柴油機結構原理

1、柴油機結構原理課程內容提綱柴油機結構原理課程內容提綱l 柴油機原理l 柴油機結構 發(fā)動機的功能是將燃料在氣缸內燃燒使其熱能轉換成機械能，從而輸出動力。能量的轉換是通過不斷地依次反復進行“進氣壓縮做功排氣”四個連續(xù)過程來實現(xiàn)的，每進行這樣一個連續(xù)過程就叫做一個工作循環(huán)。（一）發(fā)動機原理（一）發(fā)動機原理（一）發(fā)動機原理（一）發(fā)動機原理（一）發(fā)動機原理（一）發(fā)動機原理1、進氣沖程活塞由曲軸帶動從上止點向下止點運動，此時排氣門關閉，進氣門開啟?；钊苿拥倪^程中，氣缸內的容積逐漸增大，形成一定的真空度，于是經過慮芯的空氣通過進氣門進入氣缸。直至活塞到達下止點時，進氣門關閉，停止進氣。（一）發(fā)動機原理（一

2、）發(fā)動機原理2、壓縮沖程進氣沖程結束時，活塞在曲軸的帶動下，從下止點向上止點運動，氣缸容積逐漸減小，由于進排氣門均關閉，氣體被壓縮，氣缸內溫度上升，直至活塞到達上止點時，壓縮結束。（一）發(fā)動機原理（一）發(fā)動機原理3、做功沖程在壓縮沖程末，高壓油嘴噴出高壓燃油與空氣混合，在高溫、高壓下混合氣體迅速燃燒，使氣體的溫度、壓力迅速升高而膨脹，從而推動活塞由上止點向下止點運動，再通過連桿驅動曲軸轉動做功，至活塞到下止點時，做功結束。（一）發(fā)動機原理（一）發(fā)動機原理4、排氣沖程在做功沖程結束時，排氣門被打開，曲軸通過連桿推動活塞由下止點向上止點運動，廢氣在自身剩余壓力和活塞的推力作用下，被排出氣缸，直至活

3、塞到達上止點時，排氣門關閉，排氣結束。排氣沖程終了時由于燃燒室容積存在，氣缸內還存少量廢氣，氣體壓力也因排氣門和排氣管的阻力而仍高于大氣壓。（一）發(fā)動機原理（一）發(fā)動機原理（二）發(fā)動機概述（二）發(fā)動機概述 內燃機的分類內燃機的分類l 按照汽缸排列方式分：直列式內燃機、V型內燃機、對置式內燃機、W型內燃機、星型內燃機l 按照冷卻方式分：水冷式內燃機、風冷式內燃機l 按照進氣方式分：自然吸氣式內燃機、增壓式內燃機l 按照用途分：工程機械用、汽車用、拖拉機用、船用、發(fā)電機用等l曲柄連桿機構： 機體部件氣缸體、氣缸蓋、氣缸套、主軸承、主軸承蓋等 主運動部件曲軸、連桿、活塞、活塞環(huán)、飛輪、皮帶輪等l燃油

4、系統(tǒng)燃油箱、輸油泵、濾油器、油水分離器、噴油泵、噴油嘴等l配氣機構配氣定時齒輪、凸輪軸、隨動臂、推桿、搖臂、搖臂軸、進氣門、排氣門、氣門彈簧、氣門導套、氣門鎖銷、空氣濾清器、渦輪增壓器、消音器、中冷器等l潤滑系統(tǒng)油底殼、油泵、油冷器、濾油器、活塞冷卻噴嘴等l冷卻系統(tǒng)散熱器、水泵、風扇、節(jié)溫器等l電器系統(tǒng)蓄電池、發(fā)電機、起動馬達、起動開關、蓄電池繼電器等（二）發(fā)動機概述（二）發(fā)動機概述柴油機整體系統(tǒng)簡圖柴油機整體系統(tǒng)簡圖空濾器燃油箱消音器啟動馬達油底殼蓄電池散熱器噴油泵發(fā)電機l工程機械一般使用四沖程柴油機l進氣沖程l壓縮沖程l膨脹沖程l排氣沖程l四缸發(fā)動機曲軸每旋轉180按1-3-4-2缸的順序

