发动机机械范文

发动机机械范文（精选12篇）

发动机机械 第1篇

关键词：工程机械,发动机,维护保养

0 引言

工程机械发动机的工作环境一般都较差, 在实际使用中由于缺乏保养、违章操作等人为因素导致发动机损坏的现象屡见不鲜, 造成较大的经济损失, 同时也影响工程机械的正常使用。因此, 必须正确使用和及时保养发动机。

1 工程机械发动机维护保养措施建议

1.1 发动机使用注意事项发动机是工程机械的心脏, 如何在实

际工作中对其故障做出正确的判断和维护, 对提高设备的使用寿命, 确保其功能的发挥有很大意义。除正常的维护、保养外, 以下几点特别值得注意。

1.1.1 通过听发动机的异响来判断发动机故障。发动机各机件

不正常时会发出各种不同的异响, 有一种响声应特别注意:发动机运转时, 若曲轴箱内有较大的金属机件撞击声, 则说明连杆瓦与曲轴间有较大间隙, 或者是连杆小头的铜套与连杆间、铜套与活塞销间有较大间隙。必须马上停机, 否则将造成连杆将缸体击穿, 引起总机报废。

1.1.2 对于有水滤芯的发动机, 一定要按时更换水滤芯。因为这

种发动机的缸体壁较薄, 水滤芯内含有一种活性物质, 能调节冷却液的pH值, 确保冷却液的防腐性。有曾经因不使用水滤芯而导致缸体锈穿的实例。

1.1.3 发动机不能运转, 飞轮也撬不动时, 一般判断为烧瓦或气

门掉进缸内顶死了活塞, 但应注意另一个因素, 即飞轮或齿轮箱被异物卡死。曾经有一辆吊车遇到过这种情况, 后检查发现飞轮与飞轮壳间掉进了固定飞轮壳用的一个螺母而被卡死;还有过全液压摊铺机的齿轮箱被轴承滚柱卡住的实例。如果是这类问题就不需对发动机进行解体检查。

1.2 工程现场养护措施建议在工程施工现场, 由于一般工程施

工现场环境较为恶劣, 对于发动机的使用更是有严格的操作章程及使用规范, 一旦违章操作, 轻则引起发动机乃至整台工程机械的严重故障甚至报废, 重则有可能引发人身安全事故, 进而耽误工程进度及施工质量, 因此, 对于在工程现场施工的工程机械, 一定要重视对发动机的养护, 具体而言, 可以从以下几个方面加强对施工现场的工程机械发动机的维护保养:

1.2.1 平时应重视起动机的维护保养工作, 定期对磁力开关、电

枢绕组、电枢轴、磁场绕组、单向离合器、轴承、换向器和电刷等进行检修, 及时排除起动机存在的故障及故障隐患, 防止故障扩大, 以确保发动机有良好的技术状况。我单位在南昌生米大桥施工时, 有一台挖掘机, 每次启动时虽能启动, 但都能听见发动机处发出“嘶、嘶”的响声, 启动之后则无声响, 因此驾驶员未加重视也未进行过检修。但随着使用时间的延长, 启动挖掘机越来越困难, 直至最后不能启动, 不得不拆下发动机进行检查。结果发现, 发动机电枢前、后轴承非常松, 电枢绕组与磁极磨损严重磁极线圈已无法修复, 电枢轴也已弯曲。分析认为, 由于轴承磨损过大, 电枢轴与轴承的径向间隙增大, 导致起动机在运转中电枢绕组和磁极相碰而发出“嘶、嘶”叫声, 由于驾驶员未及时检修致使故障扩大, 最后造成发动机严重损坏。

1.2.2 当发动机因某种故障而出现转动困难, 或因天气寒冷、气

温较低导致发动机启动阻力过大时, 不可强行用起动机拖动发动机的方法启动, 也不可用增加蓄电池数量的方法尤其是采用串联蓄电池的方法来启动除非特殊情况, 必须首先查明故障原因, 或对发动机进行充分的预热, 然后再用起动机启动。当柴油机连续次不能启动时, 应排除故障后再进行启动, 防止损坏起动机及蓄电池。

1.2.3 每次启动发动机后, 不可急于起步行驶, 应仔细检查发动

机工作是否正常, 重点检查起动机是否已复位停转, 防止起动机在发动机转动的状态下高速运转而被烧毁。

一次我公司在使用一台装有6135Q型柴油机的装载机时, 按下启动按钮、待柴油机着火后即起步行驶, 行驶中就感到柴油机好像发出了异响, 但认为此装载机以前状况一直很好, 不会有大问题, 因而未停机检查。又行驶一会儿后, 不但闻到焦糊味, 而且见起动机正在冒烟手触起动机感到非常烫手按动启动按钮时, 发现按钮在刚才启动后根本没有回位, 而是卡在了按钮安装固定螺母的下面将按钮复位后, 再按下按钮, 起动机则不转动。检查后知, 起动机电枢绕组已散开、换向器已严重烧损。分析认为, 柴油机启动后、松开启动按钮时, 按钮未回位, 启动电路一直接通, 起动机未停转, 而是一方面自转, 另一方面由柴油机飞轮齿圈带着转动, 最后导致因长时间运转而损坏。

发动机是工程机械的核心, 工程机械的保养维护, 发动机的养护是首要任务, 尤其是经常服役在施工现场的工程机械, 发动机的使用寿命、工作质量会因为施工现场的恶劣环境、违章操作、对小故障的忽视等大打折扣, 因此, 对于工程机械发动机的维护、保养, 应当从小处着手, 从细处切入, 加强工程机械现场施工的设备管理, 加强发动机的现场质量跟踪, 以切实提高工程机械发动机的使用寿命。

2 结语

对于现场施工的工程机械发动机的保养维护, 一定要严格执行定期检查、定期测试, 争取做到故障早发现、早排除, 以切实提高工程机械发动机的使用寿命, 对于必须要进行维修的发动机, 在维修时不能仅凭感觉、凭经验, 要认真地调查和询问, 根据结构、工作原理及故障现象综合分析, 对症下药。要询问机手在故障出现前发动机的使用情况、工作和保养情况, 故障出现前发动机是否出现过故障, 什么故障, 怎样排除的, 还要询问故障出现时所产生的一些现象。只有这样, 才能缩短维修时间, 提高工作效率, 降低维修费用, 并真正排除发动机的故障, 达到维护保养的目的。

参考文献

[1]郑瑜.工程机械发动机小故障的探讨[J].工程机械, 2007.38 (11) :65-66.

[2]肖艳.工程机械发动机主要部件的调整[J].建筑.2008. (24) :70-71.

工程机械发动机常见故障及诊断方法 第2篇

900T轮胎提梁机使用的发动机是德国道依茨水冷柴油发动机，型号为BF6M1015C。由于工程量较大，使用频繁导致其经常出现故障，下面就简述发动机常见故障及诊断维修方法。通过异响诊断故障

在工作中，我们主要靠发动机异响来诊断故障。发动机异响标志发动机某一结构的技术状态已发生变化，主要是因为有些零件磨损过甚或装备不当引起的，有些异响尚可预告发动机将可能发生事故损伤。因而当发动机出现异响时，应及时修理，防止故障扩大。在拆开发动机维修之前，先进行检查，以初步确定故障的所在部位，然后对发动机异响进行特性分析，可以基本诊断异响的部位，避免拆检的盲目性。

900T轮胎提梁机发动机发生异响和故障噪声主要有：气门机构噪声；活塞和活塞环噪声；主轴承噪声；连杆轴承噪声；飞轮异常响声；发动机爆燃噪声；发动机排气噪声；风扇噪声和发动机轮系噪声等。其诊断方法如下：

一、诊断气门机构噪声：

发生症状：运行中听到柴油机上部有明显的异常响声，响声大小和频率随发动机转速增大而加大，响声一旦发生如不采取补救措施很难自行消除。

原因：

1、发动机漏机油，使气门机构中的挺杆无油，气门间隙加大，气门机构运动不正常；

2、机油盘中油面过低，机油压力过低或机油黏度过稀；

3、液压挺杆故障；

4、摇臂轴磨损；

5、气门卡滞；

6、气门座偏斜或积碳过多等

排除方法：运行中注意柴油机机油压力，发现柴油机无油压时应停车检查。如机油漏光没有被发现，在以后的运行中会听到气门机构异响，且声音越来越大，此时如检查，消除漏机油原因，加注机油发动后异响消失则可继续运行。还可检查并调整气门间隙；检查并更换摇臂；维修气门机构；维修气缸盖和气门座。

二、诊断活塞和活塞环噪声：

发生症状：柴油机气缸体上部和汽车缸盖发出“哒哒哒”的研磨声，响声和频率随发动机转速增大而加大；并可能伴有柴油机排气冒蓝烟；发动机功率低。原因：

1、活塞环不标准，研磨过剧，环隙过大；活塞环损坏；

2、气缸壁上端磨出凸肩，与活塞环相撞击；活塞环与环槽间隙过大；

3、活塞与缸壁间隙过大，产生活塞撞击噪声；

4、活塞裙部损坏；

5、活塞销安装不当或活塞销磨损；

6、连杆与活塞安装位置不对或窜动。排除方法：判断活塞和活塞环可直接听诊，噪声较大时可明显听到；可用听诊棒听诊发动机上部，可用一根塑料软管从量油尺处插入发动机中，可以明显听到活塞噪声和活塞环漏气的噪声。如果能准确判断活塞和活塞环噪声，而且噪声较大时就应维修发动机。如果活塞和活塞环噪声较轻，而且判断主要是由于磨损所致时，可以适当添加发动机高效保护剂，可立即消除噪声。

三、诊断主轴噪声：

发生症状：发动机运转中高转速大功率时可能突然听到发动机下部发出“吭、吭”的异响声，响声比较沉闷，停车检查时加大油门提高转速可在发动机下部听到，主轴承响往往在下部位置。原因：

