單元1柴油機(jī)基本構(gòu)造的認(rèn)識(shí)

《工程機(jī)械柴油機(jī)構(gòu)造與維修》教學(xué)課件編制：許炳照單元1：柴油機(jī)基本構(gòu)造的認(rèn)識(shí)

學(xué)習(xí)情境描述第1講柴油機(jī)概述第2講發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造與拆裝第3講柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)單元1：柴油機(jī)基本構(gòu)造的認(rèn)識(shí)

學(xué)習(xí)情境描述：某維修企業(yè)接到一輛二手956Ⅱ型舊裝載機(jī)（裝備有斯太爾WD615柴油機(jī)）的維修業(yè)務(wù)，根據(jù)用戶反映該機(jī)械無負(fù)載時(shí)可以中速行走，但在進(jìn)行鏟裝作業(yè)時(shí)柴油機(jī)無力，潤(rùn)滑油耗用量大，排氣冒蘭煙，急加速時(shí)冒墨煙，且無維修資料。經(jīng)技術(shù)員檢查，初步判斷該柴油機(jī)內(nèi)部可能已磨損嚴(yán)重，需要對(duì)該裝載機(jī)裝配的動(dòng)力進(jìn)行拆卸檢修。生產(chǎn)任務(wù)：柴油機(jī)的拆裝與零部件認(rèn)識(shí)。1)工作對(duì)象：需待拆卸修理的渦輪增壓式柴油機(jī)總成1臺(tái)。2)工作內(nèi)容：(1)領(lǐng)取所需的維修工具、耗材，做好工作準(zhǔn)備。(2)從柴油機(jī)上拆除進(jìn)、排氣管道及空壓機(jī)、噴油泵、啟動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、渦輪增壓器、中冷器等外圍部件。(3)按規(guī)范步驟分解柴油機(jī)。(4)進(jìn)行必要的清潔和檢查，按順序擺放柴油機(jī)零部件，并識(shí)別各汽缸零部件及其裝配標(biāo)記。(5)組裝渦輪增壓式柴油機(jī)總成，檢查各零部件安裝位置，保證正確安裝。(6)安裝進(jìn)、排氣管道及空壓機(jī)、噴油泵、啟動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、渦輪增壓器、中冷器等外圍部件。(7)調(diào)整配氣正時(shí)、齒形帶的張緊度和氣門間隙。(8)檢查、評(píng)價(jià)柴油機(jī)檢修工作質(zhì)量。(9)整理工具，清潔工作場(chǎng)地。

3)工作目標(biāo)與要求：(1)學(xué)生應(yīng)以小組工作的方式，完成本項(xiàng)工作任務(wù)。(2)學(xué)生應(yīng)當(dāng)能在小組成員的配合下，利用柴油機(jī)維修手冊(cè)（或?qū)嵱?xùn)指導(dǎo)書），制定工作計(jì)劃，實(shí)施工作計(jì)劃。(3)能通過閱讀資料和現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別柴油機(jī)名牌，辨別所檢修柴油機(jī)的類型。(4)能認(rèn)識(shí)所拆卸渦輪增壓式柴油機(jī)各零部件，會(huì)表述其工作原理和各零部件的作用。(5)能按規(guī)范的步驟，完成柴油機(jī)的拆裝，各零部件的方向和安裝位置準(zhǔn)確。(6)在工作過程中注意工作安全，做好廢舊料的處置，保持工作環(huán)境整潔。第1講:柴油機(jī)概述

一、熱機(jī)

指將燃料的燃燒熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的原動(dòng)機(jī)可分為外燃機(jī)與內(nèi)燃機(jī)，后者應(yīng)用最廣泛。1、內(nèi)燃機(jī)分類1)按活塞的運(yùn)動(dòng)方式不同分：（1）活塞往復(fù)式：（2）三角轉(zhuǎn)子式：2)按工作循環(huán)過程分

