搜索
雅富顿公司雅富顿发动机润滑油技术交流资料目录第一部分、发动机总体结构及工作原理第二部分、发动机的润滑系统第三部分、发动机润滑油的组成和检测方法第一部分、发动机总体结构及工作原理本章讲述内容：a发动机的分类a发动机总体构造a发动机基本术语a四冲程发动机的工作原理一、发动机的分类发动机是将其它形式的能量转变为机械能的机器。分类：a按使用燃料分：汽油机、柴油机等。a按工作循环分：四冲程发动机、二冲程发动机。a按冷却方式分：水冷式、风冷式a按气门装置位置分：侧置式、顶置式a按气缸排列分：直列式发动机、V型发动机。a按气缸数分：单缸发动机、多缸发动机。二、发动机总体构造总体构造：两大机构五大系统a两大机构：曲柄连杆机构、配气机构a五大系统：冷却系、润滑系、燃料供给系、点火系、起动系注意：柴油机没有点火系。两大机构之－－曲柄连杆机构作用：将燃料燃烧时产生的热量转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。组成：由气缸体和曲轴箱组、活塞连杆组、曲轴飞轮组组成。两大机构之－－配气机构作用：使可燃混合气及时充入气缸并及时从气缸中排出废气。组成：它由进气门、排气门、挺杆、推杆、摇臂、凸轮轴、正时齿轮等组成五大系统之－－冷却系作用：把受热零件的热量散到大气中去，以保证发动机正常工作。组成：它由水泵、散热器、风扇、分水管、水套等组成。五大系统之－－润滑系作用：润滑、冷却、清洗、防腐、密封等。组成：由机油泵、滤清器、限压阀、油道等组成。五大系统之－－燃料系（汽油车）作用：按需要向气缸内供应已配制好的可燃混合气，燃烧后排出废气。组成：化油器式由燃油箱、汽油泵、化油器、进排气管、滤清器等组成。五大系统之－－燃料系（柴油车）作用：向气缸内供应纯空气并在规定时刻向气缸内喷入柴油，燃烧后排出废气。组成：由燃油箱、喷油泵、喷油器、进、排气管、滤清器等组成。五大系统之－－点火系作用：按规定时刻及时点燃气缸内的混合气。组成：由蓄电池、分电器、点火线圈、火花塞等组成。五大系统之－－起动系作用：使静止的发动机起动。组成：由起动机及附属装置组成。三、发动机基本术语工作循环：每完成一次热功转换的工作过程。上止点：活塞离曲轴回转中心昀远处。下止点：活塞离曲轴回转中心处。曲柄半径R：连杆与曲轴连接中心至曲轴旋转中心的距离。活塞行程S：上、下两止点间的距离（mm），S=2R；冲程：活塞由一个止点到另一个止点运动一次的过程；气缸工作容积（Vh）：活塞从上止点到下止点所让出的空间容积。发动机工作容积（Vl）：发动机所有气缸工作容积之和，也叫发动机的排量。Vl=Vh×i燃烧室容积（Vc）：活塞在上止点时，活塞顶上面的空间容积。气缸总容积（Va）：活塞在下止点时，活塞顶上面的空间容积。压缩比（ε）：气缸总容积与燃烧室容积的比值。ε=Va/Vc四、四冲程和二冲程发动机的工作原理四冲程发动机：活塞往复四个冲程完成一个循环的发动机。四个循环：•进气行程•压缩行程•作功行程•排气行程四冲程汽油机的工作过程四冲程汽油机工作原理：进气行程排气门关闭进气门开启活塞温度370~440K，压力75~90kPa示功图大气压力线PVra上止点下止点四冲程汽油机工作原理：压缩行程进气门关闭排气门关闭活塞压缩比：ε=Va/Vc示功图PVra大气压力线c上止点下止点温度600~800K，压力600~1500kPa四冲程汽油机工作原理：做功行程进气门关闭排气门关闭活塞示功图VPra大气压力线cZb上止点下止点瞬时昀高：温度2200~2800K，压力3~5MPa作功终了：温度1500~1700K，压力300~500kPa四冲程汽油机工作原理：排气行程进气门关闭排气门打开活塞示功图PVr大气压力线cZb上止点下止点温度900~1200K压力105~125kPa残余废气四冲程柴油机的工作原理喷油器喷油泵进气行程压缩行程作功行程排气行程进气门排气门纯空气温度300~370K压力800~900kPa温度800~1000K压力3~5MPa瞬时：温度1800~2200K压力5~10MPa终了：温度800~1000K压力105~400kPa温度800~1000K压力105~400kPa四冲程汽油机与四冲程柴油机的比较相同点：a每个工作循环曲轴转两周，每一冲程曲轴转半周，进气冲程进气门开，排气冲程排气门开，其余两个冲程进、排气门均关。