1、柴油机机油漏光，发动机在无机油状态下运行时往往中间轴承首先发响；

2、机油供给不足或机油压力过低；

3、曲轴或主轴承磨损；曲轴轴向间隙过大，曲轴轴向转动；

4、飞轮与曲轴后突缘固定螺栓松动；

排除方法：柴油机运行中主轴承负荷较大，一定要加足机油；发动机运行中注意机油压力报警指示，一旦发生异响立即停车检查；加注标准机油，排除机油压力过低的故障；更换主轴承；更换曲轴轴向定位轴承；将飞轮与曲轴突缘的固定螺栓按规定扭矩拧紧，断面紧密贴合；在柴油机维修中，应注意维修好曲轴和主轴承。

四、诊断连杆轴承噪声：

发生症状：发动机在运行或维护调整中听诊到发动机中下部有异常响声，响声有时是突发的，可能忽大忽小，哒哒哒的响声连成一片。

原因：

1、发动机漏机油，当无机油时，在主轴承发响的同时连杆轴承也响；机油供给不足或机油压力过低；

2、连杆轴承或曲轴连杆轴颈磨损；

3、连杆弯曲变形；

排除方法：车辆运行中要注意发动机机油压力警报器，一旦发现发动机机油故障应立即停车检查，并排除机油故障；维修发动机，更换连杆轴承；疏通曲轴上的油道和主油道，务必使连杆轴颈供给机油畅通；注意维修好曲轴轴承和连杆轴承，防止飞轮固定螺栓失效，装好曲轴轴向定位轴承，防止曲轴轴向窜动。

五、诊断飞轮异响：

发生症状：发动机在运行中发动机后部发出响声，响声沉闷，加大油门时响声加大并无规律； 原因：

1、飞轮与曲轴后突缘固定螺栓松动或断裂；曲轴轴向窜动；

2、曲轴轴颈和轴承磨损过剧引起飞轮上下左右窜动。

排除方法：在行车中检验和停车中检验发动机后部确实发响，能够判断为飞轮发响时只好将发动机后部液压泵部分拆除，拆下后部断面可检查飞轮固定螺栓，如确定是螺栓松动或损坏引起飞轮活动时，只要重新紧固螺栓即可，并按规定扭矩扭紧。

发动机异响能很好的判断发动机故障，必须要时刻注意。在09年12月时就发生过飞轮连接螺栓全部松动导致外部尼龙盘磨损变形事故，就是由于未能及时判断异响，导致在提梁中发生故障。通过发动机排烟分析故障

通过发动机排烟也能进行发动机异常的分析。发动机燃料完全燃烧后，正常颜色一般为淡灰色，负荷略重时为深灰色。发动机在工作中偶尔会排出黑烟、白烟、蓝烟等异常烟雾，也可从中判断发动机故障。

一、排黑烟

柴油是复杂的碳氢化合物，喷入燃烧室内未燃烧的柴油受高温分解，形成炭黑，排气时随同废气一起排出形成黑烟。他是燃烧燃料不完全的表现。其主要原因如下：

1、活塞、汽缸套等磨损；

2、喷油器工作不良；

3、燃烧室形状的制造质量不符合技术标准，影响燃油与空气混合质量；

4、供油量过大。

二、排蓝烟

润滑油进入气缸，受热蒸发变成蓝色油气，随废气一起排出蓝色烟雾。主要原因有：

1、空气滤芯阻塞，进气不畅或油盆内油面过高；

2、燃油中混入机油；

3、在机体通向汽缸盖油道附近的汽缸垫烧毁；

4、活塞、活塞环、汽缸套磨损。

三、排白烟

柴油机在刚启动或冷机状态时，排气管冒白烟，是因为柴油机气缸内温度低，油气蒸发形成，冬季尤为明显。若热机后，排气管仍冒白烟，则判断有故障。多因汽缸套有裂纹或汽缸垫损坏，冷却水进入气缸，排气时形成水雾或水蒸气；喷油器雾化不良，有滴油现象；燃油中有水分和空气；喷油泵压力过低或活塞、汽缸套等磨损严重引起压缩力不足。

发动机排气是比较明显且容易观察出异常的，应多观察，尽可能提前发现异常，将故障提早解决，排除安全隐患。

发动机在使用中还要注意维护保养。实践证明：机械零件的磨损要经过磨合磨损、自然磨损和崩溃磨损三个阶段。如果平时使用、维护和修理工作做的好，可使磨合期磨损量相应减少，修理间隔期便会延长，从而使机件的使用寿命提高。反之，则将直接影响到零件的使用寿命，甚至造成发动机的早期异常损坏。

在日常工作中，每天要做的发动机保养项目如下：

1、检查燃油、机油、冷却水是否足够，及时补充；

2、检查并消除发动机漏油、漏水、漏气现象；

3、经常用抹布擦去表面的油质及灰尘；

4、及时消除并发现故障及其他不正常的现象。结语

在工作中我们能做到以上所述，在平时作业中就及时发现预防问题，就能很好的使用维护我们的发动机了。除了要及时发现发动机故障，我们还要按规定时间及时更换机油、机油滤芯、柴油滤芯、空气滤芯等，做好发动机的保养。按照900T轮胎提梁机工作使用情况暂规定为300h-350h更换一次，可根据具体使用检查情况延长或缩短更换周期。如在200h就发现机油颜色变的非常黑，并且粘度很低，就要提前更换机油。只要在平时工作中维护保养好发动机，及时发现故障、解决故障，就能更好的使用设备，完成工作。

参考文献

浅谈工业机械发动机保养及维护措施 第3篇

【摘要】发动机是工程机械的核心部件，加强对发动机的保养和维护能够有效的提升工程机械的使用寿命和服务质量。本文讨论了机械发动机在日常使用过程中的注意事项，重点结合工程施工现场分析了工程机械发动机的维护和保养措施，对加强工程机械发动机的维护保养具有一定的指导意义。

【关键词】工程机械;发动机;维护保养

工程机械的工作环境一般都较差，在实际使用中由于对发动机缺乏保养、违章操作等人为因素导致发动机损坏的现象屡见不鲜，造成较大的经济损失，同时也影响着工程机械的正常使用。因此，必须正确使用和及时保养、维护发动机。

1.工程机械发动机维护保养措施及建议

1.1发动机使用注意事项

发动机是工程机械的心脏，如何在实际工作中对其故障做出正确的判断和维护，对提高设备的使用寿命，确保其功能的正常发挥有很大意义。除正常的维护和保养外必须作到“三勤”：即“勤看、勤听、勤摸”。特别要注意以下几点：

1.1.1通过听发动机的异响来判断发动机故障。发动机各机件不正常时会发出各种不同的异响，如有发现要及时处理。有一种响声应特别注意：发动机运转时，若曲轴箱内有较大的金属机件撞击声，则说明连杆瓦与曲轴间有较大间隙，或者是连杆小头的铜套与连杆间、铜套与活塞销间有较大间隙。必须马上停机，否则将会引发连杆击穿缸体的事故，造成总机报废的严重后果。

1.1.2对于有水滤芯的发动机，一定要按时更换水滤芯。因为这种发动机的缸体壁较薄，水滤芯内含有一种活性物质，能调节冷却液的pH值，确保冷却液的防腐性。有曾经因不使用水滤芯而导致缸体锈穿的实例。

1.1.3发动机不能运转，飞轮也撬不动时，一般判断为烧瓦或气门掉进缸内顶死了活塞。但应注意另一个因素，即飞轮或齿轮箱被异物卡死。曾经有一辆吊车遇到过这种情况，后检查发现飞轮与飞轮壳间掉进了固定飞轮壳用的一个螺母而被卡死；还有过全液压摊铺机的齿轮箱被轴承滚柱卡住的实例。如果是这类问题就不需对发动机进行解体检查。

1.1.4当发动机温度过高时，切记不能立即熄火停止运转，这会造成发动机“粘缸”事故，严重影响发动机的正常运转，也将缩短发动机的使用寿命；当发动机温度过低时，切记不能高速运转，这将加速发动机的磨损，也将严重影响发动机的使用寿命。

1.2工程施工现场养护措施建议

由于一般的工程施工现场环境都较为恶劣，因此，对于发动机的使用更要有严格的操作章程及使用规范，一旦违章操作，轻则引起发动机乃至整台工程机械的严重故障甚至报废，重则有可能引发人身安全事故，进而耽误工程进度及施工质量。为此，对于在工程现场施工的工程机械，一定要重视对发动机的养护，具体而言，可以从以下几个方面加强对施工现场的工程机械发动机的维护保养：

1.2.1平时应重视起动机的维护保养工作，定期对磁力开关、电枢绕组、电枢轴、磁场绕组、单向离合器、轴承、换向器和电刷等进行检修，及时排除起动机存在的故障及故障隐患，防止故障扩大，以确保起动机有良好的技术状况。我单位一台装载机，每次启动时虽能启动，但都能听见起动机处发出“嘶、嘶”的响声，启动之后则无声响，因此驾驶员未加重视也未进行过检修。但随着使用时间的延长，启动装载机越来越困难，直至最后不能启动，不得不拆下起动机进行检查。结果发现，起动机电枢前、后轴承非常松，电枢绕组与磁极磨损严重磁极线圈已无法修复，电枢轴也已弯曲。分析认为，由于轴承磨损过大，电枢轴与轴承的径向间隙增大，导致起动机在运转中电枢绕组和磁极相碰而发出“嘶、嘶”叫声，由于驾驶员未及时检修致使故障扩大，最后造成发动机严重损坏。

1.2.2当发动机因某种故障而出现转动困难，或因天气寒冷、气温较低导致发动机启动阻力过大时，不可强行用起动机拖动发动机的方法启动，也不可用增加蓄电池数量的方法尤其是采用串联蓄电池的方法来启动（除非特殊情况），必须首先查明故障原因，或对发动机进行充分的预热，然后再用起动机启动。当柴油机连续三次不能启动时，应排除故障后再进行启动，防止损坏起动机及蓄电池。

发动机是工程机械的核心，工程机械的保养维护，发动机的养护是首要任务，尤其是经常服役在施工现场的工程机械，发动机的使用寿命、工作质量会因为施工现场的恶劣环境、违章操作、对小故障的忽视等大打折扣，因此，对于工程机械发动机的维护、保养，应当从小处着手，从细处切入，加强工程机械现场施工的设备管理，加强发动机的现场质量跟踪，以切实提高工程机械发动机的使用寿命。

