工作原理简介(康明斯)演示课件

26.06.2020
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康明斯发动机的基本结构
发动机工作循环
压缩冲程：
在进气冲程的终了，进、排气门关闭，活塞开始上行，压 缩燃烧室里的空气，使空气的温度升高到柴油的燃点温度以上 压缩比为：14.5----15.5。汽油机压缩比较小。
作功冲程：
压缩冲程接近终了时，由喷油器喷入适量的柴油并燃烧（汽油 机由火花塞点火〕。燃烧后的膨胀气体推动活塞向下运动，通 过连杆使曲轴旋转而输出动力。这时，进、排气门关闭。
发动机概述
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内燃机原理和构造
• 基本原理：
燃烧
燃油＋氧气＝＝＝能量
雾化的燃油与空气中的氧气在燃烧室中混合后，并在
一定的条件下发生燃烧，产生高温高压，推动运动组件对
外做功。
汽油机与柴油机的主要区别：
由于汽油燃点较高，故汽油机的燃烧条件需点燃，称点燃式，
需要电器系统点火。
柴油燃点较低，故柴油机燃烧条件用压燃，称压燃式。
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康明斯发动机的基本结构 润滑系统
润滑系统的功能是将定量、洁净，有适当粘度的润滑油输 送至各必要部位，它对柴油机的工作可靠性和耐久性有很重要 的作用。
主要是： • 减少零件的磨损和降低摩擦功 • 对润滑表面进行冷却和清洗 • 对油膜吸附的地方起防锈作用 • 提供液压介质
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4.消除冷却液中空气的措施——采用膨胀水箱
•结构：水箱上部由独立的上、下水室构成，在隔层上设有 一根5/16英寸管径的通气管，以排除下水室存在的空气。
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康明斯发动机的基本结构
冷却系统
•上水室特点：改变了老式水箱只是将发动机冷却液放出， 并流过散热片的状态，提供膨胀体积（约为循环量的20%）， 存储冷却液，排除冷却液中的空气，并使冷却系统保持一个 正压力。 •水箱盖：其作用为防止冷却液的飞溅，防止垃圾进入水箱， 使系统保持正压，提高冷却液沸点。
冷却系统
3.水泵检查和保养：
•利用观察孔检查水封、油封工作情况，需要时更换相应 密封件。 •N水泵运行4500小时或发现水泵轴承缺油，需更换或补充 润滑脂，加注量为总容积的3/4；切忌不同牌号润滑脂混 用（现用润滑脂为7029）。 节温器： 1.构成：由节温器壳体、节温器芯、水封组成。 2.作用：利用节温器芯上的活塞位置，随冷却液温度变化
水泵：所有的康明斯发动机均采用离心式水泵。
1.构成：水泵体、水泵轴、叶轮、轴承、密封件、蜗壳 （N发动机水泵，蜗壳由发动机机体前端机械加工孔代替。
2.工作原理:由叶轮旋转将芯部冷却液甩向外园，在叶轮芯 部形成负压吸水，叶轮外园形成正压并通过蜗壳向外泵水。
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康明斯发动机的基本结构
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康明斯发动机的基本结构 冷却系统
散热器：分为水箱式和热交换器式两种，其中热交换器 式常用于机房（舱）空间有限，空气流通困难的环境， 我们将在船用系统中加以讨论。
1.水箱式散热器： •构成：上水室、下水室、散热片以及进水管、出水管、 补水管、溢流管，水箱盖等。 •基本功能：储存冷却液、散失冷却液中的热量、减少 冷却液中的气泡。
2.冷却液中存在空气的主要原因： •初始加注冷却液时，空气团可能留在冷却系统通道和附 件中，且与冷却液混合参与循环。
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康明斯发动机的基本结构
冷却系统
•当发动机运行时，部分燃烧气体有可能通过汽缸盖或喷油 器周围，以及空压机盖泄漏到冷却液中。
3.冷却液中空气的危害： •当充有空气的水流进入水泵，空气泡减少水泵流量，甚至 产生气阻使水泵断流。 •当充有空气的水流进入汽缸套周围，气缸套将产生局部热 点和穴蚀。 •冷却液中的空气总是加速发动机水道的内部腐蚀。
开关、起动机、充电机组成。
电瓶：储存电能。 高压线圈：改变电压。 分电器：自动电源开关。 火花塞：产生火花，点燃
气缸中的混合气体。 启动开关：手动电源开关。 电磁切断阀：电控油路开关。 起动机：为发动机提供初始
动能。 充电机：给系统提供电能。
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谢谢大家！
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燃油挥发性：汽油挥发性好，采用汽化器；柴油挥发性差，