5、噴油l六缸發(fā)動機曲軸每旋轉120按1-5-3-6-2-4缸的順序噴油機體部件機體部件缸體、缸蓋、缸套、主缸體、缸蓋、缸套、主軸承、主軸承蓋軸承、主軸承蓋l缸體為鑄造件，活塞和曲軸在缸體中運動，用主軸承來支撐曲軸旋轉l主軸承為三層結構，鋼背上層為鉛青銅軸承合金，表面又鍍一層錫鉛合金l在主軸承側面裝有止推環(huán)以防止曲軸前后移動l缸體中有圓柱形氣缸使活塞上下移動，燃油在氣缸中燃燒形成高溫，要用冷卻水對其周圍進行冷卻l通常氣缸內部安裝有缸套機體部件機體部件缸體、缸蓋、缸套、缸體、缸蓋、缸套、主軸承、主軸承蓋主軸承、主軸承蓋l缸套為鑄件，分干式缸套和濕式缸套l濕式缸套與冷卻水直接接觸，因此上方要壓住缸體的

6、臺階，下方裝有O形圈或U形密封，以防止漏水l干式缸套不直接與冷卻水接觸，冷卻效果差l缸蓋為鑄造箱體，中間有冷卻水通過，并有進氣通道和排氣通道l缸墊安裝在缸體與缸蓋之間，防止漏氣漏水l曲軸把氣缸內活塞的往復運動通過連桿轉變?yōu)樾D運動；其主軸頸安裝在缸體的主軸承上，連桿軸頸與連桿相連；曲軸內部有潤滑油道，使?jié)櫥鬏S頸的油通過該油道流進連桿軸頸l曲軸采用含鉻、鉬等元素的高碳素鋼，經模鍛、高頻淬火加工處理l飛輪安裝在曲軸后端的慣性輪，靠轉動慣量減少曲軸旋轉中的損失l起動馬達小齒輪與飛輪齒圈嚙合，使發(fā)動機旋轉起動主運動部件主運動部件曲軸、連桿、活塞、曲軸、連桿、活塞、活塞環(huán)、飛輪、皮帶輪等活塞環(huán)、飛輪、

7、皮帶輪等主運動部件主運動部件曲軸、連桿、活塞、曲軸、連桿、活塞、活塞環(huán)、飛輪、皮帶輪等活塞環(huán)、飛輪、皮帶輪等l活塞將燃油在氣缸內燃燒產生的熱能轉變?yōu)槭够钊舷逻\動的機械能，通過連桿使曲軸旋轉l活塞與缸套之間應留有間隙l活塞環(huán)防止氣缸內高壓氣體從間隙中跑掉；二道氣環(huán) 一道油環(huán)l油環(huán)將氣缸壁上附著的油刮掉并保持適當?shù)挠湍づ錃舛〞r齒輪、凸輪軸、推桿、搖臂、搖臂軸、進排氣門、氣門彈簧、配氣定時齒輪、凸輪軸、推桿、搖臂、搖臂軸、進排氣門、氣門彈簧、氣門導套、空氣濾清器、渦輪增壓器、消音器、中冷器等氣門導套、空氣濾清器、渦輪增壓器、消音器、中冷器等l進排氣系統(tǒng)將空氣吸入氣缸，與燃油混合燃燒，燃燒后再將廢氣

8、向外排掉氣門機構定時齒輪l曲軸轉兩圈時凸輪軸才轉一圈，所以凸輪軸齒輪的齒數(shù)是曲軸齒輪的兩倍l相互嚙合的齒與齒的數(shù)量是規(guī)定好的，齒上打印有相配的標記l該齒輪傳動系靠曲軸齒輪驅動旋轉配氣機構（配氣定時）配氣機構（配氣定時）配氣機構（配氣定時）配氣機構（配氣定時）l氣門從開始打開到足夠開度需要一定時間，故提前打開進氣門以保證活塞下降時，能夠吸入較多的空氣l進氣門的遲后關閉是利用了吸入氣流的慣性力將更多的空氣進入氣缸l同樣道理，排氣門提前打開也是為了保證活塞開始上升時排氣門打開足夠開度，使廢氣充分排出l排氣門的遲后關閉也是利用了排出氣流的慣性力將更多的廢氣排出氣缸配氣機構部件配氣機構部件l渦輪增壓器利

