柴油機簡介參考資料

1、柴油機簡介一、概念柴油機是以柴油為燃料，利用空氣在氣缸內(nèi)被壓縮產(chǎn)生的高溫高壓，使噴入氣缸的柴油自燃，并且膨脹作功的內(nèi)燃機。柴油機具有結(jié)構(gòu)緊湊，使用可靠，動力性、經(jīng)濟性等技術(shù)指標優(yōu)良，起動迅速，操作簡單和維護方便等優(yōu)點。二、內(nèi)燃機的分類內(nèi)燃機：汽油機、柴油機、煤氣機、燃氣輪機外燃機：蒸汽機和氣輪機常用的往復(fù)活塞式內(nèi)燃機分類方法如下：（ 1 ）按燃料分類：有柴油機、汽油機、煤氣（包括各種代用燃料）機等。（ 2 ）按一個工作循環(huán)的行程數(shù)分類：有四沖程內(nèi)燃機、二沖程內(nèi)燃機。（ 3 ）按燃料著火方式分類：有壓燃式內(nèi)燃機、點燃式內(nèi)燃機。（ 4 ）按冷卻方式分類：有水冷式內(nèi)燃機、風(fēng)冷式內(nèi)燃機。（ 5 ）按進

2、氣方式分類：有自然吸氣式內(nèi)燃機、增壓式內(nèi)燃機。（ 6 ）按氣缸數(shù)目分類：有單缸內(nèi)燃機、多缸內(nèi)燃機。（ 7 ）按氣缸排列分類：有直列式內(nèi)燃機、 V 型內(nèi)燃機、臥式內(nèi)燃機、對置氣缸內(nèi)燃機等。（ 8 ）按轉(zhuǎn)速或活塞平均速度分類：有高速內(nèi)燃機；中速內(nèi)燃機；低速內(nèi)燃機（ 9 ）按用途分類：有農(nóng)用、汽車用、工程機械用、拖拉機用、鐵路機車用、船用及發(fā)電用等內(nèi)燃 機。三、發(fā)動機的性能指標1. 動力性指標動力性指標是表征發(fā)動機作功能力大小的指標，一般用發(fā)動機的有效轉(zhuǎn)矩、有效功率、轉(zhuǎn)速和平均有效壓力等作為評價發(fā)動機動力性好壞的指標。（ 1 ）有效轉(zhuǎn)矩發(fā)動機對外輸出的轉(zhuǎn)矩稱為有效轉(zhuǎn)矩，記作 Te,單位為N m,有效

3、轉(zhuǎn)矩與曲軸角位移的乘積即 為發(fā)動機對外輸出的有效功。（ 2 ）有效功率發(fā)動機在單位時間對外輸出的有效功稱為有效功率，記作 Pe,單位為kW。（ 3 ）發(fā)動機轉(zhuǎn)速發(fā)動機曲軸每分鐘的回轉(zhuǎn)數(shù)稱為發(fā)動機轉(zhuǎn)速，用n 表示，單位為 r/min 。在發(fā)動機產(chǎn)品標牌上規(guī)定的有效功率及其相應(yīng)的轉(zhuǎn)速分別稱作標定功率和標定轉(zhuǎn)速。發(fā)動機在標定功率和標定轉(zhuǎn)速下的工作狀況稱作標定工況。標定功率不是發(fā)動機所能發(fā)出的最大功率，它是根據(jù)發(fā)動機用途而制定的有效功率最大使用限度。（ 4 ）平均有效壓力單位氣缸工作容積發(fā)出的有效功稱為平均有效壓力，記作 Pme,單位為Mpa。顯然，平均有效壓力越大，發(fā)動機的作功能力越強。2. 經(jīng)濟性

4、指標（1）有效熱效率：燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化為有效功的百分數(shù)稱為有效熱效率，記作刀&（2）有效燃油消耗率：發(fā)動機每輸出1kW h的有效功所消耗的燃油量稱為有效燃油消耗率，記作be,單位為g/（kW ' h）。3. 強化指標強化指標是指發(fā)動機承受熱負荷和機械負荷能力的評價指標，一般包括升功率和強化系數(shù)等。（ 1 ）升功率：發(fā)動機在標定工況下，單位發(fā)動機排量輸出的有效功率稱為升功率。（ 2 ）強化系數(shù)：平均有效壓力與活塞平均速度的乘積稱為強化系數(shù)。4. 緊湊性指標（ 1 ）比容積：發(fā)動機外圍體積與其標定功率的比值稱為比容積。（ 2 ） 比質(zhì)量： 發(fā)動機的干質(zhì)量與其標定功率的比值稱

