農(nóng)業(yè)機械-第一章內(nèi)燃機第一節(jié)柴油機燃機(一)機體組

一、柴油機的工作過程第一節(jié)柴油機柴油機的基本工作原理是柴油在氣缸內(nèi)進行燃燒，形成高溫、高壓氣體推動活塞運動，并通過連桿帶動曲軸對外輸出動力，將燃料的熱能轉(zhuǎn)化成機械能。(一)單缸四沖程柴油機的工作過程曲軸旋轉(zhuǎn)第一個半圈（00～1800）活塞經(jīng)過連桿由曲軸帶動從上止點向下止點運動，此時排氣門關(guān)閉，進氣門開啟?；钊苿舆^程中，汽缸內(nèi)容積逐漸增加，形成一定真空度，使汽缸內(nèi)產(chǎn)生真空吸力，此時進氣門打開，于是經(jīng)過濾清的新鮮空氣，被吸入汽缸。由于進氣系統(tǒng)有阻力，進氣終了時，進氣門關(guān)閉，此時汽缸內(nèi)的壓力約為0.08MPa～0.095MPa。溫度為300K～350K。（右圖a所示）進氣行程圖1、進氣行程曲軸轉(zhuǎn)第二個半圈（1800～3600）。進氣行程結(jié)束時，活塞在曲軸的帶動下，從下止點向上止點運動，汽缸內(nèi)容積減小，此時進、排氣門均關(guān)閉，進入汽缸的空氣被壓縮，至活塞到達上止點時，壓縮結(jié)束。壓縮行程中，氣體溫度、壓力同時不斷升高，壓縮終了時，汽缸內(nèi)的壓力約為3MPa～5MPa，溫度可達750K～1000K。（右圖b所示）壓縮行程圖2、壓縮行程3、作功行程在壓縮行程終了時，噴油泵將高壓柴油經(jīng)噴油器呈霧狀噴入汽缸內(nèi)迅速汽化，并與被壓縮的高溫空氣形成可燃混合氣，由于此時汽缸內(nèi)的溫度遠高于柴油的自燃溫度(約600K左右)，混合氣便立即自行著火燃燒，放出大量熱量。且此后一段時間內(nèi)邊噴油邊燃燒，此時進、排氣門仍都關(guān)閉，汽缸內(nèi)壓力、溫度急劇升高，推動活塞向下運動作功，通過連桿帶動曲軸旋轉(zhuǎn)第三個半圈（3600～5400），對外做功，此行程即是熱能轉(zhuǎn)換成機械能的過程，因此稱為作功行程。此行程燃燒時瞬時壓力可達6MPa～9MPa，瞬時溫度可達1900K～2300K；當(dāng)活塞到達下止點作功行程終了時，壓力下降為0.2MPa～0.4MPa，溫度約為1000K～1400K。（右圖c所示）作功行程圖4、排氣行程曲軸旋轉(zhuǎn)第四個半圈（5400～7200），曲軸帶動活塞從下止點向上運動。此時排氣門打開，進氣門關(guān)閉，燃燒后的廢氣隨活塞上移被排出汽缸之外。排氣終了時，缸內(nèi)溫度700～900K、壓力0.1～0.12MPa）。（右圖d所示）排氣行程結(jié)束后，活塞完成了四個行程，柴油機完成了一個工作循環(huán)，接著重復(fù)上述過程，使柴油機連續(xù)不斷地運轉(zhuǎn)，不斷地對外輸出機械能。.排氣行程圖特別注意：內(nèi)燃機進氣、壓縮、排氣行程中，活塞的運動和進、排氣門的啟閉，其它輔助機構(gòu)所需的動力均來自上一工作循環(huán)作功行程貯存于飛輪中的能量。（二）多缸四行程柴油機機的工作過程多缸柴油機是指具有兩個或兩個以上氣缸。各缸的作功過程以相同的時間間隔，按一定的順序交替進行，可使曲軸較均勻的旋轉(zhuǎn)，這個順序稱為柴油機工作順序。拖拉機普遍采用四缸內(nèi)燃機，曲軸每轉(zhuǎn)兩周，四個缸按工作順序輪流作功一次，各缸完成一個工作循環(huán)。四缸內(nèi)燃機的工作順序有1-3-4-2和1-2-4-3兩種。表1－1四缸四行程內(nèi)燃機（1-3-4-2）工作順序二、柴油零部件系統(tǒng)構(gòu)成及