9、用氣缸排出的廢氣作動力，將高密度的空氣送往氣缸l空冷式中冷器利用環(huán)境溫度的空氣冷卻由渦輪增壓器送出的空氣，以提高進入燃燒室空氣的密度l水冷式中冷器利用冷卻系統(tǒng)的循環(huán)水冷卻由渦輪增壓器送出的空氣，以提高進入燃燒室空氣的密度渦輪增壓器空冷式中冷器水冷式中冷器配氣機構部件配氣機構部件空氣濾清器空氣濾清器灰塵指示器灰塵指示器l空氣濾清器通過濾紙的方式將送入發(fā)動機的空氣過濾凈化，濾紙被疊成褶狀以擴大空氣的流通面積，工程機械多用雙層濾芯l真空集動閥當發(fā)動機停機負壓消失后，該閥自動打開，將集塵箱中積存的灰塵顆粒自動排出l灰塵指示器當空氣濾清器被堵塞時，灰塵指示器內的紅色柱塞則被彈出，以提醒駕駛員清理或更換空

10、氣濾芯配氣機構部件（消音器）配氣機構部件（消音器）l廢氣如果由排氣歧管直接排放到大氣中會產生較大的噪音，因此使用消聲器可以減小這種噪聲。燃油系統(tǒng)燃油系統(tǒng)燃油箱、輸油泵、濾油燃油箱、輸油泵、濾油器、油水分離器、噴油泵、噴油嘴等器、油水分離器、噴油泵、噴油嘴等l燃油系統(tǒng)噴射燃油，并根據(jù)需要可改變噴射的時間和噴射量l要求在壓縮沖程中的適當時間內噴射l自動調整噴射量以維持發(fā)動機的低速空轉或防止其超速運轉l通過控制噴射量，控制發(fā)動機的功率輸出或使其停機燃油系統(tǒng)部件（燃油箱、油水燃油系統(tǒng)部件（燃油箱、油水分離器）分離器）油箱油箱油水分離器油水分離器l燃油箱加油口裝有濾網，防止雜質進入；裝有油位計或在駕駛室

11、內用可視儀表、液晶顯示、指示燈等以了解油量多少；每天作業(yè)前須排放水等沉淀物，每天作業(yè)結束后需將油箱加滿燃油l油水分離器分離混在油中的水，若浮標達到或超過紅線時須松開排放塞放水，放水后應通過手油泵排掉燃油系統(tǒng)內的空氣燃油系統(tǒng)部件（供油泵、燃燃油系統(tǒng)部件（供油泵、燃油濾清器）油濾清器）l供油泵安裝在噴油泵的側面，靠噴油泵內的凸輪軸使閥芯動作，將燃油輸送給燃油噴射泵；另外安裝有啟動注油泵（手油泵）以便進行停機狀態(tài)下的燃油輸送l燃油濾清器過濾燃油中的雜質、污垢，濾紙被疊成褶狀以擴大燃油通過的面積；濾芯需要定期更換供油泵供油泵燃油濾清器燃油濾清器燃油系統(tǒng)部件（噴油泵）燃油系統(tǒng)部件（噴油泵）噴油泵噴油泵噴

