汽車發(fā)動機構(gòu)造與維修+柴油機輔助裝置的檢修

概述

一、汽油機和柴油機的主要差別

1.所用燃料不同：汽油與柴油相比較，汽油的沸點低、易揮發(fā)；柴油不易揮發(fā)，但其自燃溫度低。

2.點火方式不同：汽油機著火需火花塞點燃，即點燃式；而柴油機無需火花塞，著火方式是壓燃式。即柴油機采用將吸入的空氣壓縮以提高空氣溫度，當溫度超過柴油的自燃溫度時，再噴入柴油，霧化的柴油和空氣混合，自行著火燃燒做功。模塊七柴油機燃料供給系概述

二、柴油機與汽油機的主要優(yōu)缺點對比

1.與汽油機相比，柴油機的優(yōu)點是柴油機壓縮比大，動力性和經(jīng)濟性好，并且它沒有點火系統(tǒng)，所以故障較少。2.與汽油機相比，柴油機工作壓力大，要求各相關(guān)零件具有較高的結(jié)構(gòu)強度和剛度，所以柴油機比較笨重，體積較大；柴油機的噴油泵與噴油嘴制造精度要求高，所以成本較高。

3.柴油機動力大、省油，但是振動噪聲大。4.柴油不易揮發(fā)，冬季冷車時啟動困難。所以，一般卡車、大型車輛、特種車輛大多使用柴油發(fā)動機。課題一柴油機燃料供給系的組成及故障排除課題三柱塞式噴油泵的調(diào)試與檢修課題四VE噴油泵的調(diào)試與檢修

課題二噴油器的調(diào)試與檢修課題五調(diào)速器的調(diào)試與檢修課題六輸油泵的檢修課題七柴油機輔助裝置的檢修模塊七汽油機燃油供油系1.供油提前裝置的調(diào)整技能點知識點廢氣渦輪增壓裝置的構(gòu)造與工作原理課題七柴油機輔助裝置的檢修2.廢氣渦輪增壓裝置的檢驗現(xiàn)代柴油機為什么要裝有廢氣渦輪增壓裝置？它起什么作用？如何使用和檢修？廢氣渦輪增壓系統(tǒng)利用增壓器提高進氣壓力以增加柴油機充氣量。增壓技術(shù)是利用發(fā)動機排氣的能量作動力源，排氣噴到渦輪葉片上驅(qū)動渦輪軸轉(zhuǎn)動，從而增加發(fā)動機的空氣量，使過量空氣系數(shù)提高，進氣溫度上升，降低排放污染，提高發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性。柴油機采用廢氣渦輪增壓不僅可提高功率30℅～100℅甚至更多，還可減小單位功率質(zhì)量、縮小外形尺寸、節(jié)約原材料、降低燃料消耗。實踐證明：發(fā)動機加裝廢氣渦輪增壓器后，如6135柴油機采用10ZJ－2型徑流式渦輪增壓器后，功率由118kW提高到153 kW,增加了30℅，燃料消耗率降低了5.7％。高原地區(qū)氣壓低，空氣稀薄，增壓技術(shù)在高原地區(qū)使用更有必要。渦輪增壓器結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、效率高，而且在節(jié)能、減少排放污染和降低噪聲等方面所發(fā)揮的重大作用。

一、廢氣渦輪增壓器的類型

按驅(qū)動增壓器所用能量來源機械增壓柴油機曲軸驅(qū)動廢氣渦輪增壓柴油機排出的廢氣驅(qū)動復合增壓兩種方法組合一、廢氣渦輪增壓器的類型

按渦輪增壓器壓比不同低壓器壓比小于1.4中壓器壓比為1.4～2.0高壓器壓比大于2.0壓力升高比，簡稱壓比是廢氣渦輪增壓器的一個主要性能指標，它是指壓氣機的出口壓力（增壓壓力）Pk與壓氣機進口壓力Po之比值。隨著廢氣渦輪增壓器制造質(zhì)量的提高，以及廢氣渦輪增壓器與柴油機匹配技術(shù)的發(fā)展，目前柴油機正向高增壓方向發(fā)展。一、廢氣渦輪增壓器的類型

