柴油機基礎知識

1、柴油發(fā)柴油發(fā)動動機學習課件機學習課件 宋雪峰宋雪峰柴油機的組成柴油機的組成 1、機體與氣缸蓋部件 2、曲柄連桿機構 3、配氣機構及進排氣系統(tǒng) 4、燃油供給系統(tǒng) 5、潤滑系統(tǒng) 6、冷卻系統(tǒng) 7、啟動系統(tǒng)與操作裝置 8、安全保護裝置一、機體與氣缸蓋部件 機體與氣缸蓋部件是柴油機的基礎骨架。其功能是：與活塞構成燃燒室以實現(xiàn)柴油機工作過程;支撐柴油機運動部件和國定所有附件，以保證柴油機正常工作。 (1) 機體。 （2）汽缸套 （3）油底殼部件 （4）汽缸蓋部件 機體由高強度的鑄鐵整體鑄造而成。機體由高強度的鑄鐵整體鑄造而成。上半部分為上半部分為兩排氣缸呈兩排氣缸呈V V型排列，夾角型排列，夾角6060

2、，下半部分為曲軸箱和油底殼。，下半部分為曲軸箱和油底殼。1 1、機體、機體曲軸座孔曲軸座孔凸輪軸座孔凸輪軸座孔搖臂軸座孔搖臂軸座孔主油道主油道2 2、氣缸套、氣缸套1 1、氣缸套的作用：、氣缸套的作用： 作為活塞往復運動的導向面作為活塞往復運動的導向面與活塞、氣缸蓋共同構成燃燒室，與活塞、氣缸蓋共同構成燃燒室，以實現(xiàn)發(fā)動機的工作過程。以實現(xiàn)發(fā)動機的工作過程。2 2、氣缸套的結構特點：氣缸套的結構特點： 濕式缸套，用高強度、濕式缸套，用高強度、耐磨性強的含硼合金的鑄鐵制造耐磨性強的含硼合金的鑄鐵制造而成。其內(nèi)部具有較高的精度，而成。其內(nèi)部具有較高的精度，并經(jīng)氮化處理。并經(jīng)氮化處理。 3 3、氣缸

3、套的氣缸套的結構：結構： 缸套上共有缸套上共有5 5道密封圈。上道密封圈。上密封圈采用耐高溫的氟橡膠制成；密封圈采用耐高溫的氟橡膠制成；在缸套下部外圓定位面處，加工在缸套下部外圓定位面處，加工有四道環(huán)槽，分別裝有一個矩形有四道環(huán)槽，分別裝有一個矩形封水圈，和三道封水圈，和三道O O型密封圈，構型密封圈，構成密閉的冷卻水套。成密閉的冷卻水套。氣缸套氣缸套上密封圈上密封圈1 1道道氣缸套氣缸套矩形封水圈矩形封水圈1 1道道O O形封水圈形封水圈3 3道道3 3、油底殼、油底殼1 1、油底殼的作用：、油底殼的作用：密封曲軸箱密封曲軸箱儲存機油儲存機油2 2、油底殼的構造、油底殼的構造 機油預熱管機油

4、預熱管兩排彎兩排彎曲的銅管。寒冷天氣起動曲的銅管。寒冷天氣起動發(fā)動機時，可從兩接頭處發(fā)動機時，可從兩接頭處向預熱管里通熱水或熱蒸向預熱管里通熱水或熱蒸汽，將機油加熱。汽，將機油加熱。防泡板防泡板用以消除機用以消除機油因受沖擊、振蕩作用所油因受沖擊、振蕩作用所產(chǎn)生的泡沫，以保證機油產(chǎn)生的泡沫，以保證機油泵正常工作（防止進氣）泵正常工作（防止進氣）機油放油閥門機油放油閥門打開打開轉芯閥門，油底殼內(nèi)的機轉芯閥門，油底殼內(nèi)的機油將自行排出。油將自行排出。注意：注意：油底殼為鋼板薄殼結構，油底殼為鋼板薄殼結構，在搬運和安裝發(fā)動機時應注意保在搬運和安裝發(fā)動機時應注意保護，不得碰撞，擠壓，更不能作為支承，以

