柴油機(jī)與汽車配套的基本知識(shí)剖析

1、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車配套的基本知識(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟，是汽車總成里最大的一個(gè)部件總成。目前我國汽 車行業(yè)中 還存在這樣一種狀況：發(fā)動(dòng)機(jī)廠家和汽車廠家從體制上、管理上不 同屬于一個(gè)單位或 系統(tǒng)，因此一款新車型的研發(fā)，從發(fā)動(dòng)機(jī)到整車在開發(fā)過 程中缺少整體的配合、系統(tǒng) 的構(gòu)思；目前一款發(fā)動(dòng)機(jī)與多種車型配套或汽車 廠先設(shè)計(jì)車型，再找發(fā)動(dòng)機(jī)來配套， 已是比較普遍的現(xiàn)象。因此，帶來一個(gè) 問題是發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車整車配套得是否合理、是 否恰當(dāng)，將直接關(guān)系到汽車整 車的一系列性能： ?關(guān)系到汽車整車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、舒適性等指標(biāo)；?關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車配套的可行性、裝配合理性（可接近性） 、維修方便 性等方面。?

2、 關(guān)系到用戶整車使用滿意度、 汽車質(zhì)量性能贊譽(yù)度、 市場暢銷度等等方面。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)一般常見的有汽油機(jī)和柴油機(jī)。 汽油機(jī)因受多種因素的限制 （發(fā)動(dòng)機(jī) 缸徑、功率、使用成本等） ，目前國內(nèi)主要用于轎車、微型客車及 微型汽車。柴油機(jī) 功率覆蓋面廣，普遍用于載貨汽車及輕型客車、大中型客 車。一汽車基本概念第一部分 汽車分類（機(jī)動(dòng)車輛分類 GB/T15089-94 ：M，N，O， L ）， 1M 類 至少有 4 個(gè)車輪的載客機(jī)動(dòng)車輛；或有 3 個(gè)車輪，且廠定最大 總質(zhì)量不超過 1t 的 載客機(jī)動(dòng)車輛。M1-除駕駛員坐位外，乘客坐位不超過8個(gè)的載客車輛M2- 除駕駛員坐位外， 乘客坐位不超過 8 個(gè)，且廠

3、定最大總質(zhì)量不超過 5t的載客車輛M3-除駕駛員坐位外，乘客坐位超過 8個(gè)，且廠定最大總質(zhì)量超過 5t的載客2. N 類-至少有 4 個(gè)車輪的載貨機(jī)動(dòng)車輛；或有 3 個(gè)車輪，且廠定最大 總質(zhì)量不超過 1t 的載貨機(jī)動(dòng)車輛N1- 廠定最大總質(zhì)量不超過 3.5t 的載貨輛車N2-廠定最大總質(zhì)量超過3.5t，但不超過12t的載貨車輛N3-廠定最大總質(zhì)量超過12t的載貨車輛3. O 類：掛車（包括半掛車）4. L 類：少于 4 個(gè)輪的車輛（指機(jī)動(dòng)三輪和摩托車）我公司目前現(xiàn)有的柴油機(jī)產(chǎn)品主要配套的車輛為N1、N2 類載重車輛以及M2、M3 類的載客車輛。第二部分 汽車和半掛車的術(shù)語和定義車輛類型 GB3

4、730.1-88 汽車為：由動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)， 具有 4 個(gè)和 4 個(gè)以上車輪的非軌道無架線的車 輛，其 中包括幾大類：1. 載貨汽車：主要用于運(yùn)送貨物，也可牽引全掛車的汽車2. 越野汽車：主要用于壞路或無路地區(qū)的全輪驅(qū)動(dòng)的具有高通過性的汽 車，也可牽 引掛車。3. 自卸汽車：以運(yùn)送貨物為主且具有可傾卸貨箱的汽車。4. 牽引汽車：專門或主要用于牽引掛車的汽車。5. 專用汽車：裝置有專用設(shè)備，具備專用功能，用于承擔(dān)專門運(yùn)輸任務(wù)或 專項(xiàng)作 業(yè)的汽車。6?客車：具有長方廂形車箱，主要用于載送人員及其隨身行李物品的汽車，有單層也有雙層的，有鉸接的，也有牽引掛車的結(jié)構(gòu)。7?轎車：用于載送人員及其隨身物品且座

