柴油機原理與結(jié)構(gòu)

1、發(fā)動機發(fā)動機 柴油機是內(nèi)燃機的一種，將柴油噴射到汽缸內(nèi)與空氣混合，燃燒得到熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的熱力發(fā)動機，即依靠燃料燃燒時的燃氣膨脹推動活塞作直線運動，通過曲柄連桿機構(gòu)使曲軸旋轉(zhuǎn)，從而輸出機械功。柴油發(fā)動機介紹柴油發(fā)動機介紹柴油機總體結(jié)構(gòu)一般由以下幾大系統(tǒng)或機構(gòu)組成： 機體 燃油系統(tǒng) 曲軸連桿機構(gòu) 進排氣系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng) 操縱系統(tǒng) (啟動系統(tǒng)) 由于汽缸數(shù)、汽缸排列和冷卻方式等不同，因此各種機型結(jié)構(gòu)上略有差異。三、外觀結(jié)構(gòu)三、外觀結(jié)構(gòu)1柴油發(fā)動機介紹三、外觀結(jié)構(gòu)三、外觀結(jié)構(gòu)2柴油發(fā)動機介紹柴油發(fā)動機介紹飛輪活塞活塞環(huán)增壓器連桿曲軸四、工作原理四、工作原理 一、常用名詞一、常用名詞 1、活

2、塞沖程：上、下止點的最小直線距離稱為活塞沖程（或行程）。 2、工作循環(huán)：內(nèi)燃機中熱能與機械能的轉(zhuǎn)化是通過活塞在汽缸內(nèi)工作，連續(xù)進行進氣、壓縮、膨脹、排氣四個過程來完成的。機器每進行這樣一個過程稱為一個工作循環(huán)。 3、上、下止點：活塞在汽缸中移動時，活塞在汽缸中的最高位置稱為上止點；活塞在汽缸中的最低位置稱為下止點。 4、工作容積、燃燒室容積、總?cè)莘e、壓縮比柴1622，汽59柴油發(fā)動機介紹 二、四沖程二、四沖程 a、進氣沖程 b、壓縮沖程 c、膨脹沖程 d、排氣沖程柴油發(fā)動機介紹三、四沖程工作過程三、四沖程工作過程進氣沖程：活塞從上止點向下止點移動，目的是吸入新鮮空氣為燃燒作好準備， 此時進氣門

3、打開，排氣門關閉?；钊竭_下止點時進氣門關閉，進氣沖程結(jié)束。 壓縮沖程：活塞從下止點向上止點移動，此時上下氣門關閉，氣缸內(nèi)空氣受壓縮溫度、壓力提高，為燃燒提供條件，活塞到達上止點時壓縮沖程結(jié)束。 膨脹（作功）沖程：在壓縮沖程結(jié)束前，噴油器將燃油噴入氣缸，與空氣混合形成可燃氣體并自燃，產(chǎn)生高溫、高壓推動活塞向下止點運動并帶動曲軸旋轉(zhuǎn)而作功，活塞到達下止點時，氣缸內(nèi)壓力下降，直至排氣門打開。 排氣沖程：作功結(jié)束后，氣缸內(nèi)的氣體已成為廢氣，活塞從下止點向上止點運動，排氣門打開，進氣門關閉，活塞將廢氣排除氣缸，到達上止點時，排氣沖程結(jié)束。 排氣沖程結(jié)束后，排氣門關閉，進氣門又打開，重復進行下一個循環(huán)，

4、周而復始不斷對外作功。 柴油發(fā)動機介紹四、單缸四沖程工作原理示意圖四、單缸四沖程工作原理示意圖 柴油發(fā)動介紹作用作用 發(fā)動機的骨架，是發(fā)動機各系統(tǒng)、機構(gòu)工作和裝配的基礎，承受發(fā)動機的各種負荷。組成組成 汽缸蓋、汽缸體、曲軸箱柴油發(fā)動機介紹柴油發(fā)動機介紹汽缸蓋氣門彈簧噴油器氣門柴油發(fā)動機介紹柴油發(fā)動機介紹氣缸套連桿軸承冷卻水道水封作用作用 曲軸連桿機構(gòu)是將活塞承受的氣體壓力通過連桿傳給曲軸，并將活塞的往復直線運動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動輸出機械能。組成組成 活塞組件、連桿組、曲軸飛輪組柴油發(fā)動機介紹柴油發(fā)動機介紹柴油發(fā)動機介紹柴油發(fā)動機介紹 。作用作用 通過配氣機構(gòu)實現(xiàn)進氣和排氣過程，使新鮮空氣及時充