5、免損壞。護，不得碰撞，擠壓，更不能作為支承，以免損壞。 4 4、氣缸蓋、氣缸蓋 火花塞火花塞上護套上護套氣門搖臂氣門搖臂挺桿挺桿氣門彈簧氣門彈簧搖臂橫橋搖臂橫橋出水管出水管回油道回油道1 1、氣缸蓋的作用：、氣缸蓋的作用：與氣缸套、活塞共同構成燃燒室。與氣缸套、活塞共同構成燃燒室。用于安置進、排氣門機構和火花塞等部件。用于安置進、排氣門機構和火花塞等部件。 4 4、氣缸蓋、氣缸蓋2 2、氣缸蓋的構造：、氣缸蓋的構造：氣門彈簧氣門彈簧 每個氣門都有內(nèi)、外兩個彈簧。內(nèi)、外彈簧旋向相反，以每個氣門都有內(nèi)、外兩個彈簧。內(nèi)、外彈簧旋向相反，以防止一根彈簧斷裂后，嵌入另一彈簧內(nèi)卡住，造成事故；內(nèi)、外彈防止

6、一根彈簧斷裂后，嵌入另一彈簧內(nèi)卡住，造成事故；內(nèi)、外彈簧均采取變螺距結構，以免工作過程中發(fā)生共振，確保工作可靠性。簧均采取變螺距結構，以免工作過程中發(fā)生共振，確保工作可靠性。 注意：氣門彈簧在裝配時應將螺距小的一端朝下放置。注意：氣門彈簧在裝配時應將螺距小的一端朝下放置。氣門氣門 進、排氣門均采用優(yōu)質(zhì)合金鋼制成，其配合錐進、排氣門均采用優(yōu)質(zhì)合金鋼制成，其配合錐面和桿部頂端均焊有鈷基或鉻基耐磨合金，以提高面和桿部頂端均焊有鈷基或鉻基耐磨合金，以提高氣門的耐磨性。氣門的耐磨性。 進、排氣門從外表看，基本相同，但二者不能進、排氣門從外表看，基本相同，但二者不能互換使用?；Q使用。 進氣門錐面夾角進氣

7、門錐面夾角120120，排氣門錐面夾角，排氣門錐面夾角9090。二、曲柄連桿機構 曲柄連桿機構是柴油機的主要運動部件，其功能是將汽缸中混合氣燃燒時放出的熱能轉化為機械能。其主要有曲軸、活塞連桿、減震器和連接器部件等組成。1 1、曲軸、曲軸 曲軸是用優(yōu)質(zhì)合金鋼全纖維擠壓鍛造而成。曲軸是用優(yōu)質(zhì)合金鋼全纖維擠壓鍛造而成。軸頸表面精加工后經(jīng)氮化處理，具有較高的疲勞強度和耐磨性。軸頸表面精加工后經(jīng)氮化處理，具有較高的疲勞強度和耐磨性。平衡塊平衡塊減減振振器器座座 主主齒齒輪輪曲軸曲軸連接套連接套主軸頸主軸頸連桿軸頸連桿軸頸 2 2、活塞連桿、活塞連桿1-1-氣環(huán)（氣環(huán)（3 3道）道） 2-2-組合油環(huán)（

8、組合油環(huán)（1 1道）道）3-3-活塞活塞 4-4-活塞銷活塞銷 5-5-擋圈擋圈 6-6-定位銷定位銷 7-7-連桿蓋連桿蓋 8-8-連桿軸瓦（上瓦、下瓦連桿軸瓦（上瓦、下瓦) ) 9-9-連桿螺栓連桿螺栓10-10-連桿螺母連桿螺母11-11-連桿體連桿體12-12-小頭襯套小頭襯套2 2、活塞連桿、活塞連桿每個活塞上共有每個活塞上共有4 4道環(huán)，道環(huán)，其中其中3 3道氣環(huán)，道氣環(huán)，1 1道油環(huán)。道油環(huán)。安裝活塞環(huán)時應注意帶安裝活塞環(huán)時應注意帶標記一側應朝向活塞頂。標記一側應朝向活塞頂。 活塞連桿組在裝配時采用熱裝法，即，將活活塞連桿組在裝配時采用熱裝法，即，將活塞放入烘箱均勻加熱到塞放入烘

