搜档网
当前位置:搜档网 › 汽油机 柴油机 冷却系统

汽油机 柴油机 冷却系统

汽油机 柴油机 冷却系统
汽油机 柴油机 冷却系统

第06章冷却系统教案

1.授课时间

2.授课方式多媒体

3.授课题目冷却系统

4.教学内容要求掌握冷却系统基本构造与工作原理

5.教学重点节温器风扇离合器

6.思考题

●水冷却系统中为什么要装节温器?

●发动机为什么要冷却?最佳水温范围一般是多少?

●冷却系统中水温过高或水温过低有哪些原因?

7.参考资料

《汽车构造》陈家瑞主编机械工业出版社《汽车构造》关文达主编清华大学出版社《内燃机学》周龙保主编机械工业出版社8.课后小节

第06章冷却系统讲稿

第一节概述

1.作用

冷却系统(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。

2.分类

冷却系统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,目前汽车发动机上广泛采用的是水冷系。

第二节水冷系的组成和水路

1.组成

水冷却系统是以水作为冷却介质,把发动

机受热零件吸收的热量散发到大气中去。目前

汽车发动机上采用的水冷系大都是强制循环

式水冷系,利用水泵强制水在冷却系统中进行

循环流动。它由散热器(radiator)、水泵

(water pump)、风扇(fan)、冷却水套(water

jacket)和温度调节装置等组成。

2.水路

散热器内的冷却水经水泵加压后通过分

水管压送到气缸体水套和气缸盖水套内,冷

却水在吸收了机体的大量热量后经气缸盖出

水孔流回散热器。由于有风扇的强力抽吸,

空气流由前向后高速通过散热器。因此,受

热后的冷却水在流过散热器芯的过程中,热

量不断地散发到大气中去,冷却后的水流到

散热器的底部,又被水泵抽出,再次压送到发动机的水套中,如此不断循环,把热量不断地送到大气中去,使发动机不断地得到冷却。

第三节水冷系主要部件的构造

散热器(radiator)

功用:增大散热面积,加速水的冷却。冷却水经过散热器后,其温度可降低10-15℃,为了将散热器传出的热量尽快带走,在散热器后面装有风扇与散热器配合工作。

结构:散热器又称为水箱,由上贮水室、散热器芯和下贮水室等组成。散热器

上水贮室顶部有加水口,冷却水由此注入整个冷

却系统并用散热器盖盖住。在上贮水室和下贮水

室分别装有进水管和出水管,进水管和出水管分

别用橡胶软管和气缸盖的出水管和水泵的进水

管相连,这样,既便于安装,而且当发动机和散

热器之间产生少量位移时不会漏水。在散热器下

面一般装有减震垫,防止散热器受振动损坏。在

散热器下贮水室的出水管上还有放水开关,必要

时可将散热器内的冷却水放掉。

散热器芯由许多冷却水管和散热片组成,对于散热器

芯应该有尽可能大的散热面积,采用散热片是为了增加散

热器芯的散热面积。散热器芯的构造形式有多样,常用的

有管片式和管带式两种。

管片式散热器芯冷却管的断面大多为扁圆形,它连通

上、下贮水室,是冷却水的通道。和圆形断面的冷却管相

比,不但散热面积大,而且万一管内的冷却水结冰膨胀,扁管可以借其横断面变形而避免破裂。采用散热片不但

可以增加散热面积,还可增大散热器的刚度和强度。这

种散热器芯强度和刚度都好,耐高压,但制造工艺较复

杂,成本高。

管带式散热器芯采用冷却管和散热带沿纵向间隔

排列的方式,散热带上的小孔是为了破坏空气流在散热

带上形成的附面层,使散热能力提高。这种散热器芯散

热能力强,制造工艺简单,成本低,但结构刚度不如管片式大,一般多为轿车发动机采用,近年来在一些中型车辆上也开始采用。

对散热器的要求是,必须有足够的散热面积,而且所有材料导热性能要好,因此,散热器一般用铜或铝制成。

目前汽车发动机多采用闭式水冷系,这种冷却系统的散热器盖具有自动阀门,发动机热态工作正常时,阀门关闭,将冷却系统与大气隔开。防止水蒸汽逸出,使冷却系统内的压力稍高于大气压力,从而可增高冷却水的沸点。在冷却水系内压力过高或过低时,自动阀门则开启以使冷却系统与大气相通。目前闭式水冷系广泛采用具有空气-蒸汽阀的散热器盖,如图6-7。一般情况下,两阀借弹簧关闭。当散热器中压力升高到一定值(约为0.026-0.037Mpa)时,

蒸汽阀开启;水温下降,当冷却系统中产生的真空度达一

定值(约为0.01时-0.02Mpa)时,空气阀开启。

对于加注防锈,防冻液的汽车发动机,为了减少冷却

液的损失,保证冷却系统的正常工作,采用散热器+副水

箱结构。副水箱的上方用一根软管通大气,另一根软管与

散热器的溢流管相连。当散热器内蒸汽压力升高到某一值

时,其盖上的压力阀打开,冷却液通过压力阀通过

溢流管进入副水箱;当温度下降时,冷却液又从副

水箱通过真空阀流回到散热器内部。这样可以防止

冷却水损失。副水箱内部印有两条液面高度标记

线,副水箱内的液面高度应位于这两种刻线之间。

风扇(fan)

功用:提高通过散热器芯的空气流速,

增加散热效果,加速水的冷却。风扇通

常安排在散热器后面,并与水泵同轴。

当风扇旋转时,对空气产生抽吸作用,

使之沿轴向流动。空气流由前向后通过

散热器芯,使流经散热器芯的冷却水加

速冷却。

车用发动机的风扇有两种形式,轴流式和离心式。轴流式风扇所产生的风,其流向与风扇轴平行;离心式风扇所产生的风,其流向为径向。轴流式风扇效率高,风量大,结构简单,布置方便。因而在车用发动机上得到了广泛的应用。水泵(water pump)

功用:对冷却水加压,加速冷却水的循环流动,保证冷却

可靠。车用发动机上多采用离心式水泵,离心式水泵具有

结构简单、尺寸小、排水量大、维修方便等优点。

离心式水泵主要由泵体、叶轮和水泵轴组成,轮叶一

般是径向或向后弯曲的,其数目一般为6-9片。

当叶轮旋转时,水泵中的水被叶轮带动一起旋转,在离心力作用下,水被甩向叶轮边缘,然后经外壳上与叶轮成切线方向的出水管压送到发动机水套内。与此同时,叶轮中心处的压力降低,散热器中的水便经进水管被吸进叶轮中心部分。如此连续的作用,使冷却水在水路中不断地循环。如果水泵因故停止工作时,冷却水仍然能从叶轮叶片之间流过,进行热流循环,不致于很快产生过热。

4.冷却强度调节装置

冷却强度调节装置是根据发动机不同工况和不同使用条件,改变冷却系统的散热能力,即改变冷却强度,从而保证发动机经常在最有利的温度状态下工作。改变冷却强度通常有两种调节方式,一种是改变通过散热器的空气流量;

