柴油機原理與結構.

1、柴油機原理、構造柴油機原理、構造柴 油 機 原 理內燃機分類方法一、按燃料分類1、柴油機：以柴油為燃料的壓燃式內燃機2、汽油機：以汽油為燃料的點燃式內燃機3、煤氣機、煤油機、氫氣機等二、按運動方式分類1、往復活塞式內燃機2、旋轉活塞式內燃機（低速動力性、經濟性、起動性及耐久性較差，尚未普遍應用）三、按氣缸排列方式分類1、直列式 2、V型（又稱雙列式） 3、對置式、W型、星形和X型等四、按沖程分類1、二沖程內燃機（小型摩托車，大型船用萬匹柴油機等），曲軸旋轉一圈完成一個工作循環(huán)2、四沖程內燃機，曲軸旋轉二圈五、按點火方式分類1、點燃式（主要指汽油機，還有煤氣機、氫氣機、煤油機等）2、壓燃式（柴油

2、機）六、按用途分類車用（15分鐘功率）工程機械用（1小時功率）拖拉機用（12小時功率）船用（持續(xù)功率）七、按進氣方式分類1、自然吸氣式內燃機 2、增壓式內燃機八、按冷卻方式分類1、風冷式內燃機 2、水冷式內燃機基本名詞 工作循環(huán): 在內燃機內部,每一次把柴油燃燒產生的熱能轉化為機械能,都要經過把空氣吸入,壓縮,燃燒,做功,再把廢氣排出這一系列連續(xù)過程. 上止點與下止點: 活塞在氣缸內上下往復運動時,活塞離曲軸中心最遠時,也就是它運動的最高點叫上止點,相反叫下止點.此時活塞運動速度為零. 活塞行程: 活塞運行的上,下止點之間的距離.用字母S表示.S=曲柄半徑的2倍. 氣缸工作容積(氣缸排量) 活

3、塞從上止點到下止點運行時,所掃過的容積.4缸機各氣缸工作容積的總和叫內燃機的工作容積 或叫發(fā)動機排量.用VL表示. 燃燒室容積 活塞在上止點時,活塞頂部與氣缸蓋內表面所形成的空間.用VC表示. 它與氣缸工作容積的和即為氣缸總容積Va 即Va= VL +VC 壓縮比 氣缸總容積Va與燃燒室容積 VC之比叫壓縮比,即= Va/ VC490BPG和A490BPG柴油機的技術性能參數型式直列、水冷、四沖程、直噴燃燒室/直噴縮口平臺燃燒室最大扭矩N.m148氣缸數4最大扭矩時轉速r/min18002000氣缸直徑活塞行程 （mm）90100最大平均有效壓力kPa732.2/659.6總排量L2.54全負

4、荷最低燃油消耗率g/kW.h238/ 230壓縮比18：1/18.5機油消耗率g/kW.h1.63工作順序1-3-4-2曲軸旋轉方向（面向飛輪端）逆時針標定轉速r/min2650冷卻方式封閉、強制水冷標定功率15min功率kW潤滑方式壓力、飛濺1h功率kW36.8起動方式電起動12h功率kW噴油壓力 MPa20.320.8/1919.5持續(xù)功率kW凈質量kg260活塞平均速度m/s8.83外形尺寸mm長.寬.高751565704495BPG/A495BPG柴油機的技術性能參數型式直列、水冷、四沖程、直噴縮口平臺燃燒室最大扭矩N.m174氣缸數 / 氣缸直徑活塞行程 （mm）4 / 95 105

5、最大扭矩時轉速r/min18002000總排量L2.977全負荷最低燃油消耗率g/kW.h238/ 230壓縮比18.5機油消耗率g/kW.h1.63工作順序1-3-4-2曲軸旋轉方向（面向飛輪端） 逆時針標定轉速r/min2650冷卻方式封閉、強制水冷標定功率15min功率kW潤滑方式壓力、飛濺1h功率kW42起動方式電起動12h功率kW噴油壓力 MPa20.320.8/1919.5持續(xù)功率kW凈質量kg320外形尺寸mm長.寬.高787x726x725498BPG柴油機的技術性能參數型式直列、水冷、四沖程、直噴縮口平臺燃燒室最大扭矩N.m193氣缸數4最大扭矩時轉速r/min1600180