2.结束语

工程机械发动机保养及维护 第4篇

1 工程机械发动机维护保养措施及建议

1.1 发动机属于机器的动力系统

对于其保养和修理是提升发动机耐用性以及整个机器系统作业的稳定性的必要保证, 因此工作必须落到实处。机器的维护必须非常上心。从平日里眼睛的观察, 声音的判断以及通过肢体接触感受到机器运行是否在正常情况之中。

1.1.1通过特别的声音来确定发动机是否处于不良状况, 并且通过声音的差异性能够判断故障或者不正常情况的种类和解决方式, 处理应当及时。有一种响声应特别注意:发动机运转时, 若曲轴箱内有较大的金属机件撞击声, 则说明连杆瓦与曲轴间有较大间隙, 或者是连杆小头的铜套与连杆间、铜套与活塞销间有较大间隙。必须马上停机, 否则将会引发连杆击穿缸体的事故, 造成总机报废的严重后果。

1.1.2对于有水滤芯的发动机, 一定要按时更换水滤芯。因为这种发动机的缸体壁较薄, 水滤芯内含有一种活性物质, 能调节冷却液的p H值, 确保冷却液的防腐性。有曾经因不使用水滤芯而导致缸体锈穿的实例。

1.1.3发动机不能运转, 飞轮也撬不动时, 一般判断为烧瓦或气门掉进缸内顶死了活塞。但应注意另一个因素, 即飞轮或齿轮箱被异物卡死。曾经有一辆吊车遇到过这种情况, 后检查发现飞轮与飞轮壳间掉进了固定飞轮壳用的一个螺母而被卡死;还有过全液压摊铺机的齿轮箱被轴承滚柱卡住的实例。如果是这类问题就不需对发动机进行解体检查。

1.1.4发动机面临的温度环境和运行条件是相关的, 如果温度太高就不能马上停止运动, 应当循序渐进停止。否则将出现“粘缸”问题, 进而影响持续使用的时间;如果温度较低的情况应当先低速运转, 再逐渐提升转速。否则会带来发动机的严重磨损。

1.2 工程施工现场养护措施建议

由于环境对于机械设备运行的限制。所以应当严格遵守写入文件的规范, 如果不适当操作, 可能发生的后果是, 会导致发动机与整个系统的停止工作, 严重情况是经济财产和人的生命受到威胁, 造成任何一方都不想看到的后果。所以操作机器必须对发动机进行维护和及时的修理, 以下是几个较为有效而常见的维修保养办法:

1.2.1平时应重视起动机的维护保养工作, 定期对磁力开关、电枢绕组、电枢轴、磁场绕组、单向离合器、轴承、换向器和电刷等进行检修, 及时排除起动机存在的故障及故障隐患, 防止故障扩大, 以确保起动机有良好的技术状况。例如一台装载机, 每次启动时虽能启动, 但都能听见起动机处发出“嘶、嘶”的响声, 启动之后则无声响, 因此驾驶员未加重视也未进行过检修。但随着使用时间的延长, 启动装载机越来越困难, 直至最后不能启动, 不得不拆下起动机进行检查。结果发现, 起动机电枢前、后轴承非常松, 电枢绕组与磁极磨损严重磁极线圈已无法修复, 电枢轴也已弯曲。分析认为, 由于轴承磨损过大, 电枢轴与轴承的径向间隙增大, 导致起动机在运转中电枢绕组和磁极相碰而发出“嘶、嘶”叫声, 由于驾驶员未及时检修致使故障扩大, 最后造成发动机严重损坏。

1.2.2当发动机因某种故障而出现转动困难, 或因天气寒冷、气温较低导致发动机启动阻力过大时, 不可强行用起动机拖动发动机的方法启动, 也不可用增加蓄电池数量的方法尤其是采用串联蓄电池的方法来启动 (除非特殊情况) , 必须首先查明故障原因, 或对发动机进行充分的预热, 然后再用起动机启动。当柴油机连续三次不能启动时, 应排除故障后再进行启动, 防止损坏起动机及蓄电池。

1.2.3发动机开启后不必马上投入运行, 而是用几分钟时间检查状态是否正常, 仪表的显示和声音是否有异常, 并且应当发动机与相矛盾使用的设备之间是否达成协调一致, 避免相互干扰, 带来任何一方的损伤都是不必要的。

发动机是工程机械的核心, 工程机械的保养维护, 发动机的养护是首要任务, 尤其是经常服役在施工现场的工程机械, 发动机的使用寿命、工作质量会因为施工现场的恶劣环境、违章操作、对小故障的忽视等大打折扣, 因此, 对于工程机械发动机的维护、保养, 应当从小处着手, 从细处切入, 加强工程机械现场施工的设备管理, 加强发动机的现场质量跟踪, 以切实提高工程机械发动机的使用寿命。

2 结束语

归根结底, 每一项工作的完成都应有人员的技术支持来支撑, 应当通过周期性的检查并具备认真负责的态度, 利用丰富的判断经验, 及时发现问题, 及时处理问题, 完成必要的维修工作, 为了达到这一点, 应当责任到人。技术人员与使用人员应当注意沟通, 对症看病, 全方位了解机器的工作情况, 以及周围的环境怎样, 有哪些干扰因素和有利条件。将其立体化地印在头脑中, 这有利于工作更加快速有效地完成, 找到解决问题的绝佳方法, 并且减少维护的调查时间, 间接减少花费。提升维护保养作业的效率。

摘要：发动机对于机器来说起到动力的作用, 没有发动机机器则无法运行甚至开动。对于发动机适当进行保护是非常有必要的, 能够保证机器的使用质量以及使用寿命。本文讨论了如何进行机器发动机保护的若干方法, 对于正常的维护和保养具有较好效果。

机械设计时选择电动机的方法 第5篇

选择电动机时，除了正确的选择功率外，还要根据生产机械的要求及工作环境等，正确的选择电动机的种类、型式、电压和转速，

A 电动机种类的选择：电动机的种类分为直流和交流电动机两大类。直流电动机又分为他励、并励串励电动机等。交流电动机又分为笼型、绕线转子异步电动机及同步电动机等。电动机种类的选择主要是从生产机械对调性能的要求来考虑，例如，对于调速范围、调速精度、调速平滑性、低速运转状态等性能来考虑。凡是不需要调速的拖动系统，总是考虑采用交流拖动，特别是采用笼型异步电动机。长期工作、不需要调速、且容量相当大的生产机械，如空气压缩机、球磨机等，往往采用同步电动机拖动，因为它能改善电网的功率因数。如果拖动系统的调速范围不广，调速级数少，且不需要在低速下长期工作，可以考虑采用交流绕线转子异步电动机或变级调速电动机。因为目前应用的交流调速范围拖动，大部分由于低速运行时能量损耗大，鼓一般均不宜在低速下长期运行。对于调速范围宽、调速平滑性要求较高的场合，通常采用支流电动机拖动，或者采用近年来发展起来的交流变频调速电动机拖动。B电动机型式的选择：各种生产机械的工作环境差异很大，电动机与工作机械也有各种不同的连接方式，所以应当根据具体的生产机械类型、工作环境等特点，来确定电动机的结构型式，如直立式、卧式、开启式、封闭式、防滴式、防暴式等各种型式。C 电动机容量的选择：（1）等效电流法等效电流法的基本的基本思想是用一个不变的电流Icq来等效实际上变化的负载带暖流，要求在同一个周期内，等效电流Icq与实际变化的负载电流所产生的损耗等，假定电动机的铁损耗与绕组电阻不变，损耗只与电流的平方成正比，由此可得等效电流为Icq =   I12t1+I22t2+…+In2tnt1+t2+…+tn式中，tn为对应负载电流In时的工作时间。求出Icq后，则选用电动机的额定电流In应大雨或等于Icq。采用等效电流法时，必须先求出用电流表示的负载图。（2）   等效转矩法如果电动机在运行时，其转矩与电流成正比（如他励直流电动机的励磁保持不变，异步电动机的功率因数和气隙磁通保持不变时），则式（9.3.1）可以改写成等效转矩公式。Teq=    T12t1+T22t2+…+Tn2tnt1+t2+…+tn此时，选用电动机的额定转矩T应大于或等于T，当然，这时应先求出用转矩表示的负载。（3）等效功率法如果电动机运行时，其转速保持不变，则功率与转局成正比，于是由式可得等效功率为Peq=    P12t1+P22t2+…+Pn2tnt1+t2+…+tn此时，选用电动机的功率P大于或等于P即可。必须注意的是用等效法选择电动机容量时，要根据最大负载来校验电动机的过载能力是否要求，如果过载能力不能满足，应当按过载能力来选择较大容量的电动机。

发动机机械 第6篇

关键词：课程现状；教学思路；教学实施

项目教学法是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。它是“行为导向”教学法的一种。一个项目是计划好的有固定的开始时间和结束时间的工作。

一、课程现状

《发动机机械系统检修》是汽车检测与维修技术专业的核心课程。原有的教学方法在“教”和“学”两方面都存在问题，影响了高技能型人才培养目标的实现。原有的教学模式是老师在课堂上把所有的理论知识讲完，然后在学期末安排两周实训课，这样就造成了理论和实践相脱节。学习理论知识的时候，学生感觉枯燥乏味，学习积极性难以调动；在进行实训时，由于时间间隔过长，之前所学的理论知识已遗忘，无法在实践中结合理论操作，达不到高技能型人才的培养目标。

二、课程项目教学思路

1.确定课程教学目标

（1）能力目标：能制定发动机大修方案；能完成发动机机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组的检修；能完成发动机气门组和气门传动组的检修；能完成发动机机冷却系、润滑系的拆装与检修；能完成发动机总装与调试。

（2）知识目标：理解发动机的工作原理；掌握发动机润滑系统与冷却系统功用、要求、组成及结构特点；掌握曲柄连杆机构、配气机构功用、结构型式和主要组成部件工作情况、配气原理；掌握汽车发动机各组成系统常见故障发生机理及产生原因。

