學習情境1傳統(tǒng)柴油機故障診斷與檢修

淮安信息職業(yè)技術學院汽車工程系2011年2月主要教學內(nèi)容：1.柴油機供給系的工作原理2.噴油泵總成拆裝與調(diào)試3.噴油器拆裝與調(diào)試4.柴油機輔助裝置的拆裝與檢修5.柴油機供給系故障診斷與排除1.1柴油機供給系的工作原理

主要教學內(nèi)容：1.柴油機基本工作原理2.柴油性能認識及選用3.柴油機供給系的基本工作原理4.柴油機可燃混合氣的形成5.柴油機燃燒室1.1.1柴油機基本工作原理

柴油機的特點：1、工作原理上的特點氣缸內(nèi)混合，壓燃式著火，邊噴邊混邊燃燒，壓縮比大。2、熱效率高，功率大，油耗低，故障少。3、排氣污染小。4、起動困難，噪音大，轉(zhuǎn)速低，煙塵污染大。5、質(zhì)量大，制造成本高，維修費用高。四行程柴油機工作原理

汽油機和柴油機工作過程比較

二行程柴油機工作原理

2010年我國柴油發(fā)動機企業(yè)銷量排名（前20家）

2010年中國柴油機企業(yè)完美收官2010年全年，我國車用柴油機產(chǎn)銷分別達393.6萬臺和399萬臺，產(chǎn)銷量雙雙突破歷史紀錄。與重卡行業(yè)一樣，在柴油機行業(yè)的集中度也比較高，產(chǎn)銷量前10名的企業(yè)2010年共計銷售柴油機343萬臺，占行業(yè)比重為85.92%。前5家企業(yè)全年共計銷售柴油機243萬臺，占行業(yè)比重60.87%。其中，玉柴、一汽、濰柴分別以年銷量75.5萬臺、53.5萬臺和44.7萬臺位居前三，所占市場份額為43.49%。1.1.2柴油性能認識及選用

一、柴油成分

1、柴油分類我國柴油細分及應用：我國柴油主要分為餾分型和殘渣型兩類。餾分型柴油機燃料即為輕柴油和車用柴油，前者適用于轎車、汽車、拖拉機、內(nèi)燃機車、工程機械、船舶和發(fā)電機組等壓燃式發(fā)動機；后者主要用于壓燃式柴油發(fā)動機汽車。殘渣型柴油機燃料目前主要用于船用大功率、低速柴油機，故又稱為船用殘渣燃料油。（1）車用柴油特別是轎車用柴油，必須使用十六烷值在50以上、硫含量低于500ppm、氧化安定性不高于2.5mg/100ml的柴油。車用汽油為透明液體，一般為白色，氣味較大，比水輕，易揮發(fā)，易燃易爆。（2）輕柴油十六烷值僅在45，硫含量要求不高于2000ppm，因此，無法滿足柴油轎車的行駛要求。輕柴油的顏色為淺黃色或微紅色，氣味較大，易燃易爆。目前國內(nèi)加油站銷售的柴油多數(shù)是輕柴油。中國石化在北京、廣州等城市已經(jīng)開始供應車用柴油。2、輕柴油的餾分輕柴油是在270-350℃的溫度范圍內(nèi)從石油中提煉出來的，是由87%的碳，12.6%的氫和0.4%的氧組成的茶黃色液體碳氫化合物。二、柴油的性能指標（1）燃燒性（2）低溫流動性（3）蒸發(fā)性（4）黏度（5）腐蝕性（6）安定性（7）清潔性1、燃燒性（抗爆性）柴油的燃燒性指柴油在燃燒時的工作穩(wěn)定性。影響柴油機爆震的因素較多，其中柴油的著火性（或稱發(fā)火性）是主要因素之一。評價指標有：十六烷值、自燃點（1）十六烷值——十六烷值是表示柴油在發(fā)動機中著火性能的一個約定量值。（2）自燃點——指能使柴油自行著火燃燒的溫度。對柴油燃燒性的要求：要求輕質(zhì)柴油和車用柴油有良好的燃燒后性，十六烷值適宜，自燃點低，燃燒完全，發(fā)動機工作穩(wěn)定性好，不發(fā)生爆震現(xiàn)象，能發(fā)揮應有的功率。部分燃油的閃點和自燃點