按是否利用發(fā)動機排氣管內(nèi)廢氣的脈動能量恒壓式脈動式圖7-70廢氣渦輪增壓器的基本形式一、廢氣渦輪增壓器的類型

恒壓式是把柴油機全部汽缸的排氣歧管接到一根排氣總管內(nèi)，再與增壓器渦輪殼相連接。由于排氣總管容積較大，起穩(wěn)壓作用，因而管內(nèi)的壓力波動較小，廢氣以某一壓力沿著單一的渦輪殼進氣道通向整個噴嘴環(huán)。這種結(jié)構(gòu)形式常用于大于高增壓柴油機。對脈沖式，就六缸柴油機而言，如其發(fā)火順序為1－5－3－6－2－4，一般將1、2、3缸的排氣道連接到一根排氣歧管。同時，把渦輪的噴嘴環(huán)根據(jù)排氣管的數(shù)目分組隔開使之互不干攏。這樣可使排氣管中的壓力造成盡可能大的壓力波動，充分利用廢氣的脈沖能量。

一、廢氣渦輪增壓器的類型

脈沖式渦輪增壓系統(tǒng)是利用廢氣中的脈沖動能，故其效率比恒壓式渦輪增壓系統(tǒng)要高。一般在增壓壓力大于300kPa時，常采用恒壓式增壓系統(tǒng)，目前在工程機械所用的柴油機上，普遍采用低、中增壓徑流脈沖式渦流增壓器。

二、廢氣渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)

徑流式渦輪增壓器由壓氣機、渦輪機和中間殼體三部分組成。壓氣機部分由壓氣機葉輪、壓氣機殼和擴壓器等組成單級離心式壓氣機；渦輪機部分由渦輪殼、渦輪葉輪、噴嘴環(huán)和渦輪端蓋板等組成單級徑流式渦輪機。壓氣機葉輪與渦輪機葉輪裝在同一根軸上構(gòu)成轉(zhuǎn)子組，并支承在中間支承體兩端的浮動軸承上。中間支承體左端裝有渦輪殼。二、廢氣渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)

圖7-71廢氣渦輪增壓器工作原理空氣入口排氣出口潤滑油入口潤滑油出口轉(zhuǎn)子軸壓氣機葉輪擴壓管壓氣機殼渦輪殼渦輪推力軸承轉(zhuǎn)子軸密封套二、廢氣渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)

三、廢氣渦輪增壓器的工作原理柴油機排出的高溫高壓廢氣經(jīng)排氣管進入渦輪殼內(nèi)的噴嘴環(huán)。由于噴嘴環(huán)通過的面積是逐漸收縮的，因而廢氣的壓力和溫度下降，流速提高。高速的廢氣流沖擊渦輪，使渦輪高速運轉(zhuǎn)；廢氣的壓力、溫度和速度越高，渦輪轉(zhuǎn)速就越快。廢氣最后排入大氣。

與渦輪固裝在同一轉(zhuǎn)子軸上的壓氣機葉輪也以相同的速度旋轉(zhuǎn)，將經(jīng)過空氣濾清器的空氣吸入壓氣機殼，高速旋轉(zhuǎn)的壓氣機葉輪把空氣甩向葉輪的外緣，使其速度和壓力增加，并進入形狀為進口小出口大的擴壓器。因此氣流的流速下降而壓力升高，再通過斷面由小到大的環(huán)形壓氣機殼使空氣流的壓力繼續(xù)提高，這些壓縮的空氣經(jīng)進氣管進入汽缸與更多的柴油混合燃燒，以保證發(fā)動機發(fā)出更大的功率。五、廢氣渦輪增壓器的潤滑