（1）四行程（2）二行程

3)按氣缸數(shù)分（1）單缸機(jī)（2）多缸機(jī)4)按氣缸排列分

（1）直列立式發(fā)動(dòng)機(jī)

（2）V型發(fā)動(dòng)機(jī)（3）對(duì)置臥式發(fā)動(dòng)機(jī)

5）按進(jìn)氣方式分(1)自然吸氣式(2)增壓式(1)壓燃式(如柴油機(jī))

6）按燃料著火方式分

(2)點(diǎn)燃式(如汽油機(jī))

7）按冷卻方式分（2）水冷式（1）風(fēng)冷式2、柴油機(jī)的使用特點(diǎn)1)柴油機(jī)具有下列突出優(yōu)點(diǎn)（1）經(jīng)濟(jì)性好，熱效率一般為35％～42％。（2）大功率范圍廣。（3）機(jī)動(dòng)性好。（4）低油耗。比汽油機(jī)低20％～40％。（5）低C02排放量。(6)低NOX排放量。(7)低PM排放量。(8)耐久性佳：對(duì)于柴油車輛柴油機(jī)壽命可達(dá)30萬～100萬㎞，甚至更高。(9)低維護(hù)成本。有些柴油機(jī)的維護(hù)周期可5萬㎞。2)內(nèi)燃機(jī)存在一些缺點(diǎn)（1）運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪音大。（2）廢氣中有害成份對(duì)大氣污染較嚴(yán)重。二、柴油機(jī)總體構(gòu)造

1-機(jī)體;2-高壓油泵;3-空氣壓縮機(jī);4-油底殼;5-潤(rùn)滑油冷卻器;6-進(jìn)水管;7-風(fēng)扇;8-散熱器;9-回水管;10-節(jié)溫器;11-噴油器;12-汽缸蓋;13-汽缸蓋罩;14-進(jìn)氣岐管;15-進(jìn)氣管;16-空氣濾清器;17-油門踏板;18-油箱;19-油管（1）曲柄連桿機(jī)構(gòu)。主要由汽缸體、汽缸蓋、活塞組件、連桿組件和曲軸飛輪組件等組成，是組成燃?xì)夤ぷ鞯目臻g，并將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而輸出動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。（2）配氣機(jī)構(gòu)。主要由氣門組件、氣門傳動(dòng)組件、凸輪軸和凸輪軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成，它按工作循環(huán)的要求，定時(shí)地啟閉進(jìn)、排氣門，排出汽缸的廢氣，吸入新鮮氣體，完成換氣過程。（3）潤(rùn)滑系。其組成主要有潤(rùn)滑油泵、潤(rùn)滑油濾清器和潤(rùn)滑油冷卻器等，在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，連續(xù)不斷地將潤(rùn)滑油輸送到各摩擦表面，以減小零件的磨損和摩擦阻力。（4）冷卻系。它由散熱器、水泵和風(fēng)扇等組成，將柴油機(jī)受熱機(jī)件的熱量散發(fā)出去，以保證柴油機(jī)正常的工作溫度。（5）燃油供給系。它由柴油箱、輸油泵、柴油濾清器、噴油泵和噴油器等組成，是將柴油以一定的壓力、定時(shí)、定量地噴入汽缸，與缸內(nèi)的空氣形成可燃混合氣。（6）啟動(dòng)系統(tǒng)。 它主要由蓄電池、啟動(dòng)機(jī)、繼電器等組成，使靜止的柴油機(jī)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。

1-啟動(dòng)開關(guān);2-啟動(dòng)機(jī);3-蓄電池;4-噴油泵

（7）進(jìn)、排氣系統(tǒng)。進(jìn)排氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣管、空氣濾清器等。排氣管與消聲器1、單缸柴油機(jī)基本組成

