汽车用柴油发动机

2022-07-25

第一篇:汽车用柴油发动机

汽油,柴油发动机实训报告

发动机实训报告

内容一《五十铃油发动机》

一、实习目的

⒈ 巩固和加强汽车构造和原理课程的理论知识,为后续课程的学习奠定必要的基础。

⒉ 使学生掌握汽车总成、各零部件及其相互间的连接关系、拆装方法和步骤及注意事项。

⒊ 学习正确使用拆装设备、工具、量具的方法。

⒋ 了解安全操作常识,熟悉零部件拆装后的正确放置、分类及清洗方法,培养良好的工作和生产习惯。 ⒌ 锻炼和培养学生的动手能力。

二、实习意义

实训是我们学习汽车检测与维修专业的一项重要的实践性教学环节,旨在开拓我们的视野,增强专业意识,巩固和理解专业课程。通过亲自动手实训体会方式,加深对课堂上所学知识的理解。开展本次实习,可以使我们学到很多课本上学不到的东西;还可以让我们获得了柴油,汽油发动机构造的基础知识,了解了拆装的一般操作,提高了自己的操作技能和动手能力,而且加强了理论联系实际的锻炼,提高了动手实践能力,培养了动手维修素质。

三、结构简介

汽车发动机由曲柄连杆机构、配气机构、供给系、冷却系、润滑系和起动系组成。

1、曲柄连杆机构包括机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组等,这是发动机产生动力,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:包括气门组和气门传动组,其功用是使可燃混合气及时充入气缸并及时从气缸排出废气。

3、供给系:包括燃油供给装置、空气供给装置、可燃混合气形成装置、可燃混合气供给和废气排出装置,其作用是使汽油和空气混合成成份合适的可燃混合气并供入气缸,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、分水管、气缸体放水阀、水套等。其功用是把受热机件的热量散到大气中去,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、润滑油道、机油滤清器等。其功用是将润滑油供给作相对运动的零件以减少它们之间的摩擦阻力,减轻机件的磨损,并部分地冷却摩擦零件,清洗摩擦表面。

6、起动系:包括起动机及其附属装置,用以使静止的发动机起动并转入自行运转。

四、发动机主要拧紧力

发动机主要拧紧力矩见下表: 序号 零部件名称 拧紧力矩(kg.m) 1连杆螺母拧紧力矩8~9 2主轴承盖螺栓拧紧力矩16~18 3飞轮螺栓拧紧力矩11.5~12.5 4气缸盖螺栓拧紧力矩10~11 5后盖板螺栓拧紧力矩7.6~9.2 6曲轴皮带轮螺栓拧紧力矩17~21 7油底壳螺母(栓)拧紧力矩1.4~2.4 8喷油器压板螺栓拧紧力矩3.2~4.4 9 高压油管螺母拧紧力矩2~4 10 皮带松紧100N压力,下沉8~10mm

五、发动机整体拆卸

1) 松开喷油嘴的回油管空心螺丝,拆下喷油嘴的回油管。 2) 松开喷油嘴紧固螺母,拆下喷油嘴总成。 3) 松开喷油泵高压连接油管。

4) 松开柴油滤芯连接油管螺栓和固定螺母、拆下柴油滤芯总成。 5) 用柴油滤芯专用拆装工具,拆开柴油滤芯。 6) 松开气门室盖紧固螺母,拆下气门室盖。

7) 松开气门摇臂总成紧固螺栓,拆下气门摇臂总成,取出气门挺杆。 8) 松开气缸盖螺栓,顺序是由两边到中间,拆下气缸盖总成、气缸床。 9) 松开风扇叶紧固螺栓,拆下风扇皮带、风扇叶、风扇皮带盘。 10) 松开发电机调整臂紧固螺栓,取下风扇皮带。 11) 松开水泵紧固螺栓,拆下水泵。

12) 松开机油滤清器紧固螺栓,拆下机油滤清器。 13) 松开中间惰轮紧固螺栓,拆下中间惰轮。 14) 松开凸轮轴正时齿轮紧固螺栓,取出凸轮轴。 15) 松开气缸盖紧固螺栓,拆下气缸盖。

16) 将发动机翻转180°,松开启动机紧固螺栓,拆下启动机。 17) 松开发电机紧固螺栓,拆下发电机。 18) 松开油底壳紧固螺栓,拆下油底壳。

19) 松开机油泵紧固螺栓,取出机油泵、机油泵连接齿套。 将发动机翻转90°,松开连杆紧固螺栓,用铜棒敲出三缸活塞连杆组

六、机主要外部零件的拆卸和安装

1臂轴总成

按规定的数字顺序,将摇臂装配

螺栓拧松一点。

2 飞轮 按规定的数字顺序,将飞轮螺 栓拧松一点。

3塞和连杆

在拆卸活塞之前,用刮刀将气

缸壁上沉积的碳粉刮掉。 转动曲轴,将活塞移到上止点,

然后用锤把或木棒将活塞和连

杆总成从气缸中推出。 4喷油泵

1) 拆下正时齿轮壳上的六颗喷油泵托架螺母①。 2) 拆下喷油泵托架上③的后喷油泵托架螺母②。 3) 拆下气缸体上的后喷油泵托架螺母④和托架⑤ 4) 与喷油泵正时齿轮一 起,把喷油泵推向发动 机后部。

内容二《捷达汽油发动机》

一、实习目的:

⒈ 巩固和加强汽车构造和原理课程的理论知识,为后续课程的学习奠定必要的基础。

⒉ 使学生掌握汽车总成、各零部件及其相互间的连接关系、拆装方法和步骤及注意事项;

⒊ 学习正确使用拆装设备、工具、量具的方法;

⒋ 了解安全操作常识,熟悉零部件拆装后的正确放置、分类及清洗方法,培养良好的工作和生产习惯。 ⒌ 锻炼和培养学生的动手能力。

二、实习意义

实训是我们学习汽车检测与维修专业的一项重要的实践性教学环节,旨在开拓我们的视野,增强专业意识,巩固和理解专业课程。通过亲自动手实训体会方式,加深对课堂上所学知识的理解。开展本次实习,可以使我们学到很多课本上学不到的东西;还可以让我们获得了柴油,汽油发动机构造的基础知识,了解了拆装的一般操作,提高了自己的操作技能和动手能力,而且加强了理论联系实际的锻炼,提高了动手实践能力,培养了动手维修素质。

三、拆装要点及大致拆装步骤和注意事项

发动机的分解:

1、先拆发动机外围部件。如:冷却水管、分电器、进排气歧管、机油滤清器等。

2、拆下燃油分配管、气门室罩盖、EGR室等。

3、拆下发动机前端附件。如:正时带(链)的上下罩盖,皮带、发电机、空调压缩机、水泵等。

4、查对原来正时标记是否正确,如不正确,在装配是需重新对正。

5、拆下皮带轮张紧器、正时皮带(链)、正时齿轮。

注意:活塞处于上止点时,正时皮带拆卸后严禁摇转曲轴或凸轮轴,以免损伤零件;或者拆卸前将活塞摇离上止点位置,再拆卸正时皮带,这样才可以摇转凸轮轴。

6、以对正(角)原则,按从两边到中间的顺序松开汽缸盖螺栓,拆下汽缸盖(先拆下凸轮轴及气门摇臂组),还应注意汽缸垫的安装方向

7、翻转发动机,以对正原则松开油底壳螺栓,拆油底壳,拆下机油泵

8、松开连杆轴承盖,依次拆下活塞连杆组。

注意,拆前还应注意活塞的安装方向、连杆及连杆盖的配对记号,拆下的活塞连杆组及轴承盖应按缸号顺序及方向摆放好。

9、拆下飞轮及端面轴承盖板。

10、按顺序依次拆下曲轴主轴径轴承盖,按顺序摆放好,注意安装方向性。

11、拆下曲轴、平衡轴等,这时发动机解体完毕。

发动机的装配:

1、发动机的组装与发动机的分解顺序相反。它是指将从发动机上分解下来的零部件重新装合成一台发动机的过程。为保证发动机的组装质量,恢复其原有技术要求和技术性能,在组装发动机时,应注意以下问题:

2、在装曲轴轴承盖与活塞连杆组时,应注意其缸号、轴承盖顺序以及方向不能装错,不要漏装止推垫片及轴瓦,在拧紧轴承盖螺栓时应按要求力矩拧紧。

3、装配气机构时应注意对准正时标记,还应注意分电器与点火正时标记是否对应。如原标记不对,则应重新调整。曲轴和凸轮轴只能顺时针旋转。

4、在装配运动部件时应涂上润滑油再装。

5、正时皮带不能沾油,不能把方向装反(拆卸时打上旋向标记)。

6、在装配汽缸盖时拧紧螺栓按拆的逆顺序分多次拧紧,并用扭力扳手按规定力矩拧紧。

7、严禁用暴力拆装发动机,以免损伤零部件

8先在凸轮轴上找到第一缸的凸轮,转动凸轮轴使第一缸的进气凸轮正好处于活塞压缩上止点的相位,然后将凸轮轴旋转一个点火间隔角度,看那个缸的进气凸轮所处的相位处于活塞压缩上止点的位置时的状态,则那个气缸在第一缸后点火。按照同样的方法旋转凸轮轴找出其余气缸的点火次序即可。

四、发动机整体拆卸

1、拆卸机体组件

1)拆下气缸盖13固定螺钉,注意螺钉应从两端向中间交叉旋松,并且分3次才卸下螺钉。 2)抬下气缸盖。

3)取下气缸垫,注意气缸垫的安装朝向。

4)旋松油底壳20的放油螺钉,放出油底壳内机油。

5)翻转发动机,拆卸油底壳固定螺钉(注意螺钉也应从两端向中间旋松)。拆下油底壳和油底壳密封垫。

6)旋松机油粗滤清器固定螺钉,拆卸机油滤清器、机油泵链轮和机油泵。

2、拆卸发动机活塞连杆组

1)转动曲轴,使发动机

1、 4缸活塞处于下止点。

2)分别拆卸

1、4缸的连杆的紧固螺母,去下连杆轴承盖,注意连杆配对记 号, 并按顺序放好。 3)用橡胶锤或锤子木柄分别推出

1、4缸的活塞连杆组件,用手在气缸出口接住并取出活塞连杆组件,注意活塞安装方向。 4)将连杆轴承盖,连杆螺栓,螺母按原位置装回,不同缸的连杆不能互相调换。 5)用样方法拆卸

2、3缸的活塞连杆组。

3、拆卸发动机曲轴飞轮组 1)旋松飞轮紧固螺钉,拆卸飞轮,飞轮比较重,拆卸时注意安全。 2)拆卸曲轴前端和后端密封凸缘及油封。

3)按课本要求所示从两端到中间旋松曲轴主轴承盖紧固螺钉,并注意主轴承

盖的装配记号与朝向,不同缸的主轴承盖及轴瓦不能互相调换。 4)抬下曲轴,再将主轴承盖及垫片按原位装回,并将固定螺钉拧入少许。注

意曲轴推力轴承的定位及开口的安装方向。

4、凸轮轴的安装

(1)在安装进气凸轮轴到右边气缸盖上之前,在凸轮轴的轴向部分涂以多功能润滑脂。

(2)按下列步骤安装进气凸轮轴。 ①将凸轮轴齿轮上2个点记号定位在和气缸盖水平面呈90°角,目的是安装排气凸轮轴时易于与齿轮上的2个点记号对准。 ②在第1轴承盖上涂以密封剂。 ③在轴承盖螺栓外面涂以清洁机油。

④按正常顺序逐个拧紧凸轮轴轴承盖螺栓,拧紧力矩为16.5N〃m。 (3)在排气凸轮轴的轴向部分涂以多功能润滑脂。

(4)凸轮轴装人缸盖时,将驱动齿轮和从动齿轮上的2个点记号对准,按正常顺序装上轴承盖并拧紧螺栓,拧紧力矩为16.5N〃m。 (5)取下工作螺栓。

(6)在将进气凸轮轴安装到左边气缸盖以前,在轴的轴向部分涂以多功能润滑脂。

①将凸轮轴齿轮上的1个点记号定位在和气缸盖水平面呈90°角,目的是在安装排气凸轮轴时易于与齿轮上的1个点记号对准。 ②在第1轴承盖上涂以密封剂。 ③在轴承盖螺栓外面涂以清洁机油。

④按正常顺序逐个拧紧凸轮轴轴承盖螺栓,拧紧力矩为16.5N〃m。 (8)在排气凸轮轴的轴向部分涂以多功能润滑脂。

(9)将凸轮轴装入缸盖时,将驱动齿轮和从齿轮上的2个点记号对准,按正常顺序装上轴承盖并拧紧螺栓,拧紧力短为16.5N〃m。 (10)取下工作螺栓。 (11)安装好气缸盖上的气门室盖。 (12)起动发动机并检查有无漏油现象。 (13)调整点火正时。

5、发动机总体安装

1)按照发动机拆卸的相反顺序安装所有零部件。 2)安装注意事项如下:

1.安装活塞连杆组件和曲轴飞轮组件时,应该特别注意互相配合运动表 面的高度清洁,并于装配时在相互配合的运动表面上涂抹机油。 2.各配对的零部件不能相互调换,安装方向也应该正确。 3.各零部件应按规定力矩和方法拧紧,并且按两到三次拧紧。

4.活塞连杆组件装入气缸前,应使用专用工具将活塞环夹紧,再用锤子木柄将活塞组件推入气缸。

5.安装正时齿轮带时,应注意使曲轴正时齿形带轮位置与机体记号对齐 并与凸轮轴正时齿形带轮的位置配合正确。

6、拆装完后将所有工具及地面清理一遍,整个拆装实习才基本结束。

六、实习心得

拆了两个星期的发动机最直接的感受就是亲眼看到了各种不同的发动机,亲手触摸了发动机的每一部分,将一台完整的发动机分解成一个个独立的部件,然后再组装起来,这种感觉很奇妙。说实话很多时候我们并不觉得了,反而很开心,我们就像一群小孩在玩积木、玩拼图,每个人都在想着怎样把这个“大玩具”装配好,七嘴八舌地在表达着自己的奇思妙想,我们站着、蹲着,很认真、很享受……