（3）素质目标：培养学生的团队意识、经济意识、组织协调能力和创新思维能力；培养学生工作认真负责、重视细节、吃苦耐劳精神和勤学苦练的精神；培养学生安全责任意识。

2.课程项目设计

本课程不是从发动机工作原理到各系统组成、结构功用为线索的传统教学组织方式，而是整合汽车机电维修工岗位典型工作任务中涉及的发动机机械系统的专业知识与技能，以典型发动机大修为项目载体来开展教学与训练。典型发动机大修具体工作过程包括发动机大修方案的制订，发动机总成的分解、清洗与检修，发动机总成装配与调试三个部分。本课程在此基础上配置了6个子项目：（1）汽车大修发动机的检验；（2）曲柄连杆机构的分解、清洗、检修；（3）配气机构的分解、清洗、检修；（4）冷却系的检修；（5）润滑系的检修；（6）发动机总成的总装与调试。21个工作任务：（1）发动机信息采集；（2）送修发动机检查；（3）填写发动机大修进厂检验单；（4）汽车发动机吊卸；（5）发动机附件拆检；（6）机体组的分解、清洗与检修；（7）活塞连杆组的分解、清洗与检修；（8）曲轴飞轮组组的分解、清洗与检修；（9）曲柄连杆机构的装配；（10）气门组的分解、清洗与检修；（11）气门传动组的分解、清洗与检修；（12）配气机构的装配；（13）正时皮带的更换；（14）冷却系循环路线检查；（15）节温器的检修；（16）冷却系装配；（17）润滑系分解与清洗；（18）机油泵的检修；（19）润滑系装配；（20）发动机总装调试；（21）填写发动机大修过程检验单。

三、课程项目教学实施

1.教学模式

首先，通过“头脑风暴法”“分组讨论法”让学生在互相学习、互相讨论的过程中敞开思维，无拘无束地思考问题并畅所欲言，以便加深对知识的理解。其次，通过任务驱动让学生在 “学中做，做中学”。再次，通过“案例教学法”进行分析，引导学生透过表象看本质，利用学过的知识来分析发动机机械系统产生故障的原因，提出解决问题的方案。最后，以操作规范、操作能力与装复后的质量相结合作为项目考核的主要内容，以能力考核为主，兼顾知识考核，而且要考核知识的迁移，还可以通过职业资格考核和企业标准来评价学生，最大限度地反映学生的能力水平，增强学生的自信心和成就感。

2.项目教学实施过程

第一，教师提出任务。简要介绍汽车发动机机械系统的构造与作用，突出载体的典型性、通俗性。第二，分组。学生分组（每组4～6人），组长承接分析本组所承担的项目任务中的具体内容和所存在的问题。通过“头脑风暴法”“分组讨论法”学习与项目工作任务直接相关的知识，研究、选定工作方法。第三，计划决策。各小组自行制订项目的实施计划和工作步骤，让学生各抒己见，活跃课堂气氛，教师指导学生优化项目方案、选择设备、工具、量具。第四，实施。学生实施操作，包括拆解、装配、调试等，操作要正确规范，并完整地完成本组的项目任务。第五，检查。教师跟踪检查、指导学生的实际操作，并纠正其违规性动作，回答学生提出的疑问。第六，评价。学生分组讨论总结实际操作过程，填写《过程考核自评表》和《考核评价表》，每小组派代表集中汇报工作情况，教师集中逐一点评项目的实施情况。

从本课程实施项目教学以后，教学目标明确，直接以项目为载体，做中学，学中做，提高了学生的动手和学习的能力。从已毕业学生的教学评议和毕业后对岗位的适应能力回访来看，效果十分明显，学生和用人单位都很满意。

参考文献：

徐宏海.教育教法[M].北京：化學工业出版社，2005.

工程机械电喷柴油发动机保养要点 第7篇

所谓电喷, 就是由设备所配备的电控单元来精确控制燃油供给或喷射的过程。工作原理是发动机电控单元 (ECU) 根据转速传感器和油门传感器的输入信号, 首先计算出基本喷油量, 然后根据水温、进气温度、进气压力、进气量等传感器的信号进行修正, 确定最佳喷油量。喷油正时也由ECU控制, 可综合考虑转速、负荷及环境温度的影响。在电控系统中, 运用了计算机、高速电磁阀、各种传感器, 系统响应速度大大加快, 且由于采用计算机控制, 可考虑更多的外界影响因素。柴油机的电控喷射系统是通过控制供油或喷油时间长短来调节喷油量的大小, 而喷油量的大小由发动机转速和油门大小位置决定。

高压共轨电喷柴油机一般由带有手动输油泵的粗滤器 (油水分离器) 、高压燃油泵、燃油精滤器、高压燃油共轨、高低压油管、喷油器、各类传感器、高速电磁阀和电控单元组成。发动机油路系统中喷射压力的产生和喷射过程是相互分开的, 由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管 (共轨) , 通过对公共供油管内的油压实现精确控制, 保证高压共轨中燃油的压力处于一种恒定状态, 而发动机ECU根据各类工作指令通过高速电磁阀控制喷油器动作从而控制喷油量, 喷油量的大小取决于公共供油管 (共轨) 的压力和喷油器电磁阀开启时间的长短。高压共轨系统利用较大容积的共轨腔将油泵输出的高压燃油蓄积起来, 并消除燃油中的压力波动, 然后再输送给每个喷油器, 使得高压油管压力大小与发动机的转速无关, 大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速变化的影响, 使得发动机供油更精确。与传统供油系统相比, 高压共轨腔内的高压燃油直接用于喷射, 可以省去喷油器内的增压机构, 而且共轨腔内是持续高压, 高压油泵所需的驱动力矩也要小得多。同时通过高压油泵上的压力调节电磁阀, 可以根据发动机负荷状况以及经济性和排放性的要求, 对共轨腔内的油压进行灵活调节, 尤其优化了发动机低速性能, 可以有效减小发动机的碳排放量。通过喷油器上的高速电磁阀控制喷射定时、喷射油量以及喷射速率, 还可以灵活调节不同工况下预喷射和后喷射的喷射油量以及与主喷射的间隔, 有利于节省燃油和减少排放。与传统发动机相比, 高压共轨电喷柴油发动机采用的喷油器偶件更精密, 喷油嘴孔也更细小, 同时采用了利于传感器和高速电磁阀来检测和执行的电脑控制单元, 使得系统对燃油的纯净度要求更高, 对燃油中水分和杂质量的要求更高。

一、对柴油品质的要求

共轨电喷柴油机的喷油压力要较传统柴油机高, 柴油喷射雾化更好, 同时, 喷油器油孔更细, 劣质柴油里的杂质容易导致喷油嘴堵塞;柴油含硫量要低, 含硫量高的柴油是达不到共轨机要求的, 会导致喷油器密封件腐蚀, 从而直接影响喷油器的使用寿命;柴油如果含水量高, 喷油器柱塞会因得不到有效润滑而导致发卡损坏。实际使用过程中, 燃油品质很难达到理论要求的标准, 为保证设备使用寿命, 减小运行成本, 要尽可能选用高品质燃油, 对含杂质较多的油品, 在加注之前采取辅助过滤措施, 比如可以在燃油加注时人为增加精细过滤装置, 去除燃油中的绝大部分杂质, 不得随意取下油箱加注口的滤网, 并且对有损坏的滤网及时更换。每次加注都尽可能注满油箱, 避免空气中的水分在油箱内凝结后混入燃油中, 雨天加注燃油时做好防雨措施, 避免雨水进入油箱。避免加注储油罐或加油车底部的燃油, 避免其底部沉积的杂质和水分注入油箱。冬季施工时, 要及时根据气温条件更换合适标号的燃油。

二、按发动机使用要求和实际情况保养

高压共轨电喷柴油机要求保证燃油的高品质, 要求在使用过程中严格按使用说明书中的保养要点和保养周期进行。发动机随机附带的使用说明书所要求燃油滤清器的更换周期是在使用满足使用高品质燃油基础上和比较理想的使用状态下确定的时间, 而现实情况中很难满足各方面的要求。因此, 实际操作中对燃油滤清器的更换不仅不得超过其要求的更换周期, 而且还需要根据使用的燃油实际品质缩短更换时间, 使用合乎要求的发动机润滑油并按规定的时间进行更换, 同时更换润滑油滤清器。每班对精滤器 (油水分离器) 进行排水操作, 定期清洗高压燃油泵上的滤网及时排放污水和清洗燃油箱;在保养作业时做好防护措施, 避免灰尘或杂物在更换滤清器时进行油路中。

三、使用满足质量要求的滤清器

高压共轨电喷柴油发动机燃油系在油路中设有一道粗滤清器 (带油水分离器) 、两道精滤清器, 同时在高压燃油泵的进油中处还设有一道滤网。高压共轨燃油系对柴油粗滤器 (油水分离器) 水分离效率要求达到95%以上, 对10μm以上的颗粒过滤效率>85%, 对柴油精滤器要求3~5μm的颗粒过滤效率在95%以上, 对5~8μm颗粒的过滤效率达98.9%, 对8~10μm的达99.6%。这还仅仅是国Ⅲ标准的要求, 对于更高的排放标准, 滤清器的过滤精度和效率标准会更高。高的过滤精度是靠滤清器的品质来保证的, 目前我国市场良莠不齐, 很多情况下仅凭外观已经无法判断其质量的好坏。在选购滤清器时, 不能一味考虑价格方面的因素而忽视滤清器的质量标准, 一定要选择正规厂家, 有质量保证符合质量标准的正品滤清器。

四、对冷却系及润滑油的要求

共轨柴油机热负荷都比较高, 为有效保证冷却效果, 发动机散热器箱需按规定加注冷却液, 不得完全加水。共轨柴油机对机油的要求很高, 相应设备技术资料中会对相关保养要求提出规定。在更换发动机机油时, 需使用不低于其最低要求牌号的润滑油, 在使用其推荐品牌外的其他油品时, 需要比较其相关技术参数, 不得低于推荐品牌的质量标准。按规定的保养周期更换润滑油和滤清器, 不得仅仅更换润滑油而不同期更换滤清器。

