发动机系统说明书.ppt
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1、发动机系统说明书,华菱重型汽车经过五年多的发展,现已形成体系完备、质量成熟、性能稳定、品种齐全的系列化产品。产品主要包括星凯马系列、华菱重卡系列、华菱之星系列。目前公司产品轴距分布广泛:牵引车:6X4:3200+1350 6X2:1850+2600 1940+2510 4X2:3400 载货车:4X2:5600 6X4:4100+1350 5220+1350 5850+1350 6X2:1850+4800 1850+5800 1850+4250 8X4:1850+4605+1350 1850+4800+1350 850+5310+1350 1850+5800+1350 1,自卸车:4X2 38
2、00 4800 5100 6X2 1850+3870 1850+4250 6X4 3200+1350 3600+1350 4100+1350 4400+1350 4700+1350 8X4 1850+4605+1350 1850+3370+1350 1850+4000+1350,华菱重卡发动机经全面升级后功率分级更合理、覆盖面更广、动力更强劲、油耗更经济:目前进口的可选装日本三菱、五十铃、美国康明斯,功率覆盖范围从300-450马力。国产可以选装康明斯 C系列:280马力-300马力 L系列:280马力-375马力 EQB系列:170马力-210马力 ISDE系列:185马力-270马力 IS
3、Z系列:425马力-525马力潍柴:WD615系列:260马力-380马力 WP10N系列:240马力-375马力 WP12系列:290马力-460马力玉柴:YC6L系列:260马力-330马力 YC6A系列:240马力-310马力 YC6J系列:160马力-230马力 YC6J系列:230马力-270马力 YC6A系列:240马力-260马力,图:狄塞尔发动机和他发明的柴油机,一、发动机1.柴油发动机概述:柴油发动机是燃烧柴油来获取能量释放的发动机。它是由德国发明家鲁道夫狄塞尔(RudolfDiesel)于1892年发明的,为了纪念这位发明家,柴油就是用他的姓Diesel来表示,而柴油发动机
4、称为狄塞尔发动机。,柴油发动机的优点是功率大、经济性能好。柴油发动机的工作过程与汽油发动机有许多相同的地方,每个工作循环也经历进气、压缩、做功、排气四个行程。但由于柴油机用的燃料是柴油,其粘度比汽油大,不易蒸发,而其自燃温度却较汽油低,因此可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。不同之处主要是,柴油发动机气缸中的混合气是压燃的,而不是点燃的。柴油发动机工作时进入气缸的是空气,气缸中的空气压缩到终点时,温度在500-700,压力4050个大气压。活塞接近上止点时,发动机上的高压泵以高压向气缸中喷射柴油,柴油形成细微的油粒,与高压高温的空气混合,柴油混合气自行燃烧,猛烈膨胀,产生爆发力,推动活塞
5、下行做功。此时的温度可1900-2000摄氏度,压力可达60-100个大气压,功率很大,所以,柴油发动机广泛的应用于大型柴油汽车上。2.柴油发动机的特点:热效率和经济性较好,柴油机采用压缩空气的办法提高空气温度,使空气温度超过柴油的自燃燃点,这时再喷入柴油、柴油喷雾和空气混合的同时自己点火燃烧。因此,柴油发动机无需点火系。同时,柴油机的供油系统也相对简单,因此柴油发动机的可靠性要比汽油发动机要好。由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要,柴油机压缩比很高。热效率和经济性都要好于汽油机,同时在相同功率的情况下,柴油机的扭矩大,最大功率时的转速低,适合于载货汽车的使用。,3.柴油发动机的分类,按用途可
6、分为:工程机械配套柴油发动机 农用机械配套柴油发动机 井下设备配套柴油发动机 车辆配套柴油发动机 叉车配套柴油发动机 压缩机配套柴油发动机 发电机组,焊机,泵配套柴油发动机 船机配套柴油发动机 按排量缸数可分为:2、3、4、5、6、8、10、12 缸 华菱汽车所采用的是车辆配套6缸、增压、空空中冷型柴油发 动机。,4.柴油发动机的组成,柴油机由以上两大机构和四大系统组成,即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成。,发动机整体透视图,华菱用潍柴发动机构造示意图,华菱用康明斯发动机构造示意图,曲柄连杆机构 组成:汽缸体、汽缸盖、活塞、连杆曲轴和飞轮等机件,功能:曲柄连杆机