当然我们拆装发动机毕竟不同于堆积木和拼图,在拆装发动机之前我们每个人对发动机都有一个自己的想象,不只是整体也包括各个部件,而这些想象几乎都来自课本上的文字和图片,或是上课时播放的视频,拆装实习可以说是给了我们一次机会让我们去验证自己的想象,纠正自己的想象。

拆发动机当然要边拆边想,边想边问,这样的效果最好了。幸运的是我们有个很好地指导老师,这极大地刺激了我们的发问欲望,只要有不懂的问题就跑去“抢”老是过来解答,这和上理论课的沉闷与沉默可有天壤之别啊! 经过这次实习后,我是切实懂的了如何去调点火正时、从凸轮轴上找出发动机的点火顺序这些以前似懂非懂的东西,在书上我是真的无法从装配图上看清它的庐山真面目。

经过理论到实践,再从实践回到理论这样一个学习过程,这次实习后再回到课本上去看图,看理论的东西,会发觉真的简单了,好理解了。我用两个字来概括这次实习——实在。

第二篇:外文翻译-柴油发动机发展和耐久性

附录A

柴油发动机发展和耐久性

先进的柴油发动机和后处理技术的发展,2级排放。

Rakesh

Aneja

底特律柴油机公司

Brian

Bolton

底特律柴油机公司

Adedejo

Bukky

Oladipo

底特律柴油机公司

Zornitza

Pavlova

MacKinnon,

底特律柴油机公司

Amr

Radwan

底特律柴油机公司

【摘要】

先进的柴油发动机和后处理技术已经开发出来并用于多种发动机和汽车平台。2级(

2007年及以后)排放标准已说明了轻型载货汽车在FTP-75协议一次测试循环超过了车辆底盘式功率机。柴油发动机在得到了这些低尾气排放水平的

同时又保留了燃油经济性的优势特点。

通过将原型后处理系统与先进的燃烧方式(洁净燃烧)结合,性能和排放取得了不少成果。洁净燃烧在综合处理之后控制部分种类废气,同时达到氮氧化物和PM降低的目的。启用引擎的分析工具能够使子系统发展和系统整合。实验技术的开发方法,利用各种设施,以简化开发的最终解决方案,包括利用稳态和暂态机的测试床,模拟底盘机的测试周期。

【关键词】:柴油发动机,

2级,SCR,后处理,排放,燃烧

【引言】

在20世纪90年代后期,燃料的使用预测是为未来运输需求而准备的。展望未来,能源使用其中汽车被证明是相当稳定,前景从2000至2020年,而第三类通过第8类车(重型车辆)被预测在这20年时间里将有微弱的增长。然而,一个明显的增长主要出现在第1类至第2类车(皮卡,面包车和多功能车)。在某些情况下,这些都是用在商业上,但是增加的主要部分的来源被认为是客车市场用于个人的运输。随着这一类汽车使用的增加,能源的使用也会日益增长,从而抬高了能源的使用总量,每天会有数百万桶的原油消费,从20世纪90年代后期的大约800万桶增加至2020年的1200-1300万桶[

1,2

]。如图1所示。

按照预测,到那时汽车的柴油机使用率,其中第一类及第二类轻型卡车的柴油机使用率在美国的交通能源的使用中将有显著的减少。

然而,很多人质疑柴油发动机的潜力,实行次级排放的能力是否会影响其可行性。而那些认为可以克服排放的障碍的人又质疑所有的氮氧化物减排技术应用和燃油效率得到降低之后,燃料经济性的改进将是怎样。

相对这个问题的回答,一系列与能源部的合作项目已经开展,包括DELTA计划以及后来的底特律柴油公司的LEADER计划。研究达到次级排放标准的技术可行性及对燃料经济性可能产生的影响是这些项目与计划的目的。底特律柴油公司所采用的方案是一套综合分析和实验方法,该方案利用这个项目早期阶段的模拟来发展发动机设计和策略发展需要的观念。

图1

“柴油“汽车的使用,使美国运输能源使用明显减少。

方法及结果

用适中有效的方法把控制系统与发动机控制系统综合在一起,这种方法使得在保持柴油机对汽油机固有的经济优势的同时,发动机的总体排放特性也有明显的提升。最初,更多的仿真设计指引着人们去设计一个清洁的单缸引擎。这个模型,以实际设计和生产的发动机以及做好稳定状态模态的发展,并得到了验证。这方面的努力使该模型变得适用并且使得在稳定模式下的工作有质量保证。如果这种实验得到校准和完善,引擎工况水平稳定,它将被用于预测瞬时的引擎工作性能,又仍处在稳定状态类型中。与分析工具结合在高度被控制的一种稳定的状态测试,然后再在一个稳定状态中测试运行。这就找到如何在进气系统,EGR系统和提高发动机性能的燃烧系统之间找到平衡的关键答案。

随着稳定状态的发展,这些数据和理论被暂态发动机测功计验证,这个测功机位于发动机能够进行暂态发动机类型工作的位置。同时,车辆综合在预报和车辆喷射类型的的推动的周期,例如联邦城市的驱车周期,FTP-75,US06,而公路燃料经济测试方式被编入瞬时的引擎测力计。这些可以在一个非常控制设置下运行,从而允许为控制系统和校准得到改进。

随着马力测力计系统的发展,发动机被用来带动一系列商用轻型卡车:道奇杜兰戈,道奇Dakota

,还有世界第1类戴姆勒克莱斯勒霓虹客车,并且部分验证控制系统发展校准已制定。这种车辆综合后,再往回到仿真领域中发展高保真控制系统和校准发展。这是一条线索,通过一个迭代网络的发动机和后处理的发展。至于第二,第三和第四次迭代,通过这样的循环,后处理日益一体化。

图2

:DAKOTA轻型卡车平台

如图2所示,该计划中使用的平台为第2级示范的,是戴姆勒克莱斯勒道奇Dakota轻型卡车平台。这平台搭载的是一台加强4升V6发动机[

3,4

]

。这种发动机采用可变几何涡轮充增压,共轨燃油喷射,独特的高压力回路,冷却EGR系统,创造了235马力,4000

rpm优越性能表现,并在2002年展示,并参加了2002年在圣迭戈的乘坐和驾驶展示。在项目早期,一个综合性的减排路线被开发为轻型卡车和SUV的平台,如图3所示。它是基于FTP

-

75废气排放性,并它在两个领域得以体现。第一个领域是利用引擎控制策略和先进的清洁燃烧方式确认发动机的排放。这个项目专利性和先进性的燃烧技术在显着减少发动机排放的同时,对燃油经济性有重大的影响,事实上,对瞬态燃油经济性有比较大的影响。

图3

:轻型卡车/越野车平台综合排放削减路线

如果这个发动机外排放是确定的,那么第二个目标就确定了:这个先进发动机控制策略的综合性是通过排气管排放通过后处理显示出来的。发动机外排放的目标是在第2级10个等级,然后逐年下降非常接近第2级的9级水平,这是有针对性的,其最终目标是达到2级的5级的最终的目标。

