發(fā)動機(jī)基礎(chǔ)知識教程.ppt

1、（一）發(fā)動機(jī)概述,發(fā)動機(jī)將另一種能源轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的機(jī)器裝置 內(nèi)燃機(jī)燃料在發(fā)動機(jī)內(nèi)部燃燒并將產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的裝置,1、內(nèi)燃機(jī)的分類 按照燃料分：汽油機(jī)、柴油機(jī)、煤氣機(jī)、天然氣機(jī)等 按照著火方式分：點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)、壓燃式內(nèi)燃機(jī) 按照工作循環(huán)的行程數(shù)分：四沖程內(nèi)燃機(jī)、二沖程內(nèi)燃機(jī) 按照汽缸排列方式分：直列式內(nèi)燃機(jī)、V型內(nèi)燃機(jī)、對置式內(nèi)燃機(jī)、W型內(nèi)燃機(jī)、星型內(nèi)燃機(jī) 按照冷卻方式分：水冷式內(nèi)燃機(jī)、風(fēng)冷式內(nèi)燃機(jī) 按照活塞運(yùn)動方式分：往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)、旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機(jī) 按照進(jìn)氣方式分：自然吸氣式內(nèi)燃機(jī)、增壓式內(nèi)燃機(jī) 按照汽缸數(shù)分：單缸內(nèi)燃機(jī)、多缸內(nèi)燃機(jī) 按照轉(zhuǎn)速分：高速內(nèi)燃機(jī)、中速內(nèi)燃機(jī)、低速內(nèi)燃機(jī)

2、按照用途分：工程機(jī)械用、汽車用、拖拉機(jī)用、船用、發(fā)電機(jī)用等,不同類型內(nèi)燃機(jī)的圖片展示,汽油機(jī),柴油機(jī),汽輪機(jī),蒸汽機(jī),直列式,V 型,橫直式,對置式,工程機(jī)械內(nèi)燃機(jī)的使用特點(diǎn)和要求 工作環(huán)境惡劣，空氣沙塵含量大，要求大容量、低阻力的空濾器 外界沖擊大，要求懸掛性能（穩(wěn)定性、減震性）好 動態(tài)傾斜大，對潤滑、冷卻、燃料供給要求高 使用區(qū)域廣，要求對溫度的適應(yīng)性好 特殊使用條件下要求低噪音、低排放、遙控性能等,內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展簡史 1678年 法國人浩特佛勒 使用火藥的煤氣機(jī) 1873年 德國人奧拓 火花點(diǎn)燃四沖程煤氣機(jī) 1883年 英國人派司爾 四沖程汽油機(jī) 1879年 德國人狄塞爾 壓燃式四沖程柴油

3、機(jī) 1905年 瑞士 第一臺二沖程柴油機(jī) 1930年 廢氣渦輪增壓柴油機(jī),2、常用性能術(shù)語,3、發(fā)動機(jī)的性能曲線,扭矩曲線 輸出功率曲線 燃油消耗率曲線 額定輸出功率 額定轉(zhuǎn)速 最大扭矩 最小燃油消耗率,性能試驗(yàn)臺,機(jī)體部件氣缸體、氣缸蓋、氣缸套、主軸承、主軸承蓋等 主運(yùn)動部件曲軸、連桿、活塞、活塞環(huán)、飛輪、皮帶輪等 燃油系統(tǒng)燃油箱、輸油泵、濾油器、油水分離器、噴油泵、噴油嘴等 進(jìn)排氣系統(tǒng)配氣定時(shí)齒輪、凸輪軸、隨動臂、推桿、搖臂、搖臂軸、進(jìn)氣門、排氣門、氣門彈簧、氣門導(dǎo)套、氣門鎖銷、空氣濾清器、渦輪增壓器、消音器、中冷器等 潤滑系統(tǒng)油底殼、油泵、油冷器、濾油器、活塞冷卻噴嘴等 冷卻系統(tǒng)散熱器、

