浙江新柴股份有限公司--原理与结构

1,浙江新柴股份有限公司ZhejiangXinchaiDieselEngineCo.,Ltd,柴油机原理、构造2009年1月,2,3,公司简历及介绍,4,公司简介,1958：建厂，厂名为地方国营南明机械厂1971：开始生产295型柴油机1976：与上海内燃机研究所合作研制485Q高速柴油机1977：厂名改名新昌柴油机厂1978：485Q配2-3内燃（柴油）平衡重式叉车成功，安徽比武会上优于495配套1979：485Q型柴油机通过鉴定1982：厂名改为浙江新昌柴油机总厂1983：490型柴油机通过省级鉴定1983：490型获国家经委优秀新产品金龙奖1984：490型柴油机获国家科委技术成果三等奖1984：485型柴油机获部优质产品称号1984：新柴厂与英国里卡多公司签订490设计改进专项合同1985：以新柴厂名义对外与奥地利AVL公司签订493直喷柴油机技术专项合同,5,公司简历,1986：采用英国里卡多技术490QA型试制出样机1989：在成都召开490QA、493Q型部级鉴定会。1991：一所厂联合开发N85涡流机系列通过部级鉴定1994：与洛拖所联合开发495系列1996：新柴开发NA85B直喷机短行程系列1996：新柴开发NB85B直喷机长行程系列1997：495B系列柴油机通过省级鉴定1998：新柴自主开发98系列1999：498B系列通过省级鉴定1998：厂名改为浙江新昌柴油机有限公司2000：厂名浙江新柴动力有限公司2003：A490BPG通过省级新产品鉴定，新柴被命名为省级高新技术企业2004：火炬计划：国家级高新技术企业2007：公司转为股份公司，更名为“浙江新柴股份有限公司”,6,柴油机原理,7,内燃机分类方法,一、按燃料分类1、柴油机：以柴油为燃料的压燃式内燃机2、汽油机：以汽油为燃料的点燃式内燃机3、煤气机、煤油机、氢气机等二、按运动方式分类1、往复活塞式内燃机2、旋转活塞式内燃机（低速动力性、经济性、起动性及耐久性较差，尚未普遍应用）三、按气缸排列方式分类1、直列式2、V型（又称双列式）3、对置式、W型、星形和X型等四、按冲程分类1、二冲程内燃机（小型摩托车，大型船用万匹柴油机等），曲轴旋转一圈完成一个工作循环2、四冲程内燃机，曲轴旋转二圈五、按点火方式分类1、点燃式（主要指汽油机，还有煤气机、氢气机、煤油机等）2、压燃式（柴油机）六、按用途分类车用（15分钟功率）工程机械用（1小时功率）拖拉机用（12小时功率）船用（持续功率）七、按进气方式分类1、自然吸气式内燃机2、增压式内燃机八、按冷却方式分类1、风冷式内燃机2、水冷式内燃机,8,基本名词,工作循环:在内燃机内部,每一次把柴油燃烧产生的热能转化为机械能,都要经过把空气吸入,压缩,燃烧,做功,再把废气排出这一系列连续过程.上止点与下止点:活塞在气缸内上下往复运动时,活塞离曲轴中心最远时,也就是它运动的最高点叫上止点,相反叫下止点.此时活塞运动速度为零.活塞行程:活塞运行的上,下止点之间的距离.用字母S表示.S=曲柄半径的2倍.,9,气缸工作容积(气缸排量)活塞从上止点到下止点运行时,所扫过的容积.4缸机各气缸工作容积的总和叫内燃机的工作容积或叫发动机排量.用VL表示.燃烧室容积活塞在上止点时,活塞顶部与气缸盖内表面所形成的空间.用VC表示.它与气缸工作容积的和即为气缸总容积Va即Va=VL+VC压缩比气缸总容积Va与燃烧室容积VC之比叫压缩比,即=Va/VC,10,490BPG和A490BPG柴油机的技术性能参数,11,495BPG/A495BPG柴油机的技术性能参数,12,498BPG柴油机的技术性能参数,13,柴油机的主要技术数据,1、配气定时进气门开上止点前11进气门关下止点后41排气门开下止点前49排气门关上止点后11气门间隙（冷态）mm进气门0.35排气门0.452、带提前器供油提前角为1718CA3、柴油机的名种温度和压力范围1）标定工况下的排气温度550C2）机油温度95C3）冷却水出水温度7595C4）主油道机油压力0.200.44MPa4、几种重要螺栓的扭紧力矩N.m1）连杆螺栓98.1117.6；2）气缸盖螺栓117.6137.23）飞轮螺栓98.1117.6；498BPG是1501604）主轴承螺栓137.2156.85）起动爪127.41475、油底壳机油容量约等于6L,14,柴油机四行程介绍,进气行程压缩行程作功行程排气行程,15,进气行程,柴油机是在气缸内部形成混合气，先把空气引进气缸，这一把空气引进气缸的过程，称为进气过程。完成进气过程的结构保证是：活塞被曲轴带动由上止点向下止点移动（这个行程为进气行程，与此同时进气门开启，排气门关闭。注：充气量越大越好。柴油机吸入气缸的是纯空气，只有充气量大，才能相应地增加供油量，从而在燃烧时放出更多的热量，使发动机发出更大的功率。