《柴油機(jī)原理與構(gòu)造》

柴油機(jī)原理與構(gòu)造目錄柴油機(jī)的基本工作原理和總體構(gòu)造1主要固定件3配氣機(jī)構(gòu)及進(jìn)排氣系統(tǒng)34曲柄連桿機(jī)構(gòu)32燃料供給系統(tǒng)5潤(rùn)滑、冷卻、啟動(dòng)系統(tǒng)36第一章柴油機(jī)的基本工作原理和總體構(gòu)造2.5柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)和型號(hào)規(guī)則2.4柴油機(jī)的總體構(gòu)造2.3多缸柴油機(jī)曲柄排列與發(fā)火順序2.2柴油機(jī)基本工作原理2.1概述第一章柴油機(jī)的基本工作原理和總體構(gòu)造第一節(jié)概述一、什么是柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)：將某一種能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能而驅(qū)動(dòng)其它機(jī)械做功的機(jī)器，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)。熱力發(fā)動(dòng)機(jī)：將燃料的化學(xué)能通過燃燒產(chǎn)生熱能，再通過機(jī)械本身將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的機(jī)器。熱力發(fā)動(dòng)機(jī)可分為：內(nèi)燃機(jī)、外燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)：燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部（氣缸內(nèi)）燃燒，將其燃燒的熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，稱為內(nèi)燃機(jī)。外燃機(jī)：燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)外部燃燒的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，稱為外燃機(jī)。在內(nèi)燃機(jī)中，根據(jù)所用燃料的不同，又可分為柴油機(jī)、汽油機(jī)和煤氣機(jī)等。其中，柴油機(jī)是以柴油作為燃料的內(nèi)燃機(jī)，其工作特點(diǎn)為空氣在氣缸內(nèi)被壓縮成高溫、高壓氣體，使噴入的柴油自燃，并由燃?xì)馀蛎浂龉?。目前，?nèi)燃機(jī)車的動(dòng)力裝置一般都采用柴油機(jī)。二、柴油機(jī)的特點(diǎn)及用途1.優(yōu)點(diǎn)：（1）對(duì)能量的利用率高。（2）功率和轉(zhuǎn)速范圍廣，能適應(yīng)各種不同用途。（3）結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧便于移動(dòng)。（4）啟動(dòng)迅速、工作可靠、便于自動(dòng)控制，并能在啟動(dòng)后很快達(dá)到全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。（5）消耗水量少。2.缺點(diǎn)：（1）對(duì)燃油要求嚴(yán)格。（2）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件的加工、裝配、使用和維修要高。（3）排氣中含有毒性物質(zhì)，污染大氣；振動(dòng)和噪音也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。三、柴油機(jī)的一般構(gòu)造和基本工作情況構(gòu)造為了燃燒與做功的需要，在柴油機(jī)上設(shè)置了由活塞組、連桿組和曲軸組等組成的曲柄連桿機(jī)構(gòu)；氣缸套和氣缸蓋；包括氣門、搖臂、橫臂、挺柱及凸輪軸等組成的配氣機(jī)構(gòu)；包括噴油泵、噴油器及管道輸送等組成的燃油供給系統(tǒng)；機(jī)體及其它配屬系統(tǒng)等幾大部分。2.單缸柴油機(jī)的基本工作情況首先由曲軸帶動(dòng)活塞自上而下運(yùn)動(dòng)，空氣經(jīng)進(jìn)氣管、進(jìn)氣門進(jìn)入氣缸內(nèi)，當(dāng)活塞接近最下端位置時(shí)，進(jìn)氣門關(guān)閉，然后活塞向上移動(dòng)，氣缸內(nèi)的空氣受到活塞的壓縮，使空氣的壓力和溫度都有較大的升高。然后柴油通過進(jìn)油管經(jīng)噴油器噴入燃燒室與被壓縮的高溫、高壓空氣接觸而著火燃燒，燃?xì)馀蛎洰a(chǎn)生的巨大推力推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)并通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)，從而對(duì)外輸出功率，最后活塞由下向上移動(dòng)，將膨脹后的廢氣排出氣缸，至此，完成一個(gè)工作循環(huán)。柴油機(jī)的工作循環(huán)：進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹做功和排氣。四、柴油機(jī)的基本名詞術(shù)語活塞的止點(diǎn)與沖程活塞在氣缸內(nèi)作上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)極端位置稱為止點(diǎn)。上止點(diǎn)：活塞在氣缸中作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的最上方的位置，稱為上止點(diǎn)。下止點(diǎn)：活塞在氣缸中作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的最下方的位置，稱為下止點(diǎn)。上、下止點(diǎn)之間的距離稱為活塞沖程。2.氣缸容積（1）燃燒室容積：當(dāng)活塞位于上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂上面的氣缸空間叫燃燒室，這個(gè)空間的容積稱為燃燒室容積。

（2）氣缸工作容積：活塞從上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)所掃過的空間容積稱為氣缸工作容積。（3）氣缸總?cè)莘e：活塞位于下止點(diǎn)時(shí)，活塞頂上部的全部氣缸容積稱為氣缸總?cè)莘e。它等于燃燒室容積與氣缸工作容積之和。3.壓縮比氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值稱為壓縮比。壓縮比表明進(jìn)入氣缸的空氣被壓縮的程度。壓縮比越大，壓縮終了的空氣的壓力和溫度就會(huì)高一些，柴油機(jī)啟動(dòng)就容易，柴油機(jī)的熱量利用程度也就更高。五、柴油機(jī)的分類根據(jù)完成一個(gè)工作循環(huán)的沖程數(shù)：

二沖程柴油機(jī)：活塞連續(xù)運(yùn)行兩個(gè)沖程（曲軸轉(zhuǎn)一圈）完成一個(gè)工作循環(huán)的柴油機(jī)。

四沖程柴油機(jī)：活塞連續(xù)運(yùn)行四個(gè)沖程（曲軸轉(zhuǎn)二圈）完成一個(gè)工作循環(huán)的柴油機(jī)。按氣缸數(shù)目排列方式分類（1）按氣缸數(shù)目分：?jiǎn)胃撞裼蜋C(jī)多缸柴油機(jī)（2）根據(jù)氣缸的布置形式分

立式臥式V形對(duì)置活塞H形3.按冷卻方式分類

水冷式柴油機(jī)：利用水作為冷卻介質(zhì)。

風(fēng)冷式柴油機(jī)：利用空氣作為冷卻介質(zhì)。4.按進(jìn)入氣缸的空氣壓力分類

增壓柴油機(jī)

：空氣通過增壓器提高壓力后進(jìn)入氣缸非增壓柴油機(jī)：空氣是靠活塞的抽吸作用進(jìn)入氣缸。目前，機(jī)車用柴油機(jī)幾乎全部采用增壓柴油機(jī)。5.根據(jù)柴油機(jī)的用途分類（1）固定式柴油機(jī)（轉(zhuǎn)速固定不變）（2）船舶柴油機(jī)（3）機(jī)車柴油機(jī)（4）汽車拖拉機(jī)用柴油機(jī)

第二節(jié)柴油機(jī)基本工作原理一、四沖程柴油機(jī)工作原理

柴油機(jī)的工作是由進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹作功和排氣這四個(gè)過程來完成的，這四個(gè)過程構(gòu)成了一個(gè)工作循環(huán)?；钊舷峦鶑?fù)四次走四個(gè)過程才能完成一個(gè)工作循環(huán)的柴油機(jī)稱為四沖程柴油機(jī)。1.進(jìn)氣沖程進(jìn)氣提前角：從進(jìn)氣門開啟到活塞行至上止點(diǎn)時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)角，稱為進(jìn)氣提前角。

進(jìn)氣延遲角：將活塞行至下止點(diǎn)到進(jìn)氣門關(guān)閉的曲軸轉(zhuǎn)角，稱為進(jìn)氣延遲角。2.壓縮沖程供油提前角：噴油泵開始供油的瞬間到活塞行至上止點(diǎn)時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)角，稱為供油提前角。噴油提前角：噴油器開始噴油的瞬間到活塞行至上止點(diǎn)時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)角，稱為噴油提前角。3.燃燒膨脹作功沖程4.排氣沖程

排氣提前角：從排氣門開啟的瞬間，到活塞行至下止點(diǎn)時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)角，稱為排氣提前角。自由排氣階段：從排氣門開啟到活塞行至下止點(diǎn)這一階段為自由排氣階段。強(qiáng)迫排氣階段：活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，廢氣被活塞強(qiáng)迫推出缸外，這一階段的排氣稱為強(qiáng)迫排氣階段。過后氣排階段：將活塞在上止點(diǎn)以后的排氣稱為過后排氣階段。排氣延遲角：從活塞行至上止點(diǎn)到排氣門完全關(guān)閉時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為排氣延遲角。氣門重疊：進(jìn)、排氣門處于同時(shí)開啟的狀態(tài)，通常將這個(gè)現(xiàn)象稱為氣門重疊。同一氣缸的進(jìn)、排氣門同時(shí)開啟的曲軸轉(zhuǎn)角，稱為氣門重疊角。二、四沖程柴油機(jī)的配氣相位圖三、二沖程柴油機(jī)工作原理活塞在兩個(gè)沖程內(nèi)完成一個(gè)工作循環(huán)的柴油機(jī)，稱為二沖程柴油機(jī)。二沖程柴油機(jī)的工作循環(huán)中，也包括進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹作功及排氣四個(gè)過程。但這四個(gè)過程是在活塞的兩個(gè)沖程中完成的。第一沖程——輔助沖程第二沖程——作功沖程四、二沖程與四沖程柴油機(jī)的比較（1）二沖程柴油機(jī)大大縮短了輔助沖程所占用的時(shí)間，曲軸每轉(zhuǎn)一圈，就有一個(gè)作功沖程。而四沖程柴油機(jī)曲軸每轉(zhuǎn)兩圈才有一個(gè)作功沖程。（2）由于二沖程柴油機(jī)每?jī)蓚€(gè)沖程即作功一次，所以運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。（3）燃燒不充分，功率低；熱負(fù)荷與油耗率相對(duì)比較高。第三節(jié)多缸柴油機(jī)曲柄排列與發(fā)火順序一、幾個(gè)概念輸出端（后端）：曲軸可連接到被驅(qū)動(dòng)機(jī)械上的一端。自由端（前端）：對(duì)應(yīng)的另一端。柴油機(jī)左右側(cè)：面對(duì)輸出端朝自由端看，左手一側(cè)為柴油機(jī)左側(cè)，右手一側(cè)為柴油機(jī)右側(cè)。4.氣缸編號(hào)：從自由端開始向輸出端順序?qū)飧拙幪?hào)。自由端輸出端右左123456781011121314151695.柴油機(jī)曲軸的旋轉(zhuǎn)方向：從輸出端朝自由端看凡順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的稱為“右旋”；逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的稱為“左旋”。6.曲柄：多缸柴油機(jī)曲軸是由形狀尺寸相同，彼此位置不同的多個(gè)曲柄組成。曲柄由主軸頸、曲柄臂和曲柄銷組成。7.曲柄排列：多缸柴油機(jī)曲軸上的各曲柄，按一定規(guī)律，一定角度位置布置，這種布置方式稱為曲柄排列。以16V240ZJB型柴油機(jī)為例：為達(dá)到曲軸對(duì)外平衡及均勻發(fā)火，通常采用十字形鏡面對(duì)稱曲柄排列。其特點(diǎn)是：曲軸的前半段、后半段曲柄，對(duì)稱于中間主軸頸。123456781.84.52.73.6二、直列式柴油機(jī)的發(fā)火順序發(fā)火順序：柴油機(jī)的各氣缸按一定次序、一定時(shí)間間隔輪流發(fā)火，這種發(fā)火的先后次序，稱為發(fā)火順序。以16V240ZJB型柴油機(jī)為例：161141012911151316375862415040四沖程柴油機(jī)曲軸每轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈（720°）完成一個(gè)工作循環(huán)。三、V型柴油機(jī)的發(fā)火順序V型柴油機(jī)發(fā)火順序分為填補(bǔ)式發(fā)火和交叉式發(fā)火兩種。填補(bǔ)式發(fā)火

