柴油機(jī)結(jié)構(gòu)原理

1、柴油機(jī)結(jié)構(gòu)原理課程內(nèi)容提綱柴油機(jī)結(jié)構(gòu)原理課程內(nèi)容提綱l 柴油機(jī)原理l 柴油機(jī)結(jié)構(gòu) 發(fā)動(dòng)機(jī)的功能是將燃料在氣缸內(nèi)燃燒使其熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，從而輸出動(dòng)力。能量的轉(zhuǎn)換是通過不斷地依次反復(fù)進(jìn)行“進(jìn)氣壓縮做功排氣”四個(gè)連續(xù)過程來實(shí)現(xiàn)的，每進(jìn)行這樣一個(gè)連續(xù)過程就叫做一個(gè)工作循環(huán)。（一）發(fā)動(dòng)機(jī)原理（一）發(fā)動(dòng)機(jī)原理（一）發(fā)動(dòng)機(jī)原理（一）發(fā)動(dòng)機(jī)原理（一）發(fā)動(dòng)機(jī)原理（一）發(fā)動(dòng)機(jī)原理1、進(jìn)氣沖程活塞由曲軸帶動(dòng)從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)排氣門關(guān)閉，進(jìn)氣門開啟?；钊苿?dòng)的過程中，氣缸內(nèi)的容積逐漸增大，形成一定的真空度，于是經(jīng)過慮芯的空氣通過進(jìn)氣門進(jìn)入氣缸。直至活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣門關(guān)閉，停止進(jìn)氣。（一）發(fā)動(dòng)機(jī)原理（一

2、）發(fā)動(dòng)機(jī)原理2、壓縮沖程進(jìn)氣沖程結(jié)束時(shí)，活塞在曲軸的帶動(dòng)下，從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，氣缸容積逐漸減小，由于進(jìn)排氣門均關(guān)閉，氣體被壓縮，氣缸內(nèi)溫度上升，直至活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，壓縮結(jié)束。（一）發(fā)動(dòng)機(jī)原理（一）發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，再通過連桿驅(qū)動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)做功，至活塞到下止點(diǎn)時(shí)，做功結(jié)束。（一）發(fā)動(dòng)機(jī)原理（一）發(fā)動(dòng)機(jī)原理4、排氣沖程在做功沖程結(jié)束時(shí)，排氣門被打開，曲軸通過連桿推動(dòng)活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，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(dá)上止點(diǎn)時(shí)，排氣門關(guān)閉，排氣結(jié)束。排氣沖程終了時(shí)由于燃燒室容積存在，氣缸內(nèi)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(dòng)機(jī)原理（一）發(fā)動(dòng)機(jī)原理（二）發(fā)動(dòng)機(jī)概述（二）發(fā)動(dòng)機(jī)概述 內(nèi)燃機(jī)的分類內(nèi)燃機(jī)的分類l 按照汽缸排列方式分：直列式內(nèi)燃機(jī)、V型內(nèi)燃機(jī)、對(duì)置式內(nèi)燃機(jī)、W型內(nèi)燃機(jī)、星型內(nèi)燃機(jī)l 按照冷卻方式分：水冷式內(nèi)燃機(jī)、風(fēng)冷式內(nèi)燃機(jī)l 按照進(jìn)氣方式分：自然吸氣式內(nèi)燃機(jī)、增壓式內(nèi)燃機(jī)l 按照用途分：工程機(jī)械用、汽車用、拖拉機(jī)用、船用、發(fā)電機(jī)用等l曲柄連桿機(jī)構(gòu)： 機(jī)體部件氣缸體、氣缸蓋、氣缸套、主軸承、主軸承蓋等 主運(yùn)動(dòng)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(jī)構(gòu)配氣定時(shí)齒輪、凸輪軸、隨動(dòng)臂、推桿、搖臂、搖臂軸、進(jìn)氣門、排氣門、氣門彈簧、氣門導(dǎo)套、氣門鎖銷、空氣濾清器、渦輪增壓器、消音器、中冷器等l潤(rùn)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(fēng)扇、節(jié)溫器等l電器系統(tǒng)蓄電池、發(fā)電機(jī)、起動(dòng)馬達(dá)、起動(dòng)開關(guān)、蓄電池繼電器等（二）發(fā)動(dòng)機(jī)概述（二）發(fā)動(dòng)機(jī)概述柴油機(jī)整體系統(tǒng)簡(jiǎn)圖柴油機(jī)整體系統(tǒng)簡(jiǎn)圖空濾器燃油箱消音器啟動(dòng)馬達(dá)油底殼蓄電池散熱器噴油泵發(fā)電機(jī)l工程機(jī)械一般使用四沖程柴油機(jī)l進(jìn)氣沖程l壓縮沖程l膨脹沖程l排氣沖程l四缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸每旋轉(zhuǎn)180按1-3-4-2缸的順序

