搜索
内燃机装试工艺学（装试工艺基础知识培训教材）编制：陶军第一章、绪论第二章、内燃机的工作原理第三章、内燃机的基本构造第四章、发动机装配的基本常识第五章、发动机出厂试验与基本特性试验第六章、装试工作的质量控制第七章、简单介绍几种典型部件的装配工艺第八章、总复习内燃机装试工艺学第一章第一章绪论第一节概述第二节内燃机的分类第三节内燃机产品名称和型号标准规则第四节内燃机的燃料内燃机装试工艺学第一节概述将某一种能量转变为机械能的机器称为原动机或发动机。按照能源的不同，发动机可分为风力发动机、水力发动机、热能发动机、太阳能发动机和原子能发动机等。热能发动机的能量转换过程是很复杂的，其燃料的化学能先经过燃烧转变为热能，再由热能转变为机械能，从而对外做功。热能发动机根据燃料燃烧的地点不同克分为外燃机和内燃机两大类。外燃机是燃料在发动机外部燃烧的热机，如蒸气机就是典型的代表，它是用燃料加热锅炉中的水，产生蒸气经过管道输送到发动机内部，利用蒸气膨胀时产生力的特性推动蒸气机的活动部件对外作功。内燃机是燃料直接在发动机内部燃烧的热机。如柴油机和汽油机等。通常说得到发动机一般理解为内燃机。内燃机装试工艺学内燃机装试工艺学对能量的利用率高内燃机热效率46％左右，而外燃机只有16％以下。功率和转速范围宽广，适应性好（功率分布在1KW~4万KW；转速在每分钟几十转到几千转）。结构紧凑，轻巧便于移动。起动迅速，工作可靠，操作方便。水消耗量少。优点缺点对燃料成分要求高，燃料的品质要求严格。结构较复杂，零部件多，加工装配维修的技术要求都很高。噪声较大，对空气有一定污染。内燃机装试工艺学第二节内燃机的分类根据内燃机的基本工作原理可分为往复式和旋转式两大。平时所说的就是指活塞往复式内燃机。1.按完成一个工作循环的冲程数分类为二冲程和四冲程内燃机2.按气缸数分类为单缸和多缸内燃机。3.按气缸排列方式分类为直列式、卧式和V型式内燃机。4.按活塞平均速度分类为高速和低速内燃机。5.按冷却方式分类为风冷式和水冷式内燃机。6.按进气方式分类为非增压式和增压式内燃机。7.按燃料分类为柴油、汽油、天然气、煤油和其它新燃料内燃机。8.按用途分类为固定式和移动式内燃机。内燃机装试工艺学第三节内燃机产品名称和型号编制规则公司产品的编号规则一般反映该产品的一些主要信息，其编号常用字母和数字组成，以用来区分各不同产品，并反映该产品一些主要参数。结合公司现有产品的编号特点：1.首部多为公司主要产品标志：l114产品D系列、SC系列、T系列、6C系列、D683系列等。l135产品K系列、G系列l121产品C系列2.中部多为缸数、马力和缸径信息：D6114ZLQB中6为缸数，114为缸径；6C320-2中6为缸数，320为马力。3.尾部多为排放或用途信息：6C320-2中-2为欧二排放；SC8DK230Q3中的3为欧三排放。内燃机装试工艺学1.前面讲到内燃机是由化学能——热能——机械能，那么，化学能的储备就必须有化学原料。在内燃机中的化学原料称为燃料。目前，我们知道的燃料主要有以下几种：柴油、汽油、天然气、乙醇、乙醚、二甲醚、液化气、煤油和航空汽油。2.由于柴油较多使用较多，这里就单介绍一下柴油的主要特性：柴油分为轻质柴油和重柴油。柴油的蒸发性——适中为好，一般在50％柴油的粘度——粘度决定柴油的流动性柴油的凝度——冷却道失去流动的温度牌号：10号轻柴……适用预热设备的柴油机上5号轻柴……适用于最低气温在8℃地区的的柴油机上0号轻柴……适用于最低气温在4℃地区的的柴油机上-10号轻柴……适用于最低气温在-5℃地区的的柴油机上-20号轻柴……适用于最低气温在-14℃地区的的柴油机上-35号轻柴……适用于最低气温在-29℃地区的的柴油机上-50号轻柴……适用于最低气温在-44℃以上地区的柴油机上3.对柴油质量的要求：具有较好的自然性；具有适当的粘度；对发动机零部件的腐蚀性要小，积炭达倾向性小；燃料中的水分及机械杂质尽量少。