机械喷油泵可以用机械增压与涡轮增压压器吗

直列式喷油泵气动喷油泵_百度文库
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直列式喷油泵气动喷油泵
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涡轮增压器零部件的检查与更换判断
&&& 是提高发动机功率和改善经济性最有效的措施,也是发动机强化的必然途径,它已广泛地用于大马力拖拉机及联合收获机上。但是实际使用中,常常因使用维护不当而发生早期损坏,致使发动机动力性下降,排气管冒黑烟或蓝烟等。而在拆检维修中,很多修理工因不了解的工作原理、结构特点,乱拆乱卸,盲目换件而造成工作性能下降。
&&& 由于的一些重要机件都是耐高温材料,例如涡轮是陶瓷合金的,所以在检修时,全部采用更换新件的方式。哪些件需要更换,哪些件不需要更换,是以烧蚀、磨损、变形、几何尺寸误差增大等诸多方面来整体测评。由于不同的其几何尺寸误差,装配间隙均不相同,所以这里所讲的检查与更换判断是以直观的外观检查为主。
&&& 1.增压器浮动轴承
&&& 的轴承通常采用浮动轴承或滚动轴承。高转速的一直使用高可靠性的浮动轴承。浮动轴承与转子轴颈和中间壳轴承座之间均留有一定间隙。在运转中,转子轴和浮动轴承全部浮在润滑油中,彼此之间不产生机械摩擦。增压器转子轴和轴承之间的润滑采用压力润滑,润滑油来自发动机的主油道,通过细滤器滤清后,进入增压器的中间壳体。使用中若机油较脏或变质,浮动轴承不容易形成油膜,轴承处于半干摩擦中易被划伤,甚至过热使轴承变形或发蓝。拆卸后若出现划伤、变形或发蓝现象必须更换。检查时若发现中间的浮动轴承积碳,要疏通润滑油的进、出油口;更换机油滤芯,加注标准的机油。
&&& 2.止推轴承板
&&& 工作时,若供油充足,止推轴承板一般不发生磨损,但若机油过脏或变质,容易将进油孔堵塞,形成半干摩擦,产生磨损,而且变形,拆卸后视情况更换。
&&& 3.空气压缩机壳体的检修
&&& 空气压缩机壳增压面进口如有轻的划伤,可以用细砂布磨平压缩机壳上的小毛刺和刻痕;若压气机壳增压面进口有深的划伤时,不能继续使用。压缩机壳如有裂纹或变形,应予以报废。
&&& 4.涡轮壳的检修
&&& 涡轮壳的作用是收集从扩压管流出的空气,并将其引向压气机出口。空气在涡壳中继续减速增压,完成由动能向压力能转变的过程。目测检查涡轮壳是否与叶轮触磨;检查安装凸缘和V形箍带处的裂纹。检查涡轮壳进口端是否有裂纹,其进出口是否有变形和烧损等,如有裂纹、变形、烧损、腐蚀严重等情况应换新的。一般情况下,拖拉机农田作业或运输作业里程5~6万km后,要更换涡轮和轴承密封件。
&&& 5.轴承壳的检修
&&& 检查轴承壳在进油和回油接头处的裂纹;测量轴承壳孔内径;从空气压缩机壳出口到涡轮壳出口在4个等距离的位置上测量轴承壳长度;如果测量结果表明轴承壳有扭曲现象,轴承壳应予报废。
&&& 6.油封板的检修
&&& 检查油封板上的裂纹、表面粗糙度和变形情况。如有损坏,应予更换。
&&& 7.密封环
&&& 在运转时,密封环直接与相关运动零件
发生干摩擦,必然产生磨损,若不拆卸时因相互摩擦配合完好,尚能可靠密封,一经拆卸,配合难以复原,密封性降低,因此必须更换。拆卸后可测量密封环套厚度以检查磨损情况。将新的密封环装入槽中,如果间隙超过0. 23 mm,应将油封套报废。浮动轴承挡圈,属于易损密封件,一经拆卸必须更换。
&&& 8.空气压缩机叶轮的检修