7、构是发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中,活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动,通过连杆转换成曲轴的旋转运动,并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中,飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。,、配气机构组成:气门、气门弹簧、凸轮轴、挺杆、摇臂、凸轮轴传动机构等组件,配气机构示意图,功能:配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程,定时开启和关闭进气门和排气门,使可燃混合气或空气进入气缸,并使废气从气缸内排出,实现换气过程,、燃料供给系统组成:由油箱、油泵、柴油滤清器等组成。电控燃油喷射式由空气供给系统、燃
8、油供给系统和电子控制系统组成。,燃油系统示意图,功能:柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸,在燃烧室内形成混合气并燃烧,最后将燃烧后的废气排出。,、冷却系统组成:水冷式由水套、水泵、散热器、风扇、节温器等组成。,发动机冷却系统示意图,功能:冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去,保证发动机在最适宜的温度状态下工作。,、润滑系统 组成:由机油泵、集滤器、限压阀、油道、机油滤清器等组成。,润滑系统示意图,功能:润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油,以实现液体摩擦,减小摩擦阻力,减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。,、起动系统 组成:由起动机及其附
9、属装置组成。,功能:要使发动机由静止状态过渡到工作状态,必须先用外力转动发动机的曲轴,使活塞作往复运动,气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功,推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转,工作循环才能自动进行。因此,曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程,称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置,称为发动机的起动系。,5.柴油发动机的工作原理 柴油发动机的每个工作循环经历进气、压缩、做功、排气四个行程。但由于柴油机用的燃料是柴油,其粘度比汽油大,不易蒸发,而其自燃温度却较汽油低,因此可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。柴油机在进气行程中吸入的是纯空气。在压缩行程接近终了时
10、,柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上,通过喷油器喷入气缸,在很短时间内与压缩后的高温空气混合,形成可燃混合气。由于柴油机压缩比高(一般为16-22),所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.5-4.5MPa,同时温度高达750-1000K(而汽油机在此时的混合气压力会为0。6-1。2MPa,温度达600-700K),大大超过柴油的自燃温度。因此柴油在喷入气缸后,在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧。气缸内的气压急速上升到6-9MPa,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,废气同样经排气管排入大气中。,发动机做功,发动机排气,发动机工作示意图(
11、箭头为活塞运动方向),发动机压缩,发动机进气,6.柴油机共轨技术 汽车柴油机中,高速运转使柴油喷射过程的时间只有千分之几秒,实验证明,在喷射过程中高压油管各处的压力是随时间和位置的不同而变化的。由于柴油的可压缩性和高压油管中柴油的压力波动,使实际的喷油状态与喷油泵所规定的柱塞供油规律有较大的差异。油管内的压力波动有时还会在主喷射之后,使高压油管内的压力再次上升,达到令喷油器的针阀开启的压力,将已经关闭的针阀又重新打开产生二次喷油现象,由于二次喷油不可能完全燃烧,于是增加了烟度和碳氢化合物(HC)的排放量,油耗增加。此外,每次喷射循环后高压油管内的残压都会发生变化,随之引起不稳定的喷射,尤其在低
12、转速区域容易产生上述现象,严重时不仅喷油不均匀,而且会发生间歇性不喷射现象。为了解决柴油机这个燃油压力变化的缺陷,现代柴油机采用了一种称为“共轨”的技术。共轨技术通过共轨直.接或间接地形成恒定的高压燃油,分送到每个喷油器,并借助于集成在每个喷油器上的高速电磁开关阀的开启与闭合,定时、定量地控制喷油器喷射到燃烧室的油量,从而保证柴油机达到最佳的雾化、燃烧和最少的污染排放。共轨技术是指高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环系统中,将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管,通过对公共供油管内的油压实现精确控制,使高压油管压力大小与发动机的转速无关,可