五、发动机电气控制系统使用保养要求

高压共轨电喷柴油机中电脑控制单元 (ECU) 是发动机运行的中枢, 它通过各种传感器收集燃油压力、油门位置、发动机转速、温度以及设备工况的感应和反馈信号加以分析, 并发出相应执行命令和警示信号, 通过高速电磁阀控制喷油器的开闭动作为发动机提供燃油供给。整个电控系统中包含了多个传感器、电磁阀以及线束、各类接插件等, 系统中任一电器元件的损坏都可能影响发动机的正常工作和引起系统报警。在日常使用和维修保养操作中, 需要密切注意电器元件的状态, 保证电气接插件的连接牢固, 防水功能完好。不可对接插件进行热插拔, 以免对ECU造成损坏。

随着社会对节能环保要求的越来越高, 电喷柴油发动机必将在工程机械上得到广泛应用, 而由于其对燃油及保养上的高要求, 需要严把维护保养关。把有效的维护保养工作, 做为保持设备完好、保证正常寿命和减少运行成本的有效途径, 避免设备在节能环保方面带来的经济利益流失或因维护保养不当而造成的非正常消耗。

摘要：电喷柴油发动机工作原理、相关组成及使用要求, 根据使用经验对柴油品质、发动机使用要求、滤清器、冷却系与润滑油以及电气控制系统的相关保养要点进行归纳总结。

提高发动机机械效率减小燃油消耗 第8篇

汽车已经越来越普及, 汽车每天都在大量的燃料, 燃料显得越来越珍贵。节能已经成为世界各国刻不容缓的行动。目前, 国内外研究如何使汽车能高效节能的技术有很多, 如改善发动机的结构、减轻车身重量等来达到汽车节能的目的。本文着重从影响发动机的机械效率出发, 得出几种提高发动机机械效率的方法, 以此来达到汽车节能的目的。

1、发动机机械损失的组成

从发动机的设计开始就应该尽量采取措施减少发动机机械损失, 提高发动机机械效率, 从而提高了燃料的经济性即就是达到了节能的目的。为此想要提高发动机机械效率, 首先应该了解发动机机械损失的组成。发动机机械损失主要有机械摩擦损失、附件消耗素食和泵气损失三部分组成。表1给出机械损失的组成及影响因素。

2、影响发动机机械效率的主要因素

2.1 发动机转速的影响

如图1所示:

图1是发动机机械效率随发动机转速变化图, 从图中可以看出机械效率随发动机转速的上升而下降。这是因为在负荷不变的情况下二转速上升时, 发动机各摩擦副的相对速度直接, 摩擦阻力加大, 泵气损失增加以及其他辅助装置的摩擦和所需功率增加。

2.2 负荷的影响

发动机机械效率随负荷的变化曲线如图2所示。

Pe—有效功率Pm—机械损失功率P1—指示功率

机械效率随功率的上升也是增加的, 但是在功率上升的某一段内上升较快, 超过此范围, 发动机机械效率上升较慢, 但仍旧比先前的功率高。

2.3 润滑条件的影响

机件相对运动的摩擦损失占机械损失的大部分, 因此, 改善机械相对运动面上的润滑条件对发动机机械效率影响很大。

3、提高发动机机械效率的方法

3.1 减小发动机进排气阻力

减小进排气系统的阻力是减小泵气损失的常规措施。在结构上可采用四气门机构, 使气门开启时间截面积增大;恰当的选取进气支管的断面尺寸和弯道弧度, 保证有足够的流通截面;取消进气门, 直接采用汽油喷射的措施;选用低阻高效的空气滤清器。经常清除进排气管内的沉积物。另外, 汽车尽可能满载, 使发动机尽量在较大节气门下工作。以上都可以减少泵气损失。

3.2 安装离合器风扇

汽车发动机大部分运转工况下, 冷却系统的能力是过剩的。根据资料统计, 汽车90%以上的运行时间不需要风扇, 仅靠传统结构风扇, 不论是否需要, 只要发动机工作, 它就转动, 因此消耗发动机功率。理论研究证明, 驱动风扇的功率与转速的三次方成正比, 通常为发动机有效功率的5-10%, 发动机在标定转速下风扇所消耗的功率是相当大的[1]。减少消耗功率最有效的办法就是安装离合器风扇, 这样在发动机起动、低温工况时, 风扇不转或转速很低, 只有在高温工况下风扇才有高的转速。

3.3 适当控制发动机的转速

由表1可以看出, 发动机机械损失的每一项都与转速有关, 影响发动机机械效率最高的主要因素是发动机的转速, 因此, 适当控制发动机转速可以提高发动机的机械效率, 从而达到节能的目的。

3.4 保持发动机良好的技术状况

在保持发动机具有良好的技术状况时, 其中最重要的是要保持“三滤”的效果良好, 发动机摩擦副间的配合间隙较小, 润滑油中的任何杂质都会使摩擦阻力增加, 并可能是零件表面损坏, 影响机油压力, 破坏正常润滑。在使用中, 除对油底壳需要按时更换外, 要特别注意对机油滤清器及时保养, 以保证滤清效果。气缸是发动机的心脏, 任何一点微小杂质都会增加其磨损, 使发动机工作状态变坏, 机械损失增加, 在使用中要保持空气滤清器、汽油滤清器良好的工作状态[1]。发动机使用状况的好坏, 对机械效率影响较大, 例如:活塞环与汽缸壁磨损后, 间隙变大, 漏气增多, 指示功率下降, 漏气还会稀释润滑油, 使润滑条件变差, 摩擦损失增多, 机械效率下降。因此要提高发动机的机械效率应该保持发动机具有良好的技术状况。

3.5 改善润滑

众所周知, 润滑是减小机械损失提高机械效率最有效的办法, 一下从几个方面谈谈从改善润滑的角度来提高机械效率。

3.5.1 正确选用润滑油的牌号

润滑油有很多油品, 每个牌号有质量等级和粘度等级两个部分。

质量等级:

汽油机:QB QC QD QE QF

柴油机:CA CD CC

品质依次升高。

粘度等级:汽油机、柴油机共分OW 5W 10W 20W 25W 2030 40 50各数字不等于粘度值。

选择发动机润滑油可以从以下几个方面考虑:

1) 润滑性能好, 粘度要适宜

粘度小的润滑油流动性能好, 发动机起动后能迅速流到摩擦部位, 机器磨损小, 又易于进入细小间隙, 提高了导热性能, 增加了油的循环速度, 有利于热量的发散。但粘度太小, 会增加活塞环的泵油作用, 容易烧机油, 增加机油消耗量, 机油过稀会导致不易形成润滑油膜。粘度大的机油, 流动性差, 对润滑、冷却、清洗不理, 增加了起动阻力, 降低了发动机的起动转速, 造成起动困难。由于润滑油不能迅速流到各摩擦表面, 致使零件磨损大, 但润滑油粘度大、密封性好, 在负荷较大的零件表面或配合件间隙较大的情况下也能保持润滑油膜[2]。

选用润滑油粘度的基本原则使, 在保证润滑可靠的前提下, 尽量选用粘度小的, 以利于减少摩擦损失。

2) 要有良好的粘温性

温度对润滑油的粘度影响很大, 温度过高过低都会影响润滑油的粘度, 从而影响润滑效果, 使机械效率降低, 选择粘温性好的润滑油可保证发动机在不同温度下都可得到可靠地润滑。

3) 要有良好的热氧化安定性和抗腐蚀性

机油在发动机中受高温和金属的催化作用, 氧化现象比较严重, 氧化可使胶质沉淀和生成各类酸性产物, 易使机油油品恶化[3]。

3.5.2 保证发动机机内的润滑油的质量

润滑油在发动机机内, 在高温高压, 摩擦的情况下工作加之氧化作用, 再好的润滑油也会逐渐变质, 从而失去了润滑的作用, 使摩擦表面的摩擦加剧, 使摩擦损失增加, 从而降低了发动机的机械效率。因此要定期更换发动机及内的润滑油。

3.5.3 用添加剂改善润滑油的质量

我国市场推出了几种润滑油添加剂, 以改善润滑油的性能, 这样能够提高发动机的机械效率和降低燃油的消耗。下面介绍几种常用的润滑油添加剂, 以供选用。

1) LA101节能添加剂

该剂的特点是:

a.增加发动机的输出功率, 降低油耗。根据甘肃省汽车检测中心进行定速试验表明, 加入LA101或, 发动机输出功率增加5%-11%, 润滑油下降4%-10%, 燃油消耗下降4%-7%。

b.延长润滑油的使用寿命, 降低润滑油的消耗。

c.降低发动机的磨损, 提高了发动机机械效率。

d.降低发动机噪音, 易于起动。

2) JZ-A型润滑油增效剂

该剂的特点是:

a.节约燃油4.5%-15%。

b.提高机械效率5%-7%。

c.降低机械磨损50%。

d.延长润滑油使用寿命2-4倍。润滑油消耗降低。

e.降低排烟度值0.8波许以下。

3) PP磨损整修剂

该剂具有减磨、抗磨、抗热、抗腐蚀功能, 适用于高温、高压条件下共走, 特别适用于中小型发动机。

3.5.4 汽油机柴油机按表2、表3选用润滑油

4、保持正常的油温、水温

发动机工作时保持正常的油温、水温对保证润滑是十分必要的。润滑油的粘度主要受温度的影响。一般来说油温升高, 粘度降低。冷却水温度也直接影响润滑油的温度, 因此也关系到润滑油粘度和摩擦损失[4]。发动机在使用过程中应该使润滑油和水的温度保持在合适的范围内。在出车以前最好的方法就是不要发动汽车后就行车, 而是要让汽车预热一段时间, 当发动机达到合适温度后再行车。这样可以使发动机在高效的润滑条件下, 能很好的提高发动机的机械效率, 达到节能的目的。

从以上内容不难看出, 改善发动机的机械效率地方法很多, 采用减小发动机进排气阻力、安装离合器风扇、适当控制发动机的转速、保持发动机良好的技术状况、改善润滑、保持正常的油温、水温这些方法。都能提高发动机的机械效率。机械磨损是不可能消失的, 但减小磨损易于达到, 建议从润滑的角度来减小机械损失, 从而提高机械效率, 达到节能的目的。节约燃油消耗已经成为当今世界各国都在努力奋斗的目标。

摘要：随着汽车行业的迅速发展, 汽车已经越来越普及, 而汽车又消耗大量的燃料, 因此为了减少燃料的消耗, 各国都在深入研究汽车的节能技术。文章是从影响发动机机械效率的因素出发, 分析得出几种提高发动机机械效率的方法。

关键词：发动机,机械效率

参考文献

[1]李桐.提高发动机机械效率的使用措施.1989.内燃机.