另一种是改变冷却液的循环流量和循环范围。

(1)改变通过散热器的空气流量

通常利用百叶窗(fan blind)和各种自动风扇离合器(fan clutch)来实现改变通过散热器的空气流量。

百叶窗是调节空气流量并防止冬季冻坏水箱,多用人工调节,也有采用自动调节装置的。

风扇离合器是置于风扇传动机构中的离

合机构,可根据发动机的温度自动控制风扇的

转速,调节扇风量以达到改变通过散热器的空

气流量,它不仅能减少发动机的功率损失,节

省燃油,而且还能提高发动机的使用寿命,降

低发动机的噪声。常见的风扇离合器形式有硅

油风扇离合器、机械式风扇离合器、电磁风扇

离合器及液力偶合器等。硅油风扇离合器应用

的比较广泛。

硅油风扇离合器

硅油风扇离合器由主动板、从动板、双金属感温器及壳体等构成。风扇装于壳体上。从动板与壳体之间的空间为工作腔,从动板与前盖之间为贮油腔,硅油存于其中。从动板上有进油孔,由感温阀片和双金属感温器控制。从动板外缘有一个由球阀控制的回油孔。冷却水温较低时,通过散热器的空气温度不高,进油孔关闭,贮油腔的硅油不能进入工作腔,离合器分离。冷却水温较高时,双金属感温器受热变形,从而带动阀片轴和阀片转过一定角度,将进油孔打开,硅油进入工作腔,由于硅油粘度大,主动板通过硅油带动壳体和风扇一起转动,使风扇转速迅速升高。

(2)改变通过散热器的冷却水的流量

通常利用节温器(thermostat)来控制通过散热器冷却水的流量。节温器装在冷却水循环的通路中(一般装在气缸盖的出水口),根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线,以达到调节冷却系统的冷却强度。节温器有蜡式和乙醚膨胀筒式两种,目前多数发动机采用蜡式节温器。

蜡式节温器

蜡式节温器在橡胶管和感应体之间的空间里装有石蜡,为提高导热性,石蜡中常掺有铜粉或铝粉。常温时,石蜡呈固态,阀门压在阀座上。这时阀门关闭通往散热器的水路,来自发动机缸盖出水口的冷却水,经水泵又流回气缸体水套中,进行小循环。当发动机水温升高时,

石蜡逐渐变成液态,体积随之增大,迫使橡胶管

收缩,从而对反推杆上端头产生向上的推力。由

于反推杆上端固定,故反推杆对橡胶管、感应体

产生向下反推力,阀门开启,当发动机水温达到

80℃以上时,阀门全开,来自气缸盖出水口的冷

却水流向散热器,而进行大循环。

膨胀筒式节温器

膨胀筒式节温器是由具有弹性的、折叠式的密闭圆筒

(用黄铜制成),内装有易于挥发的乙醚。主阀门和侧阀门随

膨胀筒上端一起上下移动。膨胀筒内液体的蒸气压力随着周

围温度的变化而变化,故圆筒高度也随温度而变化。

当发动机在正常热状态下工作时,即水温高于80℃,

冷却水应全部流经散热器,形成大循环。此时节温器的主阀

门完全开启,而侧阀门将旁通孔完全关闭;当冷却水温低于

70℃时,膨胀筒内的蒸汽压力很小,使圆筒收缩到最小高度。

主阀门压在阀座上,即主阀门关闭,同时侧阀门

打开,此时切断了由发动机水套通向散热器的水

路,水套内的水只能由旁通孔(bypass hole)流

出经旁通管进入水泵,又被水泵压入发动机水

套,此时冷却水并不流经散热器,只在水套与水

泵之间进行小循环,从而防止发动机过冷,并使

发动机迅速而均匀地热起来;当发动机的冷却水

温在70-80℃范围内,主阀门和侧阀门处于半开

闭状态,此时一部分水进行大循环,而另一部分

水进行小循环。

风冷却系统

风冷却系统是利用高速空气流直接吹过气缸盖和气缸体的外表面,把从气缸内部传出的热量散发到大气中去,以保证发动机在最有利的温度范围内工作。

发动机气缸和气缸盖采用传热较好的铝合金铸成,为了增大散热面积各缸一般都分开制造,在气缸和气缸盖表面分布许多均匀排列的散热片,以增大散热面积,利用车辆行驶时的高速空气流,把热量吹散到大气中去。由于汽车发动机功率较大,需要冷却的热量较多,多采用功率、流量较大的轴流式风扇以加强发动机的冷却。为了有效地利用空气流和保证各缸冷却均匀,在发动机上装有导流罩和分流板和气缸导流罩。

虽然风冷却系统与水冷却系统比较,具有结构简单、重量轻、故障少,无需特殊保养等优点,但是由于材料质量要求高,冷却不够均匀,工作噪音大等缺点,目前在汽车上很少使用。

汽车发动机是将热能转变为机械能的机器。在可燃混合气的燃烧过程中,气缸内气体温度高达2073-2375K,为保证发动机正常工作,必须对这些在高温条件下工作的机件加以适度地冷却。

发动机冷却系统包括了水

泵、冷却风扇散热器及相关组

件。其中冷却风扇将消耗发动机

功率的5%-8%左右,最大时约

占发动机功率的10%。为了降低

风扇功率消耗,减少噪声和磨

损,防止发动机过冷,降低污染,

节约燃料,目前的先进发动机上

多采用风扇离合器来驱动风扇。

自博格华纳于上世纪发明

世界上第一台硅油风扇离合器以来,冷却风扇的节能技术逐渐被提上议程并被各大OEM厂商所关注。汽车发动机冷却风扇的发展主要经历了固定风扇-硅油离合器驱动风扇-电子控制型硅油离合器驱动风扇的历程。

电子控制型离合器不同于传统的双金属感温控制模式直接读取发动机控

制模块ECU信号,由离合器内部电磁阀根据发动机各部位温度传感器所提供的信息控制冷却风扇的转速。从而达到更为精确、迅速的反应。在降低系统噪音节约能耗方面比同类感温产品有着显著的提高。电子硅油离合器主要应用在欧3排放及以上的高档大型客车、卡车及部分工程机械车辆。

图1左侧为双金属感温式

离合器的热信号传递过程。冷

却液经过散热器,并与流经散

热器的冷气流进行热交换。感

温式离合器前端的双金属片在

感受到气流温度后开始产生形

变,并驱动离合器内部的阀片

打开或关闭离合器,从而达到

控制风扇转速的目的。图1右

侧则为电子控制型硅油离合器的控制信号线路。安装在散热器内的温度传感器直接感受冷却液的温度,并传送至发动机控制单元ECU,ECU经逻辑模块判断后,发出相应的PWM信号,PWM 控制电子硅油离合器内的螺线管开关,驱动离合器内部的阀片打开或关闭离合器。

据博格华纳热能系统欧洲技术中心测试,采用电子控制硅油风扇离合器技术的冷却系统,与固定风扇冷却系统相比,可减少消耗发动机功率4.2%,与采用传统双金属感温硅油离合器技术的冷却系统相比,可减少消耗发动机功率1.2%。更快的反映速度,更精确的控制风扇转速,更低的功率,更高效的燃

油经济性,更具挑战的系统布局适应

性,这一切将开启汽车冷却系统风扇

驱动技术新的篇章。

简介:1.采用风扇离合器的目的:风

扇是发动机功率的消耗者,最大时约

为发动机功率的10%。为了降低风扇

功率消耗,减少噪声和磨损,防止发

动机过冷,降低污染,节约燃料,多

采用风扇离合器。

2.硅油风扇离合器的结构

硅油风扇离合器由前盖、壳体、主动板、从动板、阀片、主动轴、双金属感温器、阀片轴、轴承、风扇等组成。如下图所示。

前盖、壳体和从动板用螺钉组成一体,通过轴承装在主动轴上。风扇装在壳体上。从动板与前盖之间的

空腔为贮油腔,其内装有硅油

(油面低于轴中心线),从动板

与壳体之间的空腔为工作腔。

主动板与主动轴固定连接,主

动轴与水泵轴连接。从动板上

有进油孔A,平时由阀片关闭,

若偏转阀片,则进油孔即可打

开。阀片的偏转螺旋双金属感

温器控制,从动板上有凸台限

制阀片最大偏转角。双金属感

温器的外端固定在前盖上,内

端卡在阀片轴的槽内。从动板

外缘有回油孔B,中心有漏油

孔C,以防静态时从阀片轴周

围泄漏硅油。

3.硅油风扇离合器的工作原理

①当发动机冷起动或小负荷下工作时,冷却水及通过散热器的气流温度不高,进油孔被阀片关闭,工作腔内无硅油,离合器处于分离状态。主动轴转动时,仅仅由于密封毛毡圈和轴承的摩擦,使风扇随同壳体在主动轴上空转打滑,转速极低。②当发动机负荷增加时,冷却液和通过散热器的气流温度随之升高,感温器受热变形而带动阀片轴及阀片转动。当流经感温器的气流温度超过