6、0氣缸直徑活塞行程 （mm）98100最大平均有效壓力kPa766總排量L3.168全負荷最低燃油消耗率g/kW.h238壓縮比18.5:1機油消耗率g/kW.h1.63工作順序1-3-4-2曲軸旋轉方向（面向飛輪端）逆時針標定轉速r/min2500冷卻方式封閉、強制水冷標定功率15min功率kW潤滑方式壓力、飛濺1h功率kW45起動方式電起動12h功率kW噴油壓力 MPa20.320.8持續(xù)功率kW凈質量kg260活塞平均速度m/s8.83外形尺寸mm長.寬.高751565704柴油機的主要技術數據1、配氣定時 進氣門開 上止點前11 進氣門關 下止點后41 排氣門開 下止點前49 排氣門關

7、 上止點后11 氣門間隙（冷態(tài)）mm 進氣門0.35 排氣門0.452、帶提前器供油提前角為1718 CA3、柴油機的名種溫度和壓力范圍 1）標定工況下的排氣溫度550C 2）機油溫度95 C 3）冷卻水出水溫度7595 C 4）主油道機油壓力0.200.44MPa4、幾種重要螺栓的扭緊力矩N.m 1）連桿螺栓98.1117.6； 2）氣缸蓋螺栓117.6137.2 3）飛輪螺栓98.1117.6；498BPG是150160 4）主軸承螺栓137.2156.8 5）起動爪127.41475、油底殼機油容量約等于6L柴油機四行程介紹v 進氣行程v 壓縮行程v 作功行程v 排氣行程進氣行程 柴油機

8、是在氣缸內部形成混合氣，先把空氣引進氣缸，這一把空氣引進氣缸的過程，稱為進氣過程。 完成進氣過程的結構保證是：活塞被曲軸帶動由上止點向下止點移動（這個行程為進氣行程，與此同時進氣門開啟，排氣門關閉。注：充氣量越大越好。柴油機吸入氣缸的是純空氣，只有充氣量大，才能相應地增加供油量，從而在燃燒時放出更多的熱量，使發(fā)動機發(fā)出更大的功率。另外,還要有一定的速度,以便形成混合氣.壓縮行程 隨著曲軸的轉動，活塞被帶動由下止點向上止點移動（這個行程稱為壓縮行程），與此同時，進、排氣門均關閉。 在壓縮行程接近終了時，氣壓達3.55MPa溫度達500700oC，由噴油器把來自噴油泵的高壓柴油以霧狀噴入氣缸。霧狀

9、柴油在很短的時間內與壓縮后的高溫空氣混合，形成可燃混合氣。由于壓縮終了時缸內的溫度比柴油的自燃溫度高300-400K，柴油很快即完成燃燒前的物理化學準備而自行發(fā)火燃燒；作功行程 在壓縮終了時，噴油器將柴油噴入氣缸，細小的油霧在高壓、高溫和高速氣流作用下很快蒸發(fā)，與空氣混合成可燃混合氣，并在高溫下自行著火迅速燃燒，使氣缸內氣體溫度和壓力急速上升,燃氣的最高溫度可以到達170020000C,最高壓力大810MPa.燃燒過程進行的時間極其短暫，在活塞被高壓氣體推動下行的過程中，曲軸被強制旋轉作功，即進行熱能與機械能的轉換。這一活塞由上止點向下止點移動的行程稱為作功（或膨脹）行程。在此期間，兩個氣門均

10、應關閉 。排氣行程 可燃混合氣燃燒后變成廢氣。為了使發(fā)動機有進行下一循環(huán)的可能，必須把廢氣排出，進行所謂的排氣過程。完成排氣過程的結構保證是：活塞被曲軸帶動由下止點向上止點移動（這個行程稱為排氣行程），與此同時，排氣門開啟，進氣門關閉。柴油機原理小結 綜上所述，四行程發(fā)動機的一個工作循環(huán)包括進氣、壓縮、燃燒、作功和排氣等五個過程，這期間活塞在上、下止點間往復移動四個行程，相應地曲軸旋轉兩圈。在討論以上各行程時，可以看到發(fā)動機若干主要零件的內在聯系，正是由于發(fā)動機各組成機件之間存在著嚴密的協調關系，才保證了發(fā)動機工作循環(huán)的實現。主要零件與工作行程的相互關系歸納如表。主要機件在工作中的協調關系進氣