采用高压燃油加喷油器。
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发动机基本构造：
燃烧室：汽缸盖总成、汽缸套、活塞组。
汽缸盖总成：由进排气道、气门，喷油 器（柴油〕，水道，油道构成。 活塞组：由活塞、活塞环组构成。
其他系统： 进气系统、燃油系统、冷却系统、润滑 系统、运动件、配气机构、电器系统。
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康明斯发动机的基本结构
发动机工作循环
排气冲程：
在排气冲程中，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动。 上行的活塞迫使燃烧室中燃烧过的废气通过打开的排气门口排到 排气歧管中，驱动增压器后排入大气中。
发动机正常运转取决于两点：
首先是压缩以供点火；其次是将适量的燃油在适当的时间 喷入汽缸中。
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康明斯发动机的基本结构 润滑系统的组成
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康明斯发动机的基本结构 润滑系统的组成
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康明斯发动机的基本结构
冷却系统
一． 概述
1. 热量产生：喷入柴油机燃烧室的柴油，燃烧产生大量的热量； 2. 热量分配：
约三分之一通过活塞及连杆机构，转换成机械能对外作工；
高压油泵工作原理：
柴油从油箱经管道进入滤清器滤清 后由输油泵泵入高压油泵的喷油柱塞， 当某气缸需要喷油时，柱塞在高压油泵 凸轮轴的推动下，将柴油经高压油管压 入喷油器，并由喷油器喷入燃烧室。
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燃油滤清器
燃油滤清器的功能是让油在进入油泵以前滤出杂质。NH和K 系列发动机常用是“旋装式”滤清器，这类滤清器是用纸做滤 芯 ， 滤 芯 的 过 滤 能 力 为 大 于 6微 米 的 杂 质 。 滤 清 器 在 工 作 时 ， 终 究会因杂质堆积而形成阻碍，从而降低发动机的功率。所以滤 清器的阻力不能超过规定值，以下有两种方法可以防止这点。
而改变，从而控制大、小循环水量，控制系统散热量和温
度。 3.节温器开启温度:82-93°C 4.发动机正常工作水温：74-91 °C
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康明斯发动机的基本结构 冷却系统
传动皮带： N发动机有水泵、风扇皮带，K发动机有风扇皮带。传动 皮带的工作状态将直接影响冷却系统工作温度；张紧过 度的皮带将使两端轴、带轮及皮带增加磨损；张紧不够 的皮带将会打滑，使所传动的部件工作效率降低、皮带 发热造成损坏。 皮带的张紧：K发动机风扇皮带由张紧轮自动调节张紧度， N发动机分别由水泵、风扇皮带张紧轮进行人工调节，其 张紧度为；水泵：100-110磅 风扇：90-110磅 （图）
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进气系统
空气滤清器
基本要求：尽可能多的向发动机提供清洁空气。 进气方式：自然吸气、增压、增压中冷、双增压中冷。 系统构成：空气滤清器、进气管道、缸盖气道等。 空气滤清器 功用：滤除空气中的杂质、尘埃，保证进入汽缸空气的
清洁度，以延长发动机的使用寿命。
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1） 根 据 保 养 和 维 修 手 册 中 的 建 议 ， 按 一 定 的 工 作 里 程 、 存 放 时间或工作小时数更换滤清器。
2） 用 真 空 表 ， 按 每 250小 时 测 量 油 泵 与 滤 清 器 之 间 的 阻 力 情 况 。 新 的 发 动 机 其 数 据 为 3英 寸 （ 76mm） --4英 寸 （ 102mm） 汞 柱 ， 如 果 超 过 8英 寸 （ 203m m ） 汞 柱 ， 就 应 该 更 换 滤 清 器 ， 否 则
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机构的构成： 曲轴正时齿轮、凸轮轴正时齿轮、高压油泵正时齿轮。
机构的作用： 保证曲轴、凸轮轴、高压油泵、气门组件按设计的喷油 正时和配气相位运行。
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组成：
•汽油机：由电瓶、导线、高压线圈、分电器、 火花塞、启动开关、起动机、充电机组成。
•柴油机：由电瓶、导线、电磁切断阀、启动
发动机的基本结构 冷却系统
二。冷却系统构成