338K(65℃)时,进油孔被完全打开,于是硅油从贮油腔进入工作腔。硅油十分粘稠,主动板即可利用硅油的粘性带动壳体和风扇转动。此时风扇离合器处于接合状态,风扇转速迅速提高。为不使工作腔中的硅油温度过高,粘度下降,使硅油在壳体内不断循环。由于主动板转速高于从动板,因此受离心力作用从

主动板甩向工作腔外缘的油液压力比贮油腔外缘的油压力高,油液从工作腔经回油孔B流向贮油腔,而贮油腔又经进油孔A及时向工作腔补充油液。为使硅油从工作腔流回贮油腔的速度加快,缩短风扇脱开时间,在从动板8的回油孔B旁,有一个刮油突起部伸入工作腔缝隙内,使回油孔一侧压力增高,回油加快。③当发动机负荷减小,流经感温器的气体温度低于308K(35℃)时,感温器恢复原状,阀片将进油孔关闭,工作腔中油液继续从回油孔流回贮油腔,直至甩空为止。风扇离合器又回到分离状态。

4.故障应急措施:行驶途中,若硅油风扇离合器因故障(如漏油等)时,可松开内六角螺钉,把锁止板的销插入主动板孔中,再拧紧螺钉,使壳体与主动轴连成一体,但此时只靠销传动,不能长期使用。

船用柴油机冷却水系统处理

船用柴油机冷却水系统处理 摘要船用柴油机是船舶心脏,在航行过程中有着举足轻重的作用,为使柴油机在合适的温度下能够安全有效的工作,对于冷却水系统就显得尤为重要,本文结合日常工作实际,对船用柴油机冷却水系统在检修、清洗及防腐步骤进行论述,使从事柴油机工作人员在进行柴油机的日常维护有所启迪。 关键词船用柴油机;冷却水系统;检查 0引言 柴油机冷却系统的主要功能是用来控制发动机的工作温度和驱散多余的热能(含润滑系统的散热)。系统好坏对发动机的工作和使用寿命有着直接的关系。因此,日常检查和清洗及防腐就显得尤为重要。在船舶柴油机使用过程中,由于缺乏对冷却系统的科学认识,不能正确检查和对冷却水及时去做防腐,甚至误认为冷却水温越低越好,影响了冷却系统的正常功能,造成了柴油机运行不稳定,使其使用寿命大大降低。 1冷却水系统 1.1冷却水系统的防腐保护 柴油机冷却水必须仔细处理,保存和检测,以避免腐蚀或形成沉淀,从而使热传热效率降低。因此很有必要对冷却水进行处理。应按如下步骤进行处理:1)清洗冷却水系统;2)注满带防腐剂的无离子水或蒸馏水(来自淡水发生器的水);3)对冷却水系统和冷却水状况进行定期检查。遵守这些预防规定,确保系统排泄良好,就会使由冷却水引起的故障降至最低。 1.2冷却水系统的清洁处理 1)在防腐处理之前,必须除去系统中的石灰沉淀层,铁锈和油泥,以改善热传导和确保防腐剂对表面进行保护的均匀性; 2)清洁处理应包括除油泥,酸洗除锈和清除水垢; 3)水乳化清洁剂和弱碱性清洁剂一样可以用于除油污过程; 4)不得使用含有易燃物的预混合清洁剂。用酸除锈时,推荐采用以氨基硫酸,柠檬酸,酒石酸为基础的专门产品,这些酸通常固态易溶于水且不会散发出有毒的蒸汽; 5)清洁剂不应直接混合,而应溶于水后再加入到冷却水系统中; 6)清洗时一般不必拆卸柴油机零件,水在柴油机中循环才能达到最佳的效果; 7)清洁可使不良配合的结合处或有缺陷的垫片部位渗漏更明显,因此在净化过程中应进行检查。在清洁后的24小时要检查滑油系统的含酸量。 1.3未净化的水 1)建议使用无离子水或蒸馏水(如由淡水发生器产生水)作为冷却水。由于硬度较低,这种水还具有相当的腐蚀性,应不断加入防腐剂; 2)如果没有无离子水或蒸馏水,特殊情况下可使用饮用水。但是水的总硬度不得超过9°DH。要检查水中的氯化物,氯,硫酸盐,硅酸盐的含量。它们不能超过下列值:氯化物:50ppm(50mg/L);氯:10ppm(10mg/L);硫酸盐:100ppm (100mg/L);硅酸盐:150ppm(150mg/L); 3)水中不得含有硫化物和氨。绝对不能使用雨水,因为雨水可能已被严重污染。应该注意的事,对水的软化处理不会降低硫酸盐和硅酸盐的含量。

船舶柴油机考试题2

2004 ——2005 学年第二学期考学生姓名班级学号 课程名称船舶柴油机(二)第 1 页共5页共76 题 题目 得分 阅卷人 总分 一.单项选择题(每小题1分, 共70分) 1.不同牌号的重油混舱时产生大量油泥沉淀物的原因是: A.燃油中不同烃的化学反应 B.燃油中添加剂的化学反应 C.燃油的不相容性 D.燃油中机械杂质凝聚产物 2.柴油机润滑系统中,滑油冷却器进出口温度差一般在: A. 8~10℃ B. 10~12℃ C. 10~15℃ D.10~20℃ 3.船用柴油机润滑系统中滑油泵的出口压力在数值上应保证: A. 各轴承连接续油 B. 抬起轴颈 C. 各轴承形成全油膜 D.保护轴颈表面 4.柴油机冷却系统的冷却水,合理的流动路线和调节方法应该是: A. 冷却水自下而上流动,调节进口阀开度大小控制温度 B.冷却水自下而上流动,调节出口阀开度大小控制温度 C.冷却水自上而下流动,调节出口阀开度大小控制温度 D. 冷却水自上而下流动,调节进口阀开度大小控制温度 5.分油机油水分界面向转轴侧移动时,会引起: A. 净化效果变差 B. 水中带油现象 C. 水封不易建立 D. 排渣口跑油 6.分油机停止分油工作后,应置于“空位“的目的是: A. 防止高置水箱的水流失 B. 放去管系中的残油 C. 防止净油倒流 D. A+B+C 7.自动排渣型分油机,其控制阀从停止工况至分油工况的操作顺序为:(1.补偿 2.密封 3.空位 4.开启) A. 3-4-1 B. 3-2-1 C. 2-1-3 D. 3-1-2 8.可能造成分油机跑油的原因是: A. 进油阀开得过猛 B. 油加热温度过高 C. 重力环口径过小 D. 油的粘度过低 9.分油机最佳分离量的确定,应根据____ 。 A. 分离温度 B. 含杂量 C. 分油机类型 D. A+C 10.下列关于冷却水系统管理中,哪一项说法是错误的? A. 淡水压力应高于海水压力 B.闭式淡水冷却系统中应设置膨胀水箱 C.进港用低位海水阀 D.定期清洗海底阀的海水滤器 11.船用大型低速柴油机的气缸注油器在结构原理上的特点一般为: A. 注油量可调,注油正时可调 B.注油量可调,注油正时不可调 C.注油量,注油正时均不可调 D.注油量可调,注油正时随机 12.自动排渣分油机控制阀在“密封“位置时: A. 工作水经外接管进入滑动阀下方 B.水封水经外接管进入活动底盘下方 C.工作水经内接管进入活动底盘下方 D.工作水经外接管进入活动底盘下方 13.为了保证柴油机经济而可靠地工作,其冷却水出口温度在数值上应:A. 接近允许下限值 B. 取允许限中值 C. 接近允许上限值 D. 按工况不同而异 14.现代大型船用柴油机采用的加压式燃油系统其主要目的是: A. 防止燃油汽化 B. 加速燃油循环 C. 冷却喷油泵柱塞偶件 D. 备用燃油系统 15.燃油系统中滤器堵塞的现象为: A.滤器前燃油压力急剧升高 B. 滤器前后燃油压力差增大 C. 滤器后燃油压力急剧升高 D. 滤器前后压力差变小 16.根据柴油机油品使用要求,燃油与滑油的粘温特性好表示: A.燃油粘度随温度变化大,滑油粘度随温度变化小 B.燃油粘度随温度变化大,滑油粘度随温度变化大 C.燃油粘度随温度变化小,滑油粘度随温度变化小 D.燃油粘度随温度变化小,滑油粘度随温度变化大 注:必须用电脑打印试卷题目,不准用手抄写。 试