[2]魏玉文.改善润滑是提高发动机机械效率的有效途径.1997.农业机械与电气化.

[3]魏玉文.保持良好的润滑, 充分发挥发动机的机械效率.1997.农业机械与电气化.

农用机械发动机润滑油的使用要点 第9篇

一、发动机的特性要求

发动机作为一种普通机械, 对于润滑油的要求有其共同的一面, 如要求有适当的粘度, 一定的抗氧、抗磨、防腐蚀与粘温等性能要求。但发动机又是一种特殊的机械, 它对润滑油的要求又有其特殊的一面, 其特殊性主要有:

1.对发动机总的要求是体积小, 重量要轻, 机构紧凑, 而且输出功率要大, 因此它的单位摩擦面上承受的负荷很大。

2.除了摩擦热之外, 还有受到燃烧热的影响, 所以摩擦面的温度很高, 使润滑油粘度下降, 油膜形成较困难。

3.燃烧室内的高温高压的燃烧气体会通过活塞、活塞环和缸套之间的间隙, 泄漏到曲轴箱, 这些燃烧气体是燃油和少量润滑油的完全燃烧和未完全燃烧产生的气体和某些颗粒物 (烟炱) , 通常成为曲轴箱窜气的主要成分, 它会污染润滑油, 并在一定条件下更会促使其氧化。

4.燃烧室周围需要的润滑油是通过活塞和缸套间的间隙, 气门杆和气门导管间的间隙进入的, 因此供油较为困难。

5.活塞和气门等零件在工作时作往复运动, 故在上、下止点处相对速度为零, 使油膜难以形成。活塞销和衬套呈摆动运动, 油膜难以形成。

6.发动机在停车时和长时间运转时, 温度相差很大, 又因零件的热膨胀和热变形, 使一些摩擦副不变的间隙很难控制, 可能因间隙过小产生粘着烧结, 也可能因间隙过大而产生冲击和震动造成损坏。这些情况下, 油膜难以附着。

7.发动机中有多种摩擦副, 如活塞和缸套、曲轴轴颈和轴承、凸轮和随动件、齿轮等, 尽管它们对润滑油的润滑性能要求是不同的, 但在一台发动机中只能用一种润滑油, 因此选用润滑油时要照顾到多种润滑状态。

8.车用发动机的使用环境复杂, 如气温、湿度、大气压力、尘土等变化较大。同时由于机油中往往含有硫、铅等元素, 会促使某种零件的腐蚀磨损。

二、润滑油的作用

发动机内有许多相互摩擦运动的金属表面, 这些部件运动速度快、环境差, 工作温度可达400~600°C。在这样恶劣的工况下面, 只有合格的润滑油才可降低发动机零件的磨损, 延长使用寿命, 那么合格的润滑油要具有哪些作用呢?

1.润滑

活塞和汽缸之间, 主轴和轴瓦之间均存在着快速的相对滑动, 要防止零件过快的磨损, 则需要在两个滑动表面间建立油膜。有足够厚度的油膜将相对滑动的零件表面隔开, 从而达到减少磨损的目的。

2.冷却降温

机油能够将热量带回机油箱再散发至空气中帮助水箱冷却发动机。

3.清洗清洁

好的机油能够将发动机零件上的碳化物、油泥、磨损金属颗粒通循环带回机油箱, 通过润滑油的流动, 冲洗了零件工作面上产生的脏物。

4.密封防漏

机油可以在活塞环与活塞之间形成一个密封圈, 减少气体的泄漏和防止外界的污染物进入。

5.防锈防蚀

润滑油能吸附在零件表面防止水、空气、酸性物质及有害气体与零件的接触。

6.减震缓冲

当发动机气缸口压力急剧上升, 突然加剧活塞、活塞屑、连杆和曲轴轴承上的负荷很大, 这个负荷经过轴承的传递润滑, 使承受的冲击负荷起到缓冲的作用。

7.抗磨

摩擦面加入润滑剂, 能使磨擦系数降低, 从而减少了磨擦阻力, 节约了能源消耗, 减少磨损;润滑剂在磨擦面间可以减少磨粒磨损、表面疲劳、粘着磨损等所造成的摩损。

三、如何选用合适规格的润滑油

由于润滑油对发动机的使用性能和寿命都有很大的影响, 因此应严格按照使用说明书规定选用相同系列、使用等级、粘度等级的润滑油。说明书推荐的润滑油是根据发动机的性能和销售地域的气温等情况而定的, 对润滑油的选用有一定的指导作用, 并留有较大的安全系数, 同时也是发动机保用期内索赔的前提条件之一。若无说明书可按下列方法, 选用合适的润滑油规格。

1.根据发动机的使用燃料选择相对应系列的发动机润滑油, 汽油机选用S系列油;柴油机选用C系列油。

2.柴油润滑油使用等级的选用。柴油润滑油的使用等级应根据柴油机的强化系数来确定, 强化系数表示发动机的机械负荷和热负荷的总和。

3.粘度等级的选用。根据发动机技术特性选用粘度等级。

(1) 对于新发动机应选用粘度较小的机油, 以保证在使用期内正常磨合;而使用较久、磨损较大的发动机则应选用粘度较大的润滑油, 以维持所需的润滑油压力, 保证正常润滑。

(2) 负荷高、转速低的发动机一般选用粘度较大的柴油润滑油;负荷轻、转速高的发动机选用粘度小些的柴油润滑油。

(3) 润滑油粘度的选用应同时满足低温起动性和高温润滑性。根据地区、季节和气温选用粘度等级。在严寒地区冬季使用的发动机润滑油应选用粘度级别较低的润滑油;而在炎热地区的夏季, 应选用粘度级别较高的润滑油。

四、按时定期更换润滑油

发动机在工作中, 润滑油不断的被许多机械混合物所脏污。这些机械混合物是由零部件脱落的金属屑、空气中飞入的杂质、润滑油高温氧化产生的不溶性氧化物、漆膜沉积物、胶质、积炭所组成.并随着发动机使用时间增长而逐渐增多, 润滑油老化变质, 最终将使润滑油失去润滑作用。因此必须及时定期更换润滑油。更换润滑油应尊从以下原则:

1.按照说明书规定的使用里程更换;

2.按照润滑油使用的时间更换。

以先到为更换时间点。

五、润滑油使用的常见误区

1.什么时候润滑油变黑了就该换油了

这种理解并不全面。对于没有加清静分散剂的润滑油来说, 颜色变黑的确是油品已严重变质的表现, 但现在使用的润滑油一般都加有清静分解剂。这种清静剂将粘附在活塞上的胶膜和黑色积炭洗涤下来, 并分散在油中, 减少发动机高温沉淀物的生成, 故润滑油使用一段时间后颜色容易变黑, 但这时的油品并未完全变质。

2.润滑油能多加就多加

润滑油量应该控制在机油尺的上、下刻度线之间为好。因为润滑油过多就会从气缸与活塞的间隙中窜入燃烧室燃烧形成积炭。这些积炭会提高发动机压缩比, 增加产生爆震的倾向;积炭在汽缸内呈红热状态还容易引起早燃, 如落入汽缸会加剧汽缸和活塞的磨损, 还会加速污染润滑油。其次, 润滑油过多增加了曲轴连杆的搅拌阻力, 使燃油消耗增大。

3.添加剂用处大

真正优质的润滑油是具备多种发动机保护功能的成品, 配方中已含有多种添加剂, 其中包括抗磨剂, 而且润滑油最讲究配方的均衡以保障各种性能的充分发挥。自行添加其他添加剂不仅不能给发动机带来额外保护, 反而易与机油中的化学物质发生反应, 造成机油综合性能的下降。

4.润滑油经常添不用换

经常检查润滑油是正确的, 但只补充不更换只能弥补机油数量上的不足, 却无法完全补偿润滑油性能的损失。润滑油在使用过程中, 由于污染、氧化等原因质量会逐渐下降, 同时还会有一些消耗, 使数量减少。

5.选择低档次的润滑油

有的用户图省钱, 往往只看到油品的价位和眼前的保养支出, 而忽视了日后增大的维修费用。在选择润滑油时, 应根据转速、负荷的大小以及齿轮的传动类型来选择润滑油的质量等级。高档次的润滑油, 因正确选用合理加入了添加剂, 改善油品物理化学性质, 给润滑油赋予新的特殊性能, 加强其原来具有的某种性能, 优化了各项性能指标满足了更高的要求。能够明显地延长发动机使用寿命和换油周期, 降低维修费用。

参考文献

[1]王先会, 陈学军, 谭胜.车辆与船舶润滑油脂应用技术[M].北京:中国石化出版社, 2009.