填補(bǔ)式發(fā)火方式，左、右兩列氣缸的發(fā)火順序不相同，每列中有連續(xù)發(fā)火，但是整機(jī)發(fā)火可以是均勻的。2.交叉式發(fā)火

交叉式發(fā)火方式，左、右兩列氣缸的發(fā)火順序完全相同，每列都是均勻發(fā)火兩列相間發(fā)火。整臺(tái)柴油機(jī)發(fā)火不一定均勻。（1）連續(xù)發(fā)火——左、右兩列同名氣缸連續(xù)發(fā)火。（2）錯(cuò)開發(fā)火——左、右兩列同名氣缸錯(cuò)開一定的曲軸轉(zhuǎn)角發(fā)火。

第四節(jié)柴油機(jī)的總體構(gòu)造一、曲柄連桿機(jī)構(gòu)由活塞組、連桿組、曲軸組等運(yùn)動(dòng)件組成，是柴油機(jī)中最重要的運(yùn)動(dòng)部件。它的功用是將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并將作用在活塞上的燃?xì)鈮毫D(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ?，通過曲軸向外輸出。二、柴油機(jī)主要固定件由氣缸體、曲軸箱（或機(jī)體）、氣缸套和氣缸蓋等組成的固定部件是柴油機(jī)的骨架，所有運(yùn)動(dòng)部件和輔助系統(tǒng)都支承和安裝在它上面。三、進(jìn)、排氣及增壓系統(tǒng)進(jìn)、排氣系統(tǒng)由進(jìn)、排氣管，空氣濾清器和進(jìn)、排氣控制機(jī)構(gòu)組成。四沖程柴油機(jī)的進(jìn)、排氣控制機(jī)構(gòu)稱為配氣機(jī)構(gòu)，由氣門機(jī)構(gòu)和氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。根據(jù)工作循環(huán)的需要，按一定時(shí)間開啟和關(guān)閉進(jìn)、排氣門，排出廢氣，引入清潔的新鮮空氣。對(duì)增壓柴油機(jī)，進(jìn)排氣系統(tǒng)中還裝有增壓器，其作用是提高進(jìn)入空氣的壓力，從而可加大進(jìn)氣量。四、燃料供給系統(tǒng)它的功用是定時(shí)、定量、定質(zhì)地將柴油噴入燃燒室內(nèi)，并創(chuàng)造良好的燃燒條件，滿足燃燒過程的需要。燃料供給系統(tǒng)由燃油箱、輸油泵、燃油濾清器、噴油泵、噴油器、調(diào)速器或聯(lián)合調(diào)節(jié)器等組成。五、潤(rùn)滑系統(tǒng)功用是將機(jī)油送到柴油機(jī)各運(yùn)動(dòng)件的摩擦表面，起減磨、冷卻、凈化、密封和防銹等作用，用以減小摩擦阻力和減小磨損，并帶走摩擦產(chǎn)生的熱量，從而保證柴油機(jī)能正常工作并延長(zhǎng)使用壽命。它主要由機(jī)油泵、機(jī)油濾清器、機(jī)油冷卻器、閥門和各種管路等組成。六、冷卻系統(tǒng)功用是將受熱零件所吸收的熱量及時(shí)傳導(dǎo)出去，使柴油機(jī)在工作時(shí)能保持溫度正常，不致因過熱而損壞機(jī)件，影響柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。冷卻系統(tǒng)可分為水冷式和風(fēng)冷式兩種。七、啟動(dòng)系統(tǒng)要使柴油機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)入運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，必須借助于外力使曲軸旋轉(zhuǎn)并達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速，以使氣缸內(nèi)形成可燃混合氣并實(shí)現(xiàn)第一次著火燃燒而轉(zhuǎn)為自行運(yùn)轉(zhuǎn)。施加外力的裝置稱為啟動(dòng)裝置。有人力啟動(dòng)、電力啟動(dòng)、壓縮啟動(dòng)等。第五節(jié)柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)和型號(hào)規(guī)則一、柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)柴油機(jī)的性能指標(biāo)包括動(dòng)力性指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)、排放性能指標(biāo)、可靠性耐久性指標(biāo)等。1.動(dòng)力性指標(biāo)（1）有效扭矩：柴油機(jī)曲軸上對(duì)外輸出的扭矩稱為有效扭矩。（2）有效功率：柴油機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)外作功的量稱為有效功率。A:15分鐘功率：柴油機(jī)允許連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)15分鐘的最大有效功率。B:1小時(shí)功率：柴油機(jī)允許連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)1小時(shí)的最大有效功率。C:12小時(shí)功率：柴油機(jī)允許連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)12小時(shí)的最大有效功率。D:持續(xù)功率：柴油機(jī)允許長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最大有效功率。（3）轉(zhuǎn)速：柴油機(jī)可在很寬廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的任意轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)。2.經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)（1）有效熱效率：柴油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)所發(fā)出的有效功與得到此功所消耗燃料中的熱量之比稱為有效熱效率。（2）有效燃油消耗率：柴油機(jī)每發(fā)出1kw有效功率，在1h內(nèi)所消耗的燃油量，稱為有效燃油消耗率。3.排放性能指標(biāo)：柴油機(jī)的有害排放物主要包括有害氣體排放物和有害固體排放物——顆粒。排放性能指標(biāo)由單位體積排氣中有害排放物的體積表示。4.可靠性耐久性指標(biāo)：可靠性是指柴油機(jī)在規(guī)定的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，具有持續(xù)工作不致因故障而影響柴油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的能力。二、柴油機(jī)的型號(hào)編制規(guī)則例如：16V240ZJB——16缸，V型，四沖程，缸徑240mm，水冷增壓，機(jī)車用柴油機(jī)，變型結(jié)構(gòu)型。第二章曲柄連桿機(jī)構(gòu)

第一節(jié)活塞組活塞組包括活塞、活塞環(huán)、活塞銷及其固定件。一、活塞1.活塞的功用（1）活塞在氣缸中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行力的傳遞，完成柴油機(jī)的工作循環(huán)。（2）活塞、氣缸蓋、氣缸一起組成燃燒室。其中，活塞組起密封作用，使燃?xì)饣旧喜宦┤肭S箱，同時(shí)，也限制機(jī)油進(jìn)入燃燒室。（3）有些二沖程柴油機(jī)的活塞，還起到控制氣孔開閉的作用?；钊墓ぷ鳁l件（1）高溫（2）高壓（3）高速活塞材料制造活塞的材料主要有三類：鋁合金、鑄鐵和耐熱鋼。（1）鋁合金優(yōu)點(diǎn)：導(dǎo)熱系數(shù)大，活塞所吸收的熱量能很快導(dǎo)出，從而保持活塞溫度不致過高；比重小，也使往復(fù)慣性力減小。缺點(diǎn)：受熱變形大；在高溫下的強(qiáng)度、剛度和耐磨性較低。（2）鑄鐵優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、硬度大、耐磨、耐高溫。缺點(diǎn)：比重大。（3）耐熱鋼優(yōu)點(diǎn)：熱強(qiáng)度高，能承受很高的熱負(fù)荷。缺點(diǎn)：比重大。采用鋼頂鋁裙組合式活塞。活塞構(gòu)造活塞基本上可分為四個(gè)部分：頂部、環(huán)槽部、裙部和銷座。（1）活塞頂部（2）環(huán)槽部分（3）活塞裙部（4）活塞銷座活塞的冷卻機(jī)車柴油機(jī)的活塞，通常采用機(jī)油循環(huán)強(qiáng)制冷卻，以提高活塞組的工作可靠性，其冷卻方式有：（1）噴射冷卻把機(jī)油用噴嘴直接噴射到活塞頂?shù)谋趁?，以冷卻活塞。（2）內(nèi)油道冷卻

在活塞體內(nèi)設(shè)有螺旋環(huán)形或環(huán)形內(nèi)油道，機(jī)油通過連桿、活塞銷和活塞銷座通道引入內(nèi)油道，冷卻活塞頭部后，從另一銷座的通道流回曲軸箱。二、活塞環(huán)活塞環(huán)包括氣環(huán)和油環(huán)兩種。1.活塞環(huán)的功用：（1）氣環(huán)的作用是密封活塞與氣缸之間的間隙，防止高溫、高壓燃?xì)鈴脑撻g隙中大量漏入曲軸箱；導(dǎo)熱作用。（2）油環(huán)的作用是上行布油，下行刮油。

2.活塞環(huán)的工作條件（1）氣環(huán)直接受到高溫燃?xì)夂透邷鼗钊募訜?，其溫度較高。（2）氣環(huán)在環(huán)槽中的運(yùn)動(dòng)十分復(fù)雜，劇烈的運(yùn)動(dòng)使氣環(huán)受到交變的彎曲甚至扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使環(huán)折斷?；钊h(huán)的材料活塞環(huán)要求耐磨、耐熱、耐沖擊，導(dǎo)熱性好，與氣缸的磨合性好，還要有一定的彈性。通常以合金鑄鐵應(yīng)用最為廣泛。氣環(huán)的密封原理氣環(huán)在自由狀態(tài)時(shí)，外形尺寸要比氣缸內(nèi)徑大。將它套裝在活塞環(huán)槽內(nèi)裝入氣缸后，氣環(huán)由于彈性而產(chǎn)生徑向壓力，使氣環(huán)緊貼在氣缸壁上，形成第一道密封面。在高壓燃?xì)獾淖饔孟?，將氣環(huán)壓緊在氣缸和環(huán)槽上，切斷了燃?xì)庀蛳侣獾耐ǖ?，形成第二道密封面。第一道氣環(huán)阻止了大量燃?xì)庑孤?，仍有少量氣體從氣環(huán)開口處泄漏，但經(jīng)第二、三、四道氣環(huán)密封后，漏氣量已很微小。氣環(huán)的切口氣缸中燃?xì)饴┤肭S箱的唯一通道是活塞環(huán)的切口，因此，切口的形狀和裝入氣缸后間隙的大小對(duì)漏氣量有一定程度的影響。閉口間隙：活塞環(huán)裝入氣缸后的切口間隙叫做閉口間隙。切口的形狀有：直切口、斜切口、搭切口三種。常用的是直切口。氣環(huán)的截面形狀（1）矩形環(huán)（2）扭曲環(huán)（3）桶面環(huán)（4）梯形環(huán)7.氣環(huán)的泵油作用氣缸的下部靠飛濺潤(rùn)滑。氣缸中、上部的潤(rùn)滑，是通過氣環(huán)的泵油作用來達(dá)到的。當(dāng)活塞下行時(shí)，氣環(huán)因慣性而貼靠在環(huán)槽的上側(cè)面，被氣環(huán)刮下的機(jī)油，聚積在氣環(huán)與油環(huán)槽的下方及氣環(huán)背面間隙內(nèi)，待活塞上行時(shí)，氣環(huán)則貼靠在環(huán)槽的下平面上，此時(shí)機(jī)油被擠壓在氣環(huán)的上側(cè)