第二章第二章内燃机的工作原理第一节基本名词第二节二冲程的工作原理第三节四冲程的工作原理第四节二冲程与四冲程度比较第五节多缸发动机的工作顺序第六节发动机的特性值内燃机装试工艺学内燃机装试工艺学第一节基本名词1.什么是上止点和下止点：上止点是活塞顶面离曲轴中心线最远的位置，反之，最近的位置为下止点。2.什么是冲程：上下止点的间距就是冲程。即：活塞由一个止点移动到另一个止点所经过的直线距离为活塞冲程。在四冲程内燃机中，活塞每走一个冲程曲轴旋转180度。活塞冲程等于曲柄半径的两倍。如：114的冲程为135mm，那么，114的曲轴上曲柄半径为67.5mmS＝2r3.工作容积：活塞从一个止点到另一个止点所扫过的气缸容积为气缸工作容积。4.燃烧室容积（余隙容积）Vc：当活塞位于上止点时，活塞顶部上的空间称为燃烧室，其容积为燃烧室容积。5.气缸总容积Va：当活塞位于下止点时，其上部空间称为气缸总容积。6.压缩比：气缸总容积和燃烧室容积之比称为压缩比，它是内燃机的一个极为重要的结构参数。ε＝Va/Vc内燃机装试工艺学7.工质：气缸里燃料的热能转化为机械能所借助的媒介质称为工质，工质以气体最为适宜，因为有良好的膨胀性，如氧气。8.工作循环：从工质进入内燃机气缸到作功后废气排除对整个实际过程。9.实际充量：每个工作循环里实际进入气缸的空气的数量10.残余废气：完成一个工作循环后残留在气缸内并参与下一个工作循环的燃烧产物。第二节二冲程度工作原理1.什么是二冲程：活塞在二个冲程内完成一个工作循环。2.工作循环：进气——压缩——膨胀（作功）——排气，活塞上一次为一个冲程，下一次为一个冲程，二个冲程即为活塞上下各一次完成一个工作循环。即在二冲程内燃机中活塞在缸中第一个冲程就可以完成进气并排出上一次的废气——压缩过程，然后，跟着活塞再进行第二个冲程，完成膨胀（作功）过程——排气并进气。3.完成上述过程曲轴旋转一周（360o）。内燃机装试工艺学第三节四冲程的工作原理四冲程的一个工作循环是：进气——压缩——膨胀（作功）——排气完成一个工作循环活塞要两上两下，即曲轴旋转360o。活塞开始由上向下，吸入空气，进气门开，排气门关；再由下向上，压缩空气，进排气门关；再由上向下，膨胀（作功），进排气门关；再由下向上，排除废气，进气门关，排气门开；注意：进排气门正确的开关时间是有重叠的，提前和延迟开关的时间是由该内燃机的配气机构来实现的。内燃机装试工艺学照片照片照片照片照片照片第四节二冲程与四冲程度比较两种冲程相比较主要有4个特点：l二冲程比四冲程少了二个辅助冲程，即完成一个工作循环作功一次，故工作容积和转速心痛情况下，功率比四冲程大一倍，但由于配气机构和进排气系统不如四冲程好。加上打气泵的能量损失，实际没有二倍，估计为1.5～1.7倍。这样它只有在大型低速船用中用到。l经济性没有四冲程好，因为换气中要损失新鲜充量。l结构比四冲程简单，制造、维修装配容易，重量轻。l由于360o完成一个工作循环，零部件在单位时间上受到的热负荷比四冲程高，容易损伤零部件。内燃机装试工艺学内燃机装试工艺学第五节多缸内燃机的工作顺序四冲程内燃机曲轴每转动两圈（720o），每个气缸完成一个工作循环（进气——压缩——作功——排气），为了使内燃机工作运转平稳，应使每缸的作功行程均匀分布在720o曲轴转角内，如四冲程六缸机，每缸相差的角度为Φ＝720o/6＝120o依此类推同时，还要避开相邻缸接连作功，最好还是隔开，因此，设计师见作功顺序定为：120o153624加起来为720o120o120o120o120o120o内燃机装试工艺学第六节柴油机的特性（常用）L负荷特性：当转速不变时，性能参数随负荷而变化的关系。如燃油消耗量GT。l速度特性：当喷油泵油量调节杆位置一定时，特性参数随转速变化的关系。l万有特性：即多参数的特性曲线图。符号说明：GT——油耗Ne——功率ge——等油耗Pe——有效压力Tr——温度第三章内燃机的基本构造第一节内燃机的固定机件第二节曲柄连杆机构第三节配气机构第四节六大系统第三章第一节内燃机的固定机件机体：机体的作用是什么？