航空重油发动机机械效率的影响因素 第10篇

中小型活塞式发动机, 以其良好的经济性, 较高的功重比, 在250kW以下的轻型通用飞机及中小型无人机的动力装置中占有统治地位, 航空活塞式汽油发动机由于其使用成本和使用场合 (不能在普通舰船上使用) 的限制, 将要退出历史舞台, 以DeltaHawk、SMA为代表的新型航空用重油发动机以其优异的性能将要或正在占领通用航空及无人机动力市场。

本文运用数值模拟的方法, 研究气口参数、飞行高度、滞燃期长短、连杆长度、转速及压缩比, 对机械、涡轮复合扫气、增压二冲程航空重油发动机的影响, 并结合发动机的实际运行特点, 优化发动机结构参数, 从而为整机开发提供理论支持。

1 理论计算

二冲程直喷内燃机机械损失主要有:摩擦损失和附件损失。以下部分从理论上分析了目标发动机各部分的损失情况。

1.1 活塞环与气缸壁的摩擦损失[1,2]

根据润滑理论、牛顿定律及有关边界条件推出每一循环中活塞环与气缸壁的摩擦功

式中:

i--活塞环数

α--曲轴转角

R--曲轴转角为α时的摩擦力

Δx--在Rα作用下的活塞位移

RΔx可根据文献[2]得到。

1.2 活塞与气缸壁的摩擦损失活塞的摩擦损失压力为[2]

式中:

Fs--活塞侧推力, 它是由气体压力、往复惯性力及活塞环弹力引起

f0s--活塞最小摩擦因数

f1s--活塞形状摩擦因数

μs--润滑油动力粘度

Cm--活塞平均速度

每循环活塞与气缸间的摩擦功为

1.3 曲柄销轴承摩擦损失

曲柄销轴承摩擦损失平均有效压力为

式中:

Fc--作用在曲柄销上的力

n1--曲柄销转速

每循环曲柄销轴承消耗的摩擦功为

1.4 主轴承摩擦损失

主轴承摩擦损失平均有效压力

式中:

Fj--作用在主轴承上的力

n2--主轴承转速

每循环主轴承消耗的摩擦功为

1.5 扫气泵绝热功耗[3]

式中:

Ps--扫气泵进口压力

Pd--扫气泵出口压力

qvg--体积流量

活塞式发动机机械损失主要由曲柄连杆机构摩擦损失和扫气泵等附件损失所构成。主要损失功率为:

2 数值模拟

分析理论计算公式参数发现, 燃烧压力的分布和压力的传递是影响发动机机械效率的决定性因素。燃烧压力分布主要和进气效果、燃烧效果等因素相关;压力的传递效果主要由连杆长度和与转速确定。

2.1 进气效果的影响

2.1.1 气口参数与机械效率的关系

气口流通面积和开启角度是决定发动机扫气性能的重要参数。图1、2显示了机械效率随气口参数的变化关系, 并阐述产生这种变化的原因。

随着气口面积的增大机械效率先增大后减小, 见图1。这是因为随着气口流通面积的增大, 缸内残余废气量降低, 气缸容积效率增大, 平均指示压力有升高的趋势, 但是当气口面积增大到一定程度后平均指示压力变化不明显, 同时发动机扫气泵损失迅速升高, 在平均有效压力拐点出现之前, 机械效率拐点就提前出现, 见图2。

保证发动机气口时面值不变, 推迟气口开启角度, 发动机机械效率逐渐下降, 见图3。这是因为气口开启角度延迟, 意味着发动机膨胀冲程拉长, 发动机运动副平均载荷增大, 摩擦损失增加, 所以发动机机械效率下降。

从整机性能上看图4, 冲程的拉长在一定的范围内使平均指示压力和有效压力同时增加, 但是在平均指示压力达到峰值后, 摩擦损失的加剧的影响逐渐显现, 导致平均有效压力迅速降低。

2.1.2 飞行高度与机械效率的关系

由图5可知, 在5500米以下, 随着飞行高度的增加, 目标发动机机械效率逐渐升高。

究其原因:复合扫气、增压发动机在较高海拔时缸内空燃比仍维持在理论空燃比之上, 虽然燃油消耗率有所增大, 但是平均有效压力降幅不大, 甚至在较低海拔时有增大的趋势。此时, 摩擦损失由于平均有效压力的降低而有所降低, 同时, 附件损失压力也随扫气泵功耗的下降而降低 (图6) 。

2.2 燃烧效果的影响

2.2.1 循环油量与机械效率的关系

机械效率随着循环供油量的增加而增大, 见图7。

这主要是因为重油发动机的空燃比远大于理论空燃比, 在一定范围内增大循环油量, 发动机指示压力迅速增加, 但附件和摩擦损失压力的增量较为平缓, 所以平均有效压力快速增加, 机械效率随之提高。但航空发动机是以持续功率工作, 在设计过程中要考虑的重点是:持续功率条件下, 发动机的热负荷问题。如果为了提高功重比和机械效率, 而盲目的加大循环油量, 就会大大降低发动机的可靠性。这对于航空发动机来说是绝对不允许的。

2.2.2 滞燃期与机械效率的关系

滞燃期的长短同样与机械效率紧密相关, 从图8可以看出, 随着滞燃期的增大, 机械效率由74%变化到77.5%, 并且随着着火时刻的推迟, 机械效率的变化会更加敏感。着火时刻为-16度时, 滞燃期变化20度, 发动机机械效率变化1.8%, 而着火时刻为-8度时, 同样条件下机械效率变化了近3.5%。

这是因为滞燃期越长, 燃料的初期放热率越大, 最高爆发压力和压力升高率越大。这决定了发动机膨胀冲程的压力水平较高, 也符合发动机工作在轻微爆震工况效率最高的常识。但摩擦损失压力也会随之增大, 并且为了安全考虑, 发动机运动件质量随之增加, 惯性力加大。如果不限制发动机的压力水平, 过大的最高爆发压力和压力升高率, 将导致机械效率的降低。这对于追求安全性和轻质量的航空发动机来说是极其不利的。

2.2.3 压缩比与机械效率的关系

根据狄赛尔循环理论, 随着压缩比的增大, 发动机热效率提高, 即平均指示压力提高。在实际发动机中, 压缩比的提高到一定程度后, 热效率提高所得到的功率将被摩擦损失所抵消[4], 由图9可知, 随着压缩比的提高, 指示平均有效压力的增大逐渐平缓, 而摩擦损失压力的升高和压缩比几乎成线性关系, 增大速度很快。所以当压缩比增大到一定程度之后, 平均有效压力将很快出先拐点, 并且机械效率受摩擦损失的影响, 一直下降。因此, 对航空发动机来说, 在满足可靠着火的的前提下压缩比应尽可能小。

2.3 转速与机械效率的关系

从图10可知, 转速对机械效率的影响趋势是显而易见的, 随着转速的增加, 机械效率呈现明显的下降趋势。导致其下降的主要因素是摩擦损失加大。

随着转速的增加, 运动副之间的相对运动速度加大, 并且可能导致润滑不良, 摩擦损失功率增加很快。但是摩擦损失在总损失中的比例却呈现先减小后增大的趋势, 这是因为转速的增大导致扫气泵的被压降低, 泄漏降低, 效率提高, 扫气泵的高效区间为2000转/分以上, 所以随着转速的提高, 扫气泵很快就工作在高效率区间, 虽然流量增加, 但损失压力的增加较为平缓。这就导致摩擦损失在总损失中的比例也呈现先减小后来快速上升的形式。作为航空发动机, 转速的选择不仅要考虑发动机自身的机械效率还要综合螺旋桨效率来最终确定。

2.4 连杆长度与机械效率的关系

连杆长度对发动机机械效率的影响主要是由于摩擦导致的, 如图 (11) 所示, 排除摩擦损失的影响, 发动机机械效率几乎不变。随着连杆长度的增大, 曲柄销载荷, 主轴承载荷, 活塞侧向力, 均有所下降, 所以摩擦损失下降, 机械效率逐渐上升。

作为航空发动机, 连杆长度对于机体的体积和重量有直接影响, 设计时主要考虑运动件和机体在设计寿命下的承载能力, 尽可能的缩短连杆长度。

3 结论

高的机械效率不仅可以有效提高航空发动机的功率输出, 而且有利于提高飞行器的使用寿命。但是, 航空重油发动机由于其用途的特殊性, 设计理念与地面发动机相比有较大区别。对机械效率的追求常常被安全性和功重比所限制。

本文从影响发动机机械效率的几个方面进行了分析, 并且考虑了航空发动机的特殊要求, 对航空发动机的设计具有一定的参考意义。

参考文献

[1]姚喜贵等, 双曲柄机构柴油机燃烧过程和摩擦损失的研究[J], 农业机械学报, 2000年11月

[2]张卧波, 刘世英, 发动机缸内摩擦副组件性能数值模拟与实验研究[J], 内燃机工程, 2008年4月

[3]邢子文, 螺杆压缩机理论、设计及应用[M], 机械工业出版社, 2000年8月

农业机械电动机部件的维护 第11篇

电动机换向器应该保持光亮的圆柱形表面。在正常情况下，换向器应该没有擦伤和烧焦的痕迹，并应是具有光泽的表面。换向性能良好的电动机，经长期运转后，在换向器表面逐渐形成1层褐蓝色的坚硬的薄膜，这层薄膜能够减少换向器的磨损，应当保存。当电动机换向器表面出现不规则的环带，或者由于表面粗糙而引起火花以致不能保证换向器的正常换向时，允许将换向器研磨或者精车外圆。当电动机在运转情况下进行研磨时，只允许用人造细粒油石或00号玻璃砂纸研磨后用压缩空气吹净。如发现云母片经长期运转后突出，或者与换向器表面平齐，则必须下刻云母片1～1.5毫米深。云母片下刻后，换向器表面须经磨光，边缘处要倒角，并清除片边的毛刺。必须注意，不论在研磨、下刻还是精车外圆时，要防止切屑和铜末落入电动机内部。当在车床上精车外圆时，应将轴承安放在中心架上，以便使换向器的圆柱面轴线与电枢的旋转轴线一致。换向器表面有碳粉时，可用干燥而柔软的非纤维抹布清除干净。当换向器表面有油脂时，可以在抹布上蘸少许汽油揩拭。当上述工序完成后，用干燥的压缩空气将换向器表面吹净。

