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1、一、柴油发动机的基本构造一、柴油发动机的基本构造和工作原理和工作原理柴油机的基本构造柴油机的基本构造柴油发动机的工作原理柴油发动机的工作原理多缸四行程柴油机工作顺序多缸四行程柴油机工作顺序 概述发动机分类概述发动机分类发动机发动机常用术语常用术语 概概 述述 发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。1 1、按燃料的使用不同分、按燃料的使用不同分汽油机汽油机柴油机柴油机一、发动机的定义一、发动机的定义： 二、发动机的分类二、发动机的分类 ： 现代拖拉机大多使用往复活塞式内燃机。它将燃料在发动机气现代拖拉机大多使用往复活塞式内燃机。它将燃料在发动
2、机气缸内部进行燃烧，把产生的热能转变成机械能。缸内部进行燃烧，把产生的热能转变成机械能。柴油机与汽油机的主要区别 1.点火方式汽油机是点燃；柴油机是压燃。汽油机是点燃；柴油机是压燃。 2.压缩比 汽油机一般为汽油机一般为4-6；柴油机为；柴油机为16-22. 3.重量汽油机材料多为铝合金，塑料，重量轻；柴油机要承受高的压缩比，材料多汽油机材料多为铝合金，塑料，重量轻；柴油机要承受高的压缩比，材料多为钢板，铁板。为钢板，铁板。 4.用途汽油机体积小，重量轻，噪音小，适用于汽车，飞机等，柴油机功率大载重汽油机体积小，重量轻，噪音小，适用于汽车，飞机等，柴油机功率大载重能力强，适用于重型卡车，机车和
3、船舰等。能力强，适用于重型卡车，机车和船舰等。2 2、按完成一个工作循环所需行程数、按完成一个工作循环所需行程数四行程发动机四行程发动机二行程发动机二行程发动机 发动机的分类发动机的分类3 3、按冷却方式不同、按冷却方式不同水冷发动机水冷发动机风冷发动机风冷发动机 发动机的分类发动机的分类4 4、按气缸数及排列方式、按气缸数及排列方式单缸发动机单缸发动机多缸发动机多缸发动机单列式单列式型型对置式对置式单列式单列式型型对置式对置式 发动机的分类发动机的分类三三 柴油机的基本结构柴油机的基本结构汽缸顶部由汽缸盖密封汽缸顶部由汽缸盖密封,通过汽缸盖上通过汽缸盖上的进气门吸进新鲜空气、排气门排出工的进
4、气门吸进新鲜空气、排气门排出工作废气。柴油的燃烧和作功是由活塞、作废气。柴油的燃烧和作功是由活塞、汽缸、汽缸盖组成的封闭空间内进行的。汽缸、汽缸盖组成的封闭空间内进行的。活塞通过连杆与曲轴联接，曲轴上固定活塞通过连杆与曲轴联接，曲轴上固定有飞轮。活塞在汽缸内作直线往复运动，有飞轮。活塞在汽缸内作直线往复运动，通过连杆变成曲轴的旋转运动。活塞上通过连杆变成曲轴的旋转运动。活塞上下往复一次，曲轴旋转一圈。下往复一次，曲轴旋转一圈。1.进气门 2.排气门 3.汽缸盖 4.喷油咀 5.汽缸 6.活塞 7.活塞销 8.连杆 9.曲轴 11.飞轮1 1 气门室盖气门室盖3 3 喷油嘴喷油嘴2 2 高压油管
5、高压油管4 4 导流罩导流罩5 5 柴油滤清器柴油滤清器6 6 机油滤清机油滤清器器7 7 曲轴箱曲轴箱8 8 地脚地脚11 11 高压油泵高压油泵9 9 机油底壳机油底壳10 10 机油尺机油尺12 12 输油泵输油泵13 13 机油添加口机油添加口14 14 冷却风扇冷却风扇15 15 溢流回油管溢流回油管16 16 进气支管进气支管17 17 风扇皮带风扇皮带18 18 风扇皮带张紧轮风扇皮带张紧轮19 19 皮带轮皮带轮20 20 发电机皮带发电机皮带22 22 空气滤清器空气滤清器21 21 断带报警开关断带报警开关23 23 机油散热器机油散热器24 24 发电机发电机25 25