面間隙內(nèi)。這樣活塞不斷地往返運(yùn)動(dòng)，形成機(jī)油從氣缸壁下部，曲折上升的泵油現(xiàn)象。頭幾道氣環(huán)的泵油作用，主要發(fā)生在進(jìn)氣和排氣過程中，而在壓縮和燃燒膨脹時(shí)，由于氣壓的作用，在活塞下行時(shí)，氣環(huán)仍貼靠在環(huán)槽的下平面，使泵油作用受到限制。油環(huán)的作用和結(jié)構(gòu)形式（1）油環(huán)的作用活塞與氣缸之間的摩擦靠飛濺的機(jī)油進(jìn)行潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油膜的厚度，是通過油環(huán)來控制的。當(dāng)活塞下行時(shí)，靠油環(huán)本身的彈力，時(shí)油環(huán)外圓面得刃口與氣缸面密貼，滑過氣缸面，刮下粘附在氣缸壁上多余的機(jī)油。為保證油環(huán)順利刮油，在油環(huán)背面及油環(huán)下方的活塞壁面上開有排油孔，使刮下的機(jī)油，直接流回油底殼。當(dāng)活塞上行時(shí)，油環(huán)外圓面的上邊緣倒角形成油楔，把機(jī)油均勻地分布在氣缸壁上。

上行布油，下行刮油。（2）油環(huán)的結(jié)構(gòu)形式油環(huán)分為普通油環(huán)和組合式油環(huán)兩種。普通油環(huán)一般是用合金鑄鐵制造的。在它的外圓住表面中間車削出一個(gè)油環(huán)嘴，并對(duì)它的上、下唇倒角。為使油環(huán)有較強(qiáng)的刮油能力，采用彈簧漲圈環(huán)。三、活塞銷活塞銷的功用是連接活塞和連桿小頭，將活塞承受的氣體壓力傳給連桿。活塞銷與活塞銷座孔以及連桿小頭襯套孔德配合有三種方式：（1）擺動(dòng)式：活塞銷固定在連桿小頭襯套內(nèi)，對(duì)于活塞銷座右相對(duì)的擺動(dòng)。（2）固定式活塞銷固定在銷座孔內(nèi)，對(duì)于連桿小頭襯套可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。（3）浮動(dòng)式

活塞銷在連桿小頭襯套內(nèi)和活塞銷座內(nèi)，都可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，圓柱面的磨損比較均勻。四、活塞組常見故障活塞頂面疲勞裂紋環(huán)與環(huán)槽的磨損活塞環(huán)己環(huán)岸的斷裂銷和銷座的疲勞裂紋活塞裙部磨損

第二節(jié)連桿組連桿組包括連桿（連桿體和連桿蓋）、連桿螺栓和連桿軸承。一、連桿連桿的作用連桿用來把活塞承受的氣體壓力傳遞給曲軸，同時(shí)把活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2.連桿的工作條件連桿在工作時(shí)承受著活塞傳來的氣體壓力、活塞運(yùn)動(dòng)的往復(fù)慣性力和曲軸對(duì)連桿的反作用力。要求具有足夠的強(qiáng)度和剛度。強(qiáng)度不足：導(dǎo)致連桿斷裂，打壞機(jī)體或其他零部件，造成嚴(yán)重事故。剛度不足：連桿大頭孔失圓，軸瓦的潤(rùn)滑油膜被破壞而使軸頸或軸瓦燒損、連桿彎曲，造成活塞與氣缸套偏磨、活塞環(huán)漏氣竄油等。3.連桿材料連桿應(yīng)采用強(qiáng)度、剛度和沖擊韌性均較高的材料制造。機(jī)車柴油機(jī)的連桿幾乎全部采用中碳合金鋼制造。4.連桿構(gòu)造連桿主要由連桿小頭、連桿桿身和連桿大頭三部分組成。（1）連桿小頭連桿小頭從小頭孔軸向看是一個(gè)近似的圓環(huán)與桿身連接。由于向下的壓力大于向上的力，因此連桿小頭孔寬帶常做成上部窄下部寬的結(jié)構(gòu)。

連桿小頭孔內(nèi)通常有一個(gè)壓配的襯套，其材料為鉛青銅或鋼背銅鉛錫合金層組成的雙金屬襯套，與活塞銷構(gòu)成一對(duì)摩擦副。機(jī)車柴油機(jī)連桿小頭多采用強(qiáng)制潤(rùn)滑，在連桿桿身內(nèi)鉆一個(gè)油道，使從曲軸的曲柄銷油孔內(nèi)來的壓力油經(jīng)此油道進(jìn)入連桿小頭襯套。還在連桿小頭頂部裝一個(gè)小噴嘴，利用壓力油噴到活塞頂?shù)酌鎭砝鋮s活塞。（2）連桿桿身?xiàng)U身的截面形狀一般采用工字型。（3）連桿大頭為使連桿能裝到曲軸上，連桿大頭是分開結(jié)構(gòu)；由連桿桿身大頭部分和連桿蓋合成為一個(gè)圓，用螺栓或螺釘裝配在一起。連桿大頭體與蓋的剖分面形式有兩種，一種為平切口，另一種為斜切口。二、V型柴油機(jī)連桿V型柴油機(jī)左、右兩列氣缸中，對(duì)應(yīng)的左缸和右缸的兩根連桿是裝在同一個(gè)曲柄銷上的。按連接方式的不同，V型柴油機(jī)連桿形式有下列三種：1.并列連桿兩根結(jié)構(gòu)形式完全一樣的連桿一前一后裝在一個(gè)曲柄銷上。優(yōu)點(diǎn)：兩列氣缸的活塞連桿組運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同，動(dòng)力性能一樣，連桿可以互換，因而便于生產(chǎn)和維修。缺點(diǎn)：兩列氣缸的中心線沿曲軸軸向要錯(cuò)開一段距離（錯(cuò)缸距），所以曲軸長(zhǎng)度、機(jī)體長(zhǎng)度要增加，剛度下降，機(jī)體的結(jié)構(gòu)和受力不對(duì)稱。2.主副連桿一列氣缸的每個(gè)連桿大頭直接裝在曲柄銷上，稱為“主連桿”；另一列氣缸的連桿裝在對(duì)應(yīng)的主連桿大頭的凸耳上，通過圓柱形粗銷壓入凸耳中連接起來，這種連桿稱為副連桿。優(yōu)點(diǎn)：柴油機(jī)整體長(zhǎng)度短，主連桿大頭剛度大，軸承承壓狀況好。缺點(diǎn)：連桿無互換性，副連桿對(duì)主連桿要產(chǎn)生附加作用力，而且左、右兩缸的活塞連桿組運(yùn)動(dòng)規(guī)律不一樣，兩缸的壓縮比不一致，燃燒過程不同。3.叉片式連桿同一曲柄銷上連接的兩根對(duì)應(yīng)連桿與氣缸中心線在同一平面內(nèi)。其中一個(gè)連桿的大頭做成叉形，稱為“叉形連桿”，另一個(gè)連桿的大頭做成片狀，插在叉形連桿的大頭叉形內(nèi)。優(yōu)點(diǎn)：兩列氣缸中活塞連桿組的運(yùn)動(dòng)規(guī)律一樣，動(dòng)力性能相同，不存在錯(cuò)缸距；缺點(diǎn)：叉形連桿大頭結(jié)構(gòu)和工藝復(fù)雜，剛度差受力變形較大。三、連桿軸瓦在連桿大頭孔內(nèi)裝有滑動(dòng)軸承，由于連桿大頭是剖分結(jié)構(gòu)，所以滑動(dòng)軸承也是兩塊分開的軸瓦，稱為連桿軸瓦。連桿上瓦：為受力瓦，為了保證上瓦的承載面積和油膜的承載能力，在工作面上一般不設(shè)油槽和油孔。連桿下瓦：為非受力瓦，在其工作面的中央設(shè)有一道油槽，槽內(nèi)分布有10個(gè)油孔。過盈量四、連桿螺栓連桿螺栓用于將連桿蓋與連桿體連接成一體。