在2002DEER会议[5],初步的结果被显示发动机在第2级的10水平且没有后处理的外排放

。这有重要意义,因为它在取得了非常低的发动机排放的同时保持了非常高的燃油经济性,比以汽油机作动力的车高出50%。加入催化的烟尘过滤器,尿素为基础的可控硅技术和相关的管制措施,氮氧化物和粉尘减少,并且在FTP-75无任何氨滑移的情况下实现第2级6水平的排放。同汽油机相比,这种排放效益要高45%。

自2002年DEER会议以来,发动机外排放有了很大的提高,如图4所示。非常接近第2级9水平的排放,在没有活跃的氮氧化物后处理情况下实现。氮氧化物的〜

0.3克每英里很低的微粒。这超过了在初期阶段的计划路线确立的目标。通过以SCR技术为基础添加到发动机中,FTP-75实现了第2类第3级排放

,同时与汽油机相比,燃油效益高出40%。再次,这些排放水平是在FPT-5周期无任何氨滑移的情况下取得的。此外,

US06水平也是第2级排放水平在利用催化的烟尘过滤器和以汽油为基础的SCR技术的情况下取得的。

图4

NOx还原经燃烧和后处理发展轻型卡车/越野车平台

将氮氧化物减少原因的归类,可分为由于燃烧或者发动机不同,以及通过比较FTP-75汽车的外氮氧化物排放量和FTP-75发动机的外排放量对后处理综合性能的影响是用以显示这项先进技术的好处一种方法。在FTP-75放入循环中,后处理效率通常在80%-95%。对于低温的FTP-75循环来说,这些是相当高水平的氮氧化物减少量。这个项目显示,去年,通过进一步利用清洁燃烧技术,提升检查和控制策略,发动机氮氧化物外排量有了显著的降低。发动机氮氧化物外排量减少了一半以上。而且,FTP-75循环氮氧化物排放减少技术有意义的提高表现在从去年的85%上升到今年的90%。这是通过充分开发控制系统和先进的复合模式燃烧的潜能实现的。这些充分表现了先进的发动机和后处理综合技术,这些是这些技术和项目内在的要求,尤其当你考虑从模拟反复开始,经过稳态,瞬态发动机,最终到达汽车使用阶段。我们经历的那种循环越多,我们就越能通过发动机设计,发动机控制和先进的潜能将后处理与发动机结合。

图5

NOx还原经燃烧和后处理的发展轻型卡车/越野车平台

而实现第二级,尤其当破坏传统的NOx折衷方案曲线时,找出这种氮氧化物权衡曲线仍然停留在上述每个单独的转折点显得很重要。氮氧化物/燃油经济性权衡曲线仍然以同样的方式存在。我们可以在曲线上标出氮氧化物从7级到3级的变化情况,以显示出:当氮氧化物减少时FTP-75的燃油经济性也减少到同样的水平。内在的燃油经济复苏潜力的确认是很重要的。在发展思路的每一步,燃油经济性下降的原因都被确认,并且记录在下面的循环中。

因此,对于2002年第2级6级水平,FTP

-

75

的燃油经济性为:轻型卡车每加仑行驶20英里。在2003年,虽然我们有燃油经济性和氮氧化物的综合,但我们现在可以在没加仑同样里程数的情况下达到第2类第5级的水平。这表明在同样的燃油经济性条件下,氮氧化物的排放量比以前减少了55%。反过来说,如果我们保持相同的氮氧化物,以2003年确定的排放标准,燃油经济性可以增长到没加仑行驶20.5英里。或者,我们可以将氮氧化物的排放量有效的减少到第2类第3级标准,这相当于在燃油经济性减少最少的基础上将氮氧化物排放量减少了70%以上。有这样一个信息:经过发动机不断的发展,燃油经济性不断的提高,因此进一步减少氮氧化物的排放量不会对燃油经济性产生多大不利的影响。如果我们把乘用车平台作比较,这些结果可以被进一步说明,前面的结果已经有所呈现。我们有和轻卡相类似的路线图,区分两种体制:一种是发动机具有氮氧化物外排和FTP-75粉末的,另一种是与瞄准第2类第5级的后处理系统相结合的。在这种情况下,发动机外轮廓在没有后处理的情况下被提炼到一个更加清洁的水平:氮氧化物0.4g/mi和0.5g/mi。通过一个烟尘催化过滤器,FPT-75在没有任何氮氧化物后处理的情况下实现了第2类第8级水平。以尿素为基础的SCR技术的应用减少了V,并且氮氧化物和微粒达到第2类第3级水平,同时不存在氨滑移。这些结果显示在表6中。

随着发展思路的提升这个项目显示了燃油经济性产生的重大进步,同时在燃油经济性不受损害的情况下氮氧化物排放量有初步降低。第2类第5级结果是在67mpg的混合经济,这是FTP-75和高速路燃油经济的结合。这清晰的显示出当利用合成分析和实验方法时,燃油经济如何得以提高。

图6

:客运车平台的综合排放削减路线

总结和结论

总之,这个项目利用综合柴油机和具有含SCR系统的催化过滤器后处理及技术来说明轻卡SUV和乘用车平台的第2类第3级排放。第2类用来说明超过US06循环的轻卡平台和FTP-75结果。用同样的汽车做测试,这比轻型汽油机卡车高出41%的燃油经济性。排放量的减少首先归功于先进的燃烧技术,并且通过在没有活跃的氮氧化物后处理的情况下实现第9级氮氧化物排放和PM水平实现的。尿素喷射控制策略是取得良好排放的首要原因,它在最大程度减小氨滑移的同时最大程度的减小了氮氧化物排放量。

同时,总的来说,短时间内轻卡和乘用车实现第2类第3级排放的核心原因是综合测试和分析的发展策略。考虑到司机们都看重一项技术的商业潜能,要求发动机后处理综合来降低后处理系统的复杂性就必须使这项技术有更大范围的实用性。该项目发展的一个重大障碍是考虑到复合模式的燃烧策略,并且把尿素还原剂喷射策略和过滤器换代策略融合在一个ECU中,我们需要精密的控制技术。

这是我们需要一些必须的例如在15PPM水平以下的少硫燃料和SCR尿素还原剂。我们相信能在关键工作领域用尿素还原剂,而这又将为轻工作的发展奠定基础。我们需要重点考虑的是第2类水平和测量技术的排放多样性,后处理的有效寿命和设备多样性,以及在预言长期排放中这两者的结合起着重要作用。处理低排放发动机的结果时数据分析是很必要的。

最后,因资源有限,高风险和短期性,综合分析和实验方法有着重要有用,是绝对必要的。其最关键的是基础的动力数据,因为它将这些数据与理论结合,并且将发动机与后处理技术结合。因此,暂态时的后处理设备对整合设备和进一步简化它们起着重要作用。

致谢

我们真诚地感谢FreedomCar汽车技术研究室,以及DDC轻卡项目主任John

Fairbanks和DDC后处理项目主任Ken

Howden的支持。。

附录B

第三篇:核电站用应急柴油发电机组质量研究论文

摘要:

本文对中核集团“华龙一号”项目应急柴油发电机组目前的国产化模式进行介绍,结合设备的工艺特点,从设备的开工先决条件检查、设备零部件制造过程、柴油机零部件装配、柴油机的试验以及分包商的管理等方面的质量控制要点进行阐述,确保设备质量满足核电站要求,为后续的设备监造工作提供参考。