4、水泵、風(fēng)扇、節(jié)溫器等 電器系統(tǒng)蓄電池、發(fā)電機(jī)、起動馬達(dá)、起動開關(guān)、蓄電池繼電器等,（二）發(fā)動機(jī)原理及結(jié)構(gòu),發(fā)動機(jī)整體系統(tǒng)簡圖,空濾器,燃油箱,消音器,啟動馬達(dá),油底殼,蓄電池,散熱器,噴油泵,發(fā)電機(jī),工程機(jī)械一般使用四沖程發(fā)動機(jī) 進(jìn)氣沖程 壓縮沖程 膨脹沖程 排氣沖程 四缸發(fā)動機(jī)曲軸每旋轉(zhuǎn)180按1-3-4-2缸的順序噴油 六缸發(fā)動機(jī)曲軸每旋轉(zhuǎn)120按1-5-3-6-2-4缸的順序噴油,1：柴油發(fā)動機(jī)在進(jìn)氣行程中吸入氣缸的是純空氣。氣缸吸入的空氣量的多少與發(fā)動機(jī) 的燃油消耗和產(chǎn)生動力狀況直接有關(guān)。因此上柴D6114柴油機(jī)上增設(shè)廢氣渦輪增壓 器，以保證在行程中能吸入足夠的空氣量. 2：活塞上行時(shí)

5、將吸入氣缸的純空氣進(jìn)行壓縮，由于柴油機(jī)的氣缸壓縮比較汽油機(jī)高， 一般為1622，上柴D6114柴油機(jī)的氣缸壓縮比為18，因而壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)的 空氣壓力可達(dá)3.54.5 MPa。溫度高達(dá)7501000K，大大超過了柴油的自燃溫度。 3：因?yàn)樵趬嚎s行程終了時(shí)氣缸內(nèi)的空氣溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了柴油的自然溫度，所以柴油噴 入氣缸后，在很短的時(shí)間內(nèi)柴油和空氣混合后立即自行發(fā)火燃燒，并使氣缸內(nèi)的氣 壓急速上升到69Mpa,溫度上升到20002500K?；钊桓邏簹怏w推動向下運(yùn)動，帶 動曲軸旋轉(zhuǎn)作功。 4：作功行程中混合氣燃燒的廢氣必須從氣缸中排出，以便進(jìn)入下一個(gè)進(jìn)氣行程。當(dāng)作功 行程接近終了時(shí)，排氣門開啟，此時(shí)

6、，一方面靠廢氣的壓力自動排出氣缸，另一方面 當(dāng)活塞到達(dá)下止點(diǎn)后再向上止點(diǎn)移動時(shí)，將氣缸內(nèi)廢氣強(qiáng)制地排到廢氣渦輪增壓器中， 因?yàn)榕懦龅膹U氣具有一定的壓力，能推動廢氣渦輪增壓器的渦輪高速旋轉(zhuǎn)。帶動增壓 渦輪將新鮮空氣壓入氣缸，與更多的柴油混合燃燒，保證發(fā)動機(jī)發(fā)出更大的功率。,進(jìn)氣行程,排氣行程,作工行程,壓縮行程,機(jī)體部件缸體、缸蓋、缸套、主軸承、主軸承蓋,缸體為鑄造件，活塞和曲軸在缸體中運(yùn)動，用主軸承來支撐曲軸旋轉(zhuǎn) 主軸承為三層結(jié)構(gòu)，鋼背上層為鉛青銅軸承合金，表面又鍍一層錫鉛合金 在主軸承側(cè)面裝有止推環(huán)以防止曲軸前后移動 缸體中有圓柱形氣缸使活塞上下移動，燃油在氣缸中燃燒形成高溫，要用冷卻水對其