5、為比質(zhì)量。 干質(zhì)量是指未加注燃油、 機油和冷卻液的發(fā)動機質(zhì)量。比容積和比質(zhì)量越小，發(fā)動機結(jié)構(gòu)越緊湊。5. 環(huán)境指標環(huán)境指標主要指發(fā)動機排氣品質(zhì)和噪聲水平。由于它關(guān)系到人類的健康及其賴以生存的環(huán)境，因此各國政府都制定出嚴格的控制法規(guī)，以期消減發(fā)動機排氣和噪聲對環(huán)境的污染。當(dāng)前，排放性和噪聲水平已成為發(fā)動機的重要性能指標。在排放性方面，目前主要限制一氧化碳（CO）、各種碳氫化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）及除水以外的任何液體或固體微粒的排放量。6. 可靠性指標可靠性指標是表征發(fā)動機在規(guī)定的使用條件下，正常持續(xù)工作能力的指標。可靠性有多種評價方法，如首發(fā)故障行駛里程、平均故障間隔里程、主要零件的

6、損壞率等。7. 耐久性指標耐久性指標是指發(fā)動機主要零件磨損到不能繼續(xù)正常工作的極限時間。 通常用發(fā)動機的大修里程， 即發(fā)動機從出廠到第一次大修之間汽車行駛里程數(shù)來衡量。大修里程的長短與發(fā)動機的結(jié)構(gòu)特點、強化程度、零件的材料及加工精度以及使用條件等諸多因 素有密切關(guān)系。8. 工藝性指標工藝性指標是指評價發(fā)動機制造工藝性和維修工藝性好壞的指標。發(fā)動機結(jié)構(gòu)工藝性好，則便于 制造，便于維修，就可以降低生產(chǎn)成本和維修費用。四、發(fā)動機型號我國內(nèi)燃機型號由阿拉伯?dāng)?shù)字和漢語拼音的首位字母組成，其表示方法如下:首部缸行中部號：用數(shù)字表示氣缸數(shù)；號：有E表示二行程，沒有 E時表示四行程;缸徑符號：用汽缸直徑的毫米

7、數(shù)表示（取整數(shù)）；機器特征（含結(jié)構(gòu)特征和用途特征）符號；用字母表示。如:Q-汽車用T-拖拉機用C-船用G-工程機械用M-摩托車用Z-增壓 F-風(fēng)冷，無F符號時表示水冷V-V型排列P-平臥式變形符號：用數(shù)字順序表示。例如：1E40F汽油機表示：單缸、二行程、缸徑為 40mm的風(fēng)冷式汽油機；4115T表示四缸、四行程、缸徑為 115mm、水冷、拖拉機用柴油機； 12V135ZG表示12缸V型排列、四行程、缸徑為 135mm、水冷、增壓、工程機械用柴油機。本次實習(xí)采用武進五菱牌S1100柴油機五、柴油機的總體構(gòu)造及功用發(fā)動機由機體組、曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、進排氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、

8、起 動系統(tǒng)等組成。1. 機體組的功用及組成柴油機機體組主要由機體、氣缸蓋、氣缸蓋罩、氣缸襯墊、主軸承蓋以及油底殼等組成。鑲氣缸套的發(fā)動機，機體組還包括干式或濕式氣缸套。它的作用是作為內(nèi)燃機各機構(gòu)各系統(tǒng)的裝配骨架和分 別作為曲柄連構(gòu)機構(gòu)、配氣機構(gòu)、冷卻和潤滑等系統(tǒng)的組成部分。氣缸體的內(nèi)部有氣缸，氣缸中有作 往復(fù)運動的活塞，其頂部有氣缸蓋，三者密封成燃燒室，燃油就在燃燒室內(nèi)燃燒，使氣體膨脹而推動 活塞。2. 曲柄連桿機構(gòu)的功用及組成曲柄連桿機構(gòu)由活塞組、連桿組和曲軸飛輪組的零件組成。功用是將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S 的旋轉(zhuǎn)運動，同時將作用于活塞上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S對外輸出的轉(zhuǎn)矩，以驅(qū)動外部零件轉(zhuǎn)動?；?/p>

9、塞的主要功用是承受燃燒氣體壓力，并將此力通過活塞銷傳給連桿以推動曲軸旋轉(zhuǎn)。此外活塞頂部與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室。活塞環(huán)的功用：活塞環(huán)有氣環(huán)和油環(huán)兩種，它們具有不同的功能，分別裝在活塞的氣環(huán)槽和油環(huán)槽內(nèi)。氣環(huán)具有密封和導(dǎo)熱兩大基本功能。油環(huán)的主要功用是刮除飛濺到氣缸壁上的多余的機油，并在氣缸壁上涂布一層均勻的油膜。此外，氣環(huán)和油環(huán)還分別起到刮油和密封的輔助作用?；钊N的功用及工作條件：活塞銷用來連接活塞和連桿，并將活塞承受的力傳給連桿。活塞銷在高溫條件下承受很大的周期性沖擊負荷，且由于活塞銷在銷孔內(nèi)擺動角度不大，難以形成潤滑油膜，因此潤滑條件較差。為此活塞銷必須有足夠的剛度、強度和耐磨性，