2. 电刷

电动机电刷的整个工作表面应与换向器表面接触。电刷的工作表面应光洁如镜，新安装的电刷在运转之前，必须将其工作表面研磨至符合换向器表面的要求。如果只有少数电刷工作表面需要研磨时，可用细粒玻璃砂纸置于电刷与换向器之间，进行前后推动砂纸研磨。如果需要研磨的电刷数量很多或全部电刷的工作表面都需要研磨时，可以用细粒玻璃砂纸带(带之宽度等于换向器长度)包住换向器表面，将砂纸的尾端互相重叠或搭接的方向与电动机的正常旋转方向相同，然后，接电动机的正常旋转方向旋转电枢，研磨电刷工作表面，直到电刷的全部工作表面研磨好为止。禁止使用砂轮或金刚砂纸研磨电刷工作表面，因为金刚砂粒嵌入电刷后，会擦伤换向器，使电动机产生火花。当电刷研磨完毕后，要清除换向器或刷把上的碳粉，并用干燥的压缩空气仔细地吹净电动机（但须注意，勿将碳粉吹入电动机的内部）。电刷研磨完毕后，应使电动机在轻载下(1/4～1/2额定载荷)运转至接触面成为镜面。当电刷磨损至无法继续使用时，须用同一牌号的备用品更换。

3. 轴承

轴承允许的温升为55℃。当电动机正常工作时，轴承的音响是均匀的，如温升过高，或出现过大、不均匀的音响和啸声时，应对轴承进行清洗。如轴承在清洗后并未改善上述情况，须用相同型号的轴承备用品予以更换。在电动机运转期间，每工作4个月，须用汽油清洗轴承，并更换润滑脂(封闭轴承除外)。

农业机械发动机轴系扭振分析 第12篇

随着农业机械化水平的不断提高, 农业机械在农业生产中发挥着越来越重要的作用。农业机械用发动机作为动力装置, 对农业机械的性能有着重要影响。农业机械工作环境复杂, 对各个零部件的性能要求较高。其中, 发动机曲轴作为农业机械动力装置的主要零部件, 其性能的好坏对农业机械用发动机性能有极其重要的影响。轴系是指发动机的曲轴以及与之相连的运动件的总成。由于曲轴发生大幅度的扭转振动会引起发动机的敲击和抖动, 当轴系达到某一转速时, 施加在曲轴上的周期变化的扭矩和曲轴本身振动频率之间产生共振, 会使得曲轴扭转变形的幅度大大超过正常值, 从而产生很大的噪声, 使轴承磨损加剧, 甚至导致曲轴断裂。因此, 在设计多缸发动机时, 进行轴系扭振特性的计算已成必不可少的一步。近10年, 在产品设计与研究上提出了NVH概念 (即振动、噪声、行驶平顺性) , 而这三者中振动是基础。自从人们注意到扭振的危害以后, 已经相继发展了多种方法来研究轴系的扭振问题[1,2,3,4,5,6]。EXCITE Designer软件是AVL公司出品的发动机轴系设计分析软件, 主要运用于轴承分析、扭振分析及强度计算。本文即运用该软件对某农业机械四缸发动机改型前后的轴系扭转振动进行了对比分析。

1 曲轴扭振分析

任一实际轴系均为弹性系统, 给以初激扭矩后, 若无阻尼存在便会产生周期性的扭转弹性变形, 即为无阻尼自由扭转振动 (简称自由振动) , 其振动频率为自振频率或固有频率。对既定的轴系, 其自振频率是定值。

给轴系以周期变化的扭矩干扰力矩, 该轴系即按干扰力矩的频率做强迫扭转振动 (简称强迫振动) 。当干扰力矩频率与轴系的自振频率相同时, 轴系将产生振幅明显增高的共振。此时, 轴系的转速称为临界转速。

轴系扭振计算的一般步骤是[5]:

1) 当量系统计算, 将复杂的实际轴系换算成扭振特性与之相同的简化系统当量系统;

2) 自由振动计算, 确定当量系统的自振频率以及振型;

3) 强迫振动计算, 确定轴系的振幅及扭振应力。

1.1 轴系模型建立与计算工况

EXCITE Designer软件建立的轴系模型由体单元和连接单元组成。文中体单元包括活塞、活塞销、连杆、曲轴及机体;连接单元选用径向滑动轴承。建立好的轴系模型如图1所示。

本文所计算的某四缸发动机将原机曲轴材料QT900-5改为42CrMoA。

1.2 仿真数据的输入

1.2.1 轴系全局数据

该发动机的曲轴为全支承曲轴, 其结构及部分尺寸如图2所示。

由图2可知, 曲轴的结构具有对称性。建立轴系全局坐标系时, 充分考虑曲轴的对称特性及其正常安装位置, 将坐标系的原点置于第三主轴颈中心线与曲轴中心线的交点, x坐标沿曲轴中心线方向由曲轴前端指向曲轴后端, y坐标沿气缸中心线方向由曲轴指向气缸盖。

轴系全局坐标系中, 单缸曲柄连杆机构的简图, 如图3所示。图中, A为曲柄旋转中心, AB为曲柄, BS为连杆, 垂直轴为轴系全局坐标系中的y轴。delta (δ) 为各缸气缸中心线与垂直方向的夹角, beta (β) 为各拐方向与垂直方向的夹角。本文中各气缸的排列形式为直列式, 即所有各缸气缸中心线均沿垂直方向, 所以各缸的delta值均为0°。

1.2.2 载荷数据

发动机工作时, 转速变化范围较大。为全面了解各转速下发动机轴系的扭转振动情况, 输入载荷数据时应遵循如下要求:

1) 覆盖发动机转速范围的外特性;

2) 包含额定工况点、最大扭矩点和扭振转速点 (如果有的话) ;

3) 转速步长尽力均匀。

为满足以上要求, 选择输入1 000, 2 100, 3 000 r/min等3种转速下的气缸压力曲线。图4为BOOST软件模拟出的改型后 (四气门) 各转速下的气缸压力曲线。

1.3 曲轴模型的建立

1.3.1 扭振当量系统

实际的发动机轴系是比较复杂的, 为了便于进行扭振计算, 必须对实际系统进行合理的简化, 即把连续的不规则系统离散化为由若干个有惯量而无弹性的集中质量、有弹性而无惯量的弹簧及阻尼组成的系统。本文的发动机轴系的集中质量-弹簧-阻尼系统共7个集中质量, 分别是皮带轮、机油泵主动齿轮+曲轴正时齿轮 (机油泵主动齿轮和曲轴正时齿轮由同一个键驱动, 同步运转, 可以作为一个集中质量考虑) 、飞轮及发动机的1～4缸, 如图5所示。

1.3.2 曲轴模型

在EXCITE Designer软件的轴生成器界面内建立曲轴模型时, 需要依照上文建立的轴系扭振当量系统, 并详细考虑曲轴上的各种零件的安装位置和安装方法。这里将飞轮与曲轴后端作为一个集中质量考虑, 最终建立好的曲轴模型如图6所示。

1.3.3 曲轴参数确定

曲轴原机材料为球墨铸铁, 型号为QT900-5, 新机材料型号为42CrMoA。材料性能如表1所示。

2 计算结果分析与对比

轴系的振动微分方程为

$[{\rm I}]\{\stackrel{\cdot \cdot }{{\displaystyle \phi }}\}+[D]\{\dot{\phi }\}+[C]\{\phi \}=\{{\rm M}\}$

式中 I转动惯量;

D扭转阻尼;

C扭转刚度;

φ角位移;

M扭矩。

2.1 自由振动结果

发动机曲轴模型经转化最终成为由13个节点和12个单元组成的节点-单元系统。该系统的振动微分方程经展开可以得到具有13个振动微分方程式的方程组。求解该方程组, 得到13-1=12个特征值及特征向量。经计算, 发动机改型前后第1阶和第2阶自振圆频率如表2所示。

知道了自振圆频率和对应的相对振幅的数值之后, 就可以绘出系统的振型图。振型图表示出了当系统中各个节点的角位移达到幅值的瞬间, 整个系统受扭转的形状。经计算, 得到发动机原机 (改型后形状相似, 节点振幅略有不同) 的第一和第二主振形如图7所示。

2.2 强迫振动结果

本文中用皮带轮的扭振振幅表示轴系自由端的扭振振幅。皮带轮的扭振振幅图如图8和图9所示。图8中, 原机状态的带轮扭振振幅由原来的0.05°升高到0.23°, 大于扭振振幅限值0.20°。

图9为改型后的皮带轮扭振振幅, 皮带轮单谐次扭振振幅值为0.11°, 没有超过发动机的扭振振幅限值。因此, 曲轴材料为42CrMoA时, 发动机皮带轮的单谐次扭振振幅值没有超过发动机的扭振振幅限值。

3 结论

随着农业机械化水平的不断提高, 对农业机械性能提出了更高的要求。其中, 优化农业机械零部件性能是改善提供农业机械性能的主要措施之一。运用EXCITE Designer软件对改型前后发动机进行轴系扭振分析, 得到如下计算结果:发动机曲轴材料为QT900-5时, 皮带轮扭振振幅较大, 为0.23°, 略超过扭振振幅限值0.20°;曲轴材料为42CrMoA时, 皮带轮扭振振幅值为0.11, 没有超过扭振振幅限值, 符合要求。

摘要：应用AVL公司的EXCITE Designer软件, 对某农业机械改型后的直列四缸发动机的轴系进行扭振分析;根据轴系当量化简假定条件, 建立轴系当量系统方程和曲轴模型;再输入主要模拟计算数据, 通过仿真计算得出结果。分析了改型后的农业机械发动机的自由振动和强迫振动, 其结果是发动机轴系振幅较小, 满足要求。

关键词：发动机,轴系,扭振

参考文献

[1]彭禹, 郝志勇.曲轴平衡重动态优化设计方法研究[J].农机化研究, 2007 (3) :56-60.

[2]孙红旗, 姚喜贵, 王瑞忠.六缸柴油机曲轴平衡重对曲轴应力状态的影响[J].农机化研究, 2000 (4) :117-118.

[3]李燕, 李慧琴, 刘军.玉米收获机车架瞬时动态分析[J].农机化研究, 2010, 32 (6) :70-72.

[4]王金元, 赵春婕.康明斯6CT柴油机连杆运动受力分析[J].农机化研究, 2010, 32 (5) :87-89.

[5]张晋伟, 吕新民, 刘雪艳, 等.基于Pro/E和ANSYS的柴油机曲轴有限元分析[J].农机化研究, 2009, 31 (5) :51-54.