a四个冲程中，只有作功冲程产生动力，其余三个冲程消耗能量。a必须用外力起动。a工作循环基本内容相似，主要机件的运动相同，结构基本相同。不同点：a混合气的形成方式不同：汽油机是缸外混合；柴油机是缸内混合；a着火方式不同：汽油机点燃式；柴油机是压燃式。燃油+airCO2+水完全燃烧的产物柴油发动机汽油发动机（间喷式）NOx微粒(柴油机)主要的污染NOxCO未燃的HC污染物质汽油机与柴油机的差别—污染的排放汽车排放物是由一氧化碳（CO）、烃类化合物（HC）、氮氧化物（NOx）、和颗粒物(PM)组成。它们对人类的健康产生严重的威胁。9一氧化碳与血液中血红蛋白结合会降低后者的氧气输送能力,可导致头痛、眩晕，严重时甚至导致一氧化碳中毒9氮氧化物可形成二次污染,如臭氧。臭氧会造成肺部及呼吸系统失调9某些碳氢化合物有毒,可能导致眼睛、喉咙、肺部发生过敏9颗粒物悬浮在空气中会影响可见度，某些颗粒物可能致癌，导致肺部及心脏疾病,增加致癌率。发动机的燃烧产物目前我国大中城市50%的空气污染来自于燃油汽车的废气排放CO2NOx,CO,HC微粒温室效应（全球的)主要影响空气品质(地区的)解决方案后处理对润滑油的影响Ò热应力上升ÒFE(节能）润滑油与后处理系统的兼容性发动机润滑油与燃烧产物的关系美国排放法规与API柴油机油的发展发展时间柴油发动机改进的目的柴油发动机改进的内容对运转的影响对柴油机油的影响该阶段发展的柴机油的特性1987——大功率柴油机————CE1990CF-4为适应91年的排放法规，同时提高柴油机运行的经济性直喷技术、电控空燃比、减少喷油提前角、延迟柴油喷入降低NOx的排放，活塞环由矩形环变成梯形环，将环顶位置提高，消除燃烧死区，降低排气中的颗粒含量第一环槽温度升高，容易在环槽内产生积碳CE机油易产生积碳具备更好的高温清净性能，允许烟炱含量3-4%。1994CG-4为达到94年规定的柴油机排放尾气中颗粒含量的要求要求柴油含硫量小于0.05%，以降低硫酸盐颗粒的含量。柴油机的喷油压力增大，排气质量改善热负荷增加CF-4在使用中出现较明显的粘度增大、滤网堵塞和磨损等问题在缓解因氧化和烟灰造成的粘度增大以及部件磨损、提高活塞清净性方面有了进一步改善，允许烟炱含量5-6%1998CH-4为满足98年进一步降低的排放标准柴油机采用两段活塞，进一步延迟点火，以降低NOx的排放，以及采用电控系统机油中烟炱增加烟炱的处理是机油升级的关键同时通过高/低硫柴油的清净性台架，增加了碱值；高温氧化性、活塞表面清净性、烟炱分散性活塞环和缸套的磨损以及抗剪切性等有所提高，允许烟炱含量8-9%美国排放法规与API柴油机油的发展发展时间柴油发动机改进的目的柴油发动机改进的内容对运转的影响对柴油机油的影响该阶段柴油机油的特性2002CI-4满足2002年排放法规NOx含量为2.7g/KW.h废气再循环（EGR）机油中烟炱大量增加导致机油粘度上升，需要机油有更好的分散性控制由于烟炱含量上升造成的磨损、粘度上升、活塞沉积物和机油消耗2004CI-4+满足商业化的带有EGR的发动机无机油中烟炱大量增加导致机油粘度上升，需要机油有更好的分散性提高了烟炱处理能力和剪切稳定性2006CJ-4满足新的排放法规采用硫燃油和后处理装置要求油品有进一步的元素和灰分含量限制指标更苛刻，添加剂要求更好，见《规格介绍》欧美柴油机油的区别欧洲柴油机油采用了一部分API的评定项目，但为了进一步肯定油品质量，增加了自己规定的项目与美国比较较缓和的项目更苛刻的项目增加的台架试验活塞设计的不同及其对发动机的影响顶环槽至活塞顶的距离长；顶环岸和气缸之间