10、質(zhì)量盡可能小，銷與銷孔應(yīng)該有適當(dāng)?shù)呐浜祥g隙和良好的表面質(zhì)量。連桿組的功用是將活塞承受的力傳給曲軸，并將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。發(fā)動機工作時連桿作復(fù)雜的平面運動。連桿組主要受壓縮、拉伸和彎曲等交變負荷。最大壓縮載荷出現(xiàn)在作功行程上止點附近，最大拉伸載荷出現(xiàn)在進氣行程上止點附近。在壓縮載荷和連桿組作平面運動時產(chǎn)生的橫向慣性力的共同作用下，連桿體可能發(fā)生彎曲變形。曲軸的功用：曲軸的功用是把活塞、連桿傳來的氣體力轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩，用以驅(qū)動傳動系統(tǒng)和發(fā)動機的配氣機構(gòu)以及其它輔助裝置。飛輪是一個具有相當(dāng)大轉(zhuǎn)動慣量的鑄鐵或鋼制圓盤，用螺塞固定在曲軸后端的凸緣上。由于飛輪有很大的轉(zhuǎn)動慣量，在發(fā)動機作功行

11、程期間可將曲軸加速的能量貯存起來，而在作功行程以外的幾個行程里，即在曲軸減速時，把貯存的能量釋放出來，從而使曲軸轉(zhuǎn)速能保持均勻。同時，在發(fā)動機突然超載而引起轉(zhuǎn)速下降時，飛輪轉(zhuǎn)動的慣性可以減慢降速，從而可以避免發(fā)動機熄火。3. 配氣機構(gòu)的組成和功用配氣機構(gòu)的功用是根據(jù)發(fā)動機每一氣缸內(nèi)進行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時地開啟和關(guān)閉各氣缸的進、排氣門，以保證新鮮可燃混合氣（汽油機）或空氣（柴油機）得以及時進入氣缸并把燃燒生成的廢氣及時排出氣缸。氣門由頭部和桿部兩部分組成，頭部用來封閉氣缸的進、排氣通道，桿部則主要為氣門的運動導(dǎo)向。氣門的作用是與氣門座相配合，對氣缸進行密封，并按工作循環(huán)的要求定時開

12、啟和關(guān)閉，使新鮮氣體進入氣缸、廢氣排出。凸輪軸由曲軸通過傳動裝置驅(qū)動，通常采用一對正時齒輪傳動。小齒輪和大齒輪分別用鍵安裝在曲軸和凸輪軸的前端，其傳動比為 2:1。在裝配曲軸和凸輪軸時，必須將正時標記對準，以保證正確的配氣相位和點火時刻。搖臂是一個中間帶有圓孔的不等長雙臂杠桿，其作用是將推桿傳來的力改變方向，作用到氣門桿尾部使其推開氣門。為保證氣門關(guān)閉嚴密，通常發(fā)動機在冷態(tài)裝配時，在氣門桿尾端與氣門驅(qū)動零件（搖臂、挺柱和凸輪）之間留有適當(dāng)?shù)拈g隙，這一間隙稱為氣門間隙。發(fā)動機工作時，配氣機構(gòu)各零件，如氣門、挺柱和推桿等因溫度升高而膨脹。 如果氣門及其傳動件之間， 在冷態(tài)時無間隙或間隙過小， 則在

13、熱態(tài)下，氣門及其傳動件的受熱膨脹勢必會引起氣門關(guān)閉不嚴，造成發(fā)動機在壓縮和做功行程中漏氣，從而使發(fā)動機功率下降，嚴重時甚至不易起動。通常留有適當(dāng)?shù)臍忾T間隙，以補償氣門受熱后的膨脹量。氣門間隙的大小由發(fā)動機制造廠根據(jù)試驗確定，一般在冷態(tài)時，進氣門的間隙為 0.30mm ，排氣門的間隙為 0.40mm 。氣門間隙過大，將影響氣門的開啟量，同時在氣門開啟時產(chǎn)生較大的沖擊響聲。為了能對氣門間隙進行調(diào)整，在搖臂（或挺柱）上裝有調(diào)整螺釘及其鎖緊螺母。用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進、排氣門實際開閉時刻和開啟持續(xù)時間，稱為配氣相位。通常用相對于上、下止點曲拐位置的曲軸轉(zhuǎn)角的環(huán)形圖來表示，這種圖形稱為配氣相位圖。為了使柴油