7、周圍進(jìn)行冷卻 通常氣缸內(nèi)部安裝有缸套,機(jī)體部件缸體、缸蓋、缸套、主軸承、主軸承蓋,缸套為鑄件，分干式缸套和濕式缸套 濕式缸套與冷卻水直接接觸，因此上方要壓住缸體的臺階，下方裝有O形圈或U形密封，以防止漏水 干式缸套不直接與冷卻水接觸，冷卻效果差 缸蓋為鑄造箱體，中間有冷卻水通過，并有進(jìn)氣通道和排氣通道 缸墊安裝在缸體與缸蓋之間，防止漏氣漏水,燃燒室,燃油直噴式,預(yù)燃燒室式,渦流室式,主運(yùn)動部件曲軸、連桿、活塞、活塞環(huán)、飛輪、皮帶輪等,曲軸把氣缸內(nèi)活塞的往復(fù)運(yùn)動通過連桿轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動；其主軸頸安裝在缸體的主軸承上，連桿軸頸與連桿相連；曲軸內(nèi)部有潤滑油道，使?jié)櫥鬏S頸的油通過該油道流進(jìn)連桿軸頸 曲

8、軸采用含鉻、鉬等元素的高碳素鋼，經(jīng)模鍛、高頻淬火加工處理 飛輪安裝在曲軸后端的慣性輪，靠轉(zhuǎn)動慣量減少曲軸旋轉(zhuǎn)中的損失 起動馬達(dá)小齒輪與飛輪齒圈嚙合，使發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)起動,主運(yùn)動部件曲軸、連桿、活塞、活塞環(huán)、飛輪、皮帶輪等,活塞將燃油在氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)槭够钊舷逻\(yùn)動的機(jī)械能，通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn) 活塞與缸套之間應(yīng)留有間隙 活塞環(huán)防止氣缸內(nèi)高壓氣體從間隙中跑掉；二道氣環(huán) 一道油環(huán) 油環(huán)將氣缸壁上附著的油刮掉并保持適當(dāng)?shù)挠湍?燃油系統(tǒng)燃油箱、輸油泵、濾油器、油水分離器、噴油泵、噴油嘴等,燃油系統(tǒng)噴射燃油，并根據(jù)需要可改變噴射的時(shí)間和噴射量 要求在壓縮沖程中的適當(dāng)時(shí)間內(nèi)噴射 自動調(diào)整噴射量以維持發(fā)

9、動機(jī)的低速空轉(zhuǎn)或防止其超速運(yùn)轉(zhuǎn) 通過控制噴射量，控制發(fā)動機(jī)的功率輸出或使其停機(jī),燃油系統(tǒng)部件（燃油箱、油水分離器）,油箱,油水分離器,燃油箱加油口裝有濾網(wǎng)，防止雜質(zhì)進(jìn)入；裝有油位計(jì)或在駕駛室內(nèi)用可視儀表、液晶顯示、指示燈等以了解油量多少；每天作業(yè)前須排放水等沉淀物，每天作業(yè)結(jié)束后需將油箱加滿燃油 油水分離器分離混在油中的水，若浮標(biāo)達(dá)到或超過紅線時(shí)須松開排放塞放水，放水后應(yīng)通過手油泵排掉燃油系統(tǒng)內(nèi)的空氣,燃油系統(tǒng)部件（供油泵、燃油濾清器）,供油泵安裝在噴油泵的側(cè)面，靠噴油泵內(nèi)的凸輪軸使閥芯動作，將燃油輸送給燃油噴射泵；另外安裝有啟動注油泵（手油泵）以便進(jìn)行停機(jī)狀態(tài)下的燃油輸送 燃油濾清器過濾燃油

10、中的雜質(zhì)、污垢，濾紙被疊成褶狀以擴(kuò)大燃油通過的面積；濾芯需要定期更換,泵油供,燃油濾清器,燃油系統(tǒng)部件（噴油泵）,噴油泵,噴油量的控制,形成高壓燃油 在壓縮沖程的適當(dāng)時(shí)間內(nèi)噴射 通過調(diào)節(jié)齒輪調(diào)整柱塞斜槽開口的方向，調(diào)整柱塞供油的有效行程，從而改變噴油量 噴油泵柱塞與其各自的噴油嘴及氣缸相對應(yīng),燃油系統(tǒng)部件（調(diào)速器）,調(diào)速器原理,調(diào)速器控制調(diào)節(jié)齒條動作以改變噴油量 當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)荷變大，轉(zhuǎn)速下降時(shí)，調(diào)速器自動增加噴油量，防止發(fā)動機(jī)停機(jī) 當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)荷變小，轉(zhuǎn)速提高時(shí)，調(diào)速器自動減少噴油量，防止發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速過高 操作駕駛室內(nèi)的油門控制桿，調(diào)節(jié)調(diào)速器，可在全程范圍內(nèi)改變轉(zhuǎn)速,調(diào)速器,燃油系統(tǒng)部件,噴油嘴,噴