&&& 空压机叶轮由叶片、轮毂、轮盘和轮盖组成。它旋转时使空气在离心力的作用下受到压缩并甩向工作轮边缘,使空气的动能得到提高,其压力、流速和温度都有所增加。空压机叶轮用铝合金铸造,用螺母固定在转子轴上。如果叶片上有裂纹、破裂或有与压缩机壳碰刮过的痕迹,可用特种染色溶液检查裂纹。
&&& 9.涡轮叶轮检修
&&& 涡轮的叶片和轮盘用精密方法铸成一体,叶片的形状一般采用抛物线形或二次曲线形。由于涡轮在高温、高速及腐蚀性燃气的冲击下工作,因此要求其材料强度高、耐高温、耐腐蚀,常用耐热合金钢铸造。一般将涡轮与转子轴焊为一体。检查时要检查密封环槽的损伤情况。小的沟槽或伤痕是许可的,但不允许有深的沟槽。在最新使用之前,用细砂布研磨。检查涡轮止推凸肩上的刻痕;用特种染色溶液检查涡轮叶轮上的裂纹。如果涡轮叶轮上有裂纹,整个总成就不能使用。
&&& 10.涡轮转轴轴颈
&&& 经一段时间运行后,转轴表面一般都要产生高温变色,轴承部位磨亮,只要轴颈配合间隙在规定范围之内,没有明显划痕与沟槽,仍可继续使用。
&&& 11. &V&形箍带、止推片、轴承体
&&& &V&形箍带如果没有损坏,可以清洁后再次使用。只要轴向窜动间隙在规定范围之内,止推片没有划伤、台阶沟槽仍可继续使用。轴承体的浮动轴承内孔,由于供油充足一般不会磨损,拆卸后只要没有很明显的划伤,不必更换。
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页面执行时间:16,484.38000 毫秒柴油机涡轮增压器的使用与保养
柴油机涡轮增压器的使用与保养
&&&&&&&&不同品牌的废气涡轮增压器(包括卡特、惠远、盖瑞特等)在各种大、中型柴油卡车、平板运输车、自卸车以及各种工程机械上应用广泛。如ZL-50装载机的上柴6135柴油机上装有GJ110、J112增压器;PY-180平地机的D6114柴油机上装有&HIE增压器;解放工程王自卸车装有WHIC增压器;斯太尔重型车装有盖瑞特增压器等。它们使柴油机在结构尺寸不变的条件下明显提高功率、增大扭矩,同时降低油耗,减少排气污染,尤其在高原地区效果更加明显。在工作过程中,增压器的转速高达每分钟数万转,并且长期在排气高温下运转,因此其工作条件恶劣。上述车辆在使用中,都不同程度出现过由于增压器使用不当造成的动力下降、油耗上升,进而导致作业效率和经济效益大幅下降。笔者根据常年在工程实践中对柴油机废气涡轮增压器各种故障的研究,就其常见故障的产生原因及预防措施特作如下讨论。&   1正确使用柴油机&   首先是柴机油的质量等级,对于低增压柴油机,应选用不低于CC级的柴机油;对于中增压柴油机,则应选用不低于CD级的柴机油。其次是柴机油的粘度等级,应根据气温条件、机件磨损状况等选用合适的粘度牌号。再次是柴机油的清洁性,因为废气涡轮增压器的转子轴与其轴承(轴套)的配合较为精密,若柴机油过脏或变质,会将杂质或磨粒等带入增压器内,轻则加速轴承磨损,重则不能形成润滑油膜而使转子轴与轴承咬死。因此一定要保持机油的清洁,经常清洁机油滤清器,及时更换变质失效的机油。&   2正确的冷车起动方法&   车辆起动后,应让柴油机怠速运转几分钟(取决于发动机温度和外界大气温度),待机油达到一定的温度和压力,流动性能改善,增压器轴承得到充分润滑后,方可提高转速,起步行驶或投入施工作业,这一点在外界气温较低时尤为重要。对于停车时间较长(如超过数天)的车辆,起动前应该松开增压器进油管接头,向进油口加注适量与油底壳同牌号的机油,以防起动时因润滑不良而使转子轴发生烧蚀。