5、位布置在兩軸之間的4 輪汽車。8. （暫無）9?半掛車及專用半掛車：由半掛牽引車牽引，且部分質(zhì)量由其牽引車承受的掛車。以上序號也代表車型代號。汽車產(chǎn)品型號編制規(guī)則GB9417-1988中規(guī)定，基本型汽車型號結(jié)構(gòu)如下： 口 0 00 0 口如NJ 1061 , NJ表示生產(chǎn)廠家代號（南汽躍進(jìn)），1是代表載貨汽車，后兩位數(shù)表示車輛的主參數(shù)（主要的要素是指總質(zhì)量），總質(zhì)量6噸左右，尾數(shù)表示產(chǎn)品序號?？蛙囀?6字開頭，如6601、6720,其中600、720表示客車長度。我公司目前現(xiàn)有的柴油機(jī)產(chǎn)品主要在載貨汽車、客車上配套，少量的在自卸汽車、專用車、越野汽車上配套。為防止用戶車輛超載，影響行車安全。目

6、前交通管理部門對營運(yùn)車輛總質(zhì)量的檢查仍很嚴(yán)。國家規(guī)定汽車的載貨重量稱為載重質(zhì)量，汽車空車重量（自重）稱為整備質(zhì)量，汽車整備質(zhì)量加載重質(zhì)量之和，稱為汽車總質(zhì)量?？傎|(zhì)量=整備質(zhì)量+載重質(zhì)量總質(zhì)量與整備質(zhì)量相互之間有一定的比例關(guān)系，確定的時(shí)候要慎之又慎，否則會(huì)給用戶帶來較大麻煩 （包括車輛外廓尺寸）。國家標(biāo)準(zhǔn)GB1598-2004道路車輛 外廓尺寸、軸荷、及質(zhì)量限值 ; GB/T12428-1990 客車裝載質(zhì)量計(jì)算方法與我發(fā)動(dòng)機(jī)配套有關(guān)的部分還有： 載貨汽車的駕駛室分為敞開式、 平頭式還有半 敞開式， 平頭式駕駛室分為 可翻轉(zhuǎn)和不可翻轉(zhuǎn)兩種。駕駛室座位有單排、一排半、 雙排的。 敞開式：發(fā)動(dòng)機(jī)位置

7、在駕駛員坐位前邊，如轎車、老解放、老東風(fēng)汽車； 平頭式：發(fā)動(dòng)機(jī)位置在駕駛員座位底下； 半敞開式：界與以上兩者之間，如南京依 維柯； 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車底盤上的位置常見的有前置式和后置式， 載貨汽車基本 都 是前置式；客車前置和后置兩種都有。同噸位的汽車有寬大梁和窄大梁之分； 有長軸距、 短軸距之分； 駕駛室和 車箱 有窄體、中體、寬體之分。還有汽車有二輪及四輪驅(qū)動(dòng)的；方向機(jī)有帶動(dòng)力轉(zhuǎn)向及不帶動(dòng)力轉(zhuǎn)向的； 有二輪轉(zhuǎn) 向及四輪轉(zhuǎn)向的； 有帶與不帶空調(diào)、 暖風(fēng)機(jī)、 風(fēng)扇離合器等等不 同。以上所述都是汽車生產(chǎn)廠家為滿足用戶、 滿足不同環(huán)境、 滿足不同需 求而設(shè) 置的。各種配置狀態(tài)的存在都有它存在的理由，

8、而且是各有利弊， 問題是不同的地 域環(huán)境和使用條件加上用戶的選擇， 來決定車輛配置的狀態(tài)。二、柴油機(jī)與汽車的動(dòng)力匹配柴油機(jī)在與汽車配套時(shí)首先要考慮的是，汽車的噸位和汽車的額定車 速。功率偏 小車輛跑不動(dòng)，功率偏大則資源浪費(fèi)（功率浪費(fèi)及百公里油耗高） 。 根據(jù)最新的國家 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件 GB7528-2004 中有關(guān)條款 中提出了比功率的要求， 比功率（發(fā)動(dòng)機(jī)最大凈功率與車輛總質(zhì)量之比）輕卡、輕客不允許 V 5.0KW/t ，農(nóng)用車、拖拉機(jī) v 4.0KW/t ; 根據(jù)有關(guān)資料內(nèi) 燃機(jī)性能及其與傳動(dòng)裝置的優(yōu)化匹配楊連生著，考慮到車輛能在 3的坡度上以 50KW/h 的速度行駛，車輛的