关键词:

核电;柴油机;监造;质量控制;华龙一号

应急柴油发电机组作为核电厂的应急电源,在核电厂主电源、备用电源及主发电机失效后10s内启动,达到额定电压和额定功率,确保电厂应急照明和堆内余热排出,保证反应堆安全停堆,避免事态进一步扩大。众所周知,应急电源的丧失是导致日本福岛核事故发生和扩大的重要原因,因此日本福岛核事故后,为了满足核安全的需要,核电站用应急柴油发电机组受到了高度的重视。日本福岛事故后,根据福岛核事故经验反馈以及我国和全球最新安全要求,中核集团研发的先进百万千瓦级压水堆“华龙一号”堆型首堆建设已经启动,为福建福清5/6#项目。为满足“华龙一号”的核安全需求,为我国核电安全地走出去打下坚实的基础,对应急柴油发电机组的质量控制提出了新的要求。

一、华龙一号应急柴油发电机组的性能要求

1.柴油发电机组转速600rpm,额定输出功率8000kW,额定电压6.6kV,额定频率50Hz,功率因数0.8,机组最低使用寿命40年;2.柴油机在正常工况运行下,累积有效运行时间不小于10000小时,启动时间除外;3.柴油机启动可靠性不低于99%;4.柴油机空载运行最大持续时间可达8小时;5.柴油机在使用寿命年限内启动次数为4000次;6.柴油机起动后,10s内达到额定转速和额定电压;7.与应急柴油机应急运行及发电功率有关的柴油机承压的辅助机械设备、部件核管线设定为核安全三级,电气部件为1E级;8.柴油机加载时频率不能低于95%额定频率,电压不能低于75%额定电压,频率恢复到额定值的98%及电压恢复到额定值的90%的时间小于此程序开始与下一程序开始之间的时间间隔的60%。

二、核级应急柴油发电机组经历的国产化采购模式

应急柴油发电机组是一套非常复杂的集成化、模块化设备。机组本体主要由柴油机、发电机、连接装置和公共底座等构成,与柴油机辅助系统、发电机励磁和保护系统、仪表和控制系统等共同组成了核电厂内应急交流电源。应急柴油发电机组的国产化模式主要还是与国外大型柴油机供货商联合设计制造为主,通过消化和吸收国外先进技术逐步进行国产化。

1.国内二代加M310核电堆型主要采用了联合体的采购模式:

(1)德国MTU、阿海珐公司和山西北方安特优组成联合体。MTU为联合体的接口人负责柴油机系统设计,阿海珐负责电仪设备的设计和供货,山西北方安特优负责柴油机零部件的组装和试验,承担了中核集团福清核电项目。

(2)由法国ALSTOM、德国MAN公司、武汉ALTSOM、陕西柴油机重工有限公司组成联合体。ALSTOM为联合体带路人,并负责电仪设备的设计和供货,陕西柴油机重工负责部分国产化零部件的采购以及柴油机的组装和试验,承担了中核集团田湾和海南核电项目。

2.目前中核集团三代核电“华龙一号”应急柴油发电机组采取的采购模式为:

总包商为陕西柴油机重工有限公司,法国MAN公司提供技术支持,中核集团河北分公司承担部分系统布置设计。陕柴自制一台柴油机的重要零部件供MAN公司进行评审,在MAN公司认可后,陕柴开展该型号柴油机的制造,用于核电的国产化。由于国内企业没有承担过项目总承包的角色,并且国内企业的设计、工艺、质保、处理问题的能力都不如国外企业成熟,因此,在总承包模式改变为国内企业的背景下,如何对陕柴的制造活动进行质量控制显得尤为重要。

三、应急柴油发电机组的质量控制要点

应急柴油发电机组为核1E级别设备,属于重大设备,因此监造等级定为监造一级,根据现场需要在陕西柴油机重工有限公司派驻监造人员一名,在发电机分包厂家派驻监造人员一名,进口件由驻欧洲人员进行质量控制。根据零部件的核安全等级、质保等级、工艺复杂程度等在供应商提交的零部件制造质量计划上选取相应的见证点(停工待检点H,见证点W,记录点R),监造人员进行见证,同时对设备制造的全周期进行质量控制。主要的监造内容有以下几点。

1.开工先决条件检查。

(1)设计文件的检查。

①检查设备供应商已编制设计文件清单,检查设计施工图、技术规格书、技术条件等设计文件的种类和数量以及版本情况,以确定设计是否固化,对于设计没有固化的坚决不允许开工,从源头杜绝由于消化吸收不到位而产生的问题;②检查设计联络会、设计审查会会议纪要与图纸有关问题的澄清或解决情况,在设计变更和技术澄清没有得到落实情况下,不得开工制造;③检查国家核安全监管部门对制造厂整改行动项目的落实情况,没有整改完成坚决不开工。

(2)主要外购件及原材料入厂验收。

设备监造工程师对柴油机的结构材料和零部件等原材料、外购件、外协件进厂检查,首先应检查材料和零部件的合格证等质量证明文件,根据合同和技术条件要求,需要进行复验的进行入厂复验。其次是监督制造厂对材料和零部件进行实体检验,并对检验结果进行见证、审查、确认。柴油机的主要外购零部件有:曲轴、连杆、管路等,特别对高压燃油管、空气管路和启动空气管路应注意检查压力试验参数的符合性。

(3)制造厂资质的检查。

检查核安全设备设计或制造许可证,检查制造单位名称、住所、法定代表人、从事的活动种类和范围是否符合国家核安全监管部门的要求,确保关键工序无违规分包现象。焊工或焊接操作工应具有相应国家核安全局颁发的资格证书,焊工或焊接操作工人员数量、焊工考试合格项目应满足车间产品焊接需要。无损检测人员应具有国家法定培训机构颁发的资质证书,无损检测人员数量和资质范围应能满足无损检测工作的需要,针对产品无损检验方法,确保每种方法具有2个Ⅱ级以上人员。无损检测人员为本制造单位正式聘用人员,无其他单位人员在本单位从事无损检测工作。

2.对主要零部件的质量控制。

(1)主要铸锻件的控制。

柴油机主要的铸锻件有机身、汽缸盖、缸套、连杆、曲轴等,主要关注的是零部件的机械性能和硬度是否合格,粗加工前进行100%UT检测,并禁止进行补焊和打磨等工序。对于连杆尤其注意零件号是否与实体一致,并检查连杆螺栓是否存在裂纹。

(2)对机械加工过程的监督。

主要的机加工工序为:缸套精加工、汽缸盖精加工及水压试验、终检、机身精加工、轴承盖、精镗曲轴孔、精镗凸轮轴孔、精镗缸孔。可适当设置精加工后的见证点,确保精加工后的零部件尺寸工差和表面粗糙度等满足图纸要求。精加工后进行MT检测,检测是否存在裂纹。

3.柴油机零部件装配质量控制要点。

(1)缸盖装配:检查气门座密封性能,检查气门沉入量及气门间隙。

(2)装活塞—连杆组件:连杆小头铜套上的油孔或油槽与连杆上的油孔要对正,连杆体和连杆盖对应编号一致,每个连杆连接螺栓与连杆螺栓孔也是固定对应关系,组装时注意连杆螺栓编号和螺栓孔编号一致。