有的用户在解放工程王自卸车上,在日本小松平地机上曾经发生过类似的情况,应该尽量避免。&   3正确的熄火方法&   正在高速运转的柴油机,如果突然熄火,废气涡轮增压器内的机油会因机油泵停转而马上停止循环流动,&但增压器的转子轴在惯性作用下仍在高速旋转,这就容易因断油而与其轴承烧死。另外,带负荷运转的柴油机,其排气歧管温度很高,若突然停转,该处热量便传至增压器壳体上,把已经停止流动的机油熬煎成积炭。当积炭越积越多时,还会阻塞进油口,导致轴承缺油,即使进油口不堵塞,积炭也会加速轴承磨损。为此,熄火前务必让柴油机逐渐减少负荷,最后怠速运转适当时间,待增压器转子轴转速降低和机油温度有所下降后再熄火停车。熄火后,增压器转子轴仍会继续空转一定时间,有时可听到轻微的“嗡嗡”声。&   4柴油机运转中的正确操作&   ①保持增压器的正常工作温度。增压器工作时,涡轮壳正常温度为400℃左右,压气机壳的温度以不烫手为合适,在使用中,若柴油机供油量过大,供油时间过晚,长时间超负荷运转或经常轰油门,都会因排气温度过高而使增压器过热,磨损加剧。若涡轮端油封失效,增压器内的机油窜入涡轮壳,随着排出气缸的高温废气一起排出,造成机油过度消耗,排气管也出现冒烟。若压气机端油封失效,增压器内的机油便窜入压气机壳,随着进气被吸入气缸内燃烧,同样造成机油过度消耗,排气冒烟,还造成气缸内积炭增多。&   ②保持正常的润滑系统机油压力。柴油机在运转中,当润滑系统机油压力低于015MPa时,应停车检查,以防增压器润滑不良而烧蚀转子轴与轴承。机油压力也不可过高,以免机油窜入涡轮室或压气机室。柴油机低速空转的时间不可过长,以防机油压力过低而使增压器润滑不良。&   ③加强空气滤清器的保养工作。要使喷入气缸的柴油充分燃烧,需供给大量的清洁空气。柴油机加装增压器后,喷油泵供油量相应调大,如果空气滤清器堵塞而进气不足,柴油机功率便会明显下降。因此要加强气滤清器的保养,确保其正常工作状态。另外,若滤清器滤芯破损或密封胶圈老化失效,增压器会因灰砂侵入而转速不稳,噪声加剧,并导致轴承、油封和气封组件加剧磨损。需注意的是,保养空滤器,切勿让硬物落入进气管,以免吸入增压器后击碎叶轮或折断转子轴,还有可能引发拉缸事故。&   5增压器的正确保养&   在使用中,应经常检查并紧固增压器三壳体之间的螺栓,消除漏油、漏气现象。柴油机每工作&500~1000h,应卸下增压器,检查转子是否旋转灵活,增压器进、回油口有无积炭,并仔细清除干净,确保机油畅通无阻。刮除沉积在压气机喉口上的微小尘埃,清洗中间壳水夹层中的水垢、气封道及油腔,清除涡轮、喷嘴环及涡轮壳内的积炭,清洗各气封件和油封件,并检查其损伤情况,必要时予以更换。拆装增压器时,由于涡轮壳与压气机壳均为薄壁铸件,切忌摔打碰撞,必要时应用木锤轻敲,不可使用铁器,以防击破。转子轴组件装配时必须按原记号就位,以免影响其动平衡。总装时要保持清洁,不可让杂物落入壳体内腔或管道中。中间壳上的机油进、出油口应垂直安装,出油管从增压器接出后应逐渐弯曲接到曲轴箱去,中间不得有“死弯”,以防回油不畅通而使机油向涡轮室或压气机室渗漏。
柴油机涡轮增压器的正确使用与维护
  目前,柴油机主要是采用废气涡轮增压的方法来提高其有效功率。涡轮增压器弥补了自然吸气式发动机的某些先天不足,使发动机在不改变气缸工作容积的情况下大大&提高输出功率,因此许多工程机械都采用这种涡轮增压技术来改进发动机的输出功率,提高发动机的功率质量比,实现机械的高性能化。?
