汽车发动机构造与维修+柴油机辅助装置的检修

概述一、汽油机和柴油机的主要差别•1.所用燃料不同：汽油与柴油相比较，汽油的沸点低、易挥发；柴油不易挥发，但其自燃温度低。•2.点火方式不同：汽油机着火需火花塞点燃，即点燃式；而柴油机无需火花塞，着火方式是压燃式。即柴油机采用将吸入的空气压缩以提高空气温度，当温度超过柴油的自燃温度时，再喷入柴油，雾化的柴油和空气混合，自行着火燃烧做功。模块七柴油机燃料供给系概述二、柴油机与汽油机的主要优缺点对比•1.与汽油机相比，柴油机的优点是柴油机压缩比大，动力性和经济性好，并且它没有点火系统，所以故障较少。•2.与汽油机相比，柴油机工作压力大，要求各相关零件具有较高的结构强度和刚度，所以柴油机比较笨重，体积较大；柴油机的喷油泵与喷油嘴制造精度要求高，所以成本较高。3.柴油机动力大、省油，但是振动噪声大。•4.柴油不易挥发，冬季冷车时启动困难。•所以，一般卡车、大型车辆、特种车辆大多使用柴油发动机。课题一柴油机燃料供给系的组成及故障排除课题三柱塞式喷油泵的调试与检修课题四VE喷油泵的调试与检修课题二喷油器的调试与检修课题五调速器的调试与检修课题六输油泵的检修课题七柴油机辅助装置的检修模块七汽油机燃油供油系1.供油提前装置的调整废气涡轮增压装置的构造与工作原理课题七柴油机辅助装置的检修2.废气涡轮增压装置的检验现代柴油机为什么要装有废气涡轮增压装置？它起什么作用？如何使用和检修？废气涡轮增压系统利用增压器提高进气压力以增加柴油机充气量。增压技术是利用发动机排气的能量作动力源，排气喷到涡轮叶片上驱动涡轮轴转动，从而增加发动机的空气量，使过量空气系数提高，进气温度上升，降低排放污染，提高发动机的动力性、经济性。柴油机采用废气涡轮增压不仅可提高功率30℅～100℅甚至更多，还可减小单位功率质量、缩小外形尺寸、节约原材料、降低燃料消耗。实践证明：发动机加装废气涡轮增压器后，如6135柴油机采用10ZJ－2型径流式涡轮增压器后，功率由118kW提高到153kW,增加了30℅，燃料消耗率降低了5.7％。高原地区气压低，空气稀薄，增压技术在高原地区使用更有必要。涡轮增压器结构紧凑、体积小、效率高，而且在节能、减少排放污染和降低噪声等方面所发挥的重大作用。一、废气涡轮增压器的类型按驱动增压器所用能量来源机械增压柴油机曲轴驱动废气涡轮增压柴油机排出的废气驱动复合增压两种方法组合一、废气涡轮增压器的类型按涡轮增压器压比不同低压器压比小于1.4中压器压比为1.4～2.0高压器压比大于2.0压力升高比，简称压比是废气涡轮增压器的一个主要性能指标，它是指压气机的出口压力（增压压力）Pk与压气机进口压力Po之比值。随着废气涡轮增压器制造质量的提高，以及废气涡轮增压器与柴油机匹配技术的发展，目前柴油机正向高增压方向发展。一、废气涡轮增压器的类型按是否利用发动机排气管内废气的脉动能量恒压式脉动式图7-70废气涡轮增压器的基本形式一、废气涡轮增压器的类型恒压式是把柴油机全部汽缸的排气歧管接到一根排气总管内，再与增压器涡轮壳相连接。由于排气总管容积较大，起稳压作用，因而管内的压力波动较小，废气以某一压力沿着单一的涡轮壳进气道通向整个喷嘴环。这种结构形式常用于大于高增压柴油机。对脉冲式，就六缸柴油机而言，如其发火顺序为1－5－3－6－2－4，一般将1、2、3缸的排气道连接到一根排气歧管。同时，把涡轮的喷嘴环根据排气管的数目分组隔开使之互不干拢。这样可使排气管中的压力造成尽可能大的压力波动，充分利用废气的脉冲能量。一、废气涡轮增压器的类型脉冲式涡轮增压系统是利用废气中的脉冲动能，故其效率比恒压式涡轮增压系统要高。一般在增压压力大于300kPa时，常采用恒压式增压系统，目前在工程机械所用的柴油机上，普遍采用低、中增压径流脉冲式涡流增压器。二、废气涡轮增压器的结构径流式涡轮增压器由压气机、涡轮机和中间壳体三部分组成。压气机部分由压气机叶轮、压气机壳和扩压器等组成单级离心式压气机；涡轮机部分由涡轮壳、涡轮叶轮、喷嘴环和涡轮端盖板等组成单级径流式涡轮机。