該渦輪增壓器采用壓力潤滑。潤滑油來自柴油機的主油道，經(jīng)過增壓器機油濾清器再次濾清后，進入增壓器的中間殼油腔，分兩邊流向浮動軸承進行潤滑和冷卻，經(jīng)其下部出油口流向曲軸箱，形成循環(huán)的潤滑油路。

渦輪增壓器轉(zhuǎn)子體轉(zhuǎn)速高達每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)甚至數(shù)十萬轉(zhuǎn)以上，不能使用易磨損的普通軸承，目前普通采用浮動軸承。浮動軸承與轉(zhuǎn)子軸之間、與中間殼之間均有間隙，轉(zhuǎn)子軸高速旋轉(zhuǎn)時具有壓力的潤滑油從中間殼體油腔進入軸承內(nèi)、外間隙，使浮動軸承與內(nèi)外兩層油膜中隨轉(zhuǎn)子軸同時旋轉(zhuǎn)，但其轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)子軸低得多，從而使軸承對軸承孔和轉(zhuǎn)子軸的相對線速度大大下降。六、中間冷卻器1．中間冷卻系

為提高充氣系數(shù)，可增大壓比。壓比增大后，空氣溫度隨壓比的升高而升高，空氣密度將隨溫度的升高增長率降低，降低進氣溫度可提高其密度。中冷器的冷卻介質(zhì)有水、油和空氣。水冷卻的增壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大而復雜，多用于功率較大的柴油機中。從壓力機輸出的部分高壓空氣經(jīng)抽氣管道被引出，推動空氣渦輪風扇，以冷卻進入進氣管的壓縮空氣。中冷是提高渦輪增壓柴油機功率的一種方法，在不增熱負荷的情況下，功率可提高15％～20％。此外，采用中間冷卻對降低排氣中有害物質(zhì)NOx的含量也是有利的。圖7-72空氣冷卻式中冷器示意圖廢氣渦輪增壓器的使用

1.使用注意事項（1）維修好的增壓器，使用前用手拔動轉(zhuǎn)子軸，檢查有無卡滯或異響。在工作中若有尖銳的響聲應立即停機。如果增壓器出現(xiàn)振動現(xiàn)象，可能是壓氣機葉輪、轉(zhuǎn)子軸和渦輪葉輪損壞。（2）保證渦輪增壓器可靠潤滑及各連接處可靠的密封。（3）經(jīng)常聽察增壓器運轉(zhuǎn)情況，柴油機剛剛停車后，增壓器轉(zhuǎn)子軸仍可繼續(xù)運轉(zhuǎn)1min.（4）在柴油機停機前應在怠速下運轉(zhuǎn)3～5min，以便讓潤滑油帶走增壓器的熱量，以免燒損“O”型密封環(huán)、軸承咬死和中間殼變形。廢氣渦輪增壓器的使用

2.渦輪增壓器損壞的原因

為保持增壓柴油機良好的綜合性能，在使用過程中，必須用正確的方法進行維護。因工作條件的環(huán)境狀況差，可能造成渦輪增壓器損壞的原因有5個主要方面：（1）潤滑油供給不足或供油滯后；（2）外部雜物或泥沙進入潤滑系統(tǒng)；（3）潤滑油氧化或變質(zhì)；（4）外部異物進入發(fā)動機進氣或排氣系統(tǒng)；（5）材料或制造裝配不當。二、渦輪增壓器的檢查

1．從壓氣機殼和渦輪機殼上的觀察孔檢查兩個葉輪周緣邊葉片尖梢，看有無磨擦現(xiàn)象。2．用手轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子總成，檢查旋轉(zhuǎn)是不平順，有無拖滯。從轉(zhuǎn)子的一端沿軸向推動轉(zhuǎn)子，并旋轉(zhuǎn)檢查有無磨擦。3.檢查浮動軸承徑向間隙，超限時應予以更換。4.渦輪增壓器解體后，應檢查浮動軸承的磨損、毛刺和裂紋等情況，若磨損超限，則應更換；檢查壓氣機殼、渦輪殼和中間殼有無裂紋或變形，否則應予以更換；檢查壓氣機葉輪和渦輪機葉輪是否有裂紋、破損或有無與殼體刮傷過的痕跡，否則應予以更換。三、渦輪增壓器總成的試驗