& 1、涡轮增压器的组成与功用&   柴油机靠燃料在气缸内燃烧作功,输入的燃料量受到吸入气缸内空气量的限制,所产生的功率也受到限制,如果柴油机的运行性能已处于最佳状态,再增加输出功率只&能通过压缩更多的空气进入气缸来增加燃料量,提高燃烧作功能力。在目前的技术条件下,涡轮增压器是唯一能使柴油机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机&械装置。?&   涡轮增压器是增压柴油机的关键部件,可增加柴油机功率输出20%~30%,降低燃料消耗8%,排气烟度降低25%~50%,废气中&的有害有毒气体含量也大幅减小。因此在工程机械的日常使用中,重视涡轮增压器的正确使用和保养对于降低使用成本、减少能源消耗、保护环境有重要意义。?涡&轮增压器实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量,它主要由涡轮机和压气机两部分组成。涡轮室的进气口与排气歧管相连,排气口接在排气管上;压&气机的进气口与空气滤清器管道相连,排气口接在进气歧管上;涡轮叶轮和压气机叶轮分别装在涡轮室和增压器内,两者同轴刚性连接。?&   涡轮增压器&利用柴油机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。当柴油机转速增快,&则废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气压力和密度的增大可以燃烧更多的燃料,相应增加了燃料量并调整柴油机的转速,则&增加柴油机的输出功率。& 2、常见故障分析&   涡轮增压器安装在柴油机的进排气歧管上,处在高温、高压和高速运转的工作状况下,工作环境非&常恶劣,工作要求又比较苛刻,在使用中容易发生故障。发生故障后柴油机的一般表现为功率大大下降、冒黑烟,冒蓝烟且机油消耗过多,增压器声音异常、噪声&大。故障的主要原因为润滑不良、外来物质进入和积累、疲劳损坏。 1)润滑不良&   指增压器中压气机叶轮与涡轮机涡轮的转子轴轴承得不到良好的润滑,以至转子轴和轴承损坏,增压器无法正常工作。润滑不良主要由润滑油不足、润滑油管路泄露和润滑油变质等原因引起。 ?& 2)外来物质的进入和积累&   指&进气管道中脏物和排气管道中积炭、粉尘、杂物等的积累,如果进气管道中空气滤清器长期不更换,进气管、压气机的叶轮等长期不清洗就会产生积炭,从而使进气&阻力增大,同样涡轮机上的涡轮、喷嘴环积炭也会产生不良后果。另外,整个进排气系统各接头处漏气也会影响增压器的正常工作。? & 3)疲劳损坏&   增压器长期使用必然使转子轴轴承发生磨损,如果超过最大磨损量就会使转子轴因阻力过大而产生震动等运转不良现象。而且涡轮和压气机叶轮的叶片长期在高温、高速运转的条件下工作,环境恶劣容易产生疲劳损坏。? & 3、正确使用&   1)严格按照规程操作,特别在冬季寒冷的早晨启动柴油机时不要猛轰油门,这对增压器是致命的损坏;长时间行驶后应避免在高速运转时熄火,应让柴油机怠速运转3~5min、等增压器降速后再熄火。?&   2)&启动增压柴油机时一般要间隔启动起动机2~3次,每次2~5s,以使增压器浮动轴内充满润滑油。启动后应怠速运转3~5min,使润滑油压力、温度正常以&后再加负荷。严禁采用加速—熄火—滑行的操作习惯,因为机油泵停止工作而中断润滑油的循环后积蓄在涡轮增压器内的热量得不到散发,容易导致零件过热而损&坏。?&   3)避免柴油机长时间怠速运转。因为怠速时涡轮端的废气压力和压力机端的空气压力较低,低于其间体内的润滑油压力,加上怠速运转时涡轮增压器转速较低,其内所有运动摩擦副都难以形成油膜,易造成涡轮端和压力机端漏油。?&&   4)对于新启用的或维修后的涡轮增压器,使用前应用手拨动转子,检查转子转动时有无卡滞和不正常响声。?&   5)增压柴油机对润滑油的质量品级、粘度等重要指标都有严格的要求,为保证增压器可靠润滑、冷却,一定要按照使用说明书的要求选用润滑油。柴油机负载运行时润滑油的压力应为2~4kgf/cm2,怠速运转时不低于0.7kgf/cm2。?&   6)柴油机长期停放再启动前应更换润滑油并清洗或更换机油滤清器的滤芯。先松开涡轮增压器的进油管而加注润滑油,然后再向机油滤清器注满润滑油。