9、總質(zhì)量與功率的關(guān)系如下：必需功率=(GCW+1.9 )人 O.121 (X 0.74KW )GCW 車輛總質(zhì)量例如：NJ1061總質(zhì)量6噸，按上式計(jì)算得48.3KW，我公司最早是495Q2與其配套，功率51.5KW，剛好能滿足必需功率的要求。因?yàn)榭紤]用戶超載，目前功率 /噸理論上與實(shí)際配置已差距很大。 一般來說，載重汽車總質(zhì)量每噸所需功率為 10- 15KW，客車每噸所需功率為13 -18KW， 特別是城市公交配置動(dòng)力要大些。(客車生產(chǎn)廠很多人都習(xí)慣用 3 噸底盤或 3 噸半底 盤等等，這里說的底盤噸位，每噸位所需功率應(yīng) 24KW) 實(shí)際應(yīng)用中因目前配套較 多，可采用類比法。車輛的動(dòng)力匹配，一

10、是要拉得動(dòng)，另一方面是要跑得快。要拉得動(dòng)依靠 的是扭距， 要跑得快依靠的是功率和轉(zhuǎn)速。柴油機(jī)的功率與扭距、轉(zhuǎn)速之間 的相互關(guān)系可以用以 下的公式來表示：Ne= Me.n/9550Ne為功率（Kw） ; Me為扭距（N.m） ; n為轉(zhuǎn)速（r/min ）汽車的行駛速度在功率確定的前提下，取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、變速箱的 速比、后 橋的主減速比、輪胎的直徑四個(gè)方面。汽車的車速與傳動(dòng)系速比、 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系：Va= 2 n 1000ik io = ik ioVa 汽車車速（ km/h ）r 輪胎有效半徑（ m ）n 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（ r/min ）ik 某檔位的減速比 （變速箱控制，可變化調(diào)整）io 主減

11、速比（由汽車后橋傘齒的傳動(dòng)比決定，使用中不好調(diào)整） 發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是由我公司具體產(chǎn)品決定的，另三項(xiàng)是汽車廠底盤決定 的。假如汽車上三項(xiàng)參數(shù)都已確定，那根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速即可計(jì)算出汽車的 車速。汽 車的額定車速可根據(jù)市場及用戶的需要在汽車總體方案設(shè)計(jì)時(shí)確定 或調(diào)整。 載重汽車動(dòng)力性能主要關(guān)系到車輛的幾方面指標(biāo)1、 車輛在額定載重狀況下額定車速是否能達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)；（適當(dāng)考慮超載）2、汽車的加速性能是否理想；（原地起步加速性能和超速加速性能）般來說，輕卡、輕客的主減速比小 , 最高車速要高些；工程車、農(nóng)用車3 、車輛抵抗行駛阻力變化的能力。（影響到換檔次數(shù)）扭距儲(chǔ)備系數(shù)a = Mmax/Ma 1數(shù)值大好

12、（汽車 13 拖拉機(jī) 17）扭距適應(yīng)性系數(shù)Km = Mmax/Ma數(shù)值大好轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)Ka= na/nm數(shù)值大好的主減速比大，最高車速要低些。總適應(yīng)性系數(shù)K = Km.Ka數(shù)值大好三、變速箱及離合器的選用與匹配 汽車變速器一般稱為變速箱，它的功用是：1、改變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)距和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件。同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在有利（功率較高而油耗較低）的工況下的工作。柴 油機(jī)萬有特性。2、在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的情況下，使汽車能倒退行駛。3、利用空擋，中斷動(dòng)力傳遞，使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)、怠速，并便于變速器換檔或進(jìn)行動(dòng)力輸出。變速器是由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成。變速器有很多種：? 變速器