(3)装配曲轴、轴承盖:曲轴承盖与机体曲轴孔座对应编号一致,曲轴螺栓的拉伸量符合组装工艺要求,曲轴组装后检测轴向间隙符合工艺要求。

(4)装活塞、连杆、缸套总成:组装前核查活塞、缸套尺寸,检查连杆瓦孔尺寸。测量连杆瓦孔尺寸和组装曲轴、连杆时,连杆连接螺栓应分次紧固,紧固力矩、转角符合工艺要求,螺栓紧固位置刻线应一次对准,如果拧紧时超过刻线位置,不允许倒拧对准,需松开后重新紧固。

(5)装凸轮轴:装入凸轮轴时,应使用凸轮轴导入工装、凸轮轴及孔涂机油,防止剐蹭凸轮轴轴承铜套。定位后检测轴向间隙符合工艺要求。调整凸轮轴定时,检查曲轴和凸轮轴的定位是否准确,精度是否满足工艺要求。在紧固凸轮轴定时齿轮螺栓时,要注意观察是否造成凸轮轴、齿轮的跑动,一旦出现上述现象,要重新进行定位和装配。

(6)装配曲轴齿轮、减震器:在进行此类过盈配合零部件的装配工作时,扩张压力和推进压力同步达到组装工艺要求压力后,卸去扩张油压,推进油压保持工艺要求时间。

(7)装缸盖:缸盖螺栓拉伸量或紧固力矩、转角符合工艺要求。

(8)装喷油泵、横向控制机构:装喷油泵前根据测量结果选配调整垫片厚度。

(9)排气总管装配:增压器箱与排气总管结合面清洁,组装前结合面涂高温密封胶,检查增压器润滑系统单向阀组装方向。

4.柴油机单机试验的质量控制要点。

柴油机单机试验应当包括磨合试验和性能试验。柴油机磨合试验是发现和排除柴油机组装质量问题的重要环节,试验前应注意检查试验操作人员是否已按试验大纲完成试验前准备工作,启机前柴油机安全防护功能的静态检查验证结果应符合安全防护参数要求,应对所有柴油机的报警和停机装置进行整定和检查,触发点应记载在试验记录中,应确认试验台所有传感器信号正常,无报警信号出现,避免由于柴油机存在组装质量问题而对柴油机造成重大损失。柴油机性能试验是对柴油机应具备的基本性能的验证,试验内容应至少满足相关标准及技术规格书对柴油机出厂性能试验的要求。

5.柴油发电机组的试验。

柴油发电机试验前与发电机进行组装,检查联轴器的材料证明,审查柴油机、发电机联轴器符合性声明文件。检查材料、零部件质量证明文件,柴油机质量计划已执行完毕且质量计划见证点签署齐全,无问题遗漏项。审查空气启动总阀、预润滑油泵、冷却水泵、预热器、燃油冷却器,空气启动管路管件,滑油、燃油管路管件质量证明文件、合格证、符合性声明文件,审查启动空气管路管件焊接无损探伤报告等。检查发动机和发电机之间的同轴度,检查机组在试验台就位后的柴油机和发电机的同轴度应符合工艺文件要求。机组试验内容一般应包括:功率验证试验、调速器试验、启动试验、振动测量、负载试验、裕度试验、轻载试验、空载试验、空载试验后50%加载试验等试验项目。试验过程中应注意观察试验台有无报警信号出现,柴油发电机相关参数是否异常。试验结束后应按试验大纲要求的拆检项目进行检查。

四、加强对柴油机组分包商的管理

一套应急柴油发电机组系统包括400多台设备,一万多项部件和材料,约涉及上百个分包商,大部分分包设备为辅助系统的设备,当前项目实际操作过程中发生的大部分质量问题的也基本属于辅助系统设备部件。

1.目前应急柴油发动机组分包商存在的问题有:

(1)柴油机非关键零部件存在多级供应链,主供应商对分供应商的控制存在薄弱环节,造成由于分供应商采购的零部件质量控制不够,业主方又难以深入监控。

(2)国内制造水平不高和分供应商在采购时过多考虑低价格,造成一些零件的质量存在隐患。

(3)对于国外采购的辅助系统设备,供应商考虑到出国费用高,一般不派人出席见证,质量控制薄弱。

(4)供应商在核电站处理现场问题时质量控制不到位,部分活动未编制质量计划或者现场环境带来柴油机试验次生质量问题。

2.对柴油机组分包商的质量控制措施。

(1)加强对外购件分包商的合格供应商的评价,做好资格审查工作,取得认可后,方能作为合格分包商参与项目。

(2)根据设备质量分级和以往项目经验,对不同的分包商进行不同级别的监造管理,对于质保等级在QA3级以上的设备,总包商均按我司要求,提交设备质量计划,各方对质量计划进行选点,对薄弱环节进行控制。

(3)加强现场监造对分包商的帮扶力度。加强现场监造监督作为对分包商制造过程质量管理的一种控制手段,是必不可少的。通过经常性地对制造过程进行质量检查、巡查,可以帮助各级分包商积攒宝贵经验,养成良好的质量管理习惯,在后续的项目中也便于我司及总包商的质量管理。

(4)将核安全质保的理念积极灌输到总包商及各级分包商中。要求总包商严格按照核安全质保要求管理其下级分包商,力求做到每一级分包商都能够在质量上受控于上一级承包商,做到尽可能地深入管理,防微杜渐,并防患于未然。

五、结束语

核电设备的国产化是我国核电产业发展的重要方向,百万千瓦级核电站用应急柴油机组是核电厂重要安全级设备,是国家重点鼓励的国产化设备之一。目前,我国百万千瓦级核电站用应急柴油机组国产化进入了关键阶段,总包商由外方变成了中方,设备制造质量风险加大。因此对柴油机的质量控制工作提出了新的要求。但只要我们从设备的采购全过程对质量进行预控,加强设备制造先决条件检查,确保柴油机制造企业按照核电设备质量保证有效运转,从源头上杜绝问题的产生,加强对分包商的质量控制,确保外购件的到货质量,确保重点零部件的制造以及柴油机系统的试验过程中严格按相关标准及程序执行,相信百万千瓦级核电站用应急柴油机组一定能顺利交付核电现场,为我国第三代核电“华龙一号”走出去打下良好基础。

参考文献:

[1]苏石川,元广杰,杨宗明.现代柴油发电机组的应用与管理[M].北京:化学工业出版社,2005.

[2]魏邦华.核级应急柴油机的国产化方案[J].中国核电,2014(02):24-28.

[3]周全之.浅析日本福岛核电事故原因及影响[J].大众用电,2012(01):37-39.

[4]梁慧茹,许玫,等.应急柴油发电机组技术规格书[R].中国核电工程有限公司.