9、箱均勻加熱到150-170150-170，取出后，將，取出后，將連桿小頭插入活塞中間開襠處，使連桿小頭孔與連桿小頭插入活塞中間開襠處，使連桿小頭孔與活塞銷座孔對正，迅速將活塞銷推入?；钊N座孔對正，迅速將活塞銷推入。 在電站現(xiàn)場裝配或拆卸活塞連桿組時，可用在電站現(xiàn)場裝配或拆卸活塞連桿組時，可用機油代替烘箱將活塞連桿組加熱。機油代替烘箱將活塞連桿組加熱。3 3、減振器、減振器1 1、減振器的位置、減振器的位置 發(fā)動機自由端裝有硅油阻尼減振器。發(fā)動機自由端裝有硅油阻尼減振器。2 2、減振器的作用、減振器的作用 對曲軸的扭轉振動產(chǎn)生一定阻尼，控制曲軸扭振振幅在允許范對曲軸的扭轉振動產(chǎn)生一定阻尼，控制

10、曲軸扭振振幅在允許范圍內(nèi)。圍內(nèi)。減減振振器器減振器在曲軸上的減振器在曲軸上的安裝位置安裝位置3 3、減振器、減振器3 3、減振器的結構減振器的結構三、配氣機構與進排氣系統(tǒng) 配氣機構的作用是：驅動汽缸蓋上氣門搖臂，控制進、排氣門的開啟與關閉，保證新鮮空氣即使充入氣缸，并將燃燒后的廢氣及時排出。 結構是：1-1-氣門；氣門； 2-2-氣門導管；氣門導管； 3-3-氣門彈簧氣門彈簧; 4-; 4-撥叉；撥叉； 5-5-搖臂橫橋；搖臂橫橋； 6-6-橫橋調(diào)整螺釘；橫橋調(diào)整螺釘；7-7-搖臂調(diào)整螺釘；搖臂調(diào)整螺釘；8-8-氣門搖臂；氣門搖臂；9-9-挺桿；挺桿； 10-10-滾輪搖臂；滾輪搖臂；11-1

11、1-搖臂軸；搖臂軸； 12-12-凸輪軸凸輪軸1 1、配氣機構、配氣機構配氣機構工作示意圖配氣機構工作示意圖 1、配氣機構、配氣機構 發(fā)動機的配氣機構能夠控制發(fā)動機的進氣過發(fā)動機的配氣機構能夠控制發(fā)動機的進氣過程和排氣過程。程和排氣過程。 其工作過程為：其工作過程為： 曲軸通過齒輪的傳動，帶動凸輪軸運轉。當曲軸通過齒輪的傳動，帶動凸輪軸運轉。當凸輪軸上的凸輪凸尖和滾輪搖臂接觸時，滾輪凸輪軸上的凸輪凸尖和滾輪搖臂接觸時，滾輪搖臂帶動挺桿上移，將力傳遞給氣門搖臂，氣搖臂帶動挺桿上移，將力傳遞給氣門搖臂，氣門搖臂下壓搖臂橫橋，搖臂橫橋克服氣門彈簧門搖臂下壓搖臂橫橋，搖臂橫橋克服氣門彈簧彈力（氣門彈簧