13、按傳動(dòng)變化方式來分：有極式變速器齒輪傳動(dòng)，固定檔位無極式變速器無限多級變化，電力式、液力式、液力變距器綜合式變速器 是指液力變距器和齒輪有極變速器組成的液力機(jī)械式變 速器，其傳動(dòng) 比可在最大值與最小值之間的幾個(gè)間斷的范圍內(nèi)作無極變化。? 變速器按操縱方式來分：強(qiáng)制操縱式變速器是靠駕駛員直接操縱變速桿換擋自動(dòng)操縱式變速器其傳動(dòng)比選擇和換檔是自動(dòng)進(jìn)行的。半自動(dòng)操縱式變速器以上強(qiáng)制和自動(dòng)相結(jié)合。變速器是按輸入或輸出轉(zhuǎn)距分級，供各種車型選用。一般柴油機(jī)的最大扭距在200N.m左右時(shí)，選用420或520變速器；最大扭距在250N.m左右或 在300N.m左右，相應(yīng)的選用 525 或 530 變速器。手動(dòng)

14、操縱的有極式變速器， 一般輕卡和輕客其最低傳動(dòng)比與最高傳動(dòng)比的范圍在 5.0 8.0；（轎車 3.0-4.5; 越野汽車與牽引汽車 10.0-20.0 ）,輕客與輕卡 有3-5 個(gè)前進(jìn)擋，有一個(gè)倒車擋，我們常遇到的 5 擋變速箱中，有一個(gè)前進(jìn) 擋為超速擋變速器上還有加副變速箱的主要用于大噸位車，目的是增加變速檔位； 變速器上 還有分動(dòng)箱，主要用于四輪驅(qū)動(dòng)車輛，驅(qū)動(dòng)前橋的；變速器上還帶 有取力器，帶液壓 泵，用于工程車中的自卸車。對于我們搞發(fā)動(dòng)機(jī)配套的人員來說，注意以下幾點(diǎn)：?發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭距與變速器傳遞扭距的能力是否相適應(yīng) ?變速器第一軸：就是花鍵軸的外花鍵齒型、齒數(shù)與離合 器摩擦片總成軸套 上

15、的內(nèi)花鍵齒型齒數(shù)要相同符合； 第一軸的長度適當(dāng) （摩擦片花鍵、 定位軸 承）；第一軸軸端直徑與定位軸承內(nèi)孔直徑相符。? 變速器與離合器殼的結(jié)合（注意離合器殼是整體還是分開） 、分泵支架及位置、分離撥叉手柄的代裝。離合器的功用：離合器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間， 用來分離或接合前后兩者之間動(dòng)力 聯(lián)系，其功用為 :?使汽車平穩(wěn)起步?中斷給傳動(dòng)系的動(dòng)力，配合換擋?防止傳動(dòng)系過載 離合器有摩擦式離合器、液力偶合器、電磁離合器等幾種。摩 擦式離合器按 冷卻介質(zhì)分為干式和濕式（空氣和油） ，濕式不用。按從動(dòng)盤的數(shù)量 來看有 單片、雙片、多片。汽車用單片，拖拉機(jī)多為雙片。 離合器傳遞扭距的能力， 取決于摩擦片

16、的壓緊力、摩擦片的面積、摩擦面片 表面的摩擦系數(shù)等因素。 離合器傳遞的最大靜摩擦力距（轉(zhuǎn)距容量）Tc= B .Temex = n 卩 z/12PoD 3（1-C3）B 離合器的后備系數(shù) B （ 1.2-1.7 輕卡） Temex 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)距 N.mPo 摩擦面單位壓力z 摩擦面數(shù)摩擦系數(shù)D 摩擦片外徑C 摩擦片內(nèi)外徑比 d/D一般 210N.m 用 10 寸，240 左右用 11 寸， 260 左右用 12 寸， 280 用 13 寸。 以后 還會(huì)單獨(dú)講。四、汽車的熱平衡（水箱散熱面積與風(fēng)扇的選配） 汽車的熱平衡在用戶的實(shí)際使用中至關(guān)重要， 特別是在高溫天氣及汽車大 負(fù)荷的 使用情況下，容