5、噴油l六缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸每旋轉(zhuǎn)120按1-5-3-6-2-4缸的順序噴油機(jī)體部件機(jī)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(yùn)動(dòng)，用主軸承來支撐曲軸旋轉(zhuǎn)l主軸承為三層結(jié)構(gòu)，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(cè)面裝有止推環(huán)以防止曲軸前后移動(dòng)l缸體中有圓柱形氣缸使活塞上下移動(dòng)，燃油在氣缸中燃燒形成高溫，要用冷卻水對(duì)其周圍進(jìn)行冷卻l通常氣缸內(nèi)部安裝有缸套機(jī)體部件機(jī)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(tái)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(jìn)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(nèi)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過連桿轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；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(nèi)部有潤(rùn)滑油道，使?jié)櫥鬏S頸的油通過該油道流進(jìn)連桿軸頸l曲軸采用含鉻、鉬等元素的高碳素鋼，經(jīng)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(zhuǎn)動(dòng)慣量減少曲軸旋轉(zhuǎn)中的損失l起動(dòng)馬達(dá)小齒輪與飛輪齒圈嚙合，使發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)起動(dòng)主運(yùn)動(dòng)部件主運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)部件主運(yùn)動(dòng)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(nèi)燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)槭够钊舷逻\(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)l活塞與缸套之間應(yīng)留有間隙l活塞環(huán)防止氣缸內(nèi)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(dāng)?shù)挠湍づ錃舛〞r(shí)齒輪、凸輪軸、推桿、搖臂、搖臂軸、進(jìn)排氣門、氣門彈簧、配氣定時(shí)齒輪、凸輪軸、推桿、搖臂、搖臂軸、進(jìn)排氣門、氣門彈簧、氣門導(dǎo)套、空氣濾清器、渦輪增壓器、消音器、中冷器等氣門導(dǎo)套、空氣濾清器、渦輪增壓器、消音器、中冷器等l進(jìn)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(jī)構(gòu)定時(shí)齒輪l曲軸轉(zhuǎn)兩圈時(shí)凸輪軸才轉(zhuǎn)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(biāo)記l該齒輪傳動(dòng)系靠曲軸齒輪驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)配氣機(jī)構(gòu)（配氣定時(shí)）配氣機(jī)構(gòu)（配氣定時(shí)）配氣機(jī)構(gòu)（配氣定時(shí)）配氣機(jī)構(gòu)（配氣定時(shí)）l氣門從開始打開到足夠開度需要一定時(shí)間，故提前打開進(jìn)氣門以保證活塞下降時(shí)，能夠吸入較多的空氣l進(jìn)氣門的遲后關(guān)閉是利用了吸入氣流的慣性力將更多的空氣進(jìn)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(shí)排氣門打開足夠開度，使廢氣充分排出l排氣門的遲后關(guān)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(jī)構(gòu)部件配氣機(jī)構(gòu)部件l渦輪增壓器利

9、用氣缸排出的廢氣作動(dòng)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(jìn)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(jìn)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(jī)構(gòu)部件配氣機(jī)構(gòu)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(dòng)機(jī)的空氣過濾凈化，濾紙被疊成褶狀以擴(kuò)大空氣的流通面積，工程機(jī)械多用雙層濾芯l真空集動(dòng)閥當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)負(fù)壓消失后，該閥自動(dòng)打開，將集塵箱中積存的灰塵顆粒自動(dòng)排出l灰塵指示器當(dāng)空氣濾清器被堵塞時(shí)，灰塵指示器內(nèi)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(jī)構(gòu)部件（消音器）配氣機(jī)構(gòu)部件（消音器）l廢氣如果由排氣歧管直接排放到大氣中會(huì)產(chǎn)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(shí)間和噴射量l要求在壓縮沖程中的適當(dāng)時(shí)間內(nèi)噴射l自動(dòng)調(diào)整噴射量以維持發(fā)動(dòng)機(jī)的低速空轉(zhuǎn)或防止其超速運(yùn)轉(zhuǎn)l通過控制噴射量，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出或使其停機(jī)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(wǎng)，防止雜質(zhì)進(jìn)入；裝有油位計(jì)或在駕駛室