第三節(jié)曲軸組曲軸組通常由曲軸、聯(lián)軸器、扭振減震器、傳動(dòng)齒輪和油封裝置等組成。一、曲軸曲軸的功用將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，活塞上的燃?xì)鈮毫νㄟ^連桿轉(zhuǎn)換為曲軸的扭轉(zhuǎn)力矩輸出，同時(shí)保證活塞在進(jìn)、排氣和壓縮沖程期間的運(yùn)動(dòng)，另外還要帶動(dòng)柴油機(jī)自身的一些附件如凸輪軸、配氣機(jī)構(gòu)、噴油泵、調(diào)速器、水泵等的運(yùn)轉(zhuǎn)。2.工作條件（1）受力復(fù)雜，容易產(chǎn)生疲勞破壞。（2）軸頸與軸承之間有強(qiáng)烈的摩擦和磨損。3.曲軸的材料常用的曲軸材料有兩種，一種為鋼，另一種為合金球墨鑄鐵。（1）鋼優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理和表面處理后有一定的疲勞強(qiáng)度，耐磨性較好。（2）合金球墨鑄鐵優(yōu)點(diǎn)：對(duì)應(yīng)力集中不敏感，耐磨性好，有較好的吸振性能，價(jià)廉，可澆鑄成合理的形狀，以有利于減輕重量和提高強(qiáng)度。缺點(diǎn)：強(qiáng)度低，剛度差，為保證剛度，曲軸尺寸必須做的很大，增加了曲軸的重量。4.曲軸的總體構(gòu)造課本39頁5.曲軸的分類（1）按主軸頸的數(shù)目分全支承式曲軸：在相鄰的兩個(gè)曲柄之間都設(shè)置有主軸頸的曲軸。非全支承式曲軸：（2）按結(jié)構(gòu)形式分整體式曲軸：曲軸的各組成部分鑄成為一根整體。組合式曲軸：曲軸各部分毛坯單獨(dú)鑄造，經(jīng)機(jī)械加工后再組合在一起的。3.按曲柄臂形式分曲柄式曲軸：一個(gè)曲柄上既有主軸頸和曲柄銷，也有曲柄臂的。盤形曲軸：只有主軸頸和曲柄銷，由主軸頸兼做曲柄臂的曲軸。6.曲軸的構(gòu)造（1）曲柄排列方式（2）曲柄結(jié)構(gòu)形式曲柄由主軸頸、曲柄銷和曲柄臂組成。二、聯(lián)軸器柴油機(jī)曲軸的功率輸出端（后端）要連接從動(dòng)機(jī)械，并帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，因此必須有一個(gè)聯(lián)軸器。聯(lián)軸器可以是剛性的，如法蘭盤，也可以是彈性的。彈性聯(lián)軸節(jié)的作用（1）可以起飛輪作用，并能均勻地傳遞扭矩。（2）減少曲軸與從動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)軸之間因不同心造成的振動(dòng)和噪音。（3）能緩和柴油機(jī)啟動(dòng)、變速和停車時(shí)對(duì)從動(dòng)機(jī)械的沖擊。（4）還可以改變曲軸軸系的扭振動(dòng)力性能，起一定的減振和避振的作用。2.彈性聯(lián)軸節(jié)的構(gòu)造采用徑向簧片式彈性聯(lián)軸節(jié)3.彈性聯(lián)軸節(jié)工作原理柴油機(jī)輸出扭矩的傳遞，是通過與曲軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)的花鍵軸來驅(qū)動(dòng)彈簧片，經(jīng)簧片組將扭矩傳遞到傳遞機(jī)械的轉(zhuǎn)軸上。由于是通過簧片組傳遞力矩，使得柴油機(jī)與從動(dòng)機(jī)械之間成為彈性聯(lián)結(jié)，起到了緩和沖擊的作用。當(dāng)曲軸軸系發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，簧片產(chǎn)生反復(fù)的反向變形，迫使聯(lián)軸器內(nèi)機(jī)油的流動(dòng)反復(fù)換向，因而產(chǎn)生較大的粘滯摩擦阻尼，同時(shí)由于簧片的變形，產(chǎn)生彈性反力矩，起到了一定的抑制扭振振幅的作用。三、減振器為避免曲軸產(chǎn)生強(qiáng)烈的扭振共振，對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性要求較高的機(jī)車柴油機(jī)都裝有減振器。減振器一般安裝在扭振振幅最大的曲軸自由端。根據(jù)減振原理的不同，減振器可分為兩類：動(dòng)力式減振器：依靠自身的動(dòng)力作用產(chǎn)生反力矩來抵制干擾力矩。在工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可對(duì)一定的扭振共振起抑制作用。阻尼式減振器：利用阻尼元件來吸外界加給曲軸的干擾力矩能量，以起到衰減振動(dòng)的目的。16V240ZJB型柴油機(jī)采用動(dòng)力式和阻尼式相結(jié)合的硅油簧片減振器，其中硅油起阻尼作用，簧片起動(dòng)力作用。減振器通過平鍵熱裝到曲軸的自由端。工作原理：當(dāng)柴油機(jī)曲軸發(fā)生扭振時(shí)，減振器隨曲軸一起扭擺，而慣性體由于沒有剛性約束，仍按慣性保持等速轉(zhuǎn)動(dòng)，因此與減振器產(chǎn)生相對(duì)位移，使簧片產(chǎn)生彎曲變形，并使黏度極大地硅油層受到剪切，同時(shí)彈簧片變形產(chǎn)生的彈性反力矩也迫使硅油運(yùn)動(dòng)。于是產(chǎn)生了與振動(dòng)方向相反的硅油粘滯阻力矩和彈簧片的彈性阻力矩，從而抑制和減弱了曲軸系統(tǒng)的扭振，使扭振振幅減小，曲軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力降低。這時(shí)干擾力矩加給曲軸軸系的一部分扭振能量轉(zhuǎn)換為熱能，并通過硅油和減振器體、蓋向外散逸。四、曲軸組其它零件傳動(dòng)齒輪曲軸要帶動(dòng)柴油機(jī)的附件如凸輪軸、水泵、油泵等一起運(yùn)轉(zhuǎn)，因此必須有一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。最常用的傳動(dòng)裝置是齒輪傳動(dòng)裝置。驅(qū)動(dòng)凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪稱為正時(shí)齒輪，驅(qū)動(dòng)冷卻水泵和機(jī)油泵的齒輪稱為傳動(dòng)齒輪。2.油封裝置為了防止?jié)櫥脱厍S前后端漏到機(jī)體外面，通常在曲軸的前、后端軸段上設(shè)置油封裝置。3.曲軸的軸向定位裝置柴油機(jī)工作時(shí)受到從動(dòng)機(jī)械和傳動(dòng)裝置的軸向力作用，會(huì)引起曲軸沿軸向竄動(dòng)，所以必須對(duì)曲軸進(jìn)行軸向定位。機(jī)車柴油機(jī)的止推軸瓦一般設(shè)在最末位主軸頸上，如16V240ZJB型柴油機(jī)止推軸瓦在第九位主軸頸上。五、曲軸組常見故障曲軸的常見損壞形式主要是兩類：一是軸頸磨損，二是疲勞裂紋。第三章主要固定件柴油機(jī)主要固定件包括機(jī)體、氣缸套和氣缸蓋。第一節(jié)機(jī)體機(jī)體由氣缸體、上、下曲軸箱或油底殼組成。一、機(jī)體的功用和工作條件作用：構(gòu)成了柴油機(jī)的骨架是所有零部件的安裝基礎(chǔ)。形成油、水、氣的通道工作條件：承受氣體壓力、運(yùn)動(dòng)件的慣性力、緊固零部件的螺栓預(yù)緊力。所以要求機(jī)體具有足夠的強(qiáng)度和剛度。二、機(jī)體的材料鑄鐵鑄鐵機(jī)體一般是整體鑄造成型。優(yōu)點(diǎn)：成本低，工藝性好，減振性好，對(duì)應(yīng)力集中不明顯。缺點(diǎn)：重量大。2.鋼鋼制機(jī)體可以是整體鑄造成型，也可以是完全用鋼板焊接成型，也有一部分為鑄造，另一部分為焊接的鑄焊組合式結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高，材料的彈性摸量大，重量輕。缺點(diǎn)：鑄造性能較差，造價(jià)高，全焊接機(jī)體剛度不足，焊接工藝復(fù)雜。3.鋁合金鋁合金機(jī)體多為整體鑄造成型。優(yōu)點(diǎn)：重量輕，導(dǎo)熱性好。缺點(diǎn)：強(qiáng)度、剛度較差。機(jī)車柴油機(jī)的機(jī)體全都是采用鑄鐵或鋼制造的。三、機(jī)體的結(jié)構(gòu)形式按照主軸承（蓋）的安裝形式，機(jī)體可分為下列幾種形式：正置曲軸機(jī)體主軸承座在下曲軸箱上，主軸承蓋正扣，曲軸箱下面必須是機(jī)座。2.懸掛曲軸機(jī)體主軸承座設(shè)在上曲軸箱的橫臂上，曲軸懸掛在曲軸箱內(nèi)，主軸承蓋倒扣在主軸承座上。曲軸箱下面可以是機(jī)座，也可以是重量佷輕的油底殼。3.隧道式機(jī)體有些柴油機(jī)機(jī)體的上、下曲軸箱不剖分開，主軸承蓋和主軸承座做成一個(gè)整體，稱為隧道式機(jī)體。四、機(jī)車柴油機(jī)機(jī)體機(jī)車柴油機(jī)常用的機(jī)體形式有三種：機(jī)座式懸掛曲軸機(jī)體油底殼型懸掛曲軸機(jī)體隧道式機(jī)體機(jī)車柴油機(jī)由于要安裝到內(nèi)燃機(jī)車上，在機(jī)體上一般都設(shè)有支承裝置。例如16V240ZJB型柴油機(jī)用機(jī)體側(cè)下方的四個(gè)彈性支承安裝到機(jī)車車架上。采用彈性支承可消除或緩和機(jī)車車架與柴油機(jī)之間振動(dòng)的干擾和相互間影響。防爆安全閥16V240ZJB型柴油機(jī)曲軸箱左側(cè)的7個(gè)檢查孔蓋上設(shè)有防爆安全閥。當(dāng)曲軸箱內(nèi)氣體壓力超過一定值時(shí)，防爆安全閥自動(dòng)開啟，排出氣體，防止爆炸。差示壓力計(jì)

第二節(jié)氣缸套一、氣缸套的功用和工作條件1.作用：（1）氣缸與活塞、氣缸蓋組成燃燒室空間。（2）氣缸套內(nèi)壁對(duì)活塞起導(dǎo)向作用。2.工作條件：（1）承受很大的氣體壓力和活塞側(cè)壓力。（2）內(nèi)、外壁溫差大、軸向溫度也較大。（3）氣缸套內(nèi)壁磨損較大。二、氣缸套材料氣缸套一般采用合金鑄鐵制造，即在優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵中加入合金元素，使鑄鐵的機(jī)械強(qiáng)度提高，更加耐磨，以適應(yīng)氣缸套高溫、高壓、高的表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度以及潤(rùn)滑不良的工作條件。三、氣缸套結(jié)構(gòu)形式氣缸套的內(nèi)表面為圓筒形狀，缸徑為240毫米，表面為鏡面并進(jìn)行電火花淬火等處理。常用的氣缸套有干式缸套和濕式缸套兩種。干式缸套干式缸套外壁不直接與冷卻水接觸。2.濕式缸套在氣缸套外壁有冷卻水腔。四、氣缸套的常見故障氣缸套的磨損氣缸套的穴蝕第三節(jié)氣缸蓋一、氣缸蓋的功用和工作條件1.功用：（1）密封氣缸的上平面，并與活塞頂部及氣缸套一起形成封閉的燃燒空間。（2）內(nèi)部形成進(jìn)、排氣道與冷卻水道；安裝進(jìn)、排氣門，噴油器以及氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。2.工作條件：受到氣體壓力和將氣缸蓋裝在機(jī)體上的缸蓋螺栓預(yù)緊力。二、氣缸蓋材料鑄鐵優(yōu)點(diǎn)：鑄造性能好，熱強(qiáng)度高，熱膨脹系數(shù)小，價(jià)格低廉。缺點(diǎn)：導(dǎo)熱性能差。2.鋼優(yōu)點(diǎn)：熱強(qiáng)度高。缺點(diǎn)：熔點(diǎn)高，流動(dòng)性差，收縮大，不易澆鑄成復(fù)雜的形狀。3.鑄鋁優(yōu)點(diǎn)：導(dǎo)熱系數(shù)大，熔點(diǎn)低，流動(dòng)性好，可鑄成任意復(fù)雜的形狀。缺點(diǎn)：強(qiáng)度低，塑性變形大，氣缸的密封性差，價(jià)格昂貴。機(jī)車柴油機(jī)的氣缸蓋一般都用合金鑄鐵或球墨鑄鐵。三、氣缸蓋的結(jié)構(gòu)形式整體式柴油機(jī)機(jī)體上幾個(gè)氣缸共用一個(gè)氣缸蓋。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，零部件數(shù)量少，適合用于中、小型柴油機(jī)。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)受力不勻，密封性差，產(chǎn)生漏氣現(xiàn)象。2.單體式每個(gè)氣缸單獨(dú)用一個(gè)氣缸蓋。優(yōu)點(diǎn)：密封性好，壓力分布均勻，便于制造維修，具有通用性和互換性，有利于產(chǎn)品的系列化、通用化。缺點(diǎn)：零部件數(shù)量多，柴油機(jī)缸心距大，整體長(zhǎng)度加大。機(jī)車柴油機(jī)一般均采用一缸一蓋的單體式氣缸蓋結(jié)構(gòu)。四、氣缸蓋螺栓用來緊固氣缸蓋和氣缸體的連接件。五、氣缸蓋與機(jī)體間的密封在氣缸蓋和氣缸套與機(jī)體之間，必須采取密封措施。否則即使少量的漏氣也會(huì)引起氣缸蓋螺栓過熱而使預(yù)緊力下降，造成進(jìn)一步的漏氣和漏水。所以在氣缸蓋下面一般都有氣缸蓋墊片，在螺栓預(yù)緊力的作用下，壓緊而起密封作用。氣缸墊片有時(shí)還有另外一個(gè)作用，即通過調(diào)整它的厚度來調(diào)整氣缸內(nèi)的壓縮間隙，使壓縮比符合柴油機(jī)設(shè)計(jì)的規(guī)定值。六、氣缸蓋的常見故障氣缸蓋在工作時(shí)的常見故障是熱疲勞裂紋。