?& 4、正确维护&   增压柴油机的维护保养和其它柴油机相似,但应特别注意以下几点。?&&   1)&重视工程机械的早期使用管理,强调走合期保养的重要性,注意随时清除涡轮增压器壳体上的油污、尘垢。2)柴油机每工作100~150h应清洗一次空气滤清&器、压气机叶轮以及压气机壳流道表面的污物,以免磨粒进入柴油机气缸、加剧增压器的磨损;同时注意及时对涡轮叶轮及壳体中积炭、灰尘和其它污物的清洗,如&果环境灰尘较多应缩短清洗周期。?&   3)柴油机工作1000h后应拆下涡轮增压器进行技术规范测量。压气机叶轮与机壳之间的最小间隙应>&0.1mm,否则应拆检轴承,必要时更换;同样,其转子最大的轴向游动量不得超过0.3mm,否则应检查止推轴承和游动轴承止推端面的磨损情况。通过间隙&测量可以准确地判定涡轮增压器是否需要维护或更换。?& 4)按照使用说明书经常检查外部各接头的紧固情况,防止漏气、漏油。?&&   5)增压柴油机的润滑油容易变质,应经常检查润滑油的品质,观察有无机械杂质和粘度变化;一般柴油机每工作150~200h或行驶5000km则定期更换润滑油。?&   6)柴油机每工作100~150h应清洗或更换润滑油滤清器滤芯,保持润滑油的清洁;对于维修好的增压器,在启动前应先从进油管接头处注入一定量的润滑油,以免因润滑不良烧坏轴承。&   7)定期清洗涡轮和压气机,一般用普通淡水,必要时可加入少量清洗液。清洗压气机在全速全负荷下进行,而涡轮则必须在低负荷下进行。?&&   8)注意正确拆装涡轮增压器。增压器涡轮壳与压气机壳一般都是薄壁铸件,拆装时要用木锤轻敲,不可使用铁锤击打,以防碰撞、击破;各组件装配时必须按原记号就位,以免影响平衡;保持与增压器相连的进、排气系统的正确连接,保证密封可靠,切忌错装或者漏装。&
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浅谈汽车涡轮增压柴油发动机的正确使用
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你可能喜欢涡轮增压器在发动机上的应用
涡轮增压器在发动机上的应用
涡轮增压器在发动机上的应用
&&&& 涡轮增压器(Turbo)实际上就是一个空气压缩机。它是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内),涡轮又带动同轴的叶轮?位于进气道内?,叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气,再送入气缸。当发动机转速加快,废气排出速度与涡轮转速也同步加快,空气压缩程度就得以加大,发动机的进气量就相应地得到增加,就可以增加发动机的输出功率了。
  涡轮增压的最大优点是它可在不增加发动机排量的基础上,大幅度提高发动机的功率和扭矩。一台发动机装上涡轮增压器后,其输出的最大功率与未装增压器相比,可增加大约40%甚至更多。
  带“T”发动机保养秘笈
  发动机经过增压后,零部件的结构需进行相应强化。发动机工作中产生的最高爆发压力和平均温度将大幅度提高,这使发动机的机械性能、润滑性能都会受到影响,而且还会提高进气温度,因此增压发动机一般都要配备一个进气制冷装置,以降低进气温度,发动机体积和重量也会相应增加。所以从使用、保养方面讲,必须加强发动机的强制保养工作,注意采用正确的操纵方法。使用中应注意以下几点:
  1.不能着车就走。发动机发动后,特别是在冬季,应让其怠速运转一段时间,以便在增压器转子高速运转之前让润滑油充分润滑轴承。所以刚启动后千万不能猛轰油门,以防损坏增压器油封。