另外,还要有一定的速度,以便形成混合气.,16,压缩行程,随着曲轴的转动，活塞被带动由下止点向上止点移动（这个行程称为压缩行程），与此同时，进、排气门均关闭。在压缩行程接近终了时，气压达3.55MPa温度达500700oC，由喷油器把来自喷油泵的高压柴油以雾状喷入气缸。雾状柴油在很短的时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。由于压缩终了时缸内的温度比柴油的自燃温度高300-400K，柴油很快即完成燃烧前的物理化学准备而自行发火燃烧；,17,作功行程,在压缩终了时，喷油器将柴油喷入气缸，细小的油雾在高压、高温和高速气流作用下很快蒸发，与空气混合成可燃混合气，并在高温下自行着火迅速燃烧，使气缸内气体温度和压力急速上升,燃气的最高温度可以到达170020000C,最高压力大810MPa.燃烧过程进行的时间极其短暂，在活塞被高压气体推动下行的过程中，曲轴被强制旋转作功，即进行热能与机械能的转换。这一活塞由上止点向下止点移动的行程称为作功（或膨胀）行程。在此期间，两个气门均应关闭。,18,排气行程,可燃混合气燃烧后变成废气。为了使发动机有进行下一循环的可能，必须把废气排出，进行所谓的排气过程。完成排气过程的结构保证是：活塞被曲轴带动由下止点向上止点移动（这个行程称为排气行程），与此同时，排气门开启，进气门关闭。,19,柴油机原理小结,综上所述，四行程发动机的一个工作循环包括进气、压缩、燃烧、作功和排气等五个过程，这期间活塞在上、下止点间往复移动四个行程，相应地曲轴旋转两圈。在讨论以上各行程时，可以看到发动机若干主要零件的内在联系，正是由于发动机各组成机件之间存在着严密的协调关系，才保证了发动机工作循环的实现。主要零件与工作行程的相互关系归纳如表。,20,主要机件在工作中的协调关系,21,22,混合气的形成,柴油机在进气过程吸入的是纯空气,在压缩快结束时油才喷入,形成混合气.但时间极短,且柴油蒸发性和流动性差,就必须进相对多的空气,使燃烧充分.混合气的形成有两种,一是空间的雾化,气缸内空气与油的相对速度把油滴分散,形成小粒和油的蒸发气体,这时的混合气有液态的也有气态的;二是油膜的蒸发,燃油如果少量喷到燃烧室上,它形成油膜,油膜受热的作用和气流的作用使得油膜蒸发,这时的混合气完全是气体要求它混合尽量均匀,油滴细小.,23,柴油机结构,24,柴油机结构示意图,曲柄连杆机构,配气机构,两大机构,传动系统,润滑系统,冷却系统,电器系统,五大系统,柴油机基本构造,燃油系统,25,曲柄连杆机构,曲柄连杆机构是发动机进行热功转换的主要机构。进行热功转换的第一步是使燃料燃烧放出热能，第二步则是把热能转变为机械功。曲柄连杆机构包括气缸体曲轴箱组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分。气缸体曲轴箱组：气缸体（曲轴箱）、下曲轴箱、气缸盖、气缸垫等。活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销、连杆体、连杆盖、连杆螺栓曲轴飞轮组：曲轴、飞轮等,26,曲轴飞轮总成,27,活塞连杆总成,28,曲柄连杆机构装配过程,29,配气机构,配气机构是实现和控制内燃机充量更换的一种机构。它按工作循环和气缸工作顺序按时开、闭进、排气门，使新鲜空气进入燃烧室并将燃烧后的废气排出。四冲程内燃机采用气门式配气机构。它由气门组和气门传动组二部分组成。气门组包括进气门、排气门、气门导管、气门座圈、气门弹簧等零件。气门传动组包括气门挺柱、气门推杆、气门摇臂、凸轮轴、凸轮轴正时齿轮及凸轮轴衬套等零件。,30,气缸盖及配气机构,31,气门顶置式配气机构工作示意,32,传动系统,传动系统，是由曲轴正时齿轮、正时惰齿轮、凸轮轴正时齿轮、喷油泵正时齿轮和喷油泵正时齿轮套（当柴油机不带喷油提前器时）等组成。各正时齿轮上刻有定时记号，装配时在齿轮啮合处必须对准记号，以保证各运动件间的相互运动关系（见附图）。,33,正时齿轮啮合图,34,35,正时齿轮传动系总成,36,燃油系统,柴油机燃油系统的功用：（1）按气缸工作顺序与不同工况，将一定数量的燃油加压，在适当时刻，以与燃烧室类型相适应的油束喷入燃烧室内，形成雾状或油膜，并与空气混合，形成可燃混合气。（2）滤去燃油内的机械杂质与尘土。柴油机燃油系统的组成：输油泵、燃油滤清器、喷油泵（带调速器、提前器）、喷油器及高低压油管。,37,38,燃油供油系统,39,润滑系统,润滑系具有润滑、冷却、清洁、密封、防腐等多种功能。润滑系由集滤器、机油泵、机油滤清器、机油冷却器、各种控制阀和油压、油温、油面等测量装置。它们的润滑方式都采用了压力润滑和飞溅润滑两种方式（见附图）。,40,41,润滑系统示意图,42,冷却系统,目前广泛采用的冷却系为闭式、加压、冷却液强制循环型。它由散热器、水泵、风扇、节温器等基本部件组成。,43,大循环,44,电器系统,柴油机的电器包括蓄电池、起动电机、发电机、起动按钮、仪表等