第四節(jié)油底殼

油底殼的功用是儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，它是一個(gè)薄殼形的非承載式焊接結(jié)構(gòu)。用8毫米厚的鋼板圍成油底殼的主體。在油底殼的上部設(shè)有濾網(wǎng)，它有兩個(gè)作用：一是使流回油底殼的機(jī)油泡沫經(jīng)過濾網(wǎng)后消除，以免影響機(jī)油泵的泵油效率，二是當(dāng)軸承合金有剝離、緊固件松脫或其它零件破損時(shí)，掉在濾網(wǎng)上，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)。為了檢查油底殼機(jī)油量的多少，在油底殼兩側(cè)中部均設(shè)有油標(biāo)尺的安裝座孔，座內(nèi)安裝一根深入油底殼內(nèi)的管子，管內(nèi)裝有油標(biāo)尺，以檢查油底殼的儲(chǔ)油量。第五節(jié)連接箱泵支承箱一、連接箱連接箱的作用是把機(jī)體和牽引發(fā)電機(jī)的定子連接在一起，成為柴油機(jī)—發(fā)電機(jī)組。在連接箱的一端呈五邊形的結(jié)合面與柴油機(jī)機(jī)體后端面用螺栓固定。另一端設(shè)有與牽引發(fā)電機(jī)相連的圓形法蘭。箱體內(nèi)裝有彈性聯(lián)軸節(jié)和盤車機(jī)構(gòu)。盤車機(jī)構(gòu)：人為地使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置，稱為盤車機(jī)構(gòu)。二、泵支承箱

泵支承箱用來安裝主機(jī)油泵和水泵以及機(jī)油、燃油精濾器等部件。

第六節(jié)曲軸箱的防護(hù)裝置一、差示壓力計(jì)差示壓力計(jì)裝在動(dòng)力室后墻壁上，它是用來測(cè)試曲軸箱壓力，并且當(dāng)曲軸箱壓力升高到一定限度時(shí)，使柴油機(jī)自動(dòng)停機(jī)的一種安全保護(hù)裝置。二、防爆安全閥在曲軸箱左側(cè)7個(gè)檢查孔蓋上均設(shè)有防爆安全閥。當(dāng)曲軸箱內(nèi)壓力超過一定值時(shí)，防爆安全閥自動(dòng)開放，排出壓力氣體，防止爆炸。第四章配氣機(jī)構(gòu)及進(jìn)排氣系統(tǒng)

第一節(jié)配氣機(jī)構(gòu)作用：

配氣機(jī)構(gòu)是柴油機(jī)換氣過程的控制機(jī)構(gòu)。它的作用是根據(jù)柴油機(jī)氣缸的發(fā)火順序和配氣相位，適時(shí)地開啟進(jìn)、排氣門，并與進(jìn)排氣系統(tǒng)相配合，保證柴油機(jī)各氣缸盡量干凈地排出廢氣，盡可能多地進(jìn)入新鮮空氣。形式：柴油機(jī)采用的配氣機(jī)構(gòu)的形式有氣孔式、氣孔—?dú)忾T式和氣門式三種。四沖程柴油機(jī)廣泛采用氣門式配氣機(jī)構(gòu)；二沖程柴油機(jī)則多采用氣孔式配氣機(jī)構(gòu)，利用活塞運(yùn)動(dòng)控制氣缸的開閉來實(shí)現(xiàn)換氣。有些二沖程柴油機(jī)進(jìn)氣靠氣缸上的氣孔，排氣則利用氣缸蓋上的氣門，稱為氣孔—?dú)忾T式配氣機(jī)構(gòu)。一、氣門配氣機(jī)構(gòu)的布置和傳動(dòng)氣門式配氣機(jī)構(gòu)的形式有許多種，按氣門的布置位置可分為頂置式氣門和側(cè)置式氣門；按凸輪軸的位置可分為上置式凸輪軸和下置式凸輪軸；按曲軸與凸輪軸之間傳動(dòng)方式可分為齒輪傳動(dòng)式與鏈條傳動(dòng)式；按每氣缸氣門數(shù)目可分為二氣門、四氣門，甚至更多的氣門配氣機(jī)構(gòu)。氣門布置有頂置式氣門和側(cè)置式氣門頂置式氣門配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣門都裝在氣缸蓋上。氣門開啟過程如下：凸輪軸由曲軸通過齒輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，凸輪的尖端頂起挺柱、推桿和調(diào)整螺釘，使杠桿式的搖臂壓緊氣門的桿端，壓縮氣門彈簧，使氣門下行而開啟。氣門關(guān)閉過程如下：當(dāng)凸輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，在氣門彈簧恢復(fù)力的作用下，氣門上升關(guān)閉，并推動(dòng)搖臂反向轉(zhuǎn)動(dòng)壓回推桿和挺柱。側(cè)置式氣門配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣門都裝在機(jī)體上氣缸體的一側(cè)。其動(dòng)作過程與頂置式氣門機(jī)構(gòu)類似。2.凸輪軸的布置凸輪軸的布置有上置式凸輪軸和下置式凸輪軸兩種。頂置式氣門配氣機(jī)構(gòu)的凸輪軸可以上置或下置，側(cè)置式氣門配氣機(jī)構(gòu)的凸輪軸只能下置。上置式凸輪軸布置在氣缸蓋上，凸輪直接驅(qū)動(dòng)或通過橫臂驅(qū)動(dòng)氣門桿上端。下置式凸輪軸布置在氣缸蓋下方，一般裝在機(jī)體內(nèi)。機(jī)車柴油機(jī)多為V型柴油機(jī)，都是頂置式氣門、下置式凸輪軸。凸輪軸布置在機(jī)體的兩側(cè)，即兩根凸輪軸，每列氣缸用一根，這樣布置的凸輪軸易于維修。3.凸輪軸的傳動(dòng)從曲軸到凸輪軸的傳動(dòng)方式有兩種：齒輪式傳動(dòng)和鏈條式傳動(dòng)。機(jī)車柴油機(jī)中都采用齒輪式傳動(dòng)。由曲軸帶動(dòng)的正時(shí)齒輪在柴油機(jī)自由端，即通過一組齒輪來驅(qū)動(dòng)一根或兩根凸輪軸，使曲軸與凸輪軸的速比為2：1.

4.氣門數(shù)目及布置氣門數(shù)目影響到每循環(huán)進(jìn)、排氣量。壓力一定時(shí)，氣門數(shù)目多，循環(huán)進(jìn)氣量大。四沖程柴油機(jī)的氣缸直徑都大于150毫米，幾乎都采用四氣門機(jī)構(gòu)。氣門的布置主要與氣缸蓋內(nèi)氣道的標(biāo)準(zhǔn)形式有關(guān)，可分為兩種：（1）串聯(lián)氣道（2）并聯(lián)氣道二、配氣機(jī)構(gòu)的組成分為氣門機(jī)構(gòu)和氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)氣門機(jī)構(gòu)氣門機(jī)構(gòu)的零件有：氣門、氣門導(dǎo)管、氣門座、氣門彈簧、鎖夾等。（1）氣門

用來控制氣缸蓋上進(jìn)氣道和排氣道的開啟和關(guān)閉。要求氣門耐熱、耐磨，氣門與氣門座圈密封性好。柴油機(jī)的進(jìn)氣門一般采用普通合金鋼，排氣門采用耐熱合金鋼。氣門由氣門頭部和桿部組成。氣門頭部的形狀有三種，即平頂氣門、凹頂氣門和凸頂氣門。氣門桿為圓柱形截面，它在氣門導(dǎo)管中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，表面經(jīng)過磨光，以提高耐磨性，桿的端部為安裝氣門鎖夾的縮頸。（2）氣門導(dǎo)管

氣門導(dǎo)管的作用是在氣門作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)為其導(dǎo)向，使氣門與氣門座正確配合，并傳導(dǎo)氣門的部分熱量到冷卻介質(zhì)。

（3）氣門座

氣門座是氣門座合面的支承面，與氣門頭部一起配合構(gòu)成對(duì)氣缸的密封，并傳導(dǎo)氣門頭部的部分熱量。目前國(guó)內(nèi)機(jī)車柴油機(jī)的進(jìn)排氣門均鑲有氣門座圈。（4）氣門彈簧

氣門彈簧的功用是保證氣門與氣門座緊密配合，并防止氣門在開啟過程中因氣門、挺柱、推桿等運(yùn)動(dòng)件慣性力作用而產(chǎn)生彼此脫開現(xiàn)象，它還是氣門關(guān)閉時(shí)主動(dòng)力的來源。因此，氣門彈簧應(yīng)具有足夠大的彈力，安裝到機(jī)構(gòu)上時(shí)應(yīng)有足夠大的預(yù)緊力，以避免柴油機(jī)振動(dòng)引起氣門彈跳，破壞了氣門的密封性。

氣門彈簧為圓柱形螺旋彈簧，通過氣門桿尾端的氣門彈簧盤和鎖夾連接到氣門上。機(jī)車柴油機(jī)上一個(gè)氣門有時(shí)采用兩根氣門彈簧同心安裝，并且粗細(xì)不同，旋向相反，目的是利用兩根彈簧自振頻率的不一致來防止共振，并且其中一根彈簧折斷時(shí)，另一根彈簧還可繼續(xù)工作，同時(shí)還可減少?gòu)椈傻目傮w高度。旋向相反是為了避免工作時(shí)折斷的彈簧卡入另一彈簧圈內(nèi)。2.氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)氣門驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)零件有挺柱、推桿、搖臂、氣門橫臂和凸輪軸等。（1）挺柱

挺柱的作用是將凸輪的推力通過推桿、搖臂傳到氣門。挺柱一般安裝在氣缸體一側(cè)圓柱形座孔內(nèi)，挺柱的底面隨凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而升起或降落，因此要求挺柱表面耐磨，有足夠的硬度。挺柱的結(jié)構(gòu)形式有平面挺柱和滾子挺柱兩種。（2）推桿

用它來傳遞從凸輪經(jīng)過挺柱傳來的推力。推桿一般為空心直圓鋼管，推桿兩端有不同形狀的端頭，上端頭一般為凹球窩，氣門搖臂上調(diào)節(jié)螺釘?shù)那蝮w頭部落座其中，下端頭與挺柱配合，一般也為球窩，與挺柱上球體頭部配合。（3）搖臂與氣門橫臂搖臂是推桿與氣門之間的傳動(dòng)零件，與推桿配合工作。它的作用是將推桿傳來的推力改變方向后傳給氣門桿端部，使氣門開啟。

氣門橫臂是四氣門機(jī)構(gòu)中使一根搖臂能驅(qū)動(dòng)兩個(gè)同名氣門同時(shí)開啟和關(guān)閉而設(shè)的機(jī)構(gòu)，是裝在搖臂與氣門之間的“T”字形橫臂。（4）凸輪軸是配氣機(jī)構(gòu)中起決定作用的元件，它控制各氣缸氣門開啟關(guān)閉是否正確和準(zhǔn)時(shí)。