的间隙小，窜气量小如果在顶环岸和气缸之间落入一些沉积物或积碳，易被压实OM364AOM441LA第一环槽温度较低；积碳少活塞易保持干净经过上下运动出现镜面抛光烟炱问题较美国的产生烟炱少T-8(E)磨损问题车小，气缸排量小，车速高、比功率大30%、机油容量小，柴油机强化系数高OM602AT-9M11机油温度高，发生磨损较严重，呈缸套磨光现象；对磨损性能要求高；要求换油周期长欧洲驱动内燃机油发展的主要动力来自于发动机和汽车本身性能的提高，汽车排放法规是次要因素，但从ACEA04规格开始，两者的关系越来越近汽油发动机(间喷)柴油发动机NOxCOHCNOx微粒三元催化剂受磷影响NOx捕集器受硫影响微粒过滤器受灰分影响降低污染的排放的后处理系统为避免催化转化器中毒，ILSAC要求油品的磷不断下降，至GF-4又引入了硫含量的要求；欧洲ACEA2008也对元素含量有所要求。三元催化转化器概述废气催化转化器安装在发动机排气管中，通过氧化还原反应，将发动机排放的三种废气有害物CO、HC和NOx转化为无害的水、二氧化碳和氮气，故又称之为三元(效)催化转化器催化剂大都含有铂、锗等贵金属或稀土元素，价格昂贵，在正常情况下，使用寿命为八万公里左右(国产的三元催化转化器也能达到五万公里以上)，由于使用不当造成其早期失效的原因如下：91、温度过高92、慢性中毒催化剂对硫、铅、磷、锌等元素非常敏感，硫和铅来自于汽油，磷和锌来自于润滑油，这四种物质及它们在发动机中燃烧后形成氧化物颗粒易被吸附在催化剂的表面，使催化剂无法与废气接触，从而失去了催化作用，即所谓的“中毒”现象93、表面积碳94、排气恶化95、与发动机不匹配96、氧传感路失效重型柴油机尾气净化处理概述对于日益严格的国IV/V排放法规,仅靠机内净化已不能满足排放要求,必须对排气进行机外净化处理9考虑技术发展的继承性,为满足未来国IV/V排放,必须将现有燃油电控(EFIS)与后处理相结合9EFIS主要包括CRS(包括ACRS、XPCRS)、EUIS、EUPS；后处理主要有SCR、DPF(或POC)9二者结合主要有两种技术路线：一种是EFIS+SCR,简称SCR路线；另一种是EFIS+EGR+DPF(或POC),简称EGR路线9这两种路线在国际上被广泛采用,美国以EGR为主流路线,欧洲以SCR为主流9这一技术方案主要是通过电控燃油高压喷射及正时,优化缸内燃烧过程,以提高缸内NOx为代价,将PM控制在排放范围内,再通过机外排气后处理即通过SCR装置,将NOx排放降至排放标准范围,排气中NOx以NO为主,约占90%。9SCR的工作原理是通过剂量控制单元向排气管中喷射一定量尿素作为还原剂,还原剂在排气高温下水解产生NH3,然后与废气中的NOx反应,进一步生产N2和H2O。9采用SCR路线时,通过缸内燃烧优化,燃料中的硫只要少部分转换为微粒(约1.5%),即使燃油含硫量较高(昀高350ppm),颗粒排放仍可控制在国IV/V排放标准内,不会因燃油含硫造成催化剂中毒,可使用国III柴油达到国IV/V排放。9SCR包括尿素供应系统、尿素喷射及控制系统(DCU)、催化剂系统(SCR箱)三部分。由于需加装SCR箱及尿素储存装置,系统更复杂,初始成本比EGR路线高,也使排气系统尺寸及整车质量增大。SCR技术路线概述9EGR方案是通过降低缸内氧气浓度及燃烧温度,以控制缸内NOx排放,但会造成PM排放超标,。9所以再通过机外后处理即DPF(或POC)装置,将PM排放降至排放范围9EGR是将高温排气通过再循环冷却器冷却后,在进气管与空气混合后进入缸内,废气同时降低缸内氧气浓度及燃烧昀高温度,从而抑制NOx生成。9为避免DPF装置堵塞,须采用再生策略,主要有被动再生和主动再生两种。¾被动再生是通过使微粒在柴油机正常工作条件下燃烧消除微粒,但低负荷时排气温度较低,再生效率低,影响再生效果,DPF装置长期使用会堵塞,需定期拆下维护或更换。可通过使用燃油添加剂(通常为金属化合物)或在DPF装置前增