12、壓縮）迫使兩個進氣門（或排彈力（氣門彈簧壓縮）迫使兩個進氣門（或排氣門）同時打開；當凸輪軸上的凸輪凸尖脫離氣門）同時打開；當凸輪軸上的凸輪凸尖脫離和滾輪搖臂接觸時，氣門在彈簧的彈力作用下和滾輪搖臂接觸時，氣門在彈簧的彈力作用下恢復到關閉狀態(tài)?；謴偷疥P閉狀態(tài)。2、進排氣系統(tǒng)、進排氣系統(tǒng) 進氣系統(tǒng)的作用是：把新鮮空氣經(jīng)過濾清凈化后，送入氣缸內(nèi)，以滿足柴油機工作過程所需空氣，其主要有進氣管路和空氣濾清器兩部分組成。 排氣系統(tǒng)采用廢棄渦輪增壓裝置，因此要求其必須將燃燒后排出的廢氣引入增壓器渦輪機中，以充分利用排出廢氣的余能。增壓器增壓器 渦輪增壓器是利用發(fā)動機排出的廢氣量，驅動渦輪旋轉，帶動渦輪增壓器

13、是利用發(fā)動機排出的廢氣量，驅動渦輪旋轉，帶動同軸的增壓葉輪高速旋轉，將氣體經(jīng)過擴壓，送到發(fā)動機的氣缸，同軸的增壓葉輪高速旋轉，將氣體經(jīng)過擴壓，送到發(fā)動機的氣缸，增加了氣缸的沖氣量，來提高發(fā)動機的功率。增加了氣缸的沖氣量，來提高發(fā)動機的功率。 增壓器在高速、高溫、下工作，渦輪進口溫度可高達增壓器在高速、高溫、下工作，渦輪進口溫度可高達650650左左右，標定轉速右，標定轉速27500r/min27500r/min，使用中特別注意做好維護保養(yǎng)工作。，使用中特別注意做好維護保養(yǎng)工作。（1 1）新啟用或維修后的增壓器，裝機前應用手撥動轉子檢查轉子）新啟用或維修后的增壓器，裝機前應用手撥動轉子檢查轉子轉

14、動情況，正常情況下，轉子應輕快、靈活、無卡滯和異常聲響；轉動情況，正常情況下，轉子應輕快、靈活、無卡滯和異常聲響；（2 2）接好潤滑管路，保持潤滑油路暢通，采用浮動軸承，對潤滑）接好潤滑管路，保持潤滑油路暢通，采用浮動軸承，對潤滑油要求較高，正常工作時，機油壓力應保持在油要求較高，正常工作時，機油壓力應保持在300-500kPa300-500kPa之間，發(fā)之間，發(fā)動機怠速時，增壓器的進油壓力應不低于動機怠速時，增壓器的進油壓力應不低于80kPa80kPa；（3 3）發(fā)動機啟動后，注意觀察增壓器進油口壓力，）發(fā)動機啟動后，注意觀察增壓器進油口壓力，3 3秒內(nèi)必須有壓秒內(nèi)必須有壓力顯示。否則增壓器

15、因缺少潤滑油而燒壞；力顯示。否則增壓器因缺少潤滑油而燒壞；（4 4）增壓器渦輪殼為高溫部位，操作人員應注意避免高溫燙傷。）增壓器渦輪殼為高溫部位，操作人員應注意避免高溫燙傷。（5 5）調(diào)壓閥的調(diào)節(jié)，逆時針旋轉，壓力減小，順時針旋轉，壓力）調(diào)壓閥的調(diào)節(jié)，逆時針旋轉，壓力減小，順時針旋轉，壓力增大。增大。 進、排氣系統(tǒng)進、排氣系統(tǒng)進、排氣系統(tǒng)進、排氣系統(tǒng)四、燃油供給系統(tǒng)四、燃油供給系統(tǒng) 燃油供給系統(tǒng)的功用是：根據(jù)柴油機工況要求，定時、定量、定壓的將柴油噴入燃燒室內(nèi)，并使其霧化與空氣混合，以實現(xiàn)燃燒、做功過程。同時通過系統(tǒng)內(nèi)的噴油泵及調(diào)速器的作用，以控制柴油機在給定的工況下穩(wěn)定運轉。該系統(tǒng)主要由輸油