16V240ZJB型柴油機(jī)的一根凸輪軸是分成四段制造，然后用螺栓連接在一起的。凸輪和凸輪軸一般也做成一體，每個(gè)氣缸至少有一個(gè)進(jìn)氣凸輪，一個(gè)排氣凸輪，對(duì)于采用單體式噴油泵的柴油機(jī)，凸輪軸對(duì)應(yīng)每氣缸還有一個(gè)油泵凸輪。三、氣門間隙及其調(diào)整柴油機(jī)工作時(shí)氣門的溫度很高，受熱膨脹后長(zhǎng)度增加，氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)也會(huì)因溫度升高而膨脹。若傳動(dòng)鏈中各零件的結(jié)合面都密貼無隙，則只有氣門可以向氣缸內(nèi)伸長(zhǎng)，即造成氣門在高溫下自動(dòng)開啟的情況。這樣一來氣門座合面就會(huì)積碳、漏氣，使柴油機(jī)功率下降，燃燒過程惡化，甚至可能造成氣門被燒損的事故。因此配氣機(jī)構(gòu)在冷機(jī)時(shí)必須預(yù)留一定的間隙，通常稱為氣門冷態(tài)間隙。間隙太小，不能保證氣門在非開啟情況下緊密閉合；間隙太大，會(huì)使氣門關(guān)閉和開啟時(shí)造成嚴(yán)重沖擊，產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪音，同時(shí)還會(huì)加速氣門座合面的磨損，影響進(jìn)排氣的質(zhì)量。在裝配時(shí)或運(yùn)用了一個(gè)時(shí)期之后，必須對(duì)氣門間隙在冷機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行檢查和調(diào)整。氣門間隙的調(diào)整必須在氣門關(guān)閉時(shí)進(jìn)行，因?yàn)橹挥羞@時(shí)才有間隙存在。

16V240ZJB型柴油機(jī)的氣門冷態(tài)間隙是指冷機(jī)狀態(tài)下氣門橫臂頂面與壓球座之間的預(yù)留間隙。進(jìn)氣門為0.4毫米，排氣門為0.5毫米。調(diào)整時(shí)松開搖臂和橫臂上的調(diào)整螺釘及鎖緊螺母，將測(cè)量片或塞尺插入氣門橫臂頂面與壓球座之間，旋動(dòng)氣門間隙調(diào)整螺釘，直至橫臂頂面與測(cè)量片接觸，并以手能自由移動(dòng)測(cè)量片為準(zhǔn)，然后擰緊螺母。四、配氣機(jī)構(gòu)常見故障1.排氣門燒損2.氣門座合面磨損3.氣門頭破裂4.氣門斷裂5.氣門桿卡滯6.凸輪工作面損壞第二節(jié)進(jìn)排氣系統(tǒng)

16V240ZJB型柴油機(jī)的進(jìn)、排氣系統(tǒng)主要由兩臺(tái)空氣濾清器、兩臺(tái)廢氣渦輪增壓器、兩臺(tái)空氣中間冷卻器、進(jìn)氣穩(wěn)壓箱、排氣總管、進(jìn)、排氣支管等組成。進(jìn)、排氣系統(tǒng)的作用是向氣缸內(nèi)供給充足、清潔的空氣，同時(shí)盡可能干凈地排出氣缸中燃燒膨脹后的廢氣，并將廢氣的能量充分地加以利用，以提高柴油機(jī)的進(jìn)氣壓力。16V240ZJB型柴油機(jī)的進(jìn)、排氣通路：一、進(jìn)氣通路：大氣

空氣濾清器渦輪增壓器的壓氣機(jī)擴(kuò)散通道空氣中間冷卻器收斂通道進(jìn)氣穩(wěn)壓箱進(jìn)氣支管各氣缸蓋進(jìn)氣道進(jìn)氣門氣缸。二、排氣通路：氣缸排氣門各氣缸蓋排氣道排氣支管排氣總管渦輪增壓器的渦輪排煙道大氣。一、進(jìn)、排氣管機(jī)車柴油機(jī)絕大多數(shù)為V型柴油機(jī)，一般都利用V型夾角中間的空間來安裝進(jìn)氣管或排氣管，或是進(jìn)、排氣管都放在V型夾角上方空間。16V240ZJB型柴油機(jī)的進(jìn)、排氣總管都布置在V型夾角上方，其中進(jìn)氣總管利用了機(jī)體V型夾角內(nèi)的部分空間，排氣總管則在其上方。16V240ZJB型柴油機(jī)的排氣管是分段焊接而成，而各段之間用螺栓連接。由于排氣管直接與高溫廢氣接觸，因此采用耐熱合金鋼制造。為適應(yīng)排氣管受熱伸長(zhǎng)且兩端接在兩臺(tái)渦輪增壓器上不允許總長(zhǎng)發(fā)生變化的要求，每?jī)啥沃g的連接采用波紋管。二、空氣濾清器空氣濾清器的功用是清除空氣中的灰塵和雜質(zhì)，將清潔的空氣送入氣缸內(nèi)，減少由于進(jìn)氣空氣帶進(jìn)的機(jī)械雜質(zhì)對(duì)活塞、氣缸套、進(jìn)氣門等組件的磨損?？諝鉃V清器的濾清方法主要有三種。第一種稱為慣性法，它利用空氣中所含塵土和雜質(zhì)的比重比空氣比重大的特點(diǎn)，當(dāng)氣缸吸入空氣時(shí)，引導(dǎo)氣流急劇旋轉(zhuǎn)，由于離心力的作用，使較重的物質(zhì)自動(dòng)地從空氣中甩出或分離出去。第二種稱為油浴法，它是使濾清的空氣通過油液進(jìn)行清洗。第三種稱為過濾法，即通過引導(dǎo)氣流經(jīng)過濾芯，使塵土和雜質(zhì)被隔離或黏附在濾芯上，達(dá)到濾清的目的。濾芯有金屬絲網(wǎng)和紙質(zhì)濾芯等幾種。

16V240ZJB型柴油機(jī)采用“旋風(fēng)—鋼板網(wǎng)”復(fù)式空氣濾清器，分成兩級(jí)來濾清。第一級(jí)是慣性法過濾，采用旋風(fēng)除塵器；第二級(jí)是過濾法濾清，采用板式濾網(wǎng)。一共有四組旋風(fēng)除塵器，每組由箱體、旋風(fēng)除塵器單體、集塵袋組成。

箱體上按上、中、下三排安裝著21個(gè)旋風(fēng)除塵器單體，構(gòu)成空氣濾清器的第一級(jí)，裝在機(jī)車車體側(cè)墻上。當(dāng)含有雜質(zhì)的空氣流過旋風(fēng)除塵器體時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)葉片的作用，空氣被迫作螺旋運(yùn)動(dòng)，空氣中雜質(zhì)由于質(zhì)量較大，在離心力的作用下被分離出來，落入集塵袋中，干凈的空氣從出風(fēng)口去往鋼板網(wǎng)濾清器。鋼板網(wǎng)濾清器組是空氣濾清器的第二級(jí)，它和旋風(fēng)除塵器之間是串聯(lián)關(guān)系。每一鋼板網(wǎng)濾清器由四個(gè)相同的濾網(wǎng)元件組成，它裝在同一個(gè)框架內(nèi)。每一濾網(wǎng)元件又由六片鋼板網(wǎng)構(gòu)成，濾網(wǎng)元件的兩側(cè)為兩片粗濾網(wǎng)，中間四片為細(xì)濾網(wǎng)。組裝時(shí)相鄰兩片網(wǎng)按魚眼方向相互錯(cuò)開疊放，空氣流過濾網(wǎng)時(shí)只能曲折流動(dòng)，這樣可提高過濾效果。最后，過濾后的空氣經(jīng)帆布軟管進(jìn)入增壓器的壓氣機(jī)。第三節(jié)柴油機(jī)增壓與廢氣渦輪增壓器一、柴油機(jī)增壓所謂增壓就是利用增壓器把進(jìn)入柴油機(jī)的空氣預(yù)先進(jìn)行壓縮，是在柴油機(jī)進(jìn)氣過程中充入氣缸內(nèi)的空氣量增大。由于充入氣缸的空氣量增大，氣缸里就可以噴入更多的柴油，并得到充分燃燒，從而發(fā)出更大的功率。因此。增壓是提高柴油機(jī)功率、改善柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性的有效途徑。二、廢氣渦輪增壓器的總體結(jié)構(gòu)及型號(hào)

45GP802型廢氣渦輪增壓器主要由渦輪進(jìn)、出氣殼、噴嘴環(huán)、渦輪、轉(zhuǎn)子軸、壓氣機(jī)工作輪、導(dǎo)風(fēng)輪、葉輪罩、擴(kuò)壓器、蝸殼、導(dǎo)流殼、軸承和密封裝置等組成。渦輪進(jìn)氣殼對(duì)廢氣起導(dǎo)流作用。它的一端與柴油機(jī)排氣總管相連接；另一端與渦輪出氣殼相連接。渦輪出氣殼用作渦輪增壓器的支架；噴嘴環(huán)安裝在渦輪進(jìn)氣殼和出氣殼之間。渦輪工作輪有工作葉片和輪盤組成，葉片采用扭轉(zhuǎn)葉型。

渦輪工作輪和壓氣機(jī)工作輪安裝在同一根轉(zhuǎn)子軸上，并成為一個(gè)整體，稱為渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子是高速回轉(zhuǎn)的部件。壓氣機(jī)葉輪由導(dǎo)風(fēng)輪和工作輪兩部分組成，導(dǎo)風(fēng)輪在前，工作輪在后。壓氣機(jī)采用單級(jí)離心式壓氣機(jī)，即空氣沿軸向流入而沿徑向流出。擴(kuò)壓器是將工作葉輪流出的高速空氣流的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成壓力能。

渦輪機(jī)是將柴油機(jī)排出的廢氣中能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的一種葉片式動(dòng)力機(jī)械，用來驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。按燃?xì)庠跍u輪中流動(dòng)方向的不同，渦輪機(jī)可分為軸流式和徑流式兩種。徑流式渦輪機(jī)用于小流量的增壓器中，軸流式渦輪則用于大流量的增壓器中。軸流式渦輪機(jī)中燃?xì)獾牧鲃?dòng)方向與轉(zhuǎn)子軸軸線方向一致，機(jī)車柴油機(jī)的增壓器都采用單級(jí)軸流式渦輪機(jī)。45GP802型渦輪增壓器采用內(nèi)置式滑動(dòng)軸承。所謂內(nèi)置式軸承就是將兩個(gè)軸承設(shè)在渦輪和壓氣機(jī)葉輪之間，其中一個(gè)是止推軸承設(shè)在壓氣機(jī)端；另一個(gè)為徑向支承軸承設(shè)在渦輪端。型號(hào)：書81頁三、廢氣渦輪增壓器的工作原理目前，柴油機(jī)普遍采用廢氣渦輪增壓。廢氣渦輪增壓是指柴油機(jī)和渦輪增壓器聯(lián)合工作，增壓器的渦輪在柴油機(jī)廢氣的推動(dòng)下工作，而柴油機(jī)燃燒所需要的空氣則由增壓器的壓氣機(jī)供給。渦輪增壓器由裝在同一根軸上的渦輪和壓氣機(jī)組成。柴油機(jī)排氣管連接到渦輪增壓器的渦輪進(jìn)氣殼上。柴油機(jī)排出的具有高溫、高壓的廢氣，經(jīng)渦輪進(jìn)氣殼進(jìn)入噴嘴環(huán)。由于噴嘴環(huán)的形狀做成進(jìn)口大、出口小，因而廢氣的壓力和溫度下降，而速度卻迅速提高。這個(gè)高速的廢氣氣流，按照一定的方向流入渦輪，使渦輪高速旋轉(zhuǎn)。廢氣的壓力、溫度和速度越高，渦輪轉(zhuǎn)的越快。通過渦輪的廢氣最后排入大氣。