增壓器使用2000～2500h后應定期進行檢查，使其經(jīng)常處于完好狀態(tài)。進氣阻力的檢查在增壓器前方約一個進氣管直徑距離處安裝一真空表。儀表接頭須與空氣流方向垂直，啟動柴油機至正常工作溫度后，維持在額定轉(zhuǎn)速和滿負荷工況下運行。記錄真空表讀數(shù)。如進氣真空超過84.7kPa，說明有進氣阻力，進入汽缸中的空氣將會減少，將導致柴油機功率下降，排煙量增大，此時應清潔或更換空氣濾清器濾芯，消除空氣管彎曲處或其他的阻力根源，或檢查排氣背壓。由兩部分組成：靜態(tài)調(diào)節(jié)（在靜態(tài)時把供油提前角調(diào)到合適值）；動態(tài)自動調(diào)節(jié)（在柴油機運轉(zhuǎn)時隨轉(zhuǎn)速變化自動改變提前角）。1．靜態(tài)供油提前角的調(diào)整

柴油機出廠前及工作一段時間或拆裝后，都需要進行供油提前角的檢查與調(diào)整。柴油機曲軸上供油提前角位置刻線準確對準機體上的標記，注意此時應保證是在第一缸壓縮上止點附近。標記對正后，觀察噴油泵的供油提前角殼體上的刻線與噴油泵泵體上的刻線上否對齊。如果對齊，則說明供油提前角正確，如不齊，則需通過聯(lián)軸器來進行調(diào)整。供油提前角調(diào)節(jié)裝置（1）作用。在柴油機工作過程中，供油提前角自動調(diào)節(jié)器根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化自動調(diào)節(jié)供油提前角，以改善發(fā)動機的動力性和經(jīng)常性。2．供油提前角自動調(diào)節(jié)器供油提前角調(diào)節(jié)裝置圖7-73供油提前角自動調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)圖（2）工作原理。驅(qū)動盤連同飛塊旋轉(zhuǎn)。兩個飛塊向外甩，追使從動盤也沿旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動一個角度，直到調(diào)速器的彈力與飛塊離心力平衡為止。轉(zhuǎn)速升高，飛塊活動端便進一步向外甩出，從動盤被迫再相對于驅(qū)動器前進一個角度，到彈簧彈力足以平衡新的離心力為止，供油提前角便相應地增大。反之，當柴油機轉(zhuǎn)速降低時，供油提前角則相應減小供油提前角調(diào)節(jié)裝置供油提前角調(diào)節(jié)裝置圖7-74供油提前角自動調(diào)節(jié)裝置工作原理圖

模塊小結(jié)

1．柴油機燃料供給系分低壓油路和高壓油路兩大部分。低壓油路包括油箱、輸油泵、柴油濾清器和低壓油管等；高壓油路包括噴油泵、噴油器、高壓油管等。2．高壓泵可分為柱塞泵和VE分配泵。其功用是根據(jù)柴油機的運行工況和汽缸工作順序，以一定的規(guī)律，定壓、定時、定量地向噴油器輸送高壓燃油。3．噴油器分為孔式和軸針式。其功用是根據(jù)混合氣的形成與燃燒的要求，將噴油泵供給的高壓柴油以一定的壓力、速度和射程，以及合適的錐角噴入汽缸，使柴油霧化成細粒，以利于混合氣的形成與燃燒4．為保證柴油機穩(wěn)定、可靠地運轉(zhuǎn)，還設有與噴油泵一體的調(diào)速器，調(diào)速器的功用是根據(jù)柴油機負荷的變化，自動增減噴油泵的供油量，使柴油機能夠以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，使之不發(fā)生超速和熄火。