14、機達到最佳的使用效能：進氣沖程時進氣門在活塞運動到上止點前提前打開；在活塞運動到下止點后延遲關(guān)閉，目的是多進一些新鮮空氣。在排氣沖程時排氣門在活塞運動到下止點前提前打開；活塞運動到上止點后延遲關(guān)閉，目的是為了多排一些燃燒后的廢氣。在四個沖程當(dāng)中只有作功沖程燃料燃燒作功，其余幾個沖程不但不作功而且要消耗一定的能量所以它們是為作功沖程做準備的，叫做輔助沖程。4. 進排氣系統(tǒng)主要包括：空氣濾清器、增壓器、進氣管、排氣管、排氣制動裝置和消音器。功用是盡可能多、盡可能均勻的向缸內(nèi)供給空氣，盡可能多的將燃燒后的廢氣排出氣缸。增壓給柴油機帶來的好處有提高發(fā)動機功率、功率高原補償、改善排放，常用的增壓方式有廢

15、器渦輪增壓和機械增壓兩種。5. 燃油系統(tǒng)燃油系統(tǒng)包括：柴油箱；油水分離器；輸油泵；供油提前角；噴油泵；柴油濾清器；回油管；高壓油管；噴油器。燃油供給系的作用是按照內(nèi)燃機工作循環(huán)所規(guī)定的時間和多缸機的發(fā)火次序，并滿足內(nèi)燃機負荷的需要向氣缸供給適量的燃油。對于可燃混合氣形成方式不同的內(nèi)燃機其供給系的組成與結(jié)構(gòu)也不同。柴油濾清器用來過濾柴油中的雜質(zhì)。這是一項極其重要的工作，因為雜質(zhì)極易造成噴油泵和噴油器中精密偶件卡死而使燃油供應(yīng)中斷，發(fā)動機熄火。要求濾芯表面能過濾粒度為1-3 m的雜質(zhì)。柴油濾清器根據(jù)濾芯材料不同分為紙質(zhì)濾芯，毛氈濾芯等濾清器，由于紙質(zhì)濾芯具有質(zhì)量輕、體積小、成本低、濾清效果好等優(yōu)點

16、而被廣泛使用。噴油泵的功用是按照柴油機的運行工況和氣缸工作順序，以一定的規(guī)律，定時定量地向噴油器輸送高壓燃油。 多缸車用柴油機的噴油泵應(yīng)滿足下列要求：1 ） 各缸供油量相等。 在標定工況下各缸供油為此噴油泵必須有供油量調(diào)量相差不超過3 4。 噴油泵的供油量應(yīng)隨柴油機工況的變化而變化，節(jié)機構(gòu)。 2） 各缸供油提前角相同， 誤差小于 0.5°1°曲軸轉(zhuǎn)角。 供油提前角也應(yīng)隨柴油機工況的變化而變化，為此應(yīng)裝置噴油提前器。 3 ）各缸供油持續(xù)角一致。 4 ）能迅速停止供油，以防止噴油器發(fā)生滴漏現(xiàn)象6、潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)包括：機油泵、機油濾清器、機油冷卻器、機油壓力傳感器、安全閥、限壓

17、閥、油管等。潤滑系的主要作用是將潔凈的潤滑油，以一定壓力不間斷地送入內(nèi)燃機各摩擦副的摩擦表面，以減少其摩擦阻力和磨損，并帶走摩擦?xí)r所產(chǎn)生的熱量和金屬磨屑，保證運動零件的工作可靠性和耐久性。潤滑系一般由機油泵將油底殼里的潤滑油抽吸上來， 通過集濾器和濾清器得到濾清后再經(jīng)冷卻器冷卻，最后通過管道輸送到各摩擦表面。潤滑系統(tǒng)功用潤滑作用：潤滑運動零件表面，減小摩擦阻力和磨損，減小發(fā)動機的功率消耗了；清洗作用：機油在潤滑系內(nèi)不斷循環(huán)，清洗摩擦表面，帶走磨屑和其它異物；冷卻作用：機油在潤滑系內(nèi)循環(huán)還可帶走摩擦產(chǎn)生的熱量，起冷卻作用；密封作用：在運動零件之間形成油膜有利于防止漏氣或漏油，起密封作用；防銹蝕作用：在零件表面形成油膜，對零件表面起保護作用，防止腐蝕生銹。潤滑種類：壓力潤滑：利用機油泵，將具有一定壓力的潤滑油源源不斷地送往摩擦表面；飛濺潤滑：利用發(fā)動機工作時運動零件飛濺起來的油滴或油霧來潤滑摩擦表面；潤滑脂潤滑：發(fā)動機輔助系統(tǒng)中有些零件則只需定期加注潤滑脂（黃油）進行潤滑。7. 冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)包括：水散熱器（船機熱交換器） 、水泵、節(jié)溫器、中冷器、水管、風(fēng)扇等。冷卻系的任務(wù)是對高溫零件（例如氣缸蓋、氣缸套等）進行適當(dāng)冷卻，以保持正常的工作溫度。由于冷卻方式的不同，冷卻系