12、油量的控制噴油量的控制l形成高壓燃油l在壓縮沖程的適當時間內噴射l通過調節(jié)齒輪調整柱塞斜槽開口的方向，調整柱塞供油的有效行程，從而改變噴油量l噴油泵柱塞與其各自的噴油嘴及氣缸相對應燃油系統(tǒng)部件（調速器）燃油系統(tǒng)部件（調速器）調速器原理調速器原理l調速器控制調節(jié)齒條動作以改變噴油量l當發(fā)動機負荷變大，轉速下降時，調速器自動增加噴油量，防止發(fā)動機停機l當發(fā)動機負荷變小，轉速提高時，調速器自動減少噴油量，防止發(fā)動機轉速過高l操作駕駛室內的油門控制桿，調節(jié)調速器，可在全程范圍內改變轉速調速器調速器燃油系統(tǒng)部件燃油系統(tǒng)部件噴油嘴噴油嘴噴油嘴的工作原理噴油嘴的工作原理l噴油嘴針閥靠噴油嘴彈簧壓住，關閉燃油

13、出口；當噴油壓力達到燃油噴射壓力時，針閥被頂起，燃油成霧狀噴出l轉動調壓螺釘則改變彈簧壓力，即調整燃油噴射壓力潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)油底殼、油泵、油冷器、油底殼、油泵、油冷器、濾油器、活塞冷卻噴嘴等濾油器、活塞冷卻噴嘴等潤滑系統(tǒng)示意圖l潤滑發(fā)動機各運動部件防止其磨損，延長使用壽命l冷卻高溫部件防止其燒結l清潔因高溫運轉而在發(fā)動機內部形成的油污附著物l防止軸承和其它金屬表面生銹l密封運動副表面間間隙潤滑系統(tǒng)部件潤滑系統(tǒng)部件l溢流閥油泵泵送的機油必須保持適當?shù)挠蛪?，油壓過低則不能到各潤滑部位，油壓過高則增加油耗；溢流閥通常設定值36kg/cm2l安全閥防止機油濾清器堵塞時油路不通l 機油濾清器清除油中的

14、碳沉淀物、金屬粉末、污垢，防止被污染的油再次流進潤滑部位l 濾紙被疊成褶狀，以擴大油通過的面積l 定期更換機油濾芯潤滑系統(tǒng)部件潤滑系統(tǒng)部件機油冷卻器機油冷卻器活塞冷卻噴嘴活塞冷卻噴嘴l 機油冷卻器機油冷卻器降低油溫，防止降低油溫，防止機油高溫裂化機油高溫裂化l 活塞冷卻噴嘴活塞冷卻噴嘴噴出機油冷卻噴出機油冷卻活塞，防止活塞燒結活塞，防止活塞燒結l 旁通濾清器旁通濾清器使機油得到充分使機油得到充分過濾，降低機油污染程度過濾，降低機油污染程度冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)散熱器、水泵、風扇、散熱器、水泵、風扇、恒溫器等恒溫器等l燃油在氣缸內燃燒產生高溫，為防止缸蓋、缸套、缸體因高溫產生裂紋或活塞燒傷，須進行冷卻

15、l最佳水溫 7893l水溫低于65 為過冷運轉l冷卻水必須加防凍液防止凍結冷卻系統(tǒng)部件（散熱器、水泵）冷卻系統(tǒng)部件（散熱器、水泵）l 散熱器安裝在發(fā)動機前面，上下水室通過許多細小的水管連接在一起；來自發(fā)動機的冷卻水進入上水室，通過水管流到下水室；利用風扇向散熱器送風l 散熱器頂部安裝有減壓閥，防止內部壓力過高或成為負壓，并提高冷卻水的沸點l 水泵安裝在缸體前面，靠內部葉輪的旋轉將水從泵排出；水泵殼體上設有呼吸孔，以保證水封的正常密封和水泵軸承的正常潤滑冷卻系統(tǒng)部件（節(jié)溫器）冷卻系統(tǒng)部件（節(jié)溫器）l 節(jié)溫器內部有熱敏元件（熱脹冷縮的石蠟），可根據(jù)溫度的不同上下移動l 當冷卻水溫度較低時石蠟收縮，將去散熱器的水道口關閉，同時打開去水泵側的開口；水溫上升一定程度時石蠟膨脹，將去散熱器的水道口開啟，同時關閉去水泵側的開口電器系統(tǒng)電器系統(tǒng)蓄電池、發(fā)電機、起動