模塊小結(jié)

5．在長期使用過程中，噴油泵、噴油器、輸油泵等由于磨損和滲漏會出現(xiàn)故障，使供油量、供油時間、供油壓力及噴射形狀等發(fā)生變化，導致柴油機的動力性、經(jīng)濟性、可靠性變差，尤其是噴油泵、噴油器出現(xiàn)故障后，應先在試驗臺上進行噴油壓力、噴霧質(zhì)量、密封性等性能的檢查和調(diào)試，使部件恢復其性能。否則，應由專業(yè)人員進行解體和檢修。6．噴油泵和噴油器拆裝、檢修時，應盡量使用專用工具，嚴禁亂拆亂撬。對有裝配位置要求零部件，如供油齒桿、控制手柄和調(diào)整螺釘?shù)龋诜纸馇皯骱糜浱?，以防裝錯。對精密偶件，如柱塞偶件、針閥偶件、出油閥偶件等，不得互換，嚴禁碰傷其表面，裝配前還應進行密封性和滑動性試驗。7．噴油泵總成（附調(diào)速器）裝配后，應在試驗臺上進行調(diào)試，各項性能必須符合規(guī)定要求。

一、填空題1．柴油機燃料供給系由————、————、————和————等組成。2．從柴油箱到噴油泵入口的這段油路是由輸油泵建立的低壓油路，一般為————MPa。3．柴油機的燃燒過程可分為四個階段：即————、————、————和————。4．按結(jié)構(gòu)形式，柴油機燃燒室分為————和————兩大類。5．直接噴射式燃燒室配用————式噴油器，噴油器開啟壓力在————MPa。6．檢修柴油機低壓油路時,松開放氣螺釘,用手驅(qū)動輸油泵手柄,發(fā)現(xiàn)放氣螺釘處流出的是泡沫狀柴油，且扳動手柄時感覺較輕，扳動七、八次也無改觀，說明————至————間的管路漏氣。7.噴油器針閥的開啟壓力即噴油壓力的大小取決于————的預緊力。8．出油閥減壓環(huán)帶的作用是在噴油泵————后，使————迅速下降，防止了噴油器噴后————現(xiàn)象。9．VE型分配泵柱塞的往復運動起————作用；旋轉(zhuǎn)運動起————作用。10．調(diào)速器的功用是根據(jù)柴油機負荷的變化，自動增減噴油泵的————，使柴油機能夠以————的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，使之不發(fā)生————和————。

二、選擇題1．柴油機噴油泵在標定工況下各缸供油量相差不超過（）A.3％～4％B.5％～8％C.10％～15％2．VE分配泵的柱塞有（）根，柱塞具有壓油和配油的雙重作用。A.1B.4C.63．VE分配泵的柱塞既作（）運動，又作（）運動。A.旋轉(zhuǎn)B.曲線C.直線4．噴油泵每次泵出的油量取決于（）的長短。A.有效行程B.預備行程C.減壓行程5．PT燃油系統(tǒng)中的高壓是由（）建立起來的。A.輸油泵B.噴油器C.噴油泵6．渦輪增壓器采用壓力潤滑，潤滑油來自（）。A.增壓器內(nèi)部B.噴油泵C.柴油機主油道7．柴油機發(fā)生“飛車”故障原因是因（）發(fā)生故障。A.調(diào)速器B.噴油器C.輸油泵8.下列各項中,()項是不可以調(diào)節(jié)的A.噴油壓力B.汽缸壓力C.輸油泵供油壓力1．發(fā)動機供油提前角過大，缸內(nèi)的壓力、溫度相對較低，延遲期加長，將導致工作粗暴。（）2．提高柴油機的充氣效率，對促進可燃混合氣的形成，改善燃燒和排放都是有利的。（）3．柴油發(fā)動機隨