6、呼吸管呼吸管26 26 起动机起动机27 27 排气支管排气支管28 28 飞轮飞轮柴油机的系统 曲轴连杆机构： 包括活塞、曲轴、飞轮等。是柴油机的主要运动部件。配气机构于进排气系统： 包括进排气组建、挺柱、推杆、凸轮轴、传动系统、进气管、空气滤清器、排气管、消音灭火器等。它的作用是定时的排出废气、吸入新鲜空气，提供燃料燃烧需要的充足氧气。燃料共给和调节系统： 包括喷油泵、喷油器、输油泵、燃油泵、燃油滤清器和调速器等。它的作用是定时、定量的向燃烧室内喷入燃油，并创造良好地燃烧条件，满足燃烧过程的需要。润滑系统： 包括及油泵、机油滤清器、机油离心滤清器、压力调节和安全装置等。它的作用是将机油送到
7、运动部件的摩擦表面，以减少运动件的磨损和摩擦阻力。冷却系统： 包括水泵、风扇、散热水箱、机油散热器、空气中间冷却器、和节温装置等。它的作用是利用冷却介质（水或空气）将受热零件所吸收的热量及时地传送出去，保证柴油机各部件在高温环境下正常的工作。起动系统 压缩空气起动系统是由空气分配器、贮气瓶、控制阀等组成。电机启动系统是由起动电机、继电器、蓄电池、起动按钮等组成。辅助发动机起动系统是由启动发动机、传动装置等组成。它们的作用是借助于外部能源带着柴油机转动，使柴油机实现第一次着火。增压系统： 增压器-是进气压力增高，提高柴油机的有效功率。四四 四行程发动机工作原理四行程发动机工作原理 上止点上止点
8、下止点下止点 活塞行程活塞行程( (S) S) 气缸工作容积气缸工作容积( (V h ) V h ) 燃烧室容积燃烧室容积( (Vc ) Vc ) 气缸总容积气缸总容积( (Va ) Va ) 一、发动机基本术语一、发动机基本术语 压缩比压缩比上止点：上止点： 活塞顶离曲轴中心活塞顶离曲轴中心线最远的位置线最远的位置下止点：下止点： 活塞顶离曲轴中心活塞顶离曲轴中心线最近的位置线最近的位置活塞行程（活塞行程（ S ）： 上下止点间的距离上下止点间的距离 S=2R活塞处于上止点活塞处于上止点 活塞处于下止点活塞处于下止点活塞处于下止点燃烧室容积（燃烧室容积（Vc）： 活塞在上止点时其上活塞在上止
9、点时其上方的容积方的容积汽缸工作容（汽缸工作容（Vh）： 活塞由上止点到下止活塞由上止点到下止点运动扫过的容积点运动扫过的容积气缸总容积（气缸总容积（Va）： 活塞在下止点时其上活塞在下止点时其上方的全部容积方的全部容积 Va=Vc+Vh 发动机基本术语发动机基本术语 发动机基本术语发动机基本术语v 压缩比压缩比: : 气缸总容积与燃烧气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩室容积之比称为压缩比比. 柴油机压缩比一般柴油机压缩比一般 为为1622。n压缩比是柴油机主要性能参数之一，表示缸内气体被压缩程度。压缩比愈大，被压缩终点的压力、温度愈高，柴油机易起运，热效率也高；但压缩比过高将使柴油机工作粗暴
10、，机械负荷过大，磨损加剧，消耗压缩功增大，机械效率降低，输出功率减小。n压缩比可通过改变燃烧室容积来调节。发动机基本术语发动机基本术语 动态演示动态演示 四行程柴油机各冲程示意图四行程柴油机各冲程示意图新鲜空气新鲜空气进气行程进气行程压缩行程压缩行程作功行程作功行程排气行程排气行程柴油燃烧柴油燃烧压缩气体压缩气体废气排出废气排出 作用：作用： 吸入新鲜空气吸入新鲜空气 活塞运动活塞运动: 从上止点向下止点从上止点向下止点 曲轴转角曲轴转角: 0o180 o 气门状态气门状态: 进气门打开排气门关闭进气门打开排气门关闭 终了压力终了压力: 0.080.095MPa 终了温度终了温度: 30034
11、0K 作用：作用： 压缩空气，为燃烧创造条件压缩空气，为燃烧创造条件 活塞运动活塞运动: 从下止点向上止点从下止点向上止点 曲轴转角曲轴转角: 180o360 o 气门状态气门状态: 进、排气门均关闭进、排气门均关闭 终了压力终了压力: 35 MPa 终了温度终了温度: 750950K 作用：作用： 燃烧高温高压气体膨胀做功燃烧高温高压气体膨胀做功 活塞运动活塞运动: 从上止点向下止点从上止点向下止点 曲轴转角曲轴转角: 360o540 o 气门状态气门状态:进、排气门均关闭进、排气门均关闭 最高压力最高压力: 6 9 Mpa 最高温度最高温度:18002200K 至排气门打开时压力至排气门打