船舶发动机冷却系统

第六章冷却系统 第一节冷却系统的功用、组成和布置 一、冷却系统的功用 柴油机工作时的燃气温度高达1800℃左右,使与燃气直接接触的气缸盖、气缸套、活塞、气阀、喷油器等部件严重受热。严重的受热会造成: ①材料的机械性能下降,产生较大的热应力与变形,导致上述部件产生疲劳裂纹或塑性变形; ②破坏运动部件之间的正常间隙,引起过度磨损,甚至发生相互咬死或损坏事故; ③燃烧室周围部件温度过高,使进气温度升高,密度降低,从而减少进气量;增压 后的空气温度也会升高,并影响进气量; ④润滑油的温度也逐渐升高,粘度下降,不利于摩擦表面油膜的形成,甚至失去润 滑作用。 综上所述,为了保证柴油机可靠工作必须对柴油机受热机件,滑油及增压后的空气等进行冷却。 然而从能量利用观点来看,柴油机的冷却是一种能量损失,过分冷却将导致燃油滞燃期延长,产生爆燃和燃烧不完全,增加加散热损失;机件内外温度差过大,以致热应力超过材料本身的强度而产生裂纹,润滑油粘度变大而增加摩擦功的消耗;在燃用含硫量较高的重油时,将产生低温腐蚀,使缸套严重腐蚀等。 因此,在管理中应既不使柴油机因缺乏冷却而导致机件过热,也不使柴油机因过分冷却而造成不良后果,应有所兼顾。冷却系统的主要任务应是保证柴油机在最适宜的温度状态下工作,达到既能避免零件的损坏和减小其磨损,又能充分发出它的有效功率。近代,从尽量减少冷却损失以充分利用燃烧能量出发,国内、外正在进行绝热发动机的研究,相应发展了一批耐高温的受热部件材料,如陶瓷材料等。 目前,柴油机的冷却方式分为强制液体冷却和风冷两种,绝大多数柴油机使用前者。 而液体冷却的介质通常有淡水、海水、滑油等三种。 淡水的水质稳定,传热效果好并可采用水处理解决其腐蚀和结垢的缺陷,因而它是目前使用最广泛的一种理想冷却介质; 海水的水源充裕但水质难以控制且其腐蚀和结垢问题比较突出,为减少腐蚀和结垢应限制海水的出口温度不应超过55℃; 滑油的比热小,传热效果较差,在高温状态易在冷却腔内产生结焦,但它不存在因漏泄而污染曲轴箱油的危险,因而适于作为活塞的冷却介质。 二、冷却系统的组成和布置 柴油机冷却系统一般是用海水强制冷却淡水和其它载热流体(如滑油、增压空气等)。在系统布置上,海水系统属开式循环,淡水及滑油等属于闭式循环,两者组成的冷却系统称“闭式冷却系统”。 (一)开式循环冷却系统

柴油发动机冷却系统使用与维护研究

柴油发动机冷却系统使用与维护研究 摘要对于柴油机而言,正确使用、合理维护冷却系统可使其性能得到有效提升。然而,在日常使用过程中,仍有大量关于冷却系统的错误认识存在,以至于柴油机性能受到影响。基于此,本文入手于柴油机冷却系统的组成及功用,并在此基础上探讨使用、维护方法。 关键词柴油发动机;冷却系统;使用与维护 柴油发动机零部件在吸收燃烧气体后,会有热量产生,冷却系统主要便是将这些热量及时散发,为发动机的工作提供适宜的温度环境,对发动机零部件温度进行有效控制,为其使用寿命提供保障,为发动机使用功率的充分发挥奠定基础。因此,本文主要对柴油发动机冷却系统适用于维护展开研究。 1 冷却系统的组成及功用 以散热方式为根据对柴油机冷却系统进行分类,主要包含水冷却和空气冷却系统。水冷却系统的组成成分有水泵、配水管、散热器、风扇、调温器和水温表等。该系统主要负责将柴油机运作过程中零部件所接收的热量朝着大气及时散发,以正常范围控制柴油机工作温度。发动机工作时,冷却水会在水泵的作用下由配水管传输至缸盖、水套,而吸收了热量则会朝着散热器上部传输,途经散热器芯传输至散热器下部。同时,当热量传到散热器芯、片时,空气会在风扇的旋转下朝着散热器流动,加快热量散发,实现水温降低。水在经过冷却后,在水泵的作用下再次进入水套,不断循环。 2 冷却系统的使用与维护 2.1 水泵的使用与维护 水泵使用过程中,难免会有故障发生,故而必须重视水泵的正确使用及合理维护措施。 首先,在水泵使用过程中,水泵若是带有齿轮传动,那么水泵齿轮、传动齿轮之间的啮合必须保持良好;水泵若是带有皮带传动,那么水泵皮带与传动皮带轮槽必须同线,其松紧度也需维持在适宜的程度[1]。松紧度过紧会使水泵轴承承受更大的负荷,缩短轴承的寿命。而松紧度过松会有皮带打滑的现象出现,以至于降低水泵工作效率。 水泵使用中,需定期开展保养工作,以列举于说明书内的要求为根据,将润滑油及时加注至水泵轴承内,在加注时必须合理控制加注量,以免水泵轴承使用寿命缩短。同时,针对水泵工作状态定期开展检查工作,在水泵传动皮带拆除后应能自如地用手转动皮带轮,水泵叶轮、泵壳之间不会发生擦碰,泵轴内不会存在卡滞。要想确保发动机的运转正常,就必须正确使用、合理维护水泵,为其提

船舶柴油机

船舶柴油机 第一章 柴油机基本工作原理 第一节 柴油机概述 1.柴油机的优点: ①热效率最高可达到55% ②功率范围广,从0.6kw至47000kw ③机动性好,起动方便,加速性能好,便于使用和管理 2.柴油机的缺点: ①存在振动和噪音 ②工作环境恶劣,高温,高压 第二节 柴油机的基本结构和几何术语 一、柴油机的基本结构 1.固定部件 主要包括机座、机体、气缸盖、气缸套和主轴承等。 2.运动部件 主要包括活塞组件、连杆组件和曲轴飞轮组件等。 3.主要系统 主要有配气系统、燃油系统、冷却系统、润滑系统以及起动、换向和调速等系统。 二、常用几何术语 ⑴上止点:活塞在气缸中运动的最上端位置,即离曲轴中心线最远的位置。 ⑵下止点:活塞在气缸中运动的最下端位置,即离曲轴中心线最近的位置。 ⑶曲柄半径R:曲轴回转中心线到曲柄销中心线的距离。 ⑷冲程S:活塞在上、下止点之间移动的距离。冲程又称行程,它等于曲轴曲柄半径R的两倍,即S=2R。 ⑸缸径D:气缸套的内径。 ⑹压缩室容积:活塞位于上止点时,活塞顶与气缸盖底面之间的气缸容积,又称燃烧室容积。 ⑺气缸工作容积:活塞从上止点移动到下止点所扫过的气缸容积。 ⑻气缸总容积:活塞位于下止点时,活塞顶以上的全部气缸容积,是压缩室容积与气缸工作容积之和。 ⑼压缩比ε:气缸总容积与压缩室容积的比值亦称几何压缩比。 第三节 柴油机的工作原理 一、四冲程柴油机工作原理