11、行程壓縮行程作功行程排氣行程活 塞向下向上向下向上進氣門開閉閉閉排氣門閉閉閉開混合氣的形成 柴油機在進氣過程吸入的是純空氣,在壓縮快結束時油才噴入,形成混合氣. 但時間極短,且柴油蒸發(fā)性和流動性差,就必須進相對多的空氣,使燃燒充分.混合氣的形成有兩種,一是空間的霧化,氣缸內空氣與油的相對速度把油滴分散,形成小粒和油的蒸發(fā)氣體,這時的混合氣有液態(tài)的也有氣態(tài)的;二是油膜的蒸發(fā),燃油如果少量噴到燃燒室上,它形成油膜,油膜受熱的作用和氣流的作用使得油膜蒸發(fā),這時的混合氣完全是氣體 要求它混合盡量均勻,油滴細小.柴 油 機 結 構柴油機結構示意圖曲柄連桿機構配氣機構兩大機構傳動系統潤滑系統冷卻系統電器系

12、統五大系統柴油機基本構造燃油系統曲柄連桿機構 曲柄連桿機構是發(fā)動機進行熱功轉換的主要機構。進行熱功轉換的第一步是使燃料燃燒放出熱能，第二步則是把熱能轉變?yōu)闄C械功。 曲柄連桿機構包括氣缸體曲軸箱組、活塞連桿組和曲軸飛輪組三部分。 氣缸體曲軸箱組：氣缸體（曲軸箱）、下曲軸箱、氣缸蓋、氣缸墊等。 活塞連桿組：活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿體、連桿蓋、連桿螺栓 曲軸飛輪組：曲軸、飛輪等曲軸飛輪總成活塞連桿總成曲柄連桿機構裝配過程配氣機構 配氣機構是實現和控制內燃機充量更換的一種機構。它按工作循環(huán)和氣缸工作順序按時開、閉進、排氣門，使新鮮空氣進入燃燒室并將燃燒后的廢氣排出。 四沖程內燃機采用氣門式配氣機構。

13、它由氣門組和氣門傳動組二部分組成。 氣門組包括進氣門、排氣門、氣門導管、氣門座圈、氣門彈簧等零件。 氣門傳動組包括氣門挺柱、氣門推桿、氣門搖臂、凸輪軸、凸輪軸正時齒輪及凸輪軸襯套等零件。氣缸蓋及配氣機構氣門頂置式配氣機構工作示意傳動系統 傳動系統，是由曲軸正時齒輪、正時惰齒輪、凸輪軸正時齒輪、噴油泵正時齒輪和噴油泵正時齒輪套（當柴油機不帶噴油提前器時）等組成。 各正時齒輪上刻有定時記號，裝配時在齒輪嚙合處必須對準記號，以保證各運動件間的相互運動關系（見附圖）。正時齒輪嚙合圖正時齒輪傳動系總成燃油系統柴油機燃油系統的功用： （1）按氣缸工作順序與不同工況，將一定數量的燃油加壓，在適當時刻，以與燃

14、燒室類型相適應的油束噴入燃燒室內，形成霧狀或油膜，并與空氣混合，形成可燃混合氣。 （2）濾去燃油內的機械雜質與塵土。柴油機燃油系統的組成： 輸油泵、燃油濾清器、噴油泵（帶調速器、提前器）、噴油器及高低壓油管。燃油供油系統潤滑系統 潤滑系具有潤滑、冷卻、清潔、密封、防腐等多種功能。 潤滑系由集濾器、機油泵、機油濾清器、機油冷卻器、各種控制閥和油壓、油溫、油面等測量裝置。它們的潤滑方式都采用了壓力潤滑和飛濺潤滑兩種方式。油底殼機油集濾器機油泵機油冷卻器機油濾清器主油道增壓器主軸承小機油濾清器凸輪軸襯套連桿軸承搖臂軸襯套正時惰齒輪軸油底殼飛濺潤滑部飛濺潤滑部潤滑系統示意圖冷卻系統 目前廣泛采用的冷卻系為閉式、加壓、冷卻液強制循環(huán)型。它由散熱器、水泵、風扇、節(jié)溫器等基本部件組成。水散熱器水 泵機體總水道氣缸蓋氣缸套外圍氣缸蓋前端節(jié)溫器機油冷卻器大循環(huán)電器系統