压气机叶轮与涡轮机叶轮装在同一根轴上构成转子组，并支承在中间支承体两端的浮动轴承上。中间支承体左端装有涡轮壳。二、废气涡轮增压器的结构图7-71废气涡轮增压器工作原理空气入口排气出口润滑油入口润滑油出口转子轴压气机叶轮扩压管压气机壳涡轮壳涡轮推力轴承转子轴密封套二、废气涡轮增压器的结构三、废气涡轮增压器的工作原理柴油机排出的高温高压废气经排气管进入涡轮壳内的喷嘴环。由于喷嘴环通过的面积是逐渐收缩的，因而废气的压力和温度下降，流速提高。高速的废气流冲击涡轮，使涡轮高速运转；废气的压力、温度和速度越高，涡轮转速就越快。废气最后排入大气。与涡轮固装在同一转子轴上的压气机叶轮也以相同的速度旋转，将经过空气滤清器的空气吸入压气机壳，高速旋转的压气机叶轮把空气甩向叶轮的外缘，使其速度和压力增加，并进入形状为进口小出口大的扩压器。因此气流的流速下降而压力升高，再通过断面由小到大的环形压气机壳使空气流的压力继续提高，这些压缩的空气经进气管进入汽缸与更多的柴油混合燃烧，以保证发动机发出更大的功率。五、废气涡轮增压器的润滑该涡轮增压器采用压力润滑。润滑油来自柴油机的主油道，经过增压器机油滤清器再次滤清后，进入增压器的中间壳油腔，分两边流向浮动轴承进行润滑和冷却，经其下部出油口流向曲轴箱，形成循环的润滑油路。涡轮增压器转子体转速高达每分钟数万转甚至数十万转以上，不能使用易磨损的普通轴承，目前普通采用浮动轴承。浮动轴承与转子轴之间、与中间壳之间均有间隙，转子轴高速旋转时具有压力的润滑油从中间壳体油腔进入轴承内、外间隙，使浮动轴承与内外两层油膜中随转子轴同时旋转，但其转速比转子轴低得多，从而使轴承对轴承孔和转子轴的相对线速度大大下降。六、中间冷却器1．中间冷却系为提高充气系数，可增大压比。压比增大后，空气温度随压比的升高而升高，空气密度将随温度的升高增长率降低，降低进气温度可提高其密度。中冷器的冷却介质有水、油和空气。水冷却的增压系统结构庞大而复杂，多用于功率较大的柴油机中。从压力机输出的部分高压空气经抽气管道被引出，推动空气涡轮风扇，以冷却进入进气管的压缩空气。中冷是提高涡轮增压柴油机功率的一种方法，在不增热负荷的情况下，功率可提高15％～20％。此外，采用中间冷却对降低排气中有害物质NOx的含量也是有利的。图7-72空气冷却式中冷器示意图废气涡轮增压器的使用1.使用注意事项（1）维修好的增压器，使用前用手拔动转子轴，检查有无卡滞或异响。在工作中若有尖锐的响声应立即停机。如果增压器出现振动现象，可能是压气机叶轮、转子轴和涡轮叶轮损坏。（2）保证涡轮增压器可靠润滑及各连接处可靠的密封。（3）经常听察增压器运转情况，柴油机刚刚停车后，增压器转子轴仍可继续运转1min.（4）在柴油机停机前应在怠速下运转3～5min，以便让润滑油带走增压器的热量，以免烧损“O”型密封环、轴承咬死和中间壳变形。废气涡轮增压器的使用2.涡轮增压器损坏的原因为保持增压柴油机良好的综合性能，在使用过程中，必须用正确的方法进行维护。因工作条件的环境状况差，可能造成涡轮增压器损坏的原因有5个主要方面：（1）润滑油供给不足或供油滞后；（2）外部杂物或泥沙进入润滑系统；（3）润滑油氧化或变质；（4）外部异物进入发动机进气或排气系统；（5）材料或制造装配不当。二、涡轮增压器的检查1．从压气机壳和涡轮机壳上的观察孔检查两个叶轮周缘边叶片尖梢，看有无磨擦现象。2．用手转动转子总成，检查旋转是不平顺，有无拖滞。从转子的一端沿轴向推动转子，并旋转检查有无磨擦。3.检查浮动轴承径向间隙，超限时应予以更换。4.涡轮增压器解体后，应检查浮动轴承的磨损、毛刺和裂纹等情况，若磨损超限，则应更换；检查压气机壳、涡轮壳和中间壳有无裂纹或变形，否则应予以更换；检查压气机叶轮和涡轮机叶轮是否有裂纹、破损或有无与壳体刮伤过的痕迹，否则应予以更换。三、涡轮增压器总成的试验增压器使用2000～2500h后应定期进行检查，使其经常处于完好状态。