《港口内燃机》第07章

1,工程机械内燃机,第七章内燃机冷却润滑及起动系,2,内容提纲,第一节冷却系第二节润滑系第三节起动系,3,第一节冷却系,一、冷却系的功用,1发动机过热的危害,1）零件的机械性能降低，导致变形或损坏；2）运动件的正常间隙被破坏，造成零件卡死；3）降低充气效率，使发动机功率下降；4）润滑情况恶化，加剧了零件的摩擦磨损；5）早燃和爆燃的倾向加大。,4,第一节冷却系,一、冷却系的功用,2发动机过冷的危害,1）散热损失过大，引起热效率下降；2）不利于可燃混合气的形成和燃烧，导致内燃机工作粗暴，积炭增多，油耗增加；3）润滑油粘度增大，零件运动阻力增加，降低输出功率；4）燃烧生成物中的水蒸汽和硫化物易凝结成酸性液体侵蚀零件；5）汽油机中，容易使汽油流入曲轴箱稀释润滑油，影响润滑效果。,5,第一节冷却系,一、冷却系的功用,3功用,保持发动机在最适宜的温度范围内工作，以取得良好的经济性、动力性和可靠性及耐久性。,6,第一节冷却系,二、冷却方式,1按冷却介质不同分类,（1）风冷式高温零件的热量直接散入大气；摩托车广泛采用，一些军用车辆和缺水地区的车辆也采用。（2）水冷式以水为冷却介质，热量先由机件传给水，靠水的流动把热量带走而后散入大气中。散热后的水再重新流回到受热机件处。适当调节水路和冷却强度，就能保持发动机的正常工作温度。同时，还可用热水预热发动机，便于冬季起动。工程机械、汽车和船舶内燃机广泛使用。,7,第一节冷却系,二、冷却方式,2按冷却水循环方式分类,（1）自然循环冷却,利用水的密度随温度而变化的性质以产生自然对流，使冷却水在冷却系内循环流动。这种方式特点是结构简单，维护方便，但因水循环缓慢，冷却强度低，且冷却不均匀甚至过热。,8,第一节冷却系,二、冷却方式,2按冷却水循环方式分类,（2）强制循环冷却,强制循环式水冷却系统中，冷却水不直接与大气相通，水的循环是在水泵压力下强制进行的。由于冷却水循环速度快，散热能力也大，冷却水套进出口的温度差较小（不超过10C），因而能对受热零件进行均匀可靠的冷却。大功率多缸发动机基本上均采用强制冷却系统。,9,第一节冷却系,三、强制循环冷却系的组成,1组成,百叶窗,散热器,散热器盖,风扇,水泵,水温表,节温器,分水管,冷却水套,放水开关,10,第一节冷却系,三、强制循环冷却系的组成,11,第一节冷却系,三、强制循环冷却系的组成,2冷却液,水冷系中的冷却液应该采用清洁的“软水”，如雨水、雪水、自来水等。而井水、泉水等“硬水”中含有钙、镁等矿物盐类等，易产生水垢，不可以直接使用，处理方法是煮沸和加入软化剂。为了防止冬季低温时造成冷却系统部件的胀裂，可加入防冻液，常用乙二醇的水溶液。,12,第一节冷却系,三、强制循环冷却系的组成,3水冷却系的大、小循环,13,第一节冷却系,四、水冷系的主要部件,1散热器,作用：将冷却水携带的热量散入大气以降低冷却水温度。,结构：由上水箱、下水箱、散热器芯等组成。,14,第一节冷却系,四、水冷系的主要部件,1散热器,散热器芯：,广泛采用管式芯部。分为管片式和管带式。,15,第一节冷却系,四、水冷系的主要部件,1散热器,空气蒸汽阀：,蒸汽压力高时，蒸汽阀开启，蒸汽凝结时，空气阀开启，保证散热器不被损坏。并能提高冷却水的沸点，增强散热能力。,16,第一节冷却系,四、水冷系的主要部件,2风扇,功用：,提高流经散热器的空气流速和流量，以增强散热器的散热能力并冷却发动机附件。,通常为轴流式，装在发动机与散热器之间，与水泵同轴驱动。风扇安装在前方的牵引车、汽车，一般采用吸风式，风扇安装在后方的叉车、单斗机等，一般采用吹风式。