⒈四冲程柴油机工作原理 第一冲程——进气冲程 这一冲程的任务是使气缸内充满新鲜空气。活塞由上止点下行,进气阀已打开,由于气缸容积不断增大,缸内压力下降,依靠气缸内外的气压差作用,新鲜空气通过进气阀被吸入气缸。由于受流阻等影响,在进气过程的大部分时间里,气缸内压力低于大气压力,到下止点时,缸内气压的为0.08~0.95Mpa,温度约为30~70℃。为了使柴油机作功更完善,必须在进气过程尽可能多吸入新鲜空气。进气阀开启始点至上上点的曲柄转角叫做进气提前角。下止点到进气阀关闭位置的曲柄转角叫做进气延迟角。 第二冲程——压缩冲程 这一冲程的任务是压缩第一冲程吸入的空气,提高空气的温度与压力,为柴油机燃烧及膨胀作功创造条件。活塞从下止点向上运动,自进气阀关闭开始压缩,一直到活塞到达上止点为止。活塞上行,气缸容积减少,缸内气体压力和温度随之升高,到达压缩终点时,压力增高到 3~6MPa,温度升至 600~700℃(柴油的自燃温度为270℃左右)。 第三冲程——燃烧和膨胀冲程 这一冲程的任务是完成两次能量转换。在活塞到达上止点前,燃油经喷油器以雾状喷入气缸的高温高压空气中,并与其混合,在上止点附近自燃,由于燃油强烈燃烧,使气缸内气体温度迅速上升到1400~1800℃或更高些,压力增加至5~8MPa,甚至15MPa以上。燃烧产生的最高压力称最高爆发压力,用p z表示,最高温度t z表示。高温高压燃气膨胀推动活塞下行作功。在上止点后的某一时刻燃烧基本结束,燃气继续膨胀,到排气阀下止点前开启时膨胀过程结束。 第四冲程——排气冲程 这一冲程的任务是将作功后的废气排出气缸外,为下一循环新鲜空气的进入提供条件。这一阶段,要求废气排得越干净越好,所以与进气阀启闭一样,排气阀也是提前开启,延迟关闭。排气阀开启时,活塞尚在下行,废气靠气缸内外压力差进行自由排气。从排气阀开启到下止点的曲柄转角叫做排气提前角。当活塞从下止点上行时,废气被活塞推出气缸,此时排气过程是在略高于大气压力(约1.05~1.1大气压),且在压力基本不变的情况下进行的。排气阀一直延迟到活塞到达上止点之后才关闭,这样可利用气流的惯性作用,继续排出一些废气。上止点到排气阀关闭位置的曲柄转角叫做排气延迟角。 总结:四冲程柴油机每完成一个工作循环,曲轴要转两转,每个

柴油发动机管理系统故障诊断与修理 教学大纲

“柴油发动机管理系统故障诊断与修理” 教学大纲 目录 一、学习领域定位 二、学习领域目标 三、学习情境设计 四、学习单元设计 五、考核方案 六、教学资源

一、学习领域定位 “柴油发动机管理系统故障诊断与修理”是汽车检测与维修技术专业针对于汽车机电维修工岗位能力进行培养的一门核心课程。本课程构建于“汽车构造与拆装”、“汽车零部件识图”、“汽车维护”、“发动机机械系统故障诊断与修理”等课程的基础上,学生通过对柴油机电控系统的学习,了解柴油机电控系统的故障诊断,熟悉柴油机检测设备的使用方法,掌握柴油机电控系统的故障检修,培养学生电控柴油机检修的能力,提高学生的专业素质,为今后继续学习和应用汽车新技术打下一定的基础,同时注重培养学生的社会能力和方法能力。 二、学习领域目标 通过”柴油发动机管理系统故障诊断与修理”的学习,使学生掌握以下专业能力、社会能力和方法能力。 1.专业能力 (1)具备与客户的交流与协商能力,能够向客户咨询车况,查询车辆技术档案,初步评定车辆技术状况; (2)能独立制定维修计划,并能选择正确检测设备和仪器对柴油发动机管理系统进行检测和维修; (3)能对燃油供给不良故障进行故障诊断并对零部件进行检测; (4)能对传感器不良故障进行故障诊断并对零部件进行检测; (5)能对柴油发动机管理系统的综合故障进行诊断和分析; (6)能正确使用万用表、故障诊断仪、示波器及发动机综合分析仪等常用检测和诊断设备; (7)能遵守相关法律、技术规定,按照正确规范进行操作,保证维修质量; (8)能检查修复后发动机系统工作情况,并在汽车移交过程中向客户介绍已完成的工作; (9)能根据环境保护要求处理使用过的辅料、废气液体及损坏零部件。 2.社会能力 (1)具有较强的口头与书面表达能力、人际沟通能力; (2)具有团队精神和协作精神; (3)具有良好的心理素质和克服困难的能力; (4)能与客户建立良好、持久的关系。 3.方法能力 (1)能自主学习新知识、新技术;

船舶柴油机复习资料

1.柴油机特性曲线:用曲线形式表现的柴油机性能指标和工作参数随运转工况变化的规律。2.扫气过量空气系数:每一循环中通过扫气口的全部扫气量与进气状态下充满气缸工作容积的理论容气量之比 3.封缸运行:航行时船舶柴油机的一个或一个以上的气缸发生了一时无法排除的故障,所采取的停止有故障气缸运转的措施。 4.12小时功率:柴油机允许连续运行12小时的最大有效功率。 5.有效燃油消耗率:每一千瓦有效功率每小时所消耗的燃油数量。 6.示功图:是气缸内工质压力随气缸容积或曲轴转角变化的图形。 7.燃烧过量空气系数:对于1kg燃料,实际供给的空气量与理论空气需要量之比。 8.敲缸:柴油机在运行中产生有规律性的不正常异音或敲击声的现象。 9.1小时功率:柴油机允许连续运行1小时的最大有效功率。(是超负荷功率,为持续功率的110%。) 10.平均有效压力:柴油机单位气缸工作容积每循环所作的有效功。 11.热机:把热能转换成机械能的动力机械。 12.内燃机:两次能量转化(即第一次燃料的化学能转化成热能,第二次热能转化成机械能)过程在同一机械设备的内部完成的热机。 13.外燃机: 14.柴油机:以柴油或劣质燃料油为燃料,压缩发火的往复式内燃机。 15.上止点:活塞在气缸中运动的最上端位置,也是活塞离曲轴中心线最远的位置。下止点 16.行程:活塞从上止点移动到丅止点间的位移,等于曲轴曲柄半径R的两倍。 17.气缸工作容积:活塞在气缸中从上止点移动到丅止点时扫过的容积。 18.压缩比:气缸总容积与压缩室容积之比值,也称几何压缩比。 19.气阀定时:进排气阀在上.丅止点前启闭的时刻称为气阀定时,通常气阀定时用距相应止点的曲轴转角表示。 20.气阀重叠角:同一气缸在上止点前后进气阀与排气阀同时开启的曲轴转角。(进排气阀相通,依靠废气流动惯性,利用新鲜空气将燃烧室内废气扫出气缸) 21.扫气:二冲程柴油机进气和排气几乎重叠在丅止点前后120-150曲轴转角内同时进行,用新气驱赶废气的过程。 22.直流扫气:气流在缸内的流动方向是自下而上的直线运动。(空气从气缸下部扫气口,沿气缸中心线上行驱赶废气从气缸盖排气阀排出气缸) 23.弯流扫气:扫气空气由下而上,然后由上而下清扫废气。 24.横流扫气:进排气口位于气缸中心线两侧,空气从进气口一侧沿气缸中心线向上,然后再燃烧室部位回转到排气口的另一侧,再沿中心线向下,把废气从排气口清扫出气缸。 25.回流扫气:进排气口在气缸下部同一侧,排气口在进气口上方,进气流沿活塞顶面向对侧的缸壁流动并沿缸壁向上流动,到气缸盖转向下流动,把废气从排气口中清扫出气缸。 26.增压:提高气缸进气压力的方法,使进入气缸的空气密度增加,从而增加喷入气缸的燃油量,提高柴油机平均有效压力和功率。 27.指示指标:以气缸内工作循环示功图为基础确定的一些列指标。只考虑缸内燃烧不完全及传热等方面的热损失,不考虑各运动副件存在的摩擦损失,评定缸内工作循环的完善程度。 28.有效指标:以柴油机输出轴得到的有效功为基础,考虑热损失,也考虑机械损失,是评定柴油机工作性能的最终指标。 29.平均指示压力:一个工作循环中每单位气缸工作容积的指示功。 30.指示功率:柴油机气缸内的工质在单位时间所做的指示功。 31.有效功率:从柴油机曲轴飞轮端传出的功率。