16、泵、燃油濾清器、噴油泵、噴油器和調(diào)速器等部件組成。各部分的功用各部分的功用1、輸油泵：提高燃油的壓力，以克服管路和濾清器的阻力，保證燃油在低壓油路內(nèi)正常循環(huán)。并在一定的壓力下向噴油泵供油，以改善燃油充量。2、燃油濾清器：清除燃油中的各項雜質(zhì)，保持進入系統(tǒng)內(nèi)燃油的清潔，以保證系統(tǒng)中精密配件正常工作。3、噴油泵：根據(jù)柴油機工作過程和所需工況要求，定時、定量、定壓地將柴油送往噴油器。4、噴油器：將噴油泵供給的柴油霧化，并噴入燃燒室內(nèi)。5、調(diào)速器：在柴油機驅動負荷發(fā)生變化時，能自動調(diào)節(jié)供油量，限制柴油機最高轉速，防止“飛車”事故發(fā)生，使柴油機保持在一定的轉速范圍內(nèi)正常運轉。五、潤滑系統(tǒng)五、潤滑系統(tǒng) 一

17、、潤滑系統(tǒng)的作用 向發(fā)動機各摩擦表面提供充足的潤滑油（機油），以減少其磨損，保證其正常工作。同時，還具有冷卻、清潔、密封、防蝕的作用。 A、減摩作用減輕零件表面之間摩擦，減少零件的磨損和摩擦功率損失。 B、冷卻作用通過潤滑油的循環(huán)過程，帶走零件所吸收的部分熱量。 C、清潔作用潤滑油循環(huán)過程中不斷帶走因零件損失所產(chǎn)生的金屬細屑和其他雜質(zhì)。 D、密封作用利用潤滑油的粘性，附著零件表面，從而提高零件的密封效果。 E、防銹作用潤滑油附著零件表面，防止運動零件表面與水分、空氣接觸而發(fā)生氧化。 二、潤滑系統(tǒng)的工作循環(huán)二、潤滑系統(tǒng)的工作循環(huán)潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng) 三、潤滑系統(tǒng)相關參數(shù)三、潤滑系統(tǒng)相關參數(shù) 機油泵壓

18、力為機油泵壓力為784kPa784kPa，主油道正常工作油壓為，主油道正常工作油壓為0.4-0.8MPa0.4-0.8MPa，增，增壓器正常工作油壓為壓器正常工作油壓為0.3-0.5MPa0.3-0.5MPa。 四、潤滑系統(tǒng)的組成四、潤滑系統(tǒng)的組成 1 1、預供油泵（手動預供油泵、電動預供油泵）、預供油泵（手動預供油泵、電動預供油泵） 2 2、機油泵、機油泵 3 3、機油濾清器、機油濾清器 4 4、離心濾清器、離心濾清器 5 5、各種調(diào)節(jié)閥類和潤滑管路等部件、各種調(diào)節(jié)閥類和潤滑管路等部件潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng) 1 1、單向單向- -調(diào)壓閥調(diào)壓閥 單向單向- -調(diào)壓閥由單向閥和調(diào)壓閥兩部分調(diào)壓閥由單向

19、閥和調(diào)壓閥兩部分組成，其構造如右圖所示。組成，其構造如右圖所示。1-1-螺母螺母 2-2-調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) 螺釘螺釘 3-3-六方六方 扁螺母扁螺母 4-4-法蘭法蘭 5-5-彈簧座彈簧座 6-6-彈簧彈簧 7-7-閥門閥門 8-8-閥體閥體 9-9-閥門閥門 10-10-閥蓋閥蓋手手動動預預供供油油泵泵單單向向調(diào)調(diào)壓壓閥閥電動預供油泵電動預供油泵潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng) 2 2、機油泵支架、機油泵支架潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)1-1-機油泵支架機油泵支架 2-2-螺栓螺栓 3-3-連接套連接套 4-4-擋圈擋圈 5-5-傳動軸傳動軸 6-6-軸承軸承7-7-隔套隔套 8-8-壓蓋壓蓋9-9-傳動齒輪傳動齒輪 10-1