构成：由散热器、水泵、汽缸体水道、汽缸盖水道、出水
管、节温器、水滤器、中冷器、机油冷却器，以及选用件
空气压缩机、液压油冷却器、湿式排气管等构成。
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康明斯发动机的基本结构
冷却系统
2. N\K 冷却系统构成图：
空压机
水滤器
中冷器
散热器
水泵
就会降低发动机的动力。
更换滤清器时的注意事项:
A) 拆掉的旧件不能重新使用，应把它打烂以防与新件混淆。
B) 用干净的柴油将新的滤清器灌满。
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C) 将滤清器装到发动机上，当橡胶面与盖面接触时将滤清器再 旋进1/2到3/4圈即可。不能太紧，否则滤清器会变形，造成空气 进入燃油系统，太松结果也一样。
约三分之一由排气排入大气；
约三分之一冷却系统散失；
3. 康明斯发动机冷却方式为循环水冷式，它与其他发动机冷却系统具有相同功
能：
储存足够的冷却水
构成循环水流
控制发动机水温
散失冷却系统多余热量
4. 康明斯发动机冷却系统的特点在于：使用化学装置（水滤器）对系统进行保护。
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发动机运动件
一.运动件的构成
所谓运动件，即：曲轴--连杆机构。它主要包括：曲轴、连 杆组、活塞组、减振器、轴瓦、飞轮等组成。
二.作用与要求
1) 它的作用就是把可燃混合气在汽缸里燃烧后所产生的爆发压 力转变为由曲轴输出的机械功。它是内燃机中的主要运动组件， 是传力作功的主要机构，它的零件质量和配合的好坏，直接影 响到柴油机的工作能力和使用寿命。 2）因此要求曲轴--连杆机构的各零件应有足够的强度、加工和配 合精度，同时也要求重量轻、工作可靠。
缸体水道 缸盖水道 出水管
节温器
机油冷却器 液压油冷却器 湿式排气管
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康明斯发动机的基本结构 冷却系统
2.N发动机冷却水流向： 主水流：进水管—水泵—主水道—水套—汽缸盖水道— 出水管—节温器—散热器（或旁通水管—水泵进水口）； 机油冷却器：机体水道—机油冷却器—出水管； 水滤器：机体水道—水滤器—水泵进水口； 中冷器：机体水道—中冷器—出水管； 空压机：机体水道—空压机—旁通水管—水泵进水口；
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康明斯发动机的基本结构
增压器 凸轮轴衬套
第 1档 ? 辅助驱动 冷却活塞
小喷嘴
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润滑系统的组成
主轴承
主油道
连杆轴 承
凸轮轴 衬套
全流式机油滤 清 器 (粗 )
随动臂
活塞销 衬套
摇臂
( 5 k2)g / c m
机油冷却器
调
节
机油泵
阀
机油盘
旁通 滤清 器
安 全 阀 (1 0 k g /c m2 )
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康明斯发动机的基本结构 燃油系统
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一汽油机：
由油箱、油管、燃油ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ清器、输油泵、化油器（汽化器）。
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二柴油机：
由油箱、油管、燃油滤清器、输油泵、高压油泵、高压油管、 喷油器（油嘴）。
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化油器工作原理：
经滤清器滤除杂质和水分汽油被泵入 化油器；空气经过滤后的空气也进入化油 器，在气缸吸力和高速气流的作用下，汽 油由化油器喷油口喷出，开始雾化，并与 空气混合形成可燃混合气经进气管分配到 各气缸。
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我们生产的发动机为 四冲程高速柴油机
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发动机的基本工作原理
发动机工作循环
特点：
•直喷式浅“ω”型燃烧室 •采用高压缩比：14.5---15.5 •水冷四冲程：进气冲程、压缩冲程、作功冲程、排气冲程 •四气门缸盖（两进两排）
进气冲程：
在进气冲程中，活塞下行；进气门开启，排气门关闭。新鲜 的空气（和汽油机的汽油〕进入燃烧室。发动机的进气方式有： 自然吸气、增压、增压中冷（水冷、空空中冷）、高增压四种。 通常采用的是增压、增压中冷和高增压。