柴油机冷却水系统处理

柴油机冷却水系统处理 【摘要】柴油机是柴油车的心脏,在车辆行驶过程中有相当重要的作用,为使柴油机在合适的温度下能够安全有效的工作,对于冷却水系统就显得格外重要。本文对柴油机冷却水在检修、清洗及防腐步骤进行论述。 【关键词】柴油机冷却水系统清洗防腐 柴油机冷却系统的主要功能是用来控制发动机的工作、温度和驱散多余的热能(含润滑系统的散热),系统的好坏对发动机的工作和使用寿命有直接关系,因此,日常检查和清洗及防腐就显得尤为重要。 1 冷却水系统的防腐保护 冷却水必须仔细处理、保存和检测,以避免腐蚀或形成沉淀,从而使热传导效率降低。因此要进行对冷却水处理。 1.1 处理步骤 (1)清理冷却水系统。(2)注满带防腐剂的无离子水或蒸馏水。(3)对冷却水系统和状况进行定期检查。遵守以上规定,会使冷却水引起的故障降至最低。 1.2 冷却水系统的清洁处理 (1)在防腐处理前,必须除去系统中的石灰沉淀层、铁锈和油泥,以改善热传导和确保防腐剂对表面进行保护的均匀性。(2)清洁处理应包括油泥酸洗除锈和清洗水垢。(3)水乳清洁剂和弱碱性清洁剂一样可以用于除油污过程。(4)不得使用含有易燃物的预混合清洁剂,通常采用氨基酸、柠檬酸、酒石酸为主,这些易溶于水,不会散发有害蒸汽,清洁剂不直接使用,要溶于水后再加入系统中。(5)清洗时不必拆卸发动机零件,水在发动机循环才能达到最佳效果。(6)清洁可使不良配合的结合处或有缺陷的垫片部位渗漏更明显,因此在净化过程中应进行检查,在清洁后的24小时要检查润滑系统的含酸量(机油)。 2 未净化的水 (1)建议使用无离子水或蒸馏水作为冷却水,由于硬度较低,这种冷却水还具有相当的腐蚀性p (1)加满清洁的自来水,原有的水可以放掉,将水加热到60℃在发动机中连续循环,按规定剂量加入除油化学剂在规定周期循环清洁化学制剂。(2)冷却水系统必须在无压力状态下检查并排除任何泄露,放掉系统中的水再加满清洁的自来水,将水循环两小时后放掉。 4.2 酸洗除锈

船用柴油机主要系统介绍-燃油-滑油-冷却

第五章柴油机系统 第一节燃油系统 一、作用和组成 燃油系统是柴油机重要的动力系统之一,其作用是把符合使用要求的燃油畅通无阻地输送到喷油泵入口端。该系统通常由五个基本环节组成:加装和测量、贮存、驳运、净化处理、供给。 燃油的加装是通过船上甲板两舷装设的燃油注入法兰接头进行的。这样,从两舷均可将轻、重燃油直接注入油舱。注入管应有防止超压设施。如安全阀作为防止超压设备,则该阀的溢油应排至溢油舱或其他安全处所。注入接头必须高出甲板平面,并加盖板密封,以防风浪天甲板上浪时海水灌入油舱。燃油的测量可以通过各燃油舱柜的测量孔进行,若燃油舱柜装有测深仪表的话,也可以通过测深仪表,然后对照舱容表进行。 加装的燃油贮存在燃油舱柜中。对于重油舱,一般还装设加热盘管,以加热重油,保持其流动性,便于驳油。 燃油系统中还装设有调驳阀箱和驳运泵,用于各油舱柜间驳油。 从油舱柜中驳出的燃油在进机使用前必须经过净化系统净化。燃油净化系统包括燃油的加热、沉淀、过滤和离心分离。图5-1示出了目前大多数船舶使用的重质燃油净化系统。 图5-1 重质燃油净化系统 1-调驳阀箱;2-沉淀油柜燃油进口;3-高位报警;3-低位报警;4-温度传感器;5-沉淀油柜;6、16-水位传感器;7-供油泵; 8-滤器;9-气动恒压阀;9’-流量调节器;10-温度控制器;11、12-分油机;13-连接管;14-日用柜溢油管;15-日用油柜从图可以看出,通过调驳阀箱1,燃油被驳运泵从油舱送入沉淀油柜5,每次补油量限制在液位传感器3与3之间,自动调节蒸汽流量的加温系统加速油的沉淀分离并且可使沉淀油柜

提供给供油泵7的油温变化幅度很小。供油泵后设气动恒压阀9和流量控制阀9’,以确保平稳地向分油机输送燃油,有利于提高净化质量。燃油进入分油机前,通过分油机加热器加温,加热温度由温度控制器10控制,使进入分油机的燃油温度几乎保持恒定。系统设有既能与主分油机串联也能并联的备用分油机,还设有备用供油泵,提高了系统的可靠性。分油机所分的净油进入日用油柜15,日用油柜设溢流管。在船舶正常航行的情况下,分油机的分油量将比柴油机的消耗量大一些,故在吸入口接近日用油柜低部设有溢流管,可使日用油柜低部温度较低、杂质和水含量较多的燃油引回沉淀柜,既实现循环分离提高分离效果,又使分油机起停次数减少,延长分油机使用寿命。沉淀柜和日用柜都设有水位传感器6、16,以提醒及时放残。 燃油经净化后,便可通过燃油供给系统送给船舶柴油机。近年来由于高粘度劣质燃油的使用,其预热温度大大提高。为避免在使用高(700mm2/s)重油时因预热温度过高而汽化,出现了一种加压式燃油系统。如图5-2所示,在日用燃油柜与燃油循环油路之间增设一台输送泵,保证柴油机喷油泵进口处的燃油压力为800kPa(循环泵出口压力为1Mpa),循环油路(回路)中压力为400kPa,防止燃油系统在高预热温度(如150℃)时发生汽化和空泡现象。 图5-2 加压式燃油供给系统 二、主要设备与作用 1.重油驳运泵 重油驳运泵的作用是将任一重油舱中的重油驳至重油沉淀柜中进行沉淀澄清处理;在各

