燃机课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,燃气内燃机,设备及相关系统介绍,内燃机工作原理,1、画图，利用滑块摇臂原理解释。,2、内燃机的四冲程：,进气冲程：由于曲轴的旋转，活塞从上止点(top dead center)向下止点(bottom dead center)运动，这时排气门关闭，进气门打开。,压缩冲程：曲轴继续旋转，活塞从下止点向上止点运动，这时进气门和排气门都关闭，气缸内成为封闭容积，可燃混合气受到压缩，压力和温度不断升高，当活塞到达上止点时压缩行程结束。,内燃机工作原理,做功冲程：作功冲程包括燃烧过程和膨胀过程，在这一冲程中，进气门和排气门仍然保持关闭。当活塞位于压缩行程接近上止点(即点火提前角)位置时，火花塞产生电火花点燃可燃混合气，可燃混合气燃烧后放出大量的热使气缸内气体温度和压力急剧升高，高温高压气体膨胀，推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械功，除了用于维持发动机本身继续运转外，其余用于对外作功。,内燃机工作原理,相关技术术语介绍：,润滑系统,发动机工作时，各运动零件均以一定的力作用在另一个零件上，并且发生高速的相对运动，有了相对运动，零件表面必然要产生摩擦，加速磨损。为了减轻磨损，减小摩擦阻力，延长使用寿命，发动机上都必须有润滑系(lubrication system)。,1、润滑系统的作用,清洗作用：机油在润滑系内不断循环，清洗摩擦表面，带走磨屑和其它异物；,冷却作用：机油在润滑系内循环还可带走摩擦产生的热量，起冷却作用；,润滑系统,密封作用：在运动零件之间形成油膜，提高它们的密封性，有利于防止漏气或漏油；,防锈蚀作用：在零件表面形成油膜，对零件表面起保护作用，防止腐蚀生锈；,液压作用：润滑油还可用作液压油，如液压挺柱，起液压作用；,减震缓冲作用：在运动零件表面形成油膜，吸收冲击并减小振动，起减震缓冲作用。,润滑系统,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。常用的润滑方式有下列三种形式：,压力润滑(full pressure oiling):利用机油泵,将具有一定压力的润滑油源源不断地送往摩擦表面。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。这种润滑方式称为压力润滑。,润滑系统,3、润滑油,发动机的润滑剂有润滑油和润滑脂，润滑油习惯上称为机油。,机油的粘度随温度变化而变化，温度高则粘度小，温度低则粘度大，因此，要根据季节选用不同牌号的润滑油。,润滑系统,一个由发动机驱动的润滑油泵向主轴轴承、曲轴轴承、活塞、正时齿轮、凸轮轴承和阀门摇杆机构提供润滑油。,发动机机油泵主要由三个齿轮和减压阀构成，由发动机前齿轮室的齿轮驱动。发动机油泵通过吸油盘和弯管从底座油箱吸取机油。吸油盘装有滤网，过滤机油。减压阀控制经过机油泵加压后的发动机机油压力。如果压力过高，减压阀将打开，允许部分机油直接流回油箱。,预润滑,预润滑的后冷却油泵装在机组底盘架上，用作预润滑和后冷却涡轮增压器。,预润滑泵为齿轮泵结构，通过电动机的联轴器进行驱动。泵和电动机通过法兰套牢固相连。,嵌入式限压阀只作为安全阀使用。在机组的机座上安装预润滑泵并铺设管道。,预润滑泵有两种功能：,预润滑,1、预润滑/重新润滑,每次起动之前预润滑发动机，每次关闭之后重新进行润滑。,2、换油时抽出润滑油,换油时，使用预润滑泵将废油从油底壳中抽入废油容器内。为此，必须将预润滑泵后方导管内的三通旋塞阀从“预润滑”位置转至“抽吸油”位置。,冷却系统,冷却系(cooling system)的主要功用是把受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。,冷却系按照冷却介质不同可以分为风冷和水冷，如果把发动机中高温零件的热量直接散入大气而进行冷却的装置称为风冷系。而把这些热量先传给冷却水，然后再散入大气而进行冷却的装置称为水冷系。由于水冷系冷却均匀，效果好，而且发动机运转噪音小，目前多采用水冷。,冷却系统的组成,缸套冷却水泵（电机驱动、离心式）、节温器、中冷器水泵（电机驱动、离心式）、中冷器节温器、水箱式散热器、外置水箱电动风扇、膨胀水箱等。,缸套水容量：570L，中冷水容量：51L。,发动机拥有外置电机驱动的两个水泵和两套冷却系统，一是缸套水冷却系统，另一是独立水循环后冷却系统。缸套水冷却系统包括：高温节温器、单独的进水和出水套、电机驱动的缸套水泵。循环后冷却系统包括：高温节温器、外置电机驱动水泵。,油水预热机组,功能,电机停机状态下，安装在预热机组内的电子循环泵使循环的电机水流经电子连续式加热器和电机冷却水循环。同时向电机水传递恒定的热量。通过可在 0 C 至 80 C 范围内调节的嵌入式调节恒温器预选所需的温度。,重新接通电机之后，预热机组将自动断开。同时安装在机组内的止回阀关闭。电机再次停机和超出预选温度之后，重新向电机输送恒定的热量。