11、內(nèi)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(jié)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(biāo)達(dá)到或超過紅線時(shí)須松開排放塞放水，放水后應(yīng)通過手油泵排掉燃油系統(tǒng)內(nèi)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(cè)面，靠噴油泵內(nèi)的凸輪軸使閥芯動(dòng)作，將燃油輸送給燃油噴射泵；另外安裝有啟動(dòng)注油泵（手油泵）以便進(jìn)行停機(jī)狀態(tài)下的燃油輸送l燃油濾清器過濾燃油中的雜質(zhì)、污垢，濾紙被疊成褶狀以擴(kuò)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(dāng)時(shí)間內(nèi)噴射l通過調(diào)節(jié)齒輪調(diào)整柱塞斜槽開口的方向，調(diào)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(duì)應(yīng)燃油系統(tǒng)部件（調(diào)速器）燃油系統(tǒng)部件（調(diào)速器）調(diào)速器原理調(diào)速器原理l調(diào)速器控制調(diào)節(jié)齒條動(dòng)作以改變噴油量l當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷變大，轉(zhuǎn)速下降時(shí)，調(diào)速器自動(dòng)增加噴油量，防止發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)l當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷變小，轉(zhuǎn)速提高時(shí)，調(diào)速器自動(dòng)減少噴油量，防止發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過高l操作駕駛室內(nèi)的油門控制桿，調(diào)節(jié)調(diào)速器，可在全程范圍內(nèi)改變轉(zhuǎn)速調(diào)速器調(diào)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(guān)閉燃油

13、出口；當(dāng)噴油壓力達(dá)到燃油噴射壓力時(shí)，針閥被頂起，燃油成霧狀噴出l轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)壓螺釘則改變彈簧壓力，即調(diào)整燃油噴射壓力潤(rùn)滑系統(tǒng)潤(rùn)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(rùn)滑系統(tǒng)示意圖l潤(rùn)滑發(fā)動(dòng)機(jī)各運(yùn)動(dòng)部件防止其磨損，延長(zhǎng)使用壽命l冷卻高溫部件防止其燒結(jié)l清潔因高溫運(yùn)轉(zhuǎn)而在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)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(yùn)動(dòng)副表面間間隙潤(rùn)滑系統(tǒng)部件潤(rùn)滑系統(tǒng)部件l溢流閥油泵泵送的機(jī)油必須保持適當(dāng)?shù)挠蛪?，油壓過低則不能到各潤(rùn)滑部位，油壓過高則增加油耗；溢流閥通常設(shè)定值36kg/cm2l安全閥防止機(jī)油濾清器堵塞時(shí)油路不通l 機(jī)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(jìn)潤(rùn)滑部位l 濾紙被疊成褶狀，以擴(kuò)大油通過的面積l 定期更換機(jī)油濾芯潤(rùn)滑系統(tǒng)部件潤(rùn)滑系統(tǒng)部件機(jī)油冷卻器機(jī)油冷卻器活塞冷卻噴嘴活塞冷卻噴嘴l 機(jī)油冷卻器機(jī)油冷卻器降低油溫，防止降低油溫，防止機(jī)油高溫裂化機(jī)油高溫裂化l 活塞冷卻噴嘴活塞冷卻噴嘴噴出機(jī)油冷卻噴出機(jī)油冷卻活塞，防止活塞燒結(jié)活塞，防止活塞燒結(jié)l 旁通濾清器旁通濾清器使機(jī)油得到充分使機(jī)油得到充分過濾，降低機(jī)油污染程度過濾，降低機(jī)油污染程度冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)散熱器、水泵、風(fēng)扇、散熱器、水泵、風(fēng)扇、恒溫器等恒溫器等l燃油在氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生高溫，為防止缸蓋、缸套、缸體因高溫產(chǎn)生裂紋或活塞燒傷，須進(jìn)行冷卻

15、l最佳水溫 7893l水溫低于65 為過冷運(yùn)轉(zhuǎn)l冷卻水必須加防凍液防止凍結(jié)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(dòng)機(jī)前面，上下水室通過許多細(xì)小的水管連接在一起；來自發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水進(jìn)入上水室，通過水管流到下水室；利用風(fēng)扇向散熱器送風(fēng)l 散熱器頂部安裝有減壓閥，防止內(nèi)部壓力過高或成為負(fù)壓，并提高冷卻水的沸點(diǎn)l 水泵安裝在缸體前面，靠?jī)?nèi)部葉輪的旋轉(zhuǎn)將水從泵排出；水泵殼體上設(shè)有呼吸孔，以保證水封的正常密封和水泵軸承的正常潤(rùn)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(nèi)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(dòng)l 當(dāng)冷卻水溫度較低時(shí)石蠟收縮，將去散熱器的水道口關(guān)閉，同時(shí)打開去水泵側(cè)的開口；水溫上升一定程度時(shí)石蠟膨脹，將去散熱器的水道口開啟，同時(shí)關(guān)閉去水泵側(cè)的開口電器系統(tǒng)電器系統(tǒng)蓄電池、發(fā)電機(jī)、起動(dòng)