油品閃點自燃點汽油＜28℃510~530℃煤油28~45℃380~425℃輕柴油45~120℃350~380℃重柴油＞120℃300~330℃2、低溫流動性低溫流動性指柴油在低溫條件下所具有的一定流動性狀態(tài)的性能。若低溫流動性好，則能保證柴油在低溫條件下可靠地噴入汽缸；若低溫流動性差，則汽車在低溫條件下使用時，會因柴油失去流動性而中斷供油，導致汽車無法行駛。評價指標有：凝點、濁點、冷凝點

（1）凝點（或稱凝固點）——指在規(guī)定條件下，柴油冷卻到液面不能移動時的最高溫度。（2）冷濾點——指在規(guī)定條件下，柴油不能以20ml/min的流量通過一定規(guī)格過濾器的最高溫度。3、蒸發(fā)性蒸發(fā)性指柴油由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的性能。評價指標有：餾程、閃點（1）餾程——與汽油略有不同，車用柴油的餾程主要用50%、90%和95%回收溫度評價。（2）閃點——將可燃性液體在專門儀器和規(guī)定條件下加熱，其蒸氣與空氣形成的混合氣與火焰接觸，發(fā)生瞬間閃火的最低溫度。4、黏度黏度是保證車用柴油正常輸送、霧化、燃燒及油泵潤滑的重要質(zhì)量指標，黏度關系到發(fā)動機供油系統(tǒng)（濾清器、油泵、噴嘴）的正常工作。輕柴油和車用柴油對黏度的質(zhì)量要求：

黏度適宜，即具有良好的流動性，以保證高壓油泵的潤滑油和噴油霧化的質(zhì)量，利于形成良好的混合氣。評價指標有：動力黏度、運動黏度動力黏度與運動黏度之間有簡單的換算關系，車用柴油的黏度用運動黏度評價。（1）動力黏度——表示柴油在一定剪切應力下流動時內(nèi)摩擦力的量度。（2）運動黏度——表示柴油在重力作用下流動時內(nèi)摩擦力的量度。5、腐蝕性柴油中的硫燃燒后的生成物對發(fā)動機具有強烈的腐蝕性，還嚴重污染環(huán)境。評價指標有：硫含量、硫酸硫含量、酸度、銅片腐蝕、水溶性酸或堿。6、安定性柴油在運輸、貯存和使用過程中保持顏色、組成和使用性能不變的能力。評價指標有：催速安定性沉渣、碘值、實際膠質(zhì)、10%蒸余物殘?zhí)俊?、清潔性柴油機供給系的主要部件對柴油的清潔程度要求極高。評價指標有：灰分、水分和機械雜質(zhì)。三、柴油的牌號及選用1、柴油牌號我國生產(chǎn)的柴油按柴油凝點來劃分柴油牌號。2009年6月12日，我國正式公布《車用柴油標準》GB19147-2009代替《車用柴油標準》GB19147-2003，新標準于2010年1月1日起在全國執(zhí)行。該標準將車用柴油按凝點劃分為5號、0號、-10號、-20號、-35號和-50號共6個牌號。柴油牌號↓→柴油凝點↓→柴油價格↑。《車用汽油》國家標準《車用汽油》國家標準GB17930-2006已于2006年12月發(fā)布，目前我公司已收到正式文本，新標準的技術要求按時間劃分二個階段（國Ⅱ、國Ⅲ），目前除三大城市外，《車用汽油》均執(zhí)行第Ⅱ階段的技術要求和相應的試驗方法（國Ⅱ），到2009年12月31日起實施第Ⅲ階段技術要求和試驗方法（國Ⅲ）。該標準將車用汽油按辛烷值劃分為90號、93號、97號共3個牌號。汽油牌號↑→辛烷值↑→汽油價格↑。瘋漲的油價