  2.不能立即熄火。发动机长时间高速运转后,应怠速运转3-5min再熄火。发动机工作时,有一部分机油供给涡轮增压器转子轴承润滑和用于冷却的。正在运行的发动机突然停机后,机油压力迅速下降为零,增压器涡轮部分的高温传到中间,轴承支承壳内的热量不能迅速带走,而同时增压器转子仍在惯性作用下高速旋转,因此,发动机热机状态下如果突然停机,会引起涡轮增压器内滞留的机油过热而损坏轴承和轴。特别要防止猛轰几脚油门后突然熄火。
  3.保持清洁。按时清洁空气滤清器,防止灰尘等杂质进入高速旋转的压气叶轮,造成转速不稳或轴套和密封件加剧磨损。发动机机油和滤清器必须保持清洁,防止杂质进入,否则机油润滑能力下降,从而造成涡轮增压器的过早报废。拆卸增压器时,要保持清洁,各管接头一定要用清洁的布堵塞好,防止杂物掉进增压器内,损坏转子。由于增压器经常处于高温下运转,它的润滑油管线因受高温作用,内部机油容易有部分的结焦,这样会造成增压器轴承的润滑不足而损坏。因此,润滑油管线在运行一段时间后要进行清洗。
  4.经常注意检查增压器的运转情况。在出车前、收车后,应检查气道各管的连接情况,防止松动、脱落而造成增压器失效和空气短路进入气缸。当发现机油突然变脏,并且曲轴箱压力迅速升高;机油的过度消耗等现象时,涡轮增压器很可能有故障,必须拆下检修。
  增压发动机的种类
  主要有4大类:
  1.机械增压系统(Supercharger):装置在发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接,从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转,从而将空气增压吹到进气岐道里。
  优点:转子的速度与发动机转速是相对应的,所以没有滞后或超前,动力输出更为流畅;
  缺点:由于它要消耗部分引擎动力,会导致增压效率不高。
  2.废气涡轮增压系统:利用发动机排出的废气达到增压目的。增压器与发动机无任何机械联系,压气机由内燃机废气驱动的涡轮来带动。一般增压压力可达180-200kPa,或300kPa左右,需要增设空气中间冷却器来给高温压缩空气进行冷却。国内轿车1998年开始在排量1.8的奥迪200上运用,以后又有奥迪A6的1.8T、奥迪A4 1.8T,直至帕萨特1.8T、宝来1.8T。
  优点:增加效率高于机械增压;
  缺点:发动机动力输出略滞后于油门的开启,加大油门后一般需要等片刻,稍后发动机会有惊人的动力爆发。
  3.复合增压系统:即废气涡轮增压和机械增压并用,大功率柴油机上用的较多。复合增压系统发动机输出功率大、燃油消耗率低、噪声小,但结构过于复杂。
  4.气波增压系统:利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。这种系统低速增压性能好、加速性好、工况范围大;但尺寸大、笨重和噪声大。
知识二:柴油发动机的工作原理
&& 柴油发动机热效率和经济性较好,它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的好。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。随着近年来柴油机技术的进步,特别是小型高速柴油发动机的新发展,一批先进的技术得以在小型柴油发动机上应用,使原来柴油发动机存在的缺点得到了较好的解决,而柴油机在节能与CO2排放方面的优势,则是包括汽油机在内的所有热力发动机无法取代的,因此,先进的小型高速柴油发动机,其排放已经达到欧洲III号的标准,成为“绿色发动机”,目前已经成为欧美许多新轿车的动力装置。
&& 柴油发动机的工作过程其实跟汽油发动机一样的,每个工作循环也经历进气、压缩、作功、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,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K。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。