三、四行程發(fā)動(dòng)機(jī)常用術(shù)語

①燃燒室容積Vc（3）活塞行程：上下止點(diǎn)間的距離S。（4）三個(gè)容積②氣缸總?cè)莘e：Va③氣缸工作容積：Vh2、名詞及術(shù)語（1）上止點(diǎn)（2）下止點(diǎn)1-曲柄;2-曲軸回轉(zhuǎn)中心;3-連桿;4-活塞;5-汽缸;6-進(jìn)氣門;7-噴油器;8-排氣門;9-飛輪③氣缸工作容積：Vh（5）發(fā)動(dòng)機(jī)排量VH：（6）壓縮比ε：ε=Va/Vc=1+Vh/Vc

a.指氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比。

b.用以表征缸內(nèi)氣體被壓縮的程度。c.一般汽油機(jī)ε為6.5～9.5，轎車ε為9～11；而柴油機(jī)較高，一般ε為14～23。

VH=i(缸數(shù))×Vh

（L）Va－氣缸總?cè)莘e；Vh－氣缸工作容積；

Vc－燃燒室容積；四、柴油機(jī)的工作原理1、工作循環(huán)

1-曲軸;2-連桿;3-活塞;4-進(jìn)氣門;5-排氣門;6-噴油器;7-燃燒室2、單缸四行程柴油機(jī)工作過程

（1）進(jìn)氣行程 在這個(gè)過程中只有空氣進(jìn)入汽缸。為了增加進(jìn)氣量，柴油機(jī)常常采用渦輪增壓器。（2）壓縮行程 在這個(gè)過程中，活塞壓縮吸入的空氣，使之升溫到燃燒前溫度點(diǎn)。最高溫度可達(dá)800～1000K，高于柴油的自燃溫度（約627K），壓力達(dá)到3～5Mpa,柴油機(jī)的壓縮比要與汽油機(jī)的高。（3）燃燒行程 燃油被噴射進(jìn)入燃燒室。燃油因?yàn)榕c高溫的壓縮空氣混合后，并且引發(fā)自燃著火和燃燒，高溫氣體推動(dòng)活塞下行。燃燒瞬時(shí)氣體溫度可達(dá)1800～2200K，瞬時(shí)壓力達(dá)到5～10Mpa,做功結(jié)束時(shí)溫度可達(dá)1200～1500K，壓力達(dá)到0.2～0.4Mpa。（4）排氣行程 在這個(gè)過程中，活塞推動(dòng)燃燒過的氣體排出汽缸。排氣行程結(jié)束時(shí)，汽缸內(nèi)溫度可達(dá)800～1000K，壓力約為0.105～0.125Mpa。

3、單缸四行程柴油機(jī)的工作過程分析

五、四行程柴油機(jī)的工作特點(diǎn)1、單缸(1)四行程柴油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)兩圈（即轉(zhuǎn)過720°），每一個(gè)行程曲軸轉(zhuǎn)半圈（即轉(zhuǎn)過180°），進(jìn)氣行程時(shí)進(jìn)氣門開啟，排氣行程時(shí)排氣門開啟，其余兩個(gè)行程進(jìn)、排門均關(guān)閉。(2）柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的第一個(gè)循環(huán)，必須有外力使曲軸旋轉(zhuǎn)完成進(jìn)氣、壓縮行程，并且著火燃燒完成做功行程后，依靠曲軸和飛輪儲(chǔ)存的能量便可自行完成以后的行程，此后的工作循柴油機(jī)無須外力即可自行完成。(3)柴油機(jī)在換氣過程中若能做到進(jìn)氣充分、排氣徹底，即可提高充氣系數(shù)，增大柴油機(jī)發(fā)出的功率。(4)單缸四行程柴油機(jī)只有做功行程產(chǎn)生動(dòng)力，其他三個(gè)行程則消耗動(dòng)力，但不可或缺地為做功行程做準(zhǔn)備。2、多缸多缸四行程柴油機(jī)，曲軸每轉(zhuǎn)兩圈過程中，所有汽缸都要完成一個(gè)工作循環(huán)，且各汽缸所有的工作循環(huán)完全相同，并嚴(yán)格按進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣的次序進(jìn)行。在結(jié)構(gòu)上采用適當(dāng)型式的曲軸，可以使各汽缸的做功行程間隔角（曲軸轉(zhuǎn)角=720°/i)均勻，做功順序相互交錯(cuò)，保證柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。例如，四缸柴油機(jī)，各缸做功行程間隔角為180°（720°/4）；八缸四行程柴油機(jī)，各缸做功行程間隔角為90°(720°/8)。汽缸數(shù)越多，各汽缸做功間隔角越小，柴油機(jī)的工作越平穩(wěn)。但汽缸數(shù)越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，結(jié)構(gòu)尺寸和整體質(zhì)量均增加。