12、开时压力: 0.5MPa 至排气门打开时温度至排气门打开时温度: 10001200K 终了压力终了压力: 0.3 Mpa 作用：作用： 排出膨胀做功后的废气排出膨胀做功后的废气 活塞运动活塞运动: 从下止点向上止点从下止点向上止点 曲轴转角曲轴转角: 540o720 o 气门状态气门状态: 进气门关闭、排气门打开进气门关闭、排气门打开 终了压力终了压力: 0.1050.12MPa 终了温度终了温度: 700900 K四行程柴油机工作特点四行程柴油机工作特点1 1）四冲程柴油机的工作过程，包括进气、压缩、作功）四冲程柴油机的工作过程，包括进气、压缩、作功和排气四个行程；和排气四个行程；2 2）
13、每个工作循环中，曲轴旋转两周每个工作循环中，曲轴旋转两周 （720720），进），进、排气门各开闭一次。每个行程，活塞在上、下止点间、排气门各开闭一次。每个行程，活塞在上、下止点间移动一次，曲轴旋转半周（移动一次，曲轴旋转半周（180180）；）；3 3）四个行程中，只有作功行程对外做功，其余都是消）四个行程中，只有作功行程对外做功，其余都是消耗功的辅助行程；耗功的辅助行程；4 4）柴油是利用压缩后的高温高压气体来压燃的；）柴油是利用压缩后的高温高压气体来压燃的；5 5）发动机启动时，必须借助外力使曲轴转动，气缸进）发动机启动时，必须借助外力使曲轴转动，气缸进气、压缩、作功后，依靠曲轴和飞轮储
14、存的能量，使以气、压缩、作功后，依靠曲轴和飞轮储存的能量，使以后的行程继续进行。后的行程继续进行。 综上所述：综上所述： 活塞经历进气行程、排气行程、作功行程和活塞经历进气行程、排气行程、作功行程和排气行程，曲轴旋转排气行程，曲轴旋转二周（二周（720720）后，完成后，完成了柴油机的一个工作循环。由于飞轮的惯性了柴油机的一个工作循环。由于飞轮的惯性作用，使曲轴继续旋转，因而带动活塞再次作用，使曲轴继续旋转，因而带动活塞再次从上止点向下止点移动，此时则开始进行下从上止点向下止点移动，此时则开始进行下一个工作循环。这样一个工作循环。这样周而复始周而复始，使柴油机，使柴油机不不停运转停运转，同时驱
15、动工作机械作功。，同时驱动工作机械作功。 四行程柴油机工作原理四行程柴油机工作原理 多缸柴油机构造图多缸柴油机构造图 多缸柴油机工作多缸柴油机工作多缸柴油机各缸的工作原理和单缸柴油机的多缸柴油机各缸的工作原理和单缸柴油机的一样一样.为保证转速均匀为保证转速均匀,各缸作功行程应均匀分布各缸作功行程应均匀分布于一个工作循环中于一个工作循环中,因此多缸机各汽缸是按照因此多缸机各汽缸是按照一定顺序工作的一定顺序工作的,其工作顺序与汽缸排列和各其工作顺序与汽缸排列和各曲柄的相互位置有关曲柄的相互位置有关. 发火顺序的选择要考虑以下发火顺序的选择要考虑以下2 2点：点： 1.1.曲轴曲拐（轴颈及它两端的曲
16、柄）要尽可能对称均匀曲轴曲拐（轴颈及它两端的曲柄）要尽可能对称均匀2.2.连续作功的两缸相隔尽量远些连续作功的两缸相隔尽量远些v多多缸缸机机工工作作顺顺序序曲拐曲拐 为了保证发动机运转均匀性和平衡性的要为了保证发动机运转均匀性和平衡性的要求，对四行程柴油机曲轴转动两转（求，对四行程柴油机曲轴转动两转（720720 ）内，每个气缸都必须完成一个循环。因此各缸内，每个气缸都必须完成一个循环。因此各缸应相隔一定的转角而均匀的发火。应相隔一定的转角而均匀的发火。 若对缸数为若对缸数为i i的四行程发动机而言，则发的四行程发动机而言，则发火间隔角为火间隔角为720720/ /i i 四缸四行程发动机的发火顺序和曲拐布置四缸四行程发动机的发火顺序和曲拐布置v 四缸机工作顺序四缸机工作顺序点火顺序：点火顺序：各缸完成同名行程的次序。各缸完成同名行程的次序。1342或或1243曲轴转角曲轴转角（度（度） 一一 缸缸二二 缸缸三三 缸缸四四 缸缸0180180360360540540720功功功功功功功功排排进进压压排排进进压压排排进进压压排排进进压压1 13 34 42 2六缸四行程发动机六缸四行程发