??普通柴油机的是由发动机凸轮轴驱动,借助于高压油泵将柴油输送到各缸燃油室。这种供油方式要随发动机转速的变化而变化,做不到各种转速下的最佳供油量。而现在已经愈来愈普遍采用的电控柴油机的共轨喷射式系统可以较好解决了这个问题。
??共轨喷射式供油系统由高压油泵、公共供油管、喷油器、电控单元(ECU)和一些管道压力传感器组成,系统中的每一个喷油器通过各自的高压油管与公共供油管相连,公共供油管对喷油器起到液力蓄压作用。工作时,高压油泵以高压将燃油输送到公共供油管,高压油泵、压力传感器和ECU组成闭环工作,对公共供油管内的油压实现精确控制,彻底改变了供油压力随发动机转速变化的现象。其主要特点有以下三个方面:
??1、喷油正时与燃油计量完全分开,喷油压力和喷油过程由ECU适时控制。
??2、可依据发动机工作状况去调整各缸喷油压力,喷油始点、持续时间,从而追求喷油的最佳控制点。
??3、能实现很高的喷油压力,并能实现柴油的预喷射。
??相比起汽油机,柴油机具有燃油消耗率低(平均比汽油机低30%),而且柴油价格较低,所以燃油经济性较好;同时柴油机的转速一般比汽油机来得低,扭距要比汽油机大,但其质量大、工作时噪音大,制造和维护费用高,同时排放也比汽油机差。但随着现代技术的发展,柴油机的这些缺点正逐渐的被克服,现在的不是高级轿车都已经开始使用柴油发动机了。
知识三:转子发动机
&&&&& 目前在商品汽车上普遍使用往复式活塞发动机。还有一种知名度很高,但应用很少的发动机,这就是三角活塞旋转式发动机。
  转子发动机又称为米勒循环发动机。它采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放,与传统的活塞往复式发动机的直线运动迥然不同。这种发动机由德国人菲加士·汪克尔发明,在总结前人的研究成果的基础上,解决了一些关键技术问题,研制成功第一台转子发动机。
  汪克尔于1902年出生在德国,1921年到1926年受雇于海德堡一家科技出版社的销售部。在1924年,汪克尔在海德堡建立了自己的公司,他花了大量的时间在那里进行转子发动机的研制,在1927年,诸如气密性和润滑等的一系列技术问题的攻克终于有了眉目。60年初在德国生产出第一辆装配了转子发动机的小跑车。当时业内人士认为这种发动机的结构紧凑轻巧,运转宁静畅顺,也许会取替传统的活塞式发动机。
  1964年,日内瓦的德法合资企业COMOBIL公司,首次把转子发动机装在轿车上成为正式产品。1967年,日本人也将转子发动机装在马自达轿车上开始成批生产。
  一向对新技术情有独钟的马自达公司投巨资从汪克尔公司买下了这项技术。由于这是一项高新技术,懂得这项技术的人寥寥无几,发动机坏了无人会修,而且耗油大,汽车界有人对这种发动机的市场前景产生了怀疑。70年代石油危机爆发,各国忙于应付各方面的困难而无暇顾及发展转子发动机,唯有马自达公司仍然深信转子发动机的潜力,独自研究和生产转子发动机,并为此付出了相当大的代价。他们逐步克服了转子发动机的缺陷,成功地由试验性生产过渡到商业性生产,并将安装了转子发动机的RX-7型跑车打入了美国市场,令人刮目相看。
  在世界环保意识日益强化,石油资源日渐沽竭的今天,以氢气做动力源的研究已成为一大课题。当年马自达坚持下来的转子发动机从结构上讲是最适合燃烧氢气,而且最“干净”,因为氢燃烧完后排出的是水蒸汽,对环境没有任何污染。马自达公司改制了RX-7型跑车的转子发动机,使它可以用氢做燃料。这种发动机装配在马自达HR一X汽车上,1立方米的燃料箱吸储了相当43立方米的压缩氢气,以每小时60公里的车速可行驶230公里,引起了各界人士的关注。由于从生产装配到维护修理,转子发动机都与传统的发动机大不一样,开发成本大。加上往复式活塞发动机在功率、重量、排放、能耗等方面都比过去有了显著提高,转子发动机没有显出明显的优势,因此各大汽车企业都没有积极性去开发利用,唯有马自达一家苦苦支撑。