,形式：,17,第一节冷却系,四、水冷系的主要部件,3水泵,功用：,对冷却水加压，使之在冷却系中加速循环流动。,水泵轴,叶轮,出水管,进水管,离心式水泵具有尺寸小，出水量大，结构简单，损坏后不妨碍水在冷却系中自然循环的特点，故为强制循环式冷却系普遍采用。,18,第一节冷却系,四、水冷系的主要部件,4冷却强度调节装置,根据发动机不同工况和不同使用条件，改变冷却系的散热能力，即改变冷却强度，从而保证发动机在最有利的温度状态下工作。,一种是改变冷却液的流量和循环路线，通常利用节温器；另一种是改变流经散热器的空气流量和流速，通常利用百叶窗和风扇离合器。,作用：,调节方式：,19,第一节冷却系,四、水冷系的主要部件,4冷却强度调节装置节温器,装在冷却水循环的通路中，根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，以达到调节冷却系的冷却强度。主要有蜡式和折叠式两种，目前多数发动机采用蜡式节温器。,20,第一节冷却系,四、水冷系的主要部件,4冷却强度调节装置风扇离合器,使内燃机冷却风扇的转速随内燃机负荷变化作相应的自动调节，以改变流经散热器的冷却风量，控制内燃机的工作温度，减少风扇的功率消耗及降低风扇噪声。,21,内容提纲,第一节冷却系第二节润滑系第三节起动系,22,第二节润滑系,一、润滑系的功用与润滑方式,1功用,把清洁的、温度适宜的润滑油以一定的压力不断供给各零件的摩擦表面，进行可靠的润滑，保证内燃机各零件能正常工作。兼有清洗、冷却、密封、防蚀、液压、减震缓冲等作用。,2润滑方式,由于发动机各运动零件的工作条件不同，对润滑强度的要求也就不同，因而要相应地采取不同的润滑方式。常用润滑方式有：压力循环润滑、飞溅油雾润滑和定期加注润滑剂。,23,第二节润滑系,一、润滑系的功用与润滑方式,利用机油泵，将具有一定压力的润滑油源源不断地送往各摩擦表面。例如，曲轴主轴承、连杆轴承及凸轮轴轴承等处承受的载荷及相对运动速度较大，需要以一定压力将机油输送到摩擦面的间隙中，方能形成油膜以保证润滑。,2润滑方式,1）压力循环润滑,24,第二节润滑系,一、润滑系的功用与润滑方式,2润滑方式,2）飞溅油雾润滑,利用运动零件飞溅起来的油滴或油雾，将机油送到摩擦表面上去。这种润滑方式可使气缸壁、活塞销、配气凸轮和气门挺柱等得到润滑。,3）定期加注润滑剂,对于无法进行飞溅油雾润滑的表面或内燃机辅助装置的零件采用定期加注润滑剂进行润滑。例如风扇和水泵轴、发电机轴、分电器轴、正时齿轮等。,25,第二节润滑系,一、润滑系的功用与润滑方式,3机油的选用,机油的选用原则是在保证内燃机润滑可靠的前提之下，选用低粘度的机油，以减小摩擦损失和有利于内燃机的起动。除了根据使用地区和气候条件外，对于经常在重负荷下工作、工作负荷经常变化、开停频繁的工程机械内燃机，则应选用高粘度的机油。,26,第二节润滑系,二、润滑系的组成及润滑油路,1润滑系的组成,润滑系一般由油底壳、机油泵、机油滤清器、机油冷却器、调压阀、旁通阀和机油压力表、温度表等组成。,27,第二节润滑系,二、润滑系的组成及润滑油路,2润滑系的分类,按照循环机油的贮存方式不同，分为湿式循环和干式循环两大类。,湿式循环：用油底壳兼作贮油箱，机油直接贮存在油底壳内。机油泵直接从油底壳吸油并把它输入润滑系统，然后再流回油底壳。干式循环：机油单独贮存在内燃机外部的机油箱内，而内燃机上的油底壳只是收集由各润滑部位循环回来的机油，然后通过吸油泵送到机油箱内贮存，机油箱内的机油通过压送泵送到内燃机各摩擦表面上去。