課堂討論1.什么叫上止點(diǎn)和下止點(diǎn)?表述活塞行程和行程?2.什么是曲柄半徑?有何作用?它和活塞行程有何關(guān)系?3.根據(jù)自己的理解,表述柴油機(jī)排量的概念。4.表述壓縮比的定義,汽缸各容積如何表示?有何意義?課堂總結(jié)：思考題：第2講發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造與拆裝一、柴油機(jī)外部基本構(gòu)造的認(rèn)識(shí)1、柴油機(jī)前端(風(fēng)扇側(cè))結(jié)構(gòu)l-曲軸正時(shí)齒輪;2-正時(shí)皮帶;3-皮帶張緊裝置;4-冷卻水泵;5-燃油泵;6-發(fā)電機(jī);7-吊耳（前端）;8-空氣進(jìn)氣口；9-渦輪增壓器;10-空氣出氣口;11-風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)輪;12-空氣壓縮機(jī)2、柴油機(jī)后端(飛輪側(cè))結(jié)構(gòu)l-飛輪;2-渦輪增壓器;3-吊耳（后端）;4-曲軸箱呼吸器;5-水溫傳感器;6-啟動(dòng)機(jī)

3、柴油機(jī)燃油噴射泵一側(cè)結(jié)構(gòu)l-潤(rùn)滑油檢測(cè)尺;2-液壓泵（動(dòng)力輸出）;3-噴油器;4-曲軸箱呼吸器;5-曲軸箱通氣管;6-燃油濾清器;7-潤(rùn)滑油濾清器;8-渦輪增壓器空氣進(jìn)氣;9-發(fā)電機(jī);10-燃油泵;11-水泵;12-冷卻劑加熱器;13-加熱器支架;14-燃油出油管;15-燃油進(jìn)油管4、柴油機(jī)渦輪增壓器一側(cè)結(jié)構(gòu)l-啟動(dòng)機(jī);2-油底殼;3-渦輪增壓器潤(rùn)滑油管;4-冷卻管入口;5-冷卻管出口;6-冷卻液加注口;7-渦輪增壓器;8-進(jìn)氣岐管;9-排氣岐管5、柴油機(jī)頂端(俯視)結(jié)構(gòu)l-柴油機(jī)卷標(biāo);2-柴油機(jī)名牌;3-液壓泵（動(dòng)力輸出）;4-飛輪外罩;5-進(jìn)氣管;6-排氣管;7-排氣管出口;8-渦輪增壓器;9-空氣進(jìn)氣口(接空氣濾清器);10-曲軸箱通氣管;11-冷卻管出口;12-冷卻管支架;13-風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)軸;14-燃油泵支架;15-潤(rùn)滑油加注口;16-潤(rùn)滑油濾清器;17-燃油濾清器;18-噴油器二、柴油機(jī)型號(hào)識(shí)別