柴油机冷却水系统

30. 冷却水系统 说明 冷却水系统…………………………………………………………第30-191页 工作卡 30 101-01冷却水恒温阀…………………………………………第30-193页 30 102-02冷却水泵的检修和更换………………………………第30-195页 备件图页 高温冷却水泵,顺时针方向……………………………………….图页号1 3010 高温冷却水泵,逆时针方向……………………………………….图页号1 3010 低温循环系统的冷却水恒温阀 手动越控………………………………………………………图页号1 3012 高温循环系统的冷却水恒温阀 手动越控………………………………………………………图页号1 3012 高温冷却水管……………………………………………………..图页号1 3016 发布号TOC_1 30 第30-189页

第30-190页 发布号TOC_1 30

冷却水系统 本柴油机只设计为淡水冷却,因此冷却水系统必须是中央/闭式冷却系统。 本柴油机设计几乎是无管子的,即水在前端 箱和气缸组件内部的水腔、水道中流动。所有大的管接头均设在前端箱中。在柴油机后端,供应齿轮箱滑油冷却器的淡水应由船厂连接上。 发布号1 30 A1-01 第30-191页

本柴油机的高、低温冷却水系统配有机带Array 高、低温淡水泵。为加强备用泵的自动启动功能,系统内设置了双作用式止回阀。 淡水泵安装在柴油机前端箱中,由曲轴通过齿轮系驱动。 泵的轴承由柴油机的滑油系统供油自动进行润滑。 控制高、低温冷却水系统的恒温元件也置于前端箱中。 增压空气冷却器分为二级,第一级由高温冷却水系统进行冷却,从增压器出来的高温空气传给冷却水的热量有可能较多地回收。第二级由低温冷却水系统进行冷却,使进入柴油机的空气温度得到进一步的降低。 在北极高寒地区航行时,直接从甲板进入的空气温度低,可采用一种调节系统来控制空气冷却器的第二级冷却水流量,以提高低负 荷下的增压空气温度。

船舶柴油机冷却水温度控制技术参考资料

目前,船舶主机缸套冷却水温度的自动控制大多使用的是模拟式调节仪表,由电子器件的逻辑运算输出控制信号来驱动继电器,从而对电动机进行转向控制,实现对温度的控制。从整体上看主要存在以下两个明显的缺点:一是采用的元器件比较落后,导致电路较为复杂,使用的逻辑元器件也较多,增加了备件管理和维护工作的难度;二是由于系统整体比较复杂和模拟仪表的实现功能的限制,这些温度控制器都采用了较简单的控制规律,不能提供很好的控制性能。综合这些不利因素,此类控制系统已经无法满足日益提高的控制性能需求,必须采用新的控制方式。 1.1 直接作用式控制方式 在20世纪50年代末期,船舶柴油机冷却水温度控制是采用直接作用方式。这是一种早期的反馈式控制方式。其特点是,不需要外加能源,而是根据在冷却水管路中的测量元件内充注的工作介质的压力随温度成比例变化而产生的力来驱动三通调节阀,进而改变流经淡水冷却器的淡水流量和旁通淡水流量,从而实现温度调节。 这种控制方式的缺点是显而易见的,测量元件内充注的工作介质对密封性要求很高,如果测量元件内充注的工作介质泄漏,那么其本身的压力就不能随温度成比例进行变化,因而使得温度控制失去作用。同时,其控制精度不高,冷却水温度变化较大,对船舶柴油机的稳定运行也会不利。 整个船舶主机冷却水温度控制系统主要是由单片机测控平台、温度传感器组、执行机构,以及控制软件等部分组成的。 其中,温度采集模块是由分布在柴油机冷却水系统各部分的温度传感器组成的,采用了具有良好性能的感温元件,用来测量冷却水的温度;单片机测控平台内置单片微处理器,由温度采集接口电路、键盘与显示电路、以及执行机构接口电路所组成,可以对柴油机冷却水的温度进行监控,对执行机构发出控制指令,实现温度的检测与控制[3]。 2.2 系统各组成部分功能说明 下面分别对单片机测控平台、温度传感器组、执行机构和控制软件等部分进行详细的说明: 1)单片机测控平台 单片机测控平台是整个温度控制系统的重要组成部分,它要获取温度传感器组的测量数据,并且与温度设定值进行比较,同时输出控制信号到执行机构,实现温度的检测与控制。 系统控制过程是,当测量温度比设定温度高时,单片机断续输出控制信号,经过光电隔离和驱动放大后,输出给增大输出继电器,继电器控制三相伺服交流电动机断续运转,使得连接在电机上的三通调节阀转动,减少不经冷却器的旁通水量,增加经冷却器的淡水量;若是测量温度比设定温度低时,单片机断续输出控制信号,经过光电隔离和驱动放大后,输出给减小输出继电器,继电器控制三相伺服交流电动机断续运转,使得连接在电机上的三通调节阀转动,增加不经冷却器的旁通水量,减少经冷却器的淡水量。经过此自动控制过程,使主机缸套冷却水温度稳定在设定数值,或是设定数值附近,从而达到自动控制温度的目的。 2)温度传感器组 本系统采用了具有良好性能的铂热电阻pt100,用来测量冷却水的温度。同时,为了保证测量的准确性,采用了多点测量的方法,即在主机缸套冷却水的进口和出口,及缸套壁处都安装了温度传感器,分别测量这几点的温度,然后单片机控制多路开关,分别采集这几点的温度数值。在某一时刻,单片机采集的是某个点的温度实际数值,然后与该点的设定数值相比较,再输出控制信号。 3)执行机构 执行机构是指进行温度调节的机械装置,即控制继电器、三相伺服交流电动机和三通调节阀。由于水是一种大惯性的传热介质,当控制系统对水温进行调节时,由于冷却水的热容量大,温度响应速度很慢,水温并不是立即调整到指定数值,而是一个缓慢、渐进的变化过程,因此,就需要执行机构进行断续地控制,以一定量的延迟时间来确定水温的变化。 本测控系统采用了AT89C51作为微处理器,采用铂电阻(pt100)作为温度传感器,与运算放大器相结合构成精密测温电路,采用了ADC0809芯片作为精密测温电路与单片机的转换通道。接触式编码器用来指示柴油机油门的位置。键盘矩阵采用2行3列非编码方式,显示部分为3位LED数码管显示。系统输出环节通过单

船舶柴油机的基本知识讲解

课题一船舶柴油机的基本知识 目的要求: 1.了解船舶柴油机的基本概念及优缺点。 2.掌握柴油机基本结构和主要系统。 3.掌握柴油机主要结构参数。 4.掌握四、二冲程柴油机的工作原理。 5.比较四、二冲程柴油机工作原理与结构上的差别。 6.了解船舶柴油机的基本分类和型号。 重点难点: 1.柴油机与汽油机的区别。 2.进排气重叠角、定时图。 教学时数:4学时 教学方法:多媒体讲授 课外思考题: 1.柴油机与汽油机有哪些区别? 2.柴油机主要结构组成和作用。 3.压缩比ε意义及对柴油机工作性能有什么影响? 4.四冲程柴油机各工作过程特征及特点。 5.二、四冲程换气在工作上原理及结构上有什么差别? 6.四冲程柴油机进、排气为什么都要提前和滞后?气阀重叠角有何作用?