,28,第二节润滑系,二、润滑系的组成及润滑油路,3润滑油路,29,第二节润滑系,二、润滑系的组成及润滑油路,4防止主油道中润滑油压力过高和过低的措施,（1）设有油压传感器、油压表及油标尺，可检查润滑系统是否处于正常状态。（2）设有旁通阀，防止粗滤器堵塞时造成润滑部位缺油。（3）设有调压阀，防止润滑油压力过高或过低。,30,第二节润滑系,三、润滑系主要部件,1机油泵,功用：提高机油压力，保证机油在润滑系统内不断循环。分类：目前发动机润滑系中广泛采用的是齿轮式和转子式两种。,31,第二节润滑系,三、润滑系主要部件,1机油泵,32,第二节润滑系,三、润滑系主要部件,1机油泵,33,第二节润滑系,三、润滑系主要部件,2机油滤清器,一般润滑系中装有几个不同滤清能力的滤清器，集滤器、粗滤器和细滤器，分别串联和并联在主油道中。集滤器装在机油泵之前，防止较大的机械杂质进入机油泵；粗滤器与主油道串联，全部循环机油都流过它，作为全流式滤清器；细滤器与主油道并联，作为分流式滤清器，过油量约为1030。,34,第二节润滑系,三、润滑系主要部件,3机油冷却器,机油冷却器将机油置于冷却水路中，利用冷却水的温度来控制润滑油的温度。当润滑油温度高时，靠冷却水降温，发动机起动时，则从冷却水吸收热量使润滑油迅速提高温度。,35,第二节润滑系,36,第二节润滑系,四、曲轴箱通风,1曲轴箱通风原因,发动机工作时，一部分可燃混合气和废气经活塞环泄漏到曲轴箱内，使曲轴箱内的压力增大，温度升高，易使机油从油封、衬垫等处向外渗漏。曲轴箱内的机油会被泄漏的气体污染，形成水分和各种酸类物质，对运动零件和其他机件产生侵蚀和锈蚀。,37,第二节润滑系,四、曲轴箱通风,2曲轴箱通风方式,自然通风：将曲轴箱中的气体直接导入大气中。柴油机多采用这种方式。强制通风：将曲轴箱中的气体引入空气滤清器，吸入气缸再燃烧。汽油机一般采用。,38,内容提纲,第一节冷却系第二节润滑系第三节起动系,39,第三节起动系,一、起动过程与起动方式,1起动系作用,提供外力，以便安全可靠地使内燃机由静止状态转入运转状态。,2起动过程,从外力开始转动曲轴到内燃机自行运转的全过程。,40,第三节起动系,一、起动过程与起动方式,3起动方式,（1）人力起动：手摇转动飞轮，小功率机采用。（2）电动机起动：工程机械、汽车等使用。（3）辅助发动机起动：柴油机用汽油机起动，用于大功率柴油机的起动。（4）压缩空气起动：将高压空气按工作顺序送入气缸推动活塞而驱动曲轴旋转。,41,第三节起动系,二、电动机起动方式,主要由直流电动机、操纵机构和离合机构三部分组成。,1直流电动机,常采用串激直流电动机，其特点是低速时转矩很大，随转速升高，转矩减小，这一特征非常适合发动机起动的要求。一般汽油机用起动机电源为12V蓄电池，柴油机用起动机电源为24V蓄电池。,42,第三节起动系,二、电动机起动方式,2操纵机构,作用,使起动机上的起动齿轮与飞轮上的齿圈进入啮合并接通起动机电源开关。,分类,分为直接操纵式和电磁操纵式两种。,直接操纵：由驾驶员直接推动拨叉来使传动齿轮副进入啮合。结构简单、使用可靠、但操作不便，目前已很少使用。,电磁操纵：由驾驶员通过起动开关操纵继电器，而由继电器操纵起动机电磁开关和齿轮副，或通过起动开关直接操纵起动机电磁开关和齿轮副。布置灵活、使用方便、适宜于远距离操纵，目前在车用发动机上广泛使用。,43,第三节起动系,二、电动机起动方式,3离合机构,在起动时，保证起动机的动力能够通过飞轮传递给曲轴；起动完毕，发动机开始工作时，立即切断动力传递路线，使发动机不可能反过来通过飞轮驱动起动机以高速旋转。,作用,分类,常用有滚柱式、摩擦片式和弹簧式。,44,第三节起动系,二、电动机起动方式,3离合机构,滚柱式工作原理,45,第三节起动系,二、