13、以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化,因此也就减少了传统柴油机的缺陷。ECU控制喷油器的喷油量,而喷油量的大小取决于燃油轨(公共供油管)压力和电磁阀开启时间的长短。,电控高压共轨系统,主要包括:高压供油泵、燃油滤清器、高压共轨管、电控喷油器、电控单元ECU、各种传感器,7.“国IV”重型柴油机技术路线 经过这几年的发展,国内柴油机企业已能适应排放标准的快速加严,虽然现在全国还没有全部实施“国III”排放标准,但很多企业已在开发符合“国IV”排放标准要求的产品,而“国IV”排放标准对柴油机来讲,是一个技术的转折点。“国III”标准之前,柴油机排放可以通过机内净化技术来解决污染物的排放控制
14、,达到相应的标准,而从“国”开始,除了改进燃油喷射系统、优化燃烧过程等机内净化措施外,还必须增加机外后处理装置才能使排放达标。欧洲主要采用了两条技术路线:其一是SCR(选择性催化还原)技术路线,它是通过优化喷油和燃烧过程,尽量在机内控制微粒的产生,在机外后处理过程,采用尿素溶液对氮氧化物进行选择性催化还原;其二是EGR+DPF(废气再循环加微粒捕集器)技术路线,它以废气再循环为基础,在机内抑制氮氧化物的产生,在机外后处理过程中采用微粒捕集器对微粒进行微粒捕捉。两种技术路线各有优缺点,采用SCR方案,对发动机不须做进一步的强化处理。燃油中的硫含量对于系统的影响较小,可回避燃油含硫量高的难题,而硫
15、含量高是国产柴油近几年难以克服的技术问题,采用SCR方案可通过调整喷油特性而节省燃油消耗约5%,但需在加油站设立相关的尿素溶液补充设备,整车也需增加一套尿素贮存和转化装置而使成本增加。采用EGR+DPF方案需对原发动机进行强化,提高喷油压力和增压中冷能力。其次,需提高微粒捕集器的再生能力,还有对燃油含硫量要求较严,且燃油消耗较高,但不增加额外的装置,用户只要定期更换微粒捕集器。对于汽车厂和柴油机厂来说,采用以EGR+DPF方案对柴油机的改动较大,但不需增加基础设施。采用SCR方案可以较容易地使现有欧III柴油机升级到欧IV机型,而且由于省油,可以抵消使用尿素所增加的费用。但用户需不断给车辆补充
16、尿素溶液。目前在欧洲两种技术方案并存,以SCR方案略占优势。实施国IV排放标准的另一个重要条件是低硫柴油,国内目前市场供应的柴油只符合国标准(北京等地有少量符合国III标准的柴油),含硫量在500ppm以下,而国IV标准要求的柴油含硫量小于50ppm。国内的炼油企业何时能提供符合要求的超低含硫量柴油仍是个未知数,这也是国内大多数柴油机企业准备采用SCR技术方案的原因之一。,8.柴油发动机的保养 要延长柴油机的使用寿命,在使用过程中,就要加强空气滤清器、润滑油滤清器和燃油滤清器这三种滤清器的保养,充分发挥它们的作用。空气滤清器在安装时不可漏装、反装或错装各密封垫圈及橡胶连接管,并保证各按嵌处的严
17、密性。使用的纸质集尘杯空气滤清器,每工作50-100小时,要清除尘土1次,可用软毛刷将表面尘土刷掉,若工作时间超过500小时或已损坏,就应及时更换。使用油浴式空气滤清器,每工作100-200小时,应用清洁的柴油清洗滤芯,并更换其中的润滑油,若滤芯已破碎,就需立即更换,并注意在使用中,按规定添加润滑油。润滑油滤清器在柴油机使用中如不及时保养,滤芯堵塞、润滑油压力增加,安全阀打开,润滑油直接流入主油道,会加剧润滑表面的磨损,影响柴油机的使用寿命。因此,润滑油滤清器每工作180-200小时,就要清洗1次,发现破损,应立即更换,以防止杂质进入润滑表面。柴油机换季使用,还应清洗曲轴箱和各润滑表面,方法是
18、用润滑油、煤油和柴油混合后作洗涤油,可在润滑油放出后加入洗涤油清洗,然后,柴油机低速运转3-5分钟,再放尽洗涤油,加入新润滑油。燃油供给系统中的各种燃油滤清器,每工作100-200小时,就应清除杂物1次,并对油箱和各输油管道进行全面清洗。在清洗滤芯和密封件时,应特别仔细,发现破损,需及时更换。在季节过渡换油时,应对整个燃油供给系统的各零部件进行清洗。使用的柴油,应符合季节要求,并需经48小时的沉淀净化处理。,9.柴油使用指南 根据国标(GB25287),轻柴油规格按凝点分为10、0、-10、-20、-35和-50六个牌号,分别表示凝点不高于10、0、-10、-20、-35和-50;牌号越高,凝