因?yàn)闇u輪與壓氣機(jī)葉輪固裝在同一根轉(zhuǎn)子軸上，所以壓氣機(jī)葉輪也與渦輪以相同的速度旋轉(zhuǎn)，將經(jīng)空氣濾清器濾清的空氣吸入壓氣機(jī)殼。高速旋轉(zhuǎn)的壓氣機(jī)葉輪把空氣甩向葉輪的外緣，使其速度和壓力增加，并進(jìn)入擴(kuò)壓器。擴(kuò)壓器的形狀做成進(jìn)口小出口大，因此，氣流的速度下降壓力升高，再通過斷面由小到大的壓氣機(jī)蝸殼，使空氣氣流的壓力繼續(xù)提高。壓力空氣經(jīng)柴油機(jī)進(jìn)氣管進(jìn)入氣缸與柴油混合燃燒，從而保證柴油機(jī)發(fā)出更大的功率。渦輪增壓器的工作于柴油機(jī)本身沒有任何機(jī)械聯(lián)系，它不僅不消耗柴油機(jī)的有效功率，而且還能有效地利用廢氣的能量實(shí)現(xiàn)增壓，以提高柴油機(jī)功率。因此，它是最常用的增壓方式。目前，機(jī)車柴油機(jī)多采用渦輪增壓。四、廢氣渦輪增壓器常見故障壓氣機(jī)喘振增壓壓力下降增壓壓力過高4.增壓器強(qiáng)烈振動(dòng)

第四節(jié)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)主要形式一、恒壓渦輪增壓系統(tǒng)恒壓渦輪增壓是指渦輪前的廢氣壓力基本恒定。柴油機(jī)工作時(shí)各缸輪流排氣，排氣過程中廢氣的壓力是極不穩(wěn)定的，即使對(duì)一個(gè)氣缸來說也是如此。開始排氣時(shí)廢氣壓力極高，排氣快結(jié)束時(shí)則壓力很低。為使進(jìn)入渦輪機(jī)的廢氣壓力基本保持恒定，以使渦輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，可以將各氣缸的排氣支管連接到一根較粗大的排氣總管中，使廢氣壓力在排氣總管中均勻恒定后再進(jìn)入渦輪機(jī)。二、變壓渦輪增壓系統(tǒng)為了充分利用廢氣中能量，有些柴油機(jī)采用變壓渦輪增壓。它一般是將氣缸分成若干組，同一組中幾個(gè)氣缸的排氣管是連通的，與其它氣缸的排氣管不連通。由于每根排氣管連接的氣缸數(shù)目較少，排氣管可以做的比較細(xì)，將它直接通到渦輪機(jī)膨脹環(huán)入口處。這樣，在氣缸開始排氣后不久，排氣管內(nèi)廢氣壓力迅速提高，并接近于氣缸內(nèi)廢氣壓力。排氣的脈沖能量可以被有效地利用來驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)，從而提高了廢氣能量的利用率。當(dāng)廢氣流入渦輪后，排氣管內(nèi)壓力迅速下降，直到同一組中另一氣缸排氣時(shí)，該排氣管內(nèi)壓力又再次迅速升高，然后迅速降低，從而形成排氣管內(nèi)壓力的周期性脈動(dòng)。所以這種渦輪是在進(jìn)口處廢氣壓力有較大波動(dòng)的情況下工作的，故稱為變壓渦輪增壓，又稱脈沖渦輪增壓。變壓渦輪增壓由于利用了柴油機(jī)排氣的壓力波能量，而且由于排氣管體積小，對(duì)壓力波動(dòng)的響應(yīng)快，減少了節(jié)流損失，故能量利用率較高。

第五章燃料供給系統(tǒng)第一節(jié)柴油機(jī)燃料的主要性能熱值：1kg柴油完全燃燒后所放出的熱量稱為柴油的熱值。熱值有高熱值和低熱值。高熱值包括了燃燒產(chǎn)物中水蒸氣具有的潛熱，這部分潛熱只有當(dāng)水蒸氣凝結(jié)時(shí)才有可能利用。低熱值不包括這部分潛熱。

柴油根據(jù)其黏度和比重的不同，可分為輕柴油和重柴油兩類。中高速柴油機(jī)多用輕柴油，大型低速柴油機(jī)一般用重柴油。機(jī)車柴油機(jī)都采用輕柴油。下面說明柴油質(zhì)量指標(biāo)中幾種較重要的性能指標(biāo)。十六烷值黏度凝點(diǎn)餾程閃點(diǎn)第二節(jié)燃料供給系統(tǒng)的功用一、功用是按照柴油機(jī)的工況（負(fù)荷和轉(zhuǎn)速的變化），定質(zhì)、定時(shí)、定量地向氣缸噴射霧化的燃油，使之與空氣很好地混合以利于燃燒。二、燃料供給系統(tǒng)組成燃料供給系統(tǒng)主要由燃料輸送裝置、燃料噴射裝置和調(diào)控裝置三部分組成。三、燃油輸送裝置主要部件燃油箱輸油泵將燃油從油箱內(nèi)吸出，以一定的壓力充滿低壓管路中，供噴油泵使用。燃油泵為齒輪泵。工作原理：主動(dòng)齒輪帶動(dòng)從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。在吸油腔一側(cè)，轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪不斷將柴油沿箭頭所示路線帶走，造成吸油腔局部真空，使柴油從進(jìn)油口不斷被吸入補(bǔ)充；在壓油腔一側(cè)輪齒的轉(zhuǎn)動(dòng)使油腔內(nèi)的油受壓縮而壓力升高，然后流進(jìn)輸油管道。3.燃油濾清器

燃油系統(tǒng)中設(shè)置有兩級(jí)濾清裝置。（1）燃油粗濾器（2）燃油精濾器4.燃油預(yù)熱器燃油的黏度對(duì)燃油的霧化質(zhì)量影響較大，黏度大則霧化質(zhì)量差，燃燒過程滯后，柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性下降。而燃油

的黏度主要與溫度有關(guān)，為確保燃油在一定黏度下進(jìn)入噴油裝置以使得霧化質(zhì)量達(dá)到良好燃燒的要求，機(jī)車柴油機(jī)燃料供給系統(tǒng)中一般都設(shè)有燃油預(yù)熱器。機(jī)車柴油機(jī)一般采用油—水換熱的管式燃油預(yù)熱器，管內(nèi)通以冷卻柴油機(jī)后的高溫水，燃油在管外流動(dòng)。

第三節(jié)燃燒室及燃燒過程

柴油機(jī)的燃燒室是可燃混合氣形成和燃燒的場(chǎng)所，混合氣形成質(zhì)量是燃燒過程完善的關(guān)鍵，而混合氣質(zhì)量又與噴油裝置、燃燒室以及進(jìn)氣空氣的流動(dòng)有密切關(guān)系。根據(jù)混合氣形成的原理和燃燒室的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基本上可分為直接噴射式燃燒室和分隔式燃燒室兩大類；直接噴射式燃燒室：開式燃燒室和半開式燃燒室。分隔式燃燒室：渦流式燃燒室和預(yù)燃式燃燒室。一、直接噴射式燃燒室

直接噴射式燃燒室是開式燃燒室和半開式燃燒室的統(tǒng)稱。設(shè)在活塞頂上，采用多孔噴油器將燃油直接噴入燃燒室中。直接噴射式燃燒室按燃燒室深淺可分為開式和半開式兩類。1.開式燃燒室開式燃燒室由氣缸蓋底平面、活塞頂面及氣缸壁所形成的統(tǒng)一空間所構(gòu)成?；钊斠话阌袦\的凹坑。特點(diǎn)：（1）.形狀簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，散熱面積小，啟動(dòng)容易，經(jīng)濟(jì)性好。（2）.一般不組織進(jìn)氣渦流，混合氣的形成主要靠噴油器將燃油噴成霧狀，因此對(duì)噴油系統(tǒng)如噴油器、噴油泵要求較高，噴油壓力要求高。（3）.著火前混合氣形成數(shù)量多，一旦著火，燃燒比較粗暴，柴油機(jī)機(jī)械負(fù)荷大。（4）.對(duì)燃油質(zhì)量要求高，對(duì)轉(zhuǎn)速變化比較敏感。2.半開式燃燒室半開式燃燒室一般是在活塞頂面有較深的凹坑，目的是當(dāng)活塞在壓縮沖程中上升時(shí)在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生一定的擠壓渦流以幫助空氣與燃料的混合，因此，半開式燃燒室中混合氣的形成不單依靠燃油的噴霧質(zhì)量，還借助于進(jìn)氣渦流和擠壓渦流來促進(jìn)混合氣的形成。二、分隔式燃燒室

分隔式燃燒室是渦流室式燃燒室和預(yù)燃室式燃燒室的統(tǒng)稱。這種燃燒室被明顯地分隔成兩部分，一部分由活塞頂面及氣缸蓋底面空間構(gòu)成，燃燒過程主要在這里進(jìn)行，稱為主燃燒室；另一部分在氣缸蓋內(nèi)，稱為輔助燃燒室，兩部分之間由一個(gè)或幾個(gè)通道相連接。1.渦流室式燃燒室

渦流室式燃燒室的輔助燃燒室即為渦流室，位于氣缸蓋內(nèi)。渦流室容積占全部燃燒室容積的50℅---80℅,它與主燃燒室之間有一個(gè)較大切向通道相連。渦流室式燃燒室的混合氣形成與燃燒主要依靠壓縮渦流。壓縮沖程時(shí)空氣從主燃燒室被壓入渦流室，由于通道與渦流室壁面相切，空氣在渦流室中產(chǎn)生有規(guī)律的強(qiáng)烈渦流。活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，單孔噴油器將柴油噴入渦流室，由于渦流的作用，燃料與空氣迅速混合并著火燃燒，著火后渦流室內(nèi)的壓力與溫度急劇上升，氣流攜帶著尚未燃燒的燃油高速噴入主燃燒室，與主燃燒室中的空氣進(jìn)一步混合，促進(jìn)燃燒迅速完成。2.預(yù)燃室式燃燒室

預(yù)燃室式燃燒室的輔助燃燒室即為預(yù)燃室，預(yù)燃室通常是用耐熱鋼制成的單獨(dú)的零件，裝在氣缸蓋中，容積占整個(gè)燃燒室容積的25℅—45℅，與主燃燒室之間用幾個(gè)小直徑的通道相連。