第四篇:汽车发动机大修

博睿通达汽车发动机大修

宝马,路虎,奥迪,奔驰,捷豹,沃尔沃,大众,别克发动机维修。

维修注意事项:

1、发动机温度怕高不怕低:

有些人认为行车时发动机温度怕高不怕低。其实,发动机温度低时危害性也很大。应根据汽车使用说明书规定的正常温度行车,才能保证发动机的使用寿命。

2、水泵风扇皮带越紧越好:

皮带越紧并非越好。皮带过紧不仅会使其拉长或断裂,缩短皮带的使用寿命,而且还会因拉力过大,导致发电机轴、水泵轴变形弯曲和轴承的早期损坏。汽车发动机风扇皮带的松紧度应符合技术要求,一般正常皮带装配时挠曲度为10-15mm为宜。

3、盲目拆掉发动机节温器 :

如果因发动机温度高而盲目拆除节温器,冷却液只能进行大循环,不能调节冷却强度,难以保证发动机在较适宜的温度下工作,反而使发动机经常处于低温状态下工作,造成发动机功率下降,磨损加快,油耗增加。如果发动机节温器发生故障检修或更换之后,发动机温度还高,就应检修冷却系统的其他部位,不能拆除节温器。

4、发动机用怠速升温:

用怠速升温时,由于转速较低,机油泵不能较快地将润滑油压入各润滑表面,油压也低,使发动机各运动机件在干摩擦或半干摩擦状态下工作;燃油因低温雾化不良,使未燃烧的燃油窜入曲轴箱,冲刷掉缸壁上的油膜,也会加速机件的磨损。所以,发动机启动数秒后,应用快怠速升温,改善发动机的润滑条件。

5、用喷灯烘烤油底 :

冬季用喷灯烘烤油底,不但会使机油中的添加剂发生化学变化,失去原有的性能,而且还会使机油胶结、油底变形,容易引起火灾。最好的做法是根据当地冬季的最低气温选用相适应的机油。在有条件的地方,最好把车辆停放在有保温设施的车库内。

发动机大修后:

1、不缺冷却水,冷却系统工作正常;润滑系统工作良好;在磨合期的运转中,不要随意提高速度,不要超载。当发动机温度升高,出现降速和熄火趋势时,避免再加大油门提高转速。此时应立即减小油门、降低速度或者停车,让发动机休息,待温度下降后再慢慢提高速度。

2、如果发动机在运转过程中突然停车,而发动机的油、电路均正常,这很可能是发生了“抱缸”,这时,需要将发动机降温后再作处理,具体方法为:用摇手柄慢慢摇转发动机,如果这时发动机摇不动,不要强行摇转,避免拉伤活塞或汽缸。要将火花塞或喷油嘴拆下,或者打开减压装置,往汽缸内注入少量机油,再摇动,至发动机摇转自如为止。再次启动发动机,怠速运转几分钟,再逐渐增加转速,待正常后方可投入工作。发动机发生“抱缸”后,严禁用冷却水冲汽缸体,以免汽缸体因突然降温而产生裂纹。如果发动机产生严重“抱缸”,则不能强行启动或拖转,必须立即停车,冷却后检修发动机。

第五篇:论文:汽车发动机构造

汽车发动机构造论文

一.

摘要

发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机,还是柴油机;无论是四行程发动机,还是二行程发动机;无论是单缸发动机,还是多缸发动机。要完成能量转换,实现工作循环,保证长时间连续正常工作,都必须具备以下一些机构和系统。

二.

关键词

汽车、发动机、汽油机、机器

三.

正文

(一)

发动机基本构造

发动机是将某一种型式的能量转换为机械能的机器,其作用是将液体或气体燃烧的化学能通过燃烧后转化为热能,再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。发动机是一部由许多结构和系统组成的复杂机器,其结构型式多种多样,但由于基本工作原理相同,所以其基本结构也就大同小异

汽油机通常由曲柄连杆、配气两大机构和燃料供给、润滑、冷却、点火、起动五大系统组成。柴油机通常由两大机构和四大系统组成(无点火系)。

1.曲柄连杆机构

曲柄连杆机构是由气缸体、气缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等组成。这是发动机产生动力,并将活塞的直线往复运动转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。

2.配气机构

配气机构是由进气门、排气门、气门弹簧、挺杆、凸轮轴和正时齿轮等组成。其作用是将新鲜气体及时充入气缸,并将燃烧产生的废气及时排出气缸。

3.燃料供给系

由于使用的燃料不同,可分为汽油机燃料供给系和柴油机燃料供给系

汽油燃料供给系又分化油器式和燃油直接喷射式两种,通常所用的化油器式燃料供给系由燃油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空气滤清器、进排气歧管和排气消声器等组成,其作用是向气缸内供给已配好的可燃混合气,并控制进入气缸内可燃混合气数量,以调节发动机输出的功率和转速,最后,将燃烧后废气排出气缸。

柴油机燃料供给系由燃油箱、输油泵、喷油泵、柴油滤清器、进排气管和排气消声器等组成,其作用是向气缸内供给纯空气并在规定时刻向缸内喷入定量柴油,以调节发动机输出功率和转速,最后,将燃烧后废气排出气缸。

4.冷却系

机动车一般采用水冷却式。水冷式由水泵、散热器、风扇、节温器和水套(在机体内)等组成,其作用是利用冷却水的循环将高温零件的热量通过散热器散发到大气中,从而维持发动机电动正常工作温度。

5.润滑系

润滑系由机油泵、滤清器、油道、油底壳等组成。其作用是将润滑油分送至各个相对运动零件的摩擦面,以减小摩擦力,减缓机件磨损,并清洗、冷却摩擦表面。

6.点火系

汽油机点火系由电源(蓄电池和发电机)、点火线圈、分电器和火花塞等组成,其作用是按规定时刻及时点燃气缸内被压缩的可燃混合气。

7.起动系

起动系由起动机和起动继电器等组成,用以使静止的发动机起动并转入自行运转状态。

(二)

发动机工作原理

发动机将热能转变为机械能的过程,是经过进气、压缩、作功和排气四个连续的过程来实现的,每进行一次这样的过程就叫一个工作循环。凡是曲轴旋转两圈,活塞往复四个行程完成一个工作循环的,称为四冲程发动机。曲轴旋转一圈,即活塞往复两个行程完成一个工作循环的,称为两冲程发动机。

1.

四冲程汽油机的工作原理:

(1)

进气行程。曲轴带动活塞从上止点向下止点运动,此时,进气门开启,排气门关闭。活塞移动过程中,气缸内容积逐渐增大,形成真空度,于是可燃混合气通过进气门被吸入气缸,直至活塞到达下止点,进气门关闭时结束。

由于进气系统存在进气阻力,进气终了时气缸内气体的压力低于大气压力,约为0.075MPa~0.09MPa。由于气缸壁、活塞等高温件及上一循环留下的高温残余废气的加热,气体温度升高到370K~440K。

(2)

压缩行程。进气行程结束时,活塞在曲轴的带动下,从下止点向上止点运动,气缸内容积逐渐减小。此时进、排气门均关闭,可燃混合气被压缩,至活塞到达上止点时压缩结束。压缩过程中,气体压力和温度同时升高,并使混合气进一步均匀混合,压缩终了时,气缸内的压力约为0.6MPa~1.2MPa,温度约为600K~800K。

(3)