17、易發(fā)生水箱開鍋的現(xiàn)象，影響用戶正常使用。柴油機(jī)由冷卻系統(tǒng)帶走的熱量：Qw = qw.NeQw 冷卻系統(tǒng)帶走的熱量 Ne 柴油機(jī)功率Qw 冷卻系數(shù) 直噴增壓 1650 2200KJ/KW.h （1925 平）直噴非增壓 2200 2850KJ/Kw.h例； （48KJ/S ） 48 千焦耳 /秒 目前汽車使用的水箱從材料來分大多數(shù)是銅 質(zhì)水箱，少數(shù)是鋁質(zhì)水箱。銅水箱的結(jié)構(gòu)基本上是采用管帶式及管片式， 管帶式和管片式的散熱性能差 不多。 管片式的水箱結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好些， 但材料消耗相比要多 （相比價(jià)格要貴些） 。水箱結(jié)構(gòu)主要分上水室、下水室、散熱管、散熱片、水箱蓋、風(fēng)扇導(dǎo)風(fēng)罩。 應(yīng)注意幾點(diǎn)：1、水箱的一

18、個(gè)主要指標(biāo)是水箱散熱面積。一般來說輕卡（前置發(fā)動(dòng)機(jī)）發(fā) 動(dòng)機(jī)每千 瓦所需散熱面積為 0.2-0.24 平方米；后置發(fā)動(dòng)機(jī)每千瓦所需散熱面 積為 0.24-0.3 平方米。注意片距不能小于 3 毫米，水管最好是 3 排，否則通 風(fēng)性能差，導(dǎo)致散熱效率低（水箱體積沒有加大，增加散熱片密度來增加散 熱面積）。水箱的散熱效率必 須通過風(fēng)洞試驗(yàn)才能得出評價(jià)。2、水箱上、下的進(jìn)水口位置不要布置在同一側(cè)，應(yīng)采用對角線布置，左上 與右下， 或右上與左下，這樣能提高水箱散熱效率，防止水流短路。3、風(fēng)扇與水箱散熱片的距離一般在 30 50 毫米，風(fēng)扇三分之二在護(hù)風(fēng)罩內(nèi)， 過近 與過遠(yuǎn)都不好（影響吸風(fēng)效果） 。風(fēng)扇

19、中心最好在水箱中心位置，護(hù)風(fēng) 罩內(nèi)圓直徑 比風(fēng)扇直徑大 30 40 毫米，過小容易碰，過大影響吸風(fēng)效果。 護(hù)風(fēng)罩外圓應(yīng)在散 熱片范圍內(nèi)。4、進(jìn)出水管直徑及長度適當(dāng)，注意水管拐彎處不能有壓癟而影響水的流通。 水管最 好是成型橡膠管，或選用帶鋼絲、帶夾布的橡膠管，注意安裝好 的橡膠水管是否與發(fā) 動(dòng)機(jī)或汽車底盤上相近的部位碰， 應(yīng)保持一定的間隙， 防止使用中水管振動(dòng)磨破漏水， 造成發(fā)動(dòng)機(jī)斷水引起拉缸等重大惡性故障。水管最低部位不能低于水箱放水開關(guān)下部過多，防止水放不盡，冬天結(jié) 冰而影 響水的循環(huán)。5、注意水箱前端通風(fēng)狀況是否良好： 水箱前加中冷器可能對水箱原有的散熱狀況會(huì) 有影響； 汽車駕駛室前通風(fēng)的百葉窗是否過小 ;平頭汽車駕駛員座位擋住部分水箱進(jìn)風(fēng)的位置，影響通風(fēng)，影響散熱 五、進(jìn)、排 氣系統(tǒng)的匹配進(jìn)、排氣系統(tǒng)對發(fā)動(dòng)機(jī)來說也至關(guān)重要。 為確保發(fā)動(dòng)機(jī)能發(fā)揮正常性能 , 要求發(fā)動(dòng) 機(jī)在使用過程中新鮮空氣能進(jìn)得足，廢氣能排得盡 （將直接影響功 率、油耗等指標(biāo)） 。進(jìn)氣部分：因空氣濾清器總成很多是有汽車廠家配套。因此空濾流量必 須等于 或大于柴油機(jī)的理論排量?？諡V流量是由