11、油嘴的工作原理,噴油嘴針閥靠噴油嘴彈簧壓住，關(guān)閉燃油出口；當(dāng)噴油壓力達(dá)到燃油噴射壓力時(shí)，針閥被頂起，燃油成霧狀噴出 轉(zhuǎn)動調(diào)壓螺釘則改變彈簧壓力，即調(diào)整燃油噴射壓力,進(jìn)排氣系統(tǒng)配氣定時(shí)齒輪、凸輪軸、推桿、搖臂、搖臂軸、進(jìn)排氣門、氣門彈簧、氣門導(dǎo)套、空氣濾清器、渦輪增壓器、消音器、中冷器等,進(jìn)排氣系統(tǒng)將空氣吸入氣缸，與燃油混合燃燒，燃燒后再將廢氣向外排掉,進(jìn)排氣系統(tǒng)部件,氣門機(jī)構(gòu),定時(shí)齒輪,曲軸轉(zhuǎn)兩圈時(shí)凸輪軸才轉(zhuǎn)一圈，所以凸輪軸齒輪的齒數(shù)是曲軸齒輪的兩倍 相互嚙合的齒與齒的數(shù)量是規(guī)定好的，齒上打印有相配的標(biāo)記 該齒輪傳動系靠曲軸齒輪驅(qū)動旋轉(zhuǎn),進(jìn)排氣系統(tǒng)（配氣定時(shí)）,進(jìn)排氣系統(tǒng)（配氣定時(shí)）,氣門從開

12、始打開到足夠開度需要一定時(shí)間，故提前打開進(jìn)氣門以保證活塞下降時(shí)，能夠吸入較多的空氣 進(jìn)氣門的遲后關(guān)閉是利用了吸入氣流的慣性力將更多的空氣進(jìn)入氣缸 同樣道理，排氣門提前打開也是為了保證活塞開始上升時(shí)排氣門打開足夠開度，使廢氣充分排出 排氣門的遲后關(guān)閉也是利用了排出氣流的慣性力將更多的廢氣排出氣缸,進(jìn)排氣系統(tǒng)部件,渦輪增壓器利用氣缸排出的廢氣作動力，將高密度的空氣送往氣缸 空冷式中冷器利用環(huán)境溫度的空氣冷卻由渦輪增壓器送出的空氣，以提高進(jìn)入燃燒室空氣的密度 水冷式中冷器利用冷卻系統(tǒng)的循環(huán)水冷卻由渦輪增壓器送出的空氣，以提高進(jìn)入燃燒室空氣的密度,渦輪增壓器,空冷式中冷器,水冷式中冷器,進(jìn)排氣系統(tǒng)部件

13、,空氣濾清器,灰塵指示器,空氣濾清器通過濾紙的方式將送入發(fā)動機(jī)的空氣過濾凈化，濾紙被疊成褶狀以擴(kuò)大空氣的流通面積，工程機(jī)械多用雙層濾芯 真空集動閥當(dāng)發(fā)動機(jī)停機(jī)負(fù)壓消失后，該閥自動打開，將集塵箱中積存的灰塵顆粒自動排出 灰塵指示器當(dāng)空氣濾清器被堵塞時(shí)，灰塵指示器內(nèi)的紅色柱塞則被彈出，以提醒駕駛員清理或更換空氣濾芯,進(jìn)排氣系統(tǒng)部件（消音器）,廢氣如果由排氣歧管直接排放到大氣中會產(chǎn)生較大的噪音，因此使用消聲器可以減小這種噪聲。,潤滑系統(tǒng)油底殼、油泵、油冷器、濾油器、活塞冷卻噴嘴等,潤滑系統(tǒng)示意圖,潤滑發(fā)動機(jī)各運(yùn)動部件防止其磨損，延長使用壽命 冷卻高溫部件防止其燒結(jié) 清潔因高溫運(yùn)轉(zhuǎn)而在發(fā)動機(jī)內(nèi)部形成的