作功行程。在压缩行程末,火花塞产生电火花点燃混合气,并迅速燃烧,使气体的温度、压力迅速升高,从而推动活塞从上止点向下点运动,通过连杆使曲轴旋转作功,至活塞到达下止点时作功结束。

作功开始时气缸内气体压力、温度急剧上升,瞬间压力可达3MPa~5MPa,瞬时温度可达2200K~2800K。

(4)

排气行程。在作功行程接近终了时,排气门打开,进气门关闭,曲轴通过连杆推动活塞从下止点向上止点运动。废气在自身剩余压力和在活塞推动下,被排出气缸,至活塞到达上止点时,排气门关闭,排气结束。因排气系统存在排气阻力,排气冲程终了时,气缸内压力略高于大气压力,约为0.105MPa~0.115MPa,温度约为900K~1200K。

2.四冲程柴油机的工作原理:

由于使用燃料的性质不同,四冲程柴油机的可燃混合气的形成和着火方式与汽油机有很大区别。下面主要叙述柴油机与汽油机工作循环的不同之处。

(1)

进气行程。进气行程中进入气缸的不是可燃混合气,而是纯空气。

(2)

压缩行程。压缩行程中将进入气缸的纯空气压缩,由于柴油的压缩比大,约为15~22,压缩终了的温度和压力都比汽油机高,压力可达3MPa~5MPa,温度可达800K~1000K。

(3)作功行程。在压缩行程终了时,喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷入气缸内的高温高压空气中,被迅速汽化并与空气形成混合气。由于气缸内的温度高于柴油的自燃温度(约500K左右),柴油混合气便立即自行着火燃烧,且此后一段时间内边喷油边燃烧,气缸内压力和温度急剧升高,推动活塞下行作功。

作功行程中,瞬时压力可达5MPa~10MPa,瞬时温度可达1800K~2200K。

(4)排气行程。此行程与汽油机基本相同。

由上述四行程汽油机和柴油机的工作循环可知,两种发动机工作循环的基本内容相似。四个行程中只有作功行程产生动力,其他三个行程是为作功行程做准备工作的辅助行程,都要消耗一部分能量。发动机起动时的第一个循环,必须有外力将曲轴转动,以完成进气和压缩行程。当作功行程开始后,作功能量便通过曲轴储存在飞轮内,以维持以后的循环得以继续进行。

3.二冲程汽油机的工作原理:

二冲程发动机工作循环也包括进气、压缩、作功和排气四个过程,但它是在活塞往复两个行程内完成的。

(1)第一行程。活塞从下止点向上止点移动,当活塞上行至关闭换气孔和排气孔时,已进入气缸的可燃混合气被压缩,活塞继续上移至上止点时,压缩结束。与此同时,活塞上行时,其下方曲轴箱内形成一定真空度。当活塞上行至进气孔开启时,新鲜的可燃混合气被吸入曲轴箱,至此,第一行程结束。

(2)第二行程。活塞接近上止点时,火花塞产生电火花点燃被压缩的可燃混合气。燃烧形成的高温、高压气体推动活塞下行作功。当活塞下行到关闭进气孔后,曲轴箱内的混合气被预压缩;活塞继续下行至排气孔开启时,燃烧后废气靠自身压力经排气孔排出;紧接着,换气孔开启,曲轴箱内经预压的混合气进入气缸,并排除气缸内残余废气。这一过程称换气过程,它将一直延续到下一行程活塞再上行关闭换气孔和排气孔为止。活塞下行到下止点时,第二行程结束。

由上两个行程可知:第一行程时,活塞上方进行换气、压缩,活塞下方进行进气;第二行程时,活塞上方进行作功、换气,活塞下方预压混合气。换气过程跨越二个行程。

(三)

发动机活塞

活塞的主要作用是承受气缸中气体压力并通过活塞销和连杆传给曲轴。此外,活塞还与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室

由于活塞顶部直接与高温燃气接触,承受很高的热负荷;活塞还承受周期性变化的的气体压力和惯性力的作用,

因此要求活塞应有足够的强度和刚度,质量尽可能小,导热性能要好,要有良好的耐热性、耐磨性,温度变化时,尺寸及形状的变化要小。

汽车发动机目前广泛采用的活塞材料是铝合金,有的柴油机上也采用合金铸铁或耐热钢制造活塞。

活塞的基本结构可分为顶部、头部和裙部三个部分。

1.活塞顶部。活塞顶部是燃烧室的组成部分,用来承受气体压力。根据不同的目的和要求,活塞顶部制成各种不同的形状:常见的有平顶活塞、、凸顶活塞、凹顶活塞及成型顶活塞。

(2)活塞头部。活塞头部是活塞环槽以上的部分。其主要作用是承受气体压力,并传给连杆;与活塞环一起实现对气缸的密封;将活塞顶所吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。

活塞头部切有若干道用以安装活塞环的环槽。汽油机活塞一般有3~4道环槽,上面2~3道用以安装气环,下面一道用以安装油环。在油环槽底面上钻有若干径向小孔,以使被油环从气缸壁上刮下来的多余机油经过这些小孔流回油底壳。

(3)活塞裙部。活塞环槽以下的部分称为活塞裙部。其作用是引导活塞在气缸内作往复运动,并承受侧压力。

(四)

直列式气缸体

气缸体与上曲轴箱常铸成一体,称为气缸体-曲轴箱,简称气缸体。气缸体上部有一个或数个为活塞在其中运动作导向的圆柱形空腔,称为气缸;下部为支撑曲轴的曲轴箱,其内腔为曲轴运动的空间。

气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体,并由它来保持发动机各运动件相互之间的准确位置关系。

为了使气缸散热,在气缸外部制有水套(水冷式发动机)或散热片(风冷式发动机)。

在上曲轴箱有前后壁和中间隔板,其上制有主轴承座孔,有的发动机还制有凸轮轴轴承座孔。为了这些轴承的润滑,在侧壁上钻有主油道,前后壁和中间隔板上钻有分油道。

发动机气缸排列常见的有单列式和双列式两种形式:单列式(直列式)发动机的各个气缸排成一列,一般是垂直布置。但为了降低发动机的高度,有时也把气缸布置成倾斜甚至水平的。双列式发动机左、右两列气缸中心线的夹角γ<180°者称为V型发动机。

(五)

发动机相关术语

(1)上止点--活塞离曲轴旋转中心最远处,通常即活塞的最高位置。

(2)下止点--活塞离曲轴旋转中心最近处,通常即活塞的最低位置。

(3)活塞行程--上、下两止点间的距离。

(4)冲程--活塞由一个止点到另一个止点运动一次的过程。

(5)曲轴半径--曲轴与连杆大端连接的中心到曲轴旋转中心的距离。

(6)气缸工作容积--活塞从上止点到下止点所让出的空间的容积。

(7)发动机工作容积--发动机所有气缸工作容积之和,也称发动机的排量。

(8)燃烧室容积--活塞在上止点时,活塞顶上面的空间叫燃烧室,它的容积称燃烧室容积。

(9)气缸总容积--活塞在下止点时,活塞顶上面整个空间的容积,它等于气缸工作容积与燃烧室容积之和。

(10)压缩比--气缸总容积与燃烧室容积的比值。

四.

参考文献

《汽车发动机构造》

《汽车发动机构造与维修》

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