,油水预热机组,1 润滑油精滤器 2 旁通阀 3 减压阀 4 循环泵 5 换热器,燃料系统,燃料系统设备组成,1 关闭装置（球阀）2 压力表,3 燃气过滤器 4 压力监测器,5 电磁式安全关闭阀 6 仅适用于燃气组 2-阻火器,7 燃气压力调节器 8 安全截止阀，电气动控制,空气系统,进气系统设备组成：,进口消音器、轴流风机、双滤芯单级空气滤清器，空气滤清器保养指示器、进气涡轮增压器、进气岐管、火焰清除器、中冷器波纹管等。,空气滤清器及预热外壳确保为安装在电机上的燃气混合器提供洁净并符合所需燃烧空气温度的预热空气。通过使用弹簧锁扣固定在外壳入口处的四个板式过滤器完成空气过滤。在外壳内安装了热交换器，电机冷却水从中流过，并将燃烧空气的温度预热到 30 C 至 40 C。通过三通调节阀和泵调节温度，两者均安装在热交换器的给水管内，空气预热系统三通阀和空气预热系统冷却水泵。通过混合管内的温度感应器控制该调节阀。,空气系统,每个机组都配备两个空气滤清器和预热外壳。,1 外壳 2 换热器 3 过滤器支座 4 板式过滤器滤芯 5 入口 6 出口,燃气空气混合系统,在涡轮增压器前端的混合器中将燃气和空气混合成可燃性混合气。混合器是一种文丘里管，具有一个适于流动的收缩段与一个逐渐扩大的扩散段。采用这种设计型式，使流体的压力损失极其微小，因此气缸中的充气损失也极小。流体在最窄部位的流速最大。在这里通过环状间隙所产生的负压，将燃气从外侧沿径向混合到核心气流之中。这种混合方式的优点在于使所吸入的混合气变化较大，燃气和空气的流量比也几乎能保持恒定，且仅在很短的时间内略微偏离空燃比范围，即发动机能够可靠运转并节省燃料的工作范围。,可调式气隙用来对燃气-空气混合气进行调节。混合气量由节气板进行调节。,点火系统,点火系统设备组成：,火花塞、高能点火变压器、点火电气配线、岐管空气压力传感器、点火电子控制模块、爆燃传感器、发动机转速/定时传感器、传感器电气配线、温度传感器等。,发动机配有一个微机控制的点火系统，通过 TEM 系统向其供应 24 V 电压。由一个电子传感器对安装于飞轮上的齿圈进行扫描，并可精确测定随时间变化的曲轴角。,点火系统,通过安装于凸轮轴上的另一个传感器来选择正确的四冲程点火相位。电子控制单元将中压脉冲输出到每一个气缸对应的点火线圈上。这里分别有一根高压电缆通向火花塞。电压升高速度极其迅速，可保证产生短促强劲的点火火花，并对火花塞电极有保护作用。,只能销售服务商对点火装置进行调整，例如按照气体燃料的质量对点火正时进行调整。,点火系统,发动机工作时无需关闭点火系统，因为 TEM 系统在发动机不工作状态时能够可靠的断开点火系统。,为避免在拆卸点火装置时损失电子元器件，必须关闭点火装置。,点火系统,火花塞,火花塞的构造为预燃室火花塞。在预燃室 1 内部产生点火火花，火焰束通过预燃室端面上的孔 2 进入燃烧室之中。,这种结构型式的优点在于，火焰前端能够在整个燃烧室内更加均匀地扩散，并且可以减小电极磨损，因此可延长火花塞的使用寿命。,点火系统,启动系统,内置变速齿轮的气动马达，带内置变24伏电磁阀，法兰式联接在机体上。气动起动机通过飞轮产生点火所需的起动转速。,TEM 系统发出起动信号后，控制空气压迫起动机齿轮进入飞轮齿圈之中，然后工作空气就会使得发动机开始转动，直至达到起动转速。当发动机点火后，TEM 系统就会将起动机脱离，并且在机器运转过程中阻止其继续起动。气动起动机，带空气调节回路带法兰的结构形式,启动系统,1 集污器 2 减压阀 3 压力表 4 安全阀 5 主控制阀,控制系统,控制系统,1 冷却液温度传感器（高温控制回路入口）,2 燃气-空气混合器接近开关,每个燃气-空气混合器有一个开关,3 冷却液温度传感器（高温控制回路出口）,4 增压混合气温度传感器,每个燃气-空气混合器有一个传感器,5 燃气-空气混合器步进电机,每个燃气-空气混合器有一个步进电机,6 视具体结构、基本配置和温度传感器而定,7 气缸列 A 多功能油轨,8 凸轮轴传感器,9 曲轴箱压力传感器,10 冷却液预热电动泵,11 电预热器,用于冷却液和润滑油,12 润滑油预热电动泵,控制系统,控制系统,1 润滑油温度传感器,2 发动机启动装置的启动保险,3 气动启动机的电磁阀,4 飞轮传感器安装位置视发动机具体结构而定,5 气缸列 B 多功能油轨,6 增压器混合气压力传感器,A 和 B 侧各一个传感器,V12 型发动机：在 A4 和 A5 以及 B6 气缸之间,V16 型发动机：在 A6 和 A7 以及 B8 气缸之间,控制系统,1 废气涡轮增压器转速传感器,每个涡轮增压器分别有一个传感器,2 执行器,3 冷却液温度传感器（高温控制回路入口）,4 润滑油油位传感器,5 润滑油压力传感器,（机油滤清器前的润滑油压力）,6 冷却液温度传感器（低温回路入口）,7 A 侧增压器混合气压力传感器，混合气冷却器-视具体结构而定,控制系统,1 飞轮传感器安装位置视发动机具体结构而定,2 润滑油压力传感器,（滤清器后机油压力）,3 点火线圈,每个气缸分别有一个点火线圈,4 点火控制单元,5 燃烧室温度传感器,每个气缸分别有一个传感器,6 爆震传感器,每个气缸分别有一个传感器,7 增压混合气温度传感器,A 和 B 侧各一个传感器,