矩将螺栓紧固至接近其屈服点，然后再用一预定的扭矩使其超过屈服点进行紧固。

⏹在弹性域内，紧固扭矩与螺栓轴向应力(与螺栓旋转角等效)成正比。

在紧固过程中，螺栓拉伸应力会有较大变化。

如图1—12所示，在塑性域内，相对于旋转角的变化，轴向拉伸应力没有什么变化。

⏹这里需要说明的是，塑性域螺栓是一种特殊螺栓，普通螺栓不能应用这种方法紧固，否则会造成断裂。

另一方面，塑性域螺栓必须在塑性域内紧固，否则就达不到规定的扭矩。

⏹以丰田2C发动机(1992年2月)为例，汽缸盖螺栓的紧固方法如下。

⏹①首先，将十八枚汽缸盖螺栓分几次依图1—13所示顺序均匀地扭紧数圈。

扭矩应为44N·m(450kgf·cm)，⏹如有不符合扭矩标准的螺栓，应立即更换。

⏹另外还应注意：在紧固之前，先在汽缸盖螺栓螺纹和螺帽下方涂上一薄层机油。

⏹如有螺栓断裂或变形，即予以更换。

⏹②在每个缸盖螺栓顶部的前方，如图1—14所示，用油漆涂上标记。

⏹③按图1—13所示顺序，将十八枚缸盖螺栓拧紧90‘，然后将螺栓再拧紧90０，见图1—15。

⏹④进行检查，油漆标记应对准后方，见图1—16。

⏹在旧式发动机中，如图1—17所示，六角螺栓用于塑性域紧固。

这类螺栓的头上有个槽，使其易识别为塑性域螺栓。

1．气缸盖气缸盖的主要功用是封闭气缸上部，并与活塞顶部和气缸垫一起形成燃烧室。

气缸盖上有进、排气门座、气门导管孔和进、排气通道等。

柴油机气缸盖设有喷油器座孔。

2．燃烧室丰田柴油发动机燃烧室的形状特点。

燃烧室的形状对发动机的影响很大。

3. 气缸垫气缸盖与气缸体之间置有气缸衬垫，以保证燃烧室的密封。

气缸垫须满足的要求：P12一、油底壳作用：存机油并封闭曲轴箱。

1．2．2曲柄连杆机构包括活塞、连杆、曲轴和飞轮等机件组成作用：发动机借以产生动力，并将活塞的直线往复运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力的机构。