是作为各机构、各系统件的安装骨架。1.机体的功能：a.保证装在它上面的各零部件工作可靠和耐久性。b.承受各种运转中产生的作用力，具备足够强度和足够刚度。c.在满足布置水能系统和板式机油冷却系统的机构的条件下，使整机重量有一定减轻，并降低噪声。2.机体的结构形式半隧道式机体（龙门式或裙式）：常用在中小功率达的发动机上，具有倒挂式的主轴承、重量轻、结构简单、安装维修方便等优点。但其横向刚性较差。无裙式机体：重量轻，便于机械加工，曲轴装拆方便。但其强度和刚度较差，密封也较困难，小型汽油机较多采用，少数小缸径的柴油机的机体也有采用，如490柴油机等。隧道式机体：隧道式机体的主轴承盖与机体铸成一体，刚度特别好，曲轴的主轴颈鹤连杆轴颈的重叠度大，有利于提高曲轴电强度和刚度。这种机体采用窄型滚动主轴承结构，但比较笨重，结构复杂，使用并不广泛。如公司的135。3.机体的材料机体的材料应具有足够的强度和良好的铸造性能。常用材料：HT200、HT250、HT300优质灰铸铁。内燃机装试工艺学照片气缸盖：气缸的作用是什么？是内燃机中重要且复杂的零件，同样是各零部件的安装骨架。1.缸盖的功能：a.密封作用，同时与气缸套和活塞共同形成工作容积。b.其上要安装各种零部件，如进排气门、摇臂、喷油器等。c.其上设有进、排气道，冷却水道和润滑油道等结构。2.缸盖的结构形式：整体式缸盖一般运用在缸径小于150mm范围内；分体式缸盖一般运用在缸径较大的发动机上，有的是单体，有的是多体（2个和3个气缸采用一个缸盖）；3.缸盖材料：与机体的材料一样，一般为铸造件。4.气缸盖垫片：形式有——平缸垫常用缸垫，全部被压紧。环形缸垫用于爆发压力很高的大功率增压发动机上。内燃机装试工艺学照片气缸套：1.气缸套的功能：与活塞和气缸盖形成工作容积；为活塞起支承和做往复运动的导向作用；向周围冷却介质传递一部分热量。2.缸套的结构形式：整体式气缸套气缸套与机体为一体；湿式气缸套一般是水冷式发动机采用；干式气缸套不直接与冷却水接触，故散热性差些，但不生锈，维修方便；3.气缸套的材料：主要为球墨铸铁、合金铸铁、高磷铸铁等。内燃机装试工艺学油底壳：1.油底壳的功能：封闭曲轴箱，防止杂物进入；收集合储存润滑油，保证润滑系统的正常工作。2.油底壳的结构：干式——仅作为收集机油用，再通过吸油泵将收集到的机油送到专门设置的储油箱中，通常用于大型斜倾式较大的船用机上。湿式——不仅有收集机油作用收，还有储存作用。不需设置吸油泵和专门储油箱，结构简单，常用于车用柴油机上。3.油底壳材料：常用铁皮、铸铁和铸铝，小型发动机也有非金属材料。内燃机装试工艺学内燃机装试工艺学飞轮壳或分动箱：1.功能：用于与离合器的联结，存放飞轮并防止其飞出；安装零位指针、转速传感器，分配动力。2.结构：为了增强刚度为圆柱形。3.材料：铸造件（灰铁或铸铝）。第二节曲柄连杆机构内燃机结构中主要有两个机构和六大系统。曲柄机构就是其中之一。曲柄连杆机构的组成：1.活塞组件：1.1作用是a.与气缸套和气缸盖构成一个容积变化的密封空间；b.承受燃烧室爆发压力，并通过连杆传递给曲轴；c.密封气缸，防止燃气体漏入；d.活塞环及活塞裙部将燃烧室传来的一部分热量传递给缸套。1.2活塞的构造：由三个地带组成——顶面高温带、密封环带、导向传热裙部带。1.3材料：活塞常用铝合金（整体）或钢加铝合金（组合体）。活塞环常用合金铸铁。内燃机装试工艺学内燃机装试工艺学2.连杆组件：2.1作用是能把活塞和曲柄连接起来，传递由活塞给予的动能到曲轴上，使曲轴以扭矩向外输出功。2.2主要受力：连杆小端主要受活塞组的往复惯性力；连杆大端承受活塞组的往复惯性力和连杆的旋转惯性力；连杆杆身承受拉应力和压应力。2.3连杆大端盖与连杆杆身连接形式：平切口和斜切口；杆身多为工字型。2.4滑动轴承在大小头。2.5连杆螺栓为专制件，与一般标准件不同，其抗拉、抗弯强度有