课题一船舶柴油机的基本知识 第一节柴油机的概述及发展趋势 一、柴油机的概述 1.热机 热机是指把热能转换成机械能的动力机械。蒸汽机、蒸汽轮机以及柴油机、汽油机等是热机中较典型的机型。 蒸汽机与蒸汽轮机同属外燃机。在该类机械中,燃烧(燃料的化学能转变成热能)发生在汽缸外部(锅炉),热能转变成机械能发生在汽缸内部。此种机械由于热能需经某中间工质(水蒸气)传递,必然存在热损失,所以它的热效率不高,况且整个动力装置十分笨重。在能源问题十分突出的当前,它无法与内燃机竞争,因而已经在船舶动力装置中消失。 2.内燃机 汽油机、柴油机以及燃气轮机同属内燃机。虽然它们的机械运动形式(往复、回转)不同,但具有相同的工作特点──都是燃料在发动机的气缸内燃烧并直接利用燃料燃烧产生的高温高压燃气在气缸中膨胀作功。从能量转换观点,此类机械能量损失小,具有较高的热效率。另外,在尺寸和重量等方面也具有明显优势,因而在与外燃机竞争中已经取得明显的领先地位。 在内燃机中根据所用燃料不同,可大致分为汽油机、煤气机、柴油机和燃气轮机。它们都具有内燃机的共同特点,但又都具有各自的工作特点。由于这些各自不同的特点使它们在工作原理、工作经济性以及使用范围上均存在一定差异。如汽油机使用挥发性好的汽油做燃料,采用外部混合法(汽油与空气在气缸外部进气管中的汽化器进行混合)形成可燃混合气。缸内燃烧为电点火式(电火花塞点火)。这种工作特点使汽油机不能采用高压缩比,因而限制了汽油机的经济性不能大幅度提高,而且也不允许作为船用发动机使用(汽油的火灾危险性大)。但它广泛应用于运输车辆。 3.柴油机 柴油机是一种压缩发火的往复式内燃机。它使用挥发性较差的柴油或劣质燃料油做燃料。采用内部混合法(燃油与空气的混合发生在气缸内部)形成可燃混合气;缸内燃烧采用压缩式(靠缸内空气压缩形成的高温自行发火)。这种工作特点使柴油机在热机领域内具有最高的热效率(已达到55%左右),而且允许作为船用发动机使用。因而,柴油机在工程界应用十分广泛。尤其在船用发动机中,柴油机已经取得了绝对领先地位。 根据英国劳氏船级社统计,1985年全世界制造的船舶中(2000t以上)以柴油机作为推进装置者占99.89%,而到1987年100%为柴油机船。船用主机经济性、可靠性、寿命是第一位,尺寸、重量是第二位,低速机适用作船用主机,大功率四冲程中速机适用作滚装船和集装箱船,中、高速机适用作发电机组。柴油机通常具有以下突出优点: (1)经济性好。有效热效率可达50%以上,可使用廉价的重油,燃油费用低。 (2)功率范围宽广,单机功率从0.6kW~45600kW,适用的领域广。

柴油发动机电控系统

柴油发动机的电控系统 柴油机电控系统以柴油机转速和负荷作为反映柴油机实际工况的基本信号,参照由试验得出的柴油机各工况相对应的喷油量和喷油定时MAP来确定基本的喷油量和喷油定时,然后根据各种因素(如水温、油温、、大气压力等)对其进行各种补偿,从而得到最佳的喷油量和喷油正时,然后通过执行器进行控制输出。 柴油机电控系统概述 【任务目标】 (1)柴油机电控技术的发展。 (2)柴油机电控技术的特点。 (3)柴油机电控系统的基本组成。 (4)应用在柴油机上的电控系统。 【学习目标】 (1)了解柴油机电控技术的发展。 (2)了解柴油机电控技术的特点。 (3)了解柴油机电控系统的基本组成。 (4)掌握应用在柴油机上的电控系统。 柴油机电控技术的发展 1.柴油机电控技术的发展 1)柴油机技术的发展历程 柴油用英文表示为Diesel,这是为了纪念柴油发动机的发明者――鲁道夫·狄塞尔(RudolfDiesel)如图8-1所示。 狄塞尔生于1858年,德国人,毕业于慕尼黑工业大学。1879年,狄塞尔大学毕业,当上了一名冷藏专业工程师。在工作中狄塞尔深感当时的蒸气机效率极低,萌发了设计新型发动机的念头。在积蓄了一些资金后,狄塞尔辞去了制冷工程师的职务,自己开办了一家发动机实验室。 针对蒸汽机效率低的弱点,狄塞尔专注于开发高效率的内燃机。19世纪末,石油产品在欧洲极为罕见,于是狄塞尔决定选用植物油来解决机器的燃料问题(他用于实验的是花生油)。因为植物油点火性能不佳,无法套用奥托内燃机的结构。狄塞尔决定另起炉灶,提高内燃机的压缩比,利用压缩产生的高温高压点燃油料。后来,这种压燃式发动机循环便被称为狄塞尔循环。

柴油机空调系统和冷却系统的关系

Analysis and simulation of mobile air conditioning system coupled with engine cooling system Zhao-gang Qi *,Jiang-ping Chen,Zhi-jiu Chen Institute of Refrigeration and Cryogenics,School of Mechanical Engineering,Shanghai Jiao Tong University, No.1954,Huashan Road,Shanghai 200030,PR China Received 19September 2005;received in revised form 28March 2006;accepted 8October 2006 Available online 6December 2006 Abstract Many components of the mobile air conditioning system and engine cooling system are closely interrelated and make up the vehicle climate control system.In the present paper,a vehicle climate control system model including air conditioning system and engine cooling system has been proposed under di?erent operational conditions.All the components have been modeled on the basis of experimental data.Based on the commercial software,a computer simulation procedure of the vehicle climate control system has been developed.The performance of the vehicle climate control system is simulated,and the calculational data have good agreement with experimental data.Furthermore,the vehicle climate control simulation results have been compared with an individual air conditioning system and engine cooling system.The in?uences between the mobile air conditioning system and the engine cooling system are discussed.ó2006Elsevier Ltd.All rights reserved. Keywords:Air conditioning system;Engine cooling system;Coupled analysis;Simulation;Comparison 1.Introduction A mobile air conditioning (MAC)system can supply drivers and passengers a safe and comfortable environ-ment.Perfect performance of the MAC is the target that automobile manufacturers pursue in the period of design and development.It is known very well that MAC can sup-ply cold capacity under summer operational conditions and waste heat of the engine is used to heat the passenger com-partment under winter operational conditions.For envi-ronmental factors,researches have been performed extensively to develop and improve the e?ciencies of MAC and engine cooling systems.Heat exchangers are the research emphasis of MAC and engine cooling systems.A lot of correlations,experiments and models about vari-ous heat exchangers have been proposed.Chang and Wang [1,2]and Chang et al.[3]developed thermal characteristics correlations related to the geometrical parameters of heat exchangers with louvered ?ns.Their correlations have good agreement with their and previous experimental data in a wide range of Reynolds numbers based on louver pitch.Nowadays,many advanced technologies have been applied to enhance the performance of the heat exchangers of MAC and engine cooling systems.For engineers and researchers,the simulation procedure [4]of MAC and engine cooling systems can save test cost and manpower considerably.Raman Ali [5]developed a computer pro-gram for the MAC refrigerant circuit.The MAC included a condenser and an evaporator cooled by fans,a ?xed power reciprocating compressor and a thermostatic expan-sion valve.The heat transfer processes of the condenser and evaporator were divided into three parts as liquid,two phase and gas phase.All the nonlinear algebraic equa-tions were solved by iterative procedures.Saiz Jabardo et al.[6]proposed a steady computer program for an auto-mobile air conditioning system.The authors implied that operational parameters such as compressor speed,return air temperature in the evaporator and condensing air tem-peratures have an obvious e?ect on the performance of a 0196-8904/$-see front matter ó2006Elsevier Ltd.All rights reserved.doi:10.1016/j.enconman.2006.10.005 * Corresponding author.Tel.:+862162933242;fax:+862162632601.E-mail address:qizhaogang@https://www.sodocs.net/doc/c24396682.html, (Z.-g.Qi). https://www.sodocs.net/doc/c24396682.html,/locate/enconman Energy Conversion and Management 48(2007) 1176–1184

相关主题