我國再一次上調(diào)成品油價格

2011年2月20日調(diào)價燃油價格

2、柴油的選用柴油的選用原則——按季節(jié)或地區(qū)的環(huán)境溫度來選擇。所選用的柴油牌號一般比環(huán)境溫度低5-10℃左右。根據(jù)GB19147-2009標準要求，選用車用柴油牌號應遵循以下原則：5號輕柴油適用于風險率為10%的最低氣溫在8℃以上的地區(qū)使用；0號輕柴油適用于風險率為10%的最低氣溫在4℃以上的地區(qū)使用；－10號輕柴油適用于風險率為10%的最低氣溫在－5℃以上的地區(qū)使用；－20號輕柴油適用于風險率為10%的最低氣溫在－14℃以上的地區(qū)使用；－35號輕柴油適用于風險率為10%的最低氣溫在－29℃以上的地區(qū)使用；－50號輕柴油適用于風險率為10%的最低氣溫在－44℃以上的地區(qū)使用。四、柴油的使用1、柴油使用的注意事項（1）柴油在儲存、運輸、使用中應注意嚴防混入機械雜質(zhì)和水分。（2）柴油的儲存容器、加注工具、柴油機供給系統(tǒng)應定期清洗，保持清潔。（3）不同牌號的柴油不能混合使用。（4）在低溫條件下使用柴油機可采取以下措施：1）使用低牌號柴油。2）采用預熱柴油機供給系統(tǒng)的方法防止柴油凝固。3）往高凝點柴油中摻入20%~40%的燈用煤油。絕不可向柴油中摻入汽油。4）向進氣管內(nèi)噴入起動液協(xié)助起動。2、汽車節(jié)油的技術與途徑（1）對汽車進行技術改進1）提高壓縮比。2）改進進、排氣系統(tǒng)。3）采用電控柴油噴射技術。4）閉缸節(jié)油技術。5）減輕汽車整備質(zhì)量。（2）提高汽車的技術狀況——提高維修質(zhì)量（3）提高駕駛員的駕駛技術預熱保溫、中速行駛、腳輕手快、合理滑行、正確制動。（4）加強管理1.1.3柴油機供給系的基本工作原理

1、柴油機供給系的功用按柴油機工作循環(huán)及各種工況的要求，將清潔的柴油定時、定壓、定量并以一定的噴油質(zhì)量噴入燃燒室，與空氣進行迅速而良好地混合、燃燒，并將燃燒后產(chǎn)生的廢氣排入大氣。2、柴油機供給系的基本組成

柴油機供給系四大組成部分：（1）柴油供給部分——柴油箱、輸油泵、柴油濾清器、噴油泵、噴油器、油管等。（2）空氣供給部分——空氣濾清器、進氣管道、增壓器等。（3）可燃混合氣形成裝置——燃燒室。（4）廢氣排出部分——排氣管道、消聲器等。3、柴油機供給系的工作過程

幾個注意點：（1）區(qū)分高、低壓油路。低壓油路：柴油箱→噴油泵，p=0.15-0.30Mpa。高壓油路：噴油泵→噴油器，p＞10Mpa以上。（2）多余柴油的回流。（3）柴油濾清器一般有兩級或兩級以上。（4）保證各氣缸供油的一致性。柴油機供給系的工作過程

1.1.4柴油機可燃混合氣的形成1、柴油機可燃混合氣的形成特點（1）混合空間小，混合時間極短。（2）柴油粘度大，蒸發(fā)性差，不易霧化，不利于混合氣的形成。（3）混合氣成分不均勻，混合氣濃度變化范圍很大。（4）邊噴邊混邊燃燒，混合氣成分不斷變化。（5）混合氣的形成方式與燃燒室的型式和形狀有關。2、對可燃混合氣形成的基本要求（1）過量空氣系數(shù)α＞1。（2）柴油霧滴噴射均勻細小，射程足夠。保證可燃混合氣燃燒迅速完全。3、影響可燃混合氣形成質(zhì)量的因素（1）可燃混合氣的濃度。（2）可燃混合氣的均勻度。1）柴油噴射質(zhì)量——供油系統(tǒng)決定。2）氣流擾動形式——燃燒室的型式?jīng)Q定。4、可燃混合氣的形成方式（1）空間霧化混合方式（2）油膜蒸發(fā)混合方式空間霧化混合方式形成過程——將柴油噴射到燃燒室空間，形成霧狀混合物，再在空間蒸發(fā)形成混合氣。要求——使柴油高度霧化，并與燃燒室形狀相配合，并利用燃燒室中的空氣運動促進混合。油束的特性要求：對噴霧錐角、射程、霧化質(zhì)量有一定的要求。產(chǎn)生空氣擾動：產(chǎn)生進氣渦流和擠壓渦流。油膜蒸發(fā)混合方式形成過程——將柴油噴射到燃燒室壁面上形成油膜，油膜在燃燒室內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)氣流和壁面熱能的作用下，逐層蒸發(fā)，并與空氣均勻混合。要求——采用球形燃燒室。油膜的形成和氣體的分離運動