14、油污附著物 防止軸承和其它金屬表面生銹 密封運(yùn)動副表面間間隙,潤滑系統(tǒng)部件,溢流閥油泵泵送的機(jī)油必須保持適當(dāng)?shù)挠蛪海蛪哼^低則不能到各潤滑部位，油壓過高則增加油耗；溢流閥通常設(shè)定值36kg/cm2 安全閥防止機(jī)油濾清器堵塞時(shí)油路不通,機(jī)油濾清器清除油中的碳沉淀物、金屬粉末、污垢，防止被污染的有再次流進(jìn)潤滑部位 濾紙被疊成褶狀，以擴(kuò)大油通過的面積 定期更換機(jī)油濾芯,潤滑系統(tǒng)部件,機(jī)油冷卻器,活塞冷卻噴嘴,機(jī)油冷卻器降低油溫，防止機(jī)油高溫裂化 活塞冷卻噴嘴噴出機(jī)油冷卻活塞，防止活塞燒結(jié) 旁通濾清器使機(jī)油得到充分過濾，降低機(jī)油污染程度,冷卻系統(tǒng)散熱器、水泵、風(fēng)扇、恒溫器等,燃油在氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生高溫，

15、為防止缸蓋、缸套、缸體因高溫產(chǎn)生裂痕或活塞燒傷，須進(jìn)行冷卻 最佳水溫 7893 水溫低于65 為過冷運(yùn)轉(zhuǎn) 冷卻水必須加防凍液防止凍結(jié),冷卻系統(tǒng)部件（散熱器、水泵）,散熱器安裝在發(fā)動機(jī)前面，上下水室通過許多細(xì)小的水管連接在一起；來自發(fā)動機(jī)的冷卻水進(jìn)入上水室，通過水管流到下水室；利用風(fēng)扇向散熱器送風(fēng) 散熱器頂部安裝有減壓閥，防止內(nèi)部壓力過高或成為負(fù)壓，并提高冷卻水的沸點(diǎn) 水泵安裝在缸體前面，靠內(nèi)部葉輪的旋轉(zhuǎn)將水從泵排出；水泵殼體上設(shè)有呼吸孔，以保證水封的正常密封和水泵軸承的正常潤滑,冷卻系統(tǒng)部件（節(jié)溫器）,節(jié)溫器內(nèi)部有熱敏元件（熱脹冷縮的石蠟），可根據(jù)溫度的不同上下移動 當(dāng)冷卻水溫度較低時(shí)石蠟收縮

16、，將去散熱器的水道口關(guān)閉，同時(shí)打開去水泵側(cè)的開口；水溫上升一定程度時(shí)石蠟膨脹，將去散熱器的水道口開啟，同時(shí)關(guān)閉去水泵側(cè)的開口,（三） 6114發(fā)動機(jī)保養(yǎng)保養(yǎng)及維修,型號的含義,D 6 114 Z G 2 B: | | | | | | |,柴油機(jī)系列代號,汽缸數(shù),汽缸直徑,渦輪增壓,工程機(jī)械,同一用途的變形代號,柴油機(jī)重大改進(jìn)標(biāo)記,1、114發(fā)動機(jī)的主要性能參數(shù),2、D6114發(fā)動機(jī)的使用,1）柴油機(jī)的起動, 使柴油機(jī)與傳動裝置脫離或?qū)⒆兯傧渲糜诳論跷恢谩?將停車電磁鐵、電器開關(guān)和機(jī)械操縱裝置處于運(yùn)轉(zhuǎn)位置。 將油門置于略高于怠速的位置。,注意：為防止起動電機(jī)損壞，起動電機(jī)的嚙合時(shí)間每次不得超過3