  一般发动机是往复运动式发动机,工作时活塞在气缸里做往复直线运动,为了把活塞的直线运动转化为旋转运动,必须使用曲柄连杆机构。转子发动机则不同,它直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。与往复式发动机相比,转子发动机取消了无用的直线运动,因而同样功率的转子发动机尺寸较小,重量较轻,而且振动和噪声较低,具有较大优势。
  转子发动机的运动特点是:三角转子的中心绕输出轴中心公转的同时,三角转子本身又绕其中心自转。在三角转子转动时,以三角转子中心为中心的内齿圈与以输出轴中心为中心的齿轮啮合,齿轮固定在缸体上不转动,内齿圈与齿轮的齿数之比为3:2。上述运动关系使得三角转子顶点的运动轨迹(即汽缸壁的形状)似字形。三角转子把汽缸分成三个独立空间,三个空间各自先后完成进气、压缩、做功和排气,三角转子自转一周,发动机点火做功三次。由于以上运动关系,输出轴的转速是转子自转速度的3倍,这与往复运动式发动机的活塞与曲轴1:1的运动关系完全不同。
知识四:打动机基本参数详解
&& 汽车发动机的基本参数包括发动机缸数,气缸的排列形式,气门,排量,最高输出功率,最大扭矩。
&& 缸数:汽车发动机常用缸数有3、4、5、6、8缸。排量1升以下的发动机常用3缸,1 2.5升一般为4缸发动机,3升左右的发动机一般为6缸,4升左右为8缸,5.5升以上用12缸发动机。一般来说,在同等缸径下,缸数越多,排量越大,功率越高;在同等排量下,缸数越多,缸径越小,转速可以提高,从而获得较大的提升功率。
&& 气缸的排列形式:一般5缸以下的发动机的气缸多采用直列方式排列,少数6缸发动机也有直列方式的。直列发动机的气缸体成一字排开,缸体、缸盖和曲轴结构简单,制造成本低,低速扭矩特性好,燃料消耗少,尺寸紧凑,应用比较广泛,缺点是功率较低。直列6缸的动平衡较好,振动相对较小。大多6到12缸发动机采用V形排列,V形即气缸分四列错开角度布置,形体紧凑,V形发动机长度和高度尺寸小,布置起来非常方便。V8发动机结构非常复杂,制造成本很高,所以使用的较少,V12发动机过大过重,只有极个别的高级轿车采用。
&& 气门数:国产发动机大多采用每缸2气门,即一个进气门,一个排气门;国外轿车发动机普遍采用每缸4气门结构,即2个进气门,2个排气门,提高了进、排气的效率;国外有的公司开始采用每缸5气门结构,即3个进气门,2个排气门,主要作用是加大进气量,使燃烧更加彻底。气门数量并不是越多越好,5气门确实可以提高进气效率,但是结构极其复杂,加工困难,采用较少,国内生产的新捷达王就采用五气门发动机。
&& 排气量:气缸工作容积是指活塞从上止点到下止点所扫过的气体容积,又称为单缸排量,它取决于缸径和活塞行程。发动机排量是各缸工作容积的总和,一般用于(L)来表示。发动机排量是最重要的结构参数之一,它比缸径和缸数更能代表发动机的大小,发动机的许多指标都同排气量密切相关。
&& 最高输出功率:最高输出功率一般用马(PS)或千瓦(KW)来表示。发动机的输出功率同转速关系很大,随着转速的增加,发动机的功率也相应提高,但是到了一定的转速以后,功率反而呈下降趋势。一般在汽车使用说明中最高输出功率同时每分钟转速来表示(r/min),如100PS/5000r/min,即在每分钟5000转时最高输出功率100马力。
&& 最大扭矩:发动机从曲轴端输出的力矩,扭矩的表示方法是N.m/r/min,最大扭矩一般出现在发动机的中、低转速的范围,随着转速的提高,扭矩反而会下降。当然,在选择的同时要权衡一下怎样合理使用、不浪费现有功能。比如,北京冬夏都有必要开空调,在选择发动机功率时就要考虑到不能太小;只是在城市环路上下班交通用车,就没有必要挑过大马力的发动机。尽量做到经济、合理选配发动机。
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