1、型號(hào)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)于1991年頒布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)則》（GB/T725-1991）。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由阿拉伯?dāng)?shù)字和漢語拼音字母組成，型號(hào)由下列四部分構(gòu)成：①首部：為產(chǎn)品系列符號(hào)、換代標(biāo)志符號(hào)和地方、企業(yè)代號(hào)，由制造廠根據(jù)需要自選相應(yīng)字母表示，但需經(jīng)主管部門或標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)核準(zhǔn)。②中部：由缸數(shù)符號(hào)、行程符號(hào)、汽缸排列形式符號(hào)和缸徑符號(hào)組成。③后部：為結(jié)構(gòu)特征和用途特征符號(hào)，以字母表示。④尾部：為區(qū)分符號(hào)。同一系列產(chǎn)品因改進(jìn)等原因需要區(qū)分時(shí)，由制造廠選用適當(dāng)符號(hào)表示。2、舉例內(nèi)燃機(jī)型號(hào)編制示例：汽油機(jī)：1E65F——表示單缸、二行程、缸徑65mm、風(fēng)冷、通用型汽油機(jī)。4100Q——表示四缸、四行程、缸徑100mm、水冷、車用型汽油機(jī)。6100Q——表示六缸、四行程、缸徑100mm、水冷、車用汽油機(jī)。柴油機(jī)：165F——表示單缸、四行程、缸徑65mm、風(fēng)冷柴油機(jī)。495F——表示四缸、直列、四行程、缸徑95mm、水冷柴油機(jī)。4120F——表示四缸、四行程、缸徑120mm、風(fēng)冷柴油機(jī)。6135——表示六缸、直列、四行程、缸徑135mm、水冷、通用型柴油機(jī)。6135ZG——表示六缸、四行程、缸徑135mm、增壓、工程機(jī)械用柴油機(jī)。12V135ZG——表示十二缸、V型、四行程、缸徑135mm、水冷增壓、工程機(jī)械用型柴油機(jī)。應(yīng)用實(shí)例6135AZK-8（柴油機(jī)）活塞行程為150mm，沒有則為140mm；采用復(fù)合型燃燒室。為增壓型柴油機(jī)；3、柴油機(jī)的名牌識(shí)別銘牌的主要內(nèi)容示例如下：制造日期：采用8位數(shù)字。前4位為年，中間2位為月份，后2位數(shù)字為日期。如2008年9月17日生產(chǎn)裝配試驗(yàn)合格后打印成20080917。排量：9.7L機(jī)型:KTA-19C點(diǎn)火順序:1-5-3-6-2-4氣門冷態(tài)間隙:進(jìn)氣0.25mm,排氣0.35mm額定功率:360KW額定轉(zhuǎn)速:2100rpm三、柴油機(jī)總成構(gòu)造的拆裝

1)拆卸（1）把需要檢修的柴油機(jī)從機(jī)械上拆下來，以便分解檢修。（2）斷開柴油機(jī)的外圍附件，使用橋式起重機(jī)(或吊具)將柴油機(jī)從待修機(jī)械上拆卸下。注意起重機(jī)的安全操作規(guī)程，高度重視柴油機(jī)總成的吊裝安全。（3）按規(guī)范步驟對(duì)柴油機(jī)外部進(jìn)行檢查與清潔，注意柴油機(jī)總成在拆解前應(yīng)固定在工作臺(tái)架上，操作過程不要損傷柴油機(jī)。2)分解按操作規(guī)范的步驟分解柴油機(jī)總成。（1)拆除進(jìn)氣歧管、排氣歧管、發(fā)電機(jī)、啟動(dòng)機(jī)、噴油泵、渦輪增壓器、中冷器、水泵、線束、皮帶和皮帶輪等外圍零部件。1-油底殼;2-連接螺母;3-連接螺栓4-油封;5-潤(rùn)滑油泵總成;6-墊片;7-汽缸體;8-汽缸墊;9-汽缸蓋;10-平墊片;11-汽缸蓋連接螺栓;12-墊片;13-后油封;14-油封座;15-壓力傳感器;16-潤(rùn)滑油濾清器;17-墊片;18-放油螺塞(2）放出發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油。(3)拆除油底殼、潤(rùn)滑油泵、氣門室罩、正時(shí)齒輪罩等。(4)轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，使之偏離第一缸活塞上止點(diǎn)位置約40°左右，然后拆下