进气阻力的检查在增压器前方约一个进气管直径距离处安装一真空表。仪表接头须与空气流方向垂直，启动柴油机至正常工作温度后，维持在额定转速和满负荷工况下运行。记录真空表读数。如进气真空超过84.7kPa，说明有进气阻力，进入汽缸中的空气将会减少，将导致柴油机功率下降，排烟量增大，此时应清洁或更换空气滤清器滤芯，消除空气管弯曲处或其他的阻力根源，或检查排气背压。由两部分组成：静态调节（在静态时把供油提前角调到合适值）；动态自动调节（在柴油机运转时随转速变化自动改变提前角）。1．静态供油提前角的调整柴油机出厂前及工作一段时间或拆装后，都需要进行供油提前角的检查与调整。柴油机曲轴上供油提前角位置刻线准确对准机体上的标记，注意此时应保证是在第一缸压缩上止点附近。标记对正后，观察喷油泵的供油提前角壳体上的刻线与喷油泵泵体上的刻线上否对齐。如果对齐，则说明供油提前角正确，如不齐，则需通过联轴器来进行调整。供油提前角调节装置（1）作用。在柴油机工作过程中，供油提前角自动调节器根据发动机转速的变化自动调节供油提前角，以改善发动机的动力性和经常性。2．供油提前角自动调节器供油提前角调节装置图7-73供油提前角自动调节装置结构图（2）工作原理。驱动盘连同飞块旋转。两个飞块向外甩，追使从动盘也沿旋转方向转动一个角度，直到调速器的弹力与飞块离心力平衡为止。转速升高，飞块活动端便进一步向外甩出，从动盘被迫再相对于驱动器前进一个角度，到弹簧弹力足以平衡新的离心力为止，供油提前角便相应地增大。反之，当柴油机转速降低时，供油提前角则相应减小供油提前角调节装置供油提前角调节装置图7-74供油提前角自动调节装置工作原理图•模块小结•1．柴油机燃料供给系分低压油路和高压油路两大部分。低压油路包括油箱、输油泵、柴油滤清器和低压油管等；高压油路包括喷油泵、喷油器、高压油管等。•2．高压泵可分为柱塞泵和VE分配泵。其功用是根据柴油机的运行工况和汽缸工作顺序，以一定的规律，定压、定时、定量地向喷油器输送高压燃油。•3．喷油器分为孔式和轴针式。其功用是根据混合气的形成与燃烧的要求，将喷油泵供给的高压柴油以一定的压力、速度和射程，以及合适的锥角喷入汽缸，使柴油雾化成细粒，以利于混合气的形成与燃烧•4．为保证柴油机稳定、可靠地运转，还设有与喷油泵一体的调速器，调速器的功用是根据柴油机负荷的变化，自动增减喷油泵的供油量，使柴油机能够以稳定的转速运转，使之不发生超速和熄火。•模块小结•5．在长期使用过程中，喷油泵、喷油器、输油泵等由于磨损和渗漏会出现故障，使供油量、供油时间、供油压力及喷射形状等发生变化，导致柴油机的动力性、经济性、可靠性变差，尤其是喷油泵、喷油器出现故障后，应先在试验台上进行喷油压力、喷雾质量、密封性等性能的检查和调试，使部件恢复其性能。否则，应由专业人员进行解体和检修。•6．喷油泵和喷油器拆装、检修时，应尽量使用专用工具，严禁乱拆乱撬。对有装配位置要求零部件，如供油齿杆、控制手柄和调整螺钉等，在分解前应作好记号，以防装错。对精密偶件，如柱塞偶件、针阀偶件、出油阀偶件等，不得互换，严禁碰伤其表面，装配前还应进行密封性和滑动性试验。•7．喷油泵总成（附调速器）装配后，应在试验台上进行调试，各项性能必须符合规定要求。•一、填空题•1．柴油机燃料供给系由————、————、————和————等组成。•2．从柴油箱到喷油泵入口的这段油路是由输油泵建立的低压油路，一般为————MPa。•3．柴油机的燃烧过程可分为四个阶段：即————、————、————和————。•4．按结构形式，柴油机燃烧室分为————和————两大类。•5．直接喷射式燃烧室配用————式喷油器，喷油器开启压力在————MPa。•6．检修柴油机低压油路时,松开放气螺钉,用手驱动输油泵手柄,发现放气螺钉处流出的是泡沫状柴油，且扳动手柄时感觉较轻，扳动七、八次也无改观，说明————至————间的管路漏气。•7.喷油器针阀的开启压力即喷油压力的大小取决于————的预紧力。