復合式混合方式形成過程——將空間霧化混合燃燒和油膜蒸發(fā)混合燃燒混合使用，低速時以空間霧化混合為主，高速時以油膜蒸發(fā)混合為主。要求——采用U形燃燒室。注意點：目前，多數(shù)柴油機以空間霧化混合為主，僅球形燃燒室以油膜蒸發(fā)混合為主。5、柴油機的燃燒過程備燃期I速燃期II緩燃期III后燃期IVO——泵油始點A——噴油始點B——燃燒始點C——最高壓力點D——最高溫度點E——燃燒終點柴油機燃燒過程的特點：（1）工作粗暴。（2）排氣冒煙多。（3）噪音大。1.1.5柴油機燃燒室1、對柴油機燃燒室的要求由于柴油機可燃混合氣的形成和燃燒是在燃燒室內(nèi)進行的，燃燒室的形狀對可燃混合氣的形成和燃燒好壞有直接的影響，所以，必須制成特殊要求的柴油機燃燒室。2、柴油機燃燒室的設計原則按混合氣的空間混合方式設計。3、柴油機燃燒室的類型

一、直接噴射式燃燒室結(jié)構特點——燃燒室布置在活塞頂部，燃燒室容積集中于氣缸之中，且大部分集于活塞頂上凹坑內(nèi)。類型：

（一）ω型燃燒室

1、結(jié)構特點——ω形凹坑，螺旋進氣道，燃燒室底部有凸尖。2、混合氣形成方式——空間霧化混合方式。優(yōu)點——形狀簡單，結(jié)構緊湊，起動性好，熱損失少，熱效率高，經(jīng)濟性較好。缺點——工作粗暴，噴射壓力高，噴孔易堵塞。

3、應用——135系列柴油機。（二）四角型燃燒室

1、結(jié)構特點（1）燃燒室底部是ω形，上不逐漸過渡為四方形。（2）四方形的四角為圓角。（3）噴射時，四個噴孔對著燃燒室的四個角噴油。2、混合氣形成方式——空間霧化混合方式。3、優(yōu)點（1）混合氣形成質(zhì)量好。（2）燃燒完全。（3）排氣凈化性好。（三）球型燃燒室

1、結(jié)構特點（1）活塞頂部凹坑表面輪廓呈球形。（2）氣缸蓋內(nèi)采用強渦流螺旋進氣道。（3）柴油順氣流或接近于燃燒室的切線方向噴入燃燒室。（4）燃燒室底部較薄。（5）進氣管上多安裝加熱裝置。2、混合氣形成方式——油膜蒸發(fā)混合方式。

3、工作特點（1）工作柔和，噪聲小。（2）混合充分，燃燒完全。（3）能適應多種不同著火性能的燃料。（4）起動困難。（5）低負荷時，排氣污染大。（6）噴油壓力要求高。4、應用——90系列、495A型柴油機。（四）U型燃燒室

1、結(jié)構特點（1）活塞頂部凹坑表面輪廓呈U形。（2）柴油噴射方向基本與進氣渦流方向垂直。2、混合氣形成方式——空間霧化和油膜蒸發(fā)相結(jié)合的復合混合方式。3、工作特點（1）高、低速轉(zhuǎn)速適應性較好。（2）對噴油壓力要求較低。（3）對增壓適應性差。4、應用——105系列柴油機。二、分開式燃燒室1、結(jié)構特點——燃燒室布置在活塞頂部，燃燒室容積集中于氣缸之中，且大部分集于活塞頂上凹坑內(nèi)。2、工作特點（1）燃燒柔和，最高爆發(fā)壓力小。（2）轉(zhuǎn)速范圍廣。（3）噪聲低，污染小。（4）噴油系統(tǒng)工作可靠，維修保養(yǎng)要求不高。3、應用——缸徑小于100mm的小型高速柴油機。4、類型

（一）渦流室式燃燒室

1、結(jié)構特點（1）球形渦流室位于氣缸蓋內(nèi)，氣缸內(nèi)為主燃燒室。（渦流室容積占燃燒室總?cè)莘e的50%~80%）（2）主、副燃燒室之間用一個或幾個與渦流室相切的大面積通道相同。（3）噴油器和電熱塞安裝在渦流室內(nèi)，柴油沿渦流方向噴入。（4）渦流室的上半部和冷卻水接觸，下部制有保溫鑲塊。（5）活塞頂部多制有導流槽或分流凹坑。2、混合氣的形成特點——空間霧化混合方式。利用強烈的定向渦流混合和燃燒，利用二次渦流促使可燃混合氣更完全、更劇烈地燃燒。3