20、0-螺母螺母11-11-調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)螺栓 12-12-彈簧彈簧13-13-閥閥14-14-閥體閥體 圖圖 機油泵支架機油泵支架潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)1-1-機油泵體機油泵體 2-2-主動齒輪主動齒輪 3-3-圓錐銷圓錐銷4-4-從動齒輪從動齒輪 5-5-調(diào)整墊片調(diào)整墊片 6-6-機油泵蓋機油泵蓋7-7-定位襯套定位襯套 8-8-擋圈擋圈9-9-襯套襯套10-10-六角頭螺栓六角頭螺栓11-11-六角頭螺栓六角頭螺栓 圖圖 機油泵機油泵 3 3、機油泵機油泵 4 4、機油濾清器、機油濾清器潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)1-1-前蓋前蓋 2-2-壓緊螺母壓緊螺母 3-3-墊圈墊圈 4-4-密封環(huán)密封環(huán) 5-5-后蓋后

21、蓋 6-6-濾后油壓表座濾后油壓表座 7-7-管接頭管接頭8-8-螺母螺母 9-9-扁螺母扁螺母 10-10-調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)螺釘 11-11-彈簧彈簧 12-12-鋼球鋼球 13-13-旁通閥體旁通閥體14-14-濾前油壓表座濾前油壓表座 15-15-芯桿芯桿 16-16-殼體殼體 17-17-防護罩防護罩 18-18-紙質(zhì)濾芯紙質(zhì)濾芯 19-19-密封圈密封圈 20-20-提拉鋼絲提拉鋼絲 5 5、離心濾清器、離心濾清器 工作原理：工作原理： 機油經(jīng)管接機油經(jīng)管接4 4和轉子中和轉子中間孔道進入密閉的轉子組間孔道進入密閉的轉子組內(nèi)腔。內(nèi)腔。 在一定的機油壓力作在一定的機油壓力作用下，充滿轉子組

22、內(nèi)腔的用下，充滿轉子組內(nèi)腔的機油經(jīng)集油管從底部噴嘴機油經(jīng)集油管從底部噴嘴上的小孔高速噴出。上的小孔高速噴出。 由于噴射的反作用力由于噴射的反作用力矩作用，使轉子組帶動內(nèi)矩作用，使轉子組帶動內(nèi)部機油高速旋轉，在離心部機油高速旋轉，在離心力的作用下，機油中的雜力的作用下，機油中的雜質(zhì)被甩向轉子體內(nèi)部，而質(zhì)被甩向轉子體內(nèi)部，而清潔的機油則不斷地經(jīng)噴清潔的機油則不斷地經(jīng)噴孔噴出，流回油底殼?？讎姵觯骰赜偷讱?。潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng) 六、冷卻系統(tǒng)六、冷卻系統(tǒng)1、冷卻系統(tǒng)的功用是借助于冷卻介質(zhì)（空氣、水）將柴油機受熱零件所吸收的熱量及時傳送出去，使其保持在適宜的溫度下工作，以保證柴油機可靠地運行，并具有良好的工作性能。主要由水泵、機油冷卻器、中冷器、熱交換器（或散熱器）和冷卻管系組成。 2、冷卻系統(tǒng)分類： 12V190系列燃氣機一般采用雙循環(huán)冷卻系統(tǒng)，分“高溫冷卻循環(huán)系統(tǒng)”和“低溫冷卻循環(huán)系統(tǒng)”兩類。 高溫冷卻循環(huán)系統(tǒng)用來冷卻在高溫區(qū)工作的零部件（機體、缸套、缸蓋）； 低溫冷卻循環(huán)系統(tǒng)用來冷卻在低溫區(qū)工作的零部件（中冷器、機油冷卻器）。 190 190系列燃氣機采用單級、離心式水泵，其結構如下圖所示。系列燃氣機采用單級、離心式水泵，其結構如下圖所示。1、水泵的結構、水泵的結