19、点越低。柴油是应用于压燃式发动机(即柴油发动机)的专用燃料。柴油的外观为水白色、浅黄色或棕褐色的液体。柴油又分为轻柴油与重柴油二种。轻柴油是用于1000r/min以上的高速柴油机中的燃料,重柴油是用于1000r/min以下的中低速柴油机中的燃料。一般加油站所销售的柴油均为轻柴油。轻柴油产品目前执行的标准为GB 252-2000 轻柴油标准,该标准中柴油的牌号分为10号、5号、0号、-10号、-20号、-35号、-50号,柴油的牌号划分依据是柴油的凝固点。冷滤点是衡量轻柴油低温性能的重要指标,能够反映柴油低温实际使用性能,最接近柴油的实际最低使用温度。用户在选用柴油牌号时,应同时兼顾当地气温和柴
20、油牌号对应的冷滤点。5号轻柴油的冷滤点为8,0号轻柴油的冷滤点为4,10号轻柴油的冷滤点为5,20号轻柴油的冷滤点为14。,10.轻柴油牌号的选用 根据GB 252-2000标准要求,选用轻柴油牌号应遵照以下原则:、10号轻柴油适用于有预热设备的柴油机;、5号轻柴油适用于风险率为10%的最低气温在8以上的地区使用;、0号轻柴油适用于风险率为10%的最低气温在4以上的地区使用;、-10号轻柴油适用于风险率为10%的最低气温在-5以上的地区使用;、-20号轻柴油适用于风险率为10%的最低气温在-14以上的地区使用;、-35号轻柴油适用于风险率为10%的最低气温在-29以上的地区使用;、-50号轻柴
21、油适用于风险率为10%的最低气温在-44以上的地区使用;,二.发动机悬置 发动机的悬置系统合理的设计直接影响到整车的舒适性、以及操控性等等,发动机一般分为前置后驱、前置前驱、后置后驱、后置前驱几种布置型式,华菱汽车采用的是前置后驱的布置型式。现就华菱汽车发动机悬置系统设计做以下说明:1.华菱汽车发动机悬置系统设计要求发动机本身是一个内在的振动源,同时也受到来自外部的各种振动干扰。引起零部件的损坏和乘坐的不舒适等。所以设置悬置系统,把发动机传递到支承系统的振动减小到最低限度。成功地控制振动,主要取决于悬置系统的结构型式、几何位置及悬置软垫的结构、刚度和阻尼等特性。确定个合理的悬置系统是一件相当复
22、杂的工作,它要满足系列静态及动态的性能要求,同时又受到各种条件的约束,这些大大增加了设计的难度。一般来讲对发动机悬置系统有如下要求。能在所有工况下承受动、静载荷,并使发功机总成在所有方向上的位移处于可接受的范围内,不与底盘上的其他零部件发生干涉。同时在发动机大修前,不出现零部件损坏。能充分地隔离由发动机产生的振动向车架及驾驶室的传递,降低振动噪声。能充分地隔离由于路面不平产生的通过悬置而传向发动机的振动,降低振动噪声。保证发动机机体与飞轮壳的连接面弯矩不超过发动机厂家的允许值。,2.华菱汽车发动机悬置系统的布置 悬置点的数量根据动力总成的长度、质量、用途和安装方式等决定。悬置系统可以有3、4、
23、5点悬置 华菱汽车一般采用三点及四点悬置系统。三点式悬置与车架的顺从性最好,因为三点决定一个平面,不受车架变形的影响,而且固有频率低,抗扭转振动的效果好。值得推荐的是前悬置采用两点左、右斜置、后端一点紧靠主惯性轴的布置方案,具有较好的隔振功能。虽然四点式悬置的稳定性好、能克服较大的转矩反作用力,不过扭转刚度较大,不利于隔离低频振动。经过合理设计,仍可满华菱汽车的要求。在重型汽车上,因为其动力总成质量和长度大,为了避免发动机机体后端面与飞轮壳接合面上产生过大的弯矩,一般在变速器上增加一个辅助支点,从而形成五点式悬置。由于该支点距动力总成的质心最远,又是过定位点,因此辅助支点刚度不能太大,以避免因
24、车架变形而损坏变速器或悬置支架。,燃料供给系统,一、供油系统概述1.1 供油系统功用是储存、滤请和输送柴油,并按照柴油机各工况需求,定时、定量、定压将柴油喷入燃烧室,最后将废气排入大气。1.2 供油系统组成,1)低压油路:油压是由输油泵建立的,而输油泵的出油压力一般为01503MPa,故这段油路称为低压油路,只用以向喷油泵供给滤清的燃油。构成为:油箱、粗滤器、输油泵 和细滤器2)高压油路:油压是由喷油泵建立的,一般在10MPa以上,故称此段油路为高压油路。喷油泵、喷油器 和喷油(回油)1.3 柴油机使用主要有以下特点:1)压缩比大2)经济性好3)故障少4)排气污染小5)排气噪声大,针对以上供油
25、系统的特点,我公司主要匹配供油系统低压油路,下面详细介绍各部件:(一)、燃油箱1.概述:针对HO8欧三新车型,我公司供油系统采用铝合金燃油箱,容积有250L320L350L360L380L500L650L,截面有小截面和大截面,可满足不同车型的匹配,该品种燃油箱具有容积大,重量轻,耐腐蚀性强,清洁节能,美观耐用和固定方便等特点,符合汽车轻量化的国际汽车发展方向。2.具体特点如下:2.1、结构特点,汽车燃油箱是汽车供油系中用于贮存汽车燃油的低压容器。多是用薄板冲压件焊接而成。主要由油箱箱体、油量感应器、吸回油管总成、加油管总成、油箱盖总成、放油螺塞、通气管等几部分组成。,2.2、执行标准本公司产
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