四氣門柴油機(jī)的預(yù)燃室通常布置在氣缸蓋中間。預(yù)燃室式燃燒室，在壓縮沖程時(shí)氣缸內(nèi)一部分空氣經(jīng)通道被壓入預(yù)燃室中，形成不規(guī)則的氣流運(yùn)動(dòng)?；钊咏现裹c(diǎn)時(shí)，單孔噴油器將柴油噴入預(yù)燃室中，有少量燃油著火燃燒，預(yù)燃室中氣體壓力迅速升高，大部分未燃燒的柴油和正在燃燒的混合物以極高的速度經(jīng)數(shù)個(gè)通道噴入主燃燒室中。在主燃燒室中產(chǎn)生強(qiáng)烈的燃燒渦流，使燃油及燃燒混合物與空氣進(jìn)一步混合，迅速完成燃燒過程。三、燃燒過程分析燃燒過程是柴油機(jī)循環(huán)中起決定作用的過程，燃燒過程的完善程度對(duì)柴油機(jī)的作功能力、經(jīng)濟(jì)性能和使用壽命均有很大影響。燃燒過程分為四個(gè)階段：1.著火落后期從噴油器開始噴油到氣缸內(nèi)開始著火燃燒這一階段稱為著火落后期。

2.速燃期從柴油開始自燃著火到接近最高燃燒壓力時(shí)的階段稱為速燃期。3.主燃期從氣缸內(nèi)壓力接近最高時(shí)起，到缸內(nèi)溫度達(dá)到最高時(shí)，這一階段稱為主燃期。4.后燃期在后燃期，噴油結(jié)束，但燃燒并未結(jié)束，有時(shí)會(huì)持續(xù)到膨脹沖程的末期。第四節(jié)燃料噴射裝置

燃料噴射裝置的功用是根據(jù)柴油機(jī)的不同工況，定時(shí)、定量、定質(zhì)地將霧化好的燃油按一定的規(guī)律噴入氣缸內(nèi)。由噴油泵、噴油器以及連接它們的高壓油管組成。一、噴油泵1.噴油泵的作用將燃油泵送來的低壓燃油升至高壓，并定時(shí)、定量地送到噴油器。2.對(duì)噴油泵的要求和分類（1）按柴油機(jī)工作循環(huán)的要求，保證一定的供油開始時(shí)刻和供油持續(xù)時(shí)間。（2）根據(jù)柴油機(jī)負(fù)荷的大小，供應(yīng)所需的燃油量。（3）根據(jù)燃燒室形式和混合氣形成方式，保證以一定壓力的高壓油供給噴油器。（4）每循環(huán)供油結(jié)束時(shí)，噴油泵應(yīng)迅速干脆地停止供油，以避免噴油器產(chǎn)生滴漏現(xiàn)象。（5）對(duì)多缸柴油機(jī)還應(yīng)保證各缸供油次序符合柴油機(jī)發(fā)火次序；各缸供油量均勻；各缸供油提前角一致；各缸噴油持續(xù)時(shí)間一致等。噴油泵的結(jié)構(gòu)形式按作用原理不同，大致可分為三類：柱塞式噴油泵、泵-噴油器和轉(zhuǎn)子式分配泵。柱塞式噴油泵按構(gòu)造區(qū)分為單體式和整體式。3.噴油泵的結(jié)構(gòu)

16V240ZJB型柴油機(jī)采用單體柱塞式噴油泵。由泵體、柱塞偶件、調(diào)節(jié)齒圈與齒條、出油閥偶件、柱塞彈簧等組成。

噴油泵體用鑄鐵制成。它是噴油泵所有零件的安裝基礎(chǔ)。

柱塞偶件柱塞偶件由柱塞和柱塞套組成，成對(duì)研磨制成后不許單獨(dú)更換其中的任何一個(gè)零件。柱塞全長(zhǎng)173.5毫米，工作部直徑為18毫米，幾何行程為20毫米，其上部開有雙螺旋槽，槽深2毫米。螺旋槽的上螺旋邊與下螺旋邊位置不同，螺距不同，旋向相反。在兩個(gè)螺旋槽之間有環(huán)形槽和垂直槽，且三槽相通。柱塞頂面中心垂直油孔與環(huán)形槽中的兩個(gè)徑向孔相通。柱塞中部對(duì)稱的切出兩凸塊做為鍵與調(diào)節(jié)齒圈上的鍵槽配合。柱塞地面與推桿頭接觸。柱塞套裝于泵體內(nèi)。在柱塞套圓柱體對(duì)應(yīng)柱塞的兩個(gè)螺旋槽邊處，有兩個(gè)直徑為5mm的油孔，并與泵體內(nèi)的進(jìn)油腔相通，一個(gè)為上油孔，一個(gè)為下油孔。這兩個(gè)油孔分別由柱塞上的上、下螺旋邊來控制開閉。

柱塞在供油凸輪、推桿和柱塞彈簧的作用下，可以在柱塞套內(nèi)作上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)噴油泵推桿的滾輪接觸于供油凸輪的基圓部位時(shí)，柱塞處于下止點(diǎn)位置，柱塞頂面位于柱塞套上油孔之下，而柱塞套下油孔，則處于環(huán)形槽處；當(dāng)噴油泵推桿滾輪和供油凸輪的頂點(diǎn)接觸時(shí)，柱塞則處于上止點(diǎn)位置，這時(shí)，柱塞上油孔已處于環(huán)形槽處，下油孔已被下螺旋邊以下的圓柱面遮蓋。由下止點(diǎn)到上止點(diǎn)為柱塞的全行程。柱塞偶件的供油過程：

1.當(dāng)柱塞自上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，柱塞頂部油腔通過柱塞套上油孔以及柱塞頂部的垂直油孔、徑向油孔經(jīng)下油孔分別與泵體內(nèi)油腔連通。于是低壓燃油從柱塞上、下油孔進(jìn)入柱塞頂部空間，這是吸油過程。

2.當(dāng)柱塞從下止點(diǎn)位置上行時(shí)，由于柱塞套上、下油孔尚未被遮蓋，柱塞頂部燃油雖受壓，但此時(shí)壓力還小于出油閥彈簧預(yù)緊力及高壓油管內(nèi)剩余油壓的合力，出油閥仍不能打開，此時(shí)壓力油可上、下油孔處回泄至低壓油管。當(dāng)柱塞繼續(xù)上行，首先柱塞頂部圓柱面封閉上油孔，而下螺旋邊還沒有封閉柱塞套下油孔，因此，柱塞頂部空間的燃油可通過軸向垂直孔、徑向孔從下油孔流向低壓油管。這段屬于不供油的空走行程?？兆咝谐坛掷m(xù)到柱塞套上、下油孔全被遮蓋為止。3.從柱塞下螺旋邊剛封閉下油孔開始，當(dāng)柱塞繼續(xù)上行時(shí)，壓縮被密封的燃油，燃油的壓力劇增，這時(shí)燃油壓力超過出油閥彈簧壓力和高壓油管內(nèi)剩余油壓之和而頂開出油閥，供入高壓油管。下螺旋邊封閉下油孔位置稱為幾何供油始點(diǎn)。柱塞繼續(xù)上行，當(dāng)上螺旋邊剛打開上油孔時(shí)，又使柱塞頂部空間通過軸向垂直孔、徑向孔、上油孔與泵體油腔相通，高壓油便迅速回流，壓力迅速下降，出油閥在高壓油管存油壓力和出油閥彈簧復(fù)原力作用下迅速落座，柱塞偶件停止供油。柱塞上螺旋邊剛打開柱塞套上油孔的位置稱為幾何供油終點(diǎn)。柱塞從幾何供油始點(diǎn)至幾何供油終點(diǎn)所走的一段行程是柱塞偶件的供油行程，也叫有效行程。相應(yīng)的下螺旋邊為供油始邊，上螺旋邊為供油終邊。

4.柱塞繼續(xù)向上極端位置運(yùn)動(dòng)，并不產(chǎn)生供油作用，也為空行程，直至上止點(diǎn)為止。柱塞到達(dá)上止點(diǎn)位置后，開始下行，將重復(fù)上述過程。

4.柱塞繼續(xù)向上極端位置運(yùn)動(dòng)，并不產(chǎn)生供油作用，也為空行程，直至上止點(diǎn)為止。柱塞到達(dá)上止點(diǎn)位置后，開始下行，將重復(fù)上述過程。

柱塞偶件供油量的調(diào)節(jié)：

柱塞供油行程的大小代表供油延續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，即代表供油量的大小，如果改變幾何供油始點(diǎn)和幾何供油終點(diǎn)，則供油行程變更，供油量隨之改變。柱塞螺旋邊的幾何特性，轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞，改變螺旋邊與油孔的相對(duì)位置，可以得到不同的柱塞供油行程，就可以實(shí)現(xiàn)供油量的調(diào)節(jié)。當(dāng)柱塞向左旋轉(zhuǎn)到另一個(gè)位置時(shí)，使供油始點(diǎn)提前，供油終點(diǎn)延后，則供油行程加大，因而加大了供油提前角，增加了供油量。相反的，如柱塞向右旋轉(zhuǎn)時(shí)，而使供油始點(diǎn)延后，供油終點(diǎn)提前，供油行程減小，因而減小了供油提前角，減小了供油量。這樣隨著柴油機(jī)負(fù)荷的改變而同時(shí)自動(dòng)改變供油量提前角和供油量。調(diào)節(jié)齒圈與齒條，轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞的機(jī)構(gòu)采用“齒圈—齒條”型式。在柱塞套下部套裝一個(gè)調(diào)節(jié)齒圈，齒圈下方內(nèi)孔設(shè)有鍵槽，柱塞中部的鍵（凸塊）插入此槽內(nèi)，齒圈置于彈簧座上。圓柱形空心齒條（又稱齒桿）穿過噴油泵體與齒圈嚙合，拉動(dòng)齒條便可轉(zhuǎn)動(dòng)齒圈與柱塞。齒條可作左、右往復(fù)運(yùn)動(dòng)，但不能轉(zhuǎn)動(dòng)。

出油閥偶件：出油閥偶件包括出油閥和閥座，是一對(duì)精密偶件，二者須成對(duì)研配，不能單獨(dú)更換其中一個(gè)零件。1.調(diào)節(jié)和控制高壓油管內(nèi)剩余油壓的大小。

柱塞的上螺旋邊打開柱塞套的上油孔后，高壓油迅速回流，高壓油管中油壓急劇下降，噴油迅速停止，出油閥借壓迅速落座。出油閥落座不僅起到止回作用，而且使高壓油管內(nèi)保留有一定大小的剩余油壓值，待下次供油時(shí)可迅速地將剩余油壓升高至噴射壓力。出油閥落座的速度對(duì)剩余油壓有較大的影響，而剩余油壓的大小又將影響噴油提前角及噴油量。

2.提高噴油泵的供油量

出油閥的止回作用可增加噴油泵的供油量。

3.防止空氣進(jìn)入高壓油管由于出油閥偶件將柱塞頂部油腔與高壓油管隔開，由低壓燃油管路中泄入的空氣就比較難以到達(dá)高壓管路。二、噴油器

1.作用：控制噴射壓力及噴射質(zhì)量。靠自身建立起來的高壓條件，把一定數(shù)量的燃油霧化成細(xì)小顆粒噴射到燃燒室內(nèi)，促使混合氣的良好形成，以利于著火和燃燒。

2.要求：（1）噴射出的燃油應(yīng)具有一定的壓力、一定的方向、一定的貫穿度，并與燃燒室的特性和形狀相配合，使油霧均布