各系統(tǒng)工作原理柴油機外形下右左油標(biāo)尺加機油口水泵張緊輪節(jié)溫器柴油機外形風(fēng)扇減振器油底殼飛輪殼起動機柴油濾清器進氣管噴油泵總成充電發(fā)電機柴油機外形機油濾清器渦輪增壓器排氣管機油冷卻器空壓機廠牌起吊環(huán)放水閥柴油機的基本構(gòu)成兩大機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)配氣機構(gòu)

五大系統(tǒng)進排氣系統(tǒng)燃料供給系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)起動系統(tǒng)機體組氣缸體氣缸套曲軸箱氣缸蓋油底殼

內(nèi)燃機是由許多機構(gòu)和系統(tǒng)組成的復(fù)雜機器。汽油機通常由兩大機構(gòu)五大系統(tǒng)組成，柴油機通常由兩大機構(gòu)四大系統(tǒng)組成（無點火系）曲柄連桿機構(gòu)配氣機構(gòu)(進、排氣系統(tǒng))燃油供給系潤滑系冷卻系點火系（僅汽油機有）啟動系(一)、機體組柴油機的基本構(gòu)成機體組是發(fā)動機的骨架，用于安裝和支撐發(fā)動機各總成零部件，由氣缸體、曲軸箱、油底殼、氣缸套、氣缸蓋、氣缸墊組成。曲軸箱氣缸體氣缸墊氣缸蓋氣缸油道和水道油底殼機體-曲軸箱氣缸體用來安裝氣缸套，曲軸箱用來安裝曲軸。水冷發(fā)動機的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱為機體，一般用灰鑄鐵鑄成。氣缸體上部的圓柱形空腔稱為氣缸，下半部為支承曲軸的曲軸箱，其內(nèi)腔為曲軸運動的空間。在氣缸體內(nèi)部鑄有許多加強筋，挺柱腔、冷卻水套和潤滑油道、水道等。

氣缸體的分類1）根據(jù)氣缸的排列方式（1）直列式：多用于六缸以下的發(fā)動機。（2）V型式：縮短了發(fā)動機的長度和高度，多用于八缸以上發(fā)動機。（3）對置式：是V型的特殊形式。結(jié)構(gòu)簡單、加工容易，但發(fā)動機長度和高度較大。縮短了機體的長度和高度，增加了剛度，減輕了發(fā)動機的重量；形狀復(fù)雜，加工困難。高度小，總體布置方便。對置氣缸式發(fā)動機油底殼安裝平面和曲軸旋轉(zhuǎn)中心在同一高度。氣缸體上曲軸的主軸承孔為整體式。2）按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分為油底殼安裝平面低于曲軸的旋轉(zhuǎn)中心。3）根據(jù)冷卻方式不同(1)、水冷(2)、風(fēng)冷4）整體式氣缸體和鑲嵌式氣缸體(1)、整體式氣缸體：氣缸直接鏜在氣缸體上。(2)、鑲嵌式氣缸體：氣缸套鑲嵌到氣缸體內(nèi)的氣缸。機體-曲軸箱功用：貯存和冷卻機油并封閉曲軸箱。構(gòu)造：（1）用薄鋼板沖壓而成。

(2)內(nèi)部設(shè)有穩(wěn)油擋板，以防止汽車振動時油底殼油面產(chǎn)生較大的波動。

(3)最低處有放油塞。

(4)曲軸箱與油底殼之間有密封襯墊。四沖程內(nèi)燃機，曲軸箱內(nèi)有潤滑油，有通氣管和大氣相通，減輕活塞運動阻力，并防止機油變質(zhì)。二沖程的內(nèi)燃機曲軸箱兼作換氣作用，密封嚴格，不放機油。

下曲軸箱（油底殼）氣缸套機體上部氣缸孔內(nèi)鑲嵌有氣缸套。是燃燒、能量轉(zhuǎn)換的場所，是活塞運動的導(dǎo)軌。目的：解決成本與壽命之間的矛盾。氣缸內(nèi)鑲了用耐磨的高級鑄鐵材料制成的氣缸套，而缸體則可用價廉的普通鑄鐵或質(zhì)量輕的鋁合金制成，這樣，既延長了使用壽命，又節(jié)省了好材料。氣缸套分干式和濕式兩種：強度和剛度都較好，加工復(fù)雜，拆裝不便，散熱不良。散熱良好、冷卻均勻、加工容易。強度和剛度不如干缸套，易漏水、生銹、穴蝕。干式缸套、濕式缸套氣缸蓋作用：密封氣缸的