17、0秒， 連續(xù)兩次起動時(shí)間間隔2分鐘。, 柴油機(jī)油壓力表必須在起動后15秒顯示讀數(shù)。 柴油機(jī)冷起動時(shí)應(yīng)緩慢加速，以確保軸承獲得足夠的潤滑并使油壓穩(wěn)定。 柴油機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)35分鐘后方可逐步增加載荷，嚴(yán)禁起動后立刻加速加載運(yùn)轉(zhuǎn)。,注意：柴油機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不許太長，否則會損壞柴油機(jī)。怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)燃燒室 溫度底，燃油不能完全燃燒，而引起結(jié)碳，堵塞噴油器噴孔、卡住活塞 環(huán)和氣門。若冷卻水溫度低于60 ，燃油還會沖刷掉缸套表面的機(jī)油和 稀釋油底殼內(nèi)的機(jī)油，使所有的運(yùn)動件就得不到適當(dāng)?shù)臐櫥?2020/8/5,KOMATSU SHANTUI,36, 長時(shí)間（大于30天）停車或更換機(jī)油后的起動，必須先使?jié)櫥到y(tǒng)充滿

18、 機(jī)油。 關(guān)閉油門，以防柴油機(jī)點(diǎn)火 ，用起動電機(jī)轉(zhuǎn)動曲軸直到油壓表指示出壓力。 打開油門，按常規(guī)起動程序起動。,2）柴油機(jī)的磨合 新的或經(jīng)過大修后的柴油機(jī)，必須經(jīng)一定時(shí)間的磨合后方可投入全負(fù)荷使用， 否則會影響柴油機(jī)的運(yùn)行可靠性和使用壽命。 任何時(shí)候，柴油機(jī)怠速運(yùn)行時(shí)間不得大于5分鐘。 柴油機(jī)運(yùn)行工況以標(biāo)定轉(zhuǎn)速，75%負(fù)荷為妥。 任何時(shí)候，柴油機(jī)全負(fù)荷工況連續(xù) 運(yùn)行時(shí)間不得大于5分鐘。 避免發(fā)動機(jī)恒速運(yùn)轉(zhuǎn)，適時(shí)換擋， 防止發(fā)動機(jī)低速硬拖。 新柴油機(jī)在累計(jì)運(yùn)行20小時(shí)后應(yīng)更 換機(jī)油和機(jī)油濾清器。,3）柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn), 柴油機(jī)在低于最大扭矩轉(zhuǎn)速下，全油門持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不應(yīng)超過1分鐘。 柴油機(jī)運(yùn)行過程中

19、應(yīng)經(jīng)常注視機(jī)油壓力和冷卻水溫度，若運(yùn)行參數(shù)不 符合規(guī)定時(shí)，應(yīng)停車檢查原因，必要時(shí)進(jìn)行維修。 注意：在冷卻水溫度低于60 或高于100 情況下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，將有損與 柴油機(jī)。 若冷卻水溫度過高應(yīng)降低柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速或減小負(fù)荷，直至溫度恢復(fù)到 正常工作范圍。否則應(yīng)查找故障原因并進(jìn)行排除。 多數(shù)故障均有一個(gè)先兆，觀察柴油機(jī)性能變化，聽聲音是否異常，或 柴油機(jī)出現(xiàn)下列表明它需要維修的征兆。 柴油機(jī)不著火 振動 不正常噪音 煙色過差 柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)壓力或溫度突然變化 功率下降 機(jī)油消耗增加 燃油消耗增加,注意：柴油機(jī)超速（轉(zhuǎn)速高于空負(fù)荷最高轉(zhuǎn)速）會損壞柴油機(jī) 4）柴油機(jī)的停車 柴油機(jī)在全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)后，在停車前，柴油機(jī)應(yīng)逐漸降低轉(zhuǎn)速和負(fù)