5、入氣缸并及時從氣缸中排出廢氣。組成組成 氣門組件、氣門傳動組件七、進、排氣系統(tǒng)七、進、排氣系統(tǒng)維護使用要點 使用維護要點：使用維護要點： （1）要做好整機的清潔。保持整機的清潔和工作環(huán)境的清潔，可減少故障的產(chǎn)生，也便于發(fā)現(xiàn)漏水、漏油等現(xiàn)象。這樣才能使整機的正常運轉(zhuǎn)有進一步的保證。 （2）柴油機工作一段時間后，會造成機件磨損。需要定期檢測活塞環(huán)間隙、軸瓦間隙。其間隙的調(diào)整參見后續(xù)教材。P20 （3）更換汽缸套或活塞環(huán)后或新安裝的柴油機，必須進行磨合后才能投入使用。（見后） （4）多缸汽油機要注意點火順序與作功順序的配合，更換火花塞前要作好記號。P29 （5）傾聽機器在運行時內(nèi)部有無異常敲擊聲。

6、作用作用 通過配氣機構(gòu)實現(xiàn)進氣和排氣過程，使新鮮空氣及時充入氣缸并及時從氣缸中排出廢氣。組成組成 氣門組件、氣門傳動組件柴油發(fā)動機介紹凸輪軸氣門搖臂氣門頂桿正時齒輪中間齒輪曲軸齒輪氣門導管 廢氣渦論增壓是利用柴油機排出的廢氣能量來驅(qū)動增壓器，將空氣壓縮后再輸送入氣缸。 增壓的目的是增加進入氣缸的空氣量，在柴油機容積不變的情況下增加氣缸內(nèi)的空氣密度，使柴油機能燃燒更多的柴油以提高其輸出功率，這是最經(jīng)濟最有效的方法。（機械增壓，渦論增壓）柴油發(fā)動機介紹柴油發(fā)動機介紹 中間冷卻器中間冷卻器 廢氣渦輪增壓器的主要性能指標是空氣壓力的升高比k，當1.8 時 就采用中冷器。以降低壓氣機出口的空氣溫度，使進

7、入汽缸的空氣密度增大。 柴油發(fā)動機介紹7.4、柴油發(fā)動機介紹柴油發(fā)動機介紹消音器彈性吊碼絕熱包扎密封夾板排煙管吊碼使用維護要點 （1）要注意進、排氣系統(tǒng)的清潔。進氣管的任何地方堵塞都會影響進氣量，使柴油機燃燒情況惡化。排氣管在工作中也往往被沒有燒完的油料和竄出的機油積炭堵塞，使廢氣不能通暢排除，影響柴油機性能的正常發(fā)揮，導致功率不足，油耗增加。因此，應在柴油機工作100小時后清洗進、排氣系統(tǒng)。 （2）定期清洗空氣濾清器。干式紙質(zhì)濾芯應根據(jù)使用地區(qū)空氣中的灰塵多少，在柴油機工作了5001500小時后，用吹風從里往外吹洗或用毛刷輕刷。濾芯有破損的可更換。金屬濾網(wǎng)濾芯可用汽油清洗并吹干。有的空氣濾清

8、器不用清洗，當清潔指示器出現(xiàn)紅色標示時，更換空氣濾清器。 （3）正常情況下柴油機的排氣顏色是淺灰色，不正常時，排氣顏色變成深灰色，超負載時排氣顏色為黑色。 氣門間隙調(diào)整P49 配氣定時調(diào)整P51作用作用 按照柴油機工作過程的需要，將一定數(shù)量的柴油，在一定的時間內(nèi)以一定的壓力使柴油霧化噴入汽缸，與壓縮空氣形成均勻的可燃混合氣而燃燒。 組成組成 油箱、輸油泵、濾清器、噴油泵、噴油器柴油發(fā)動機介紹柴油發(fā)動機介紹噴油器 油水分離器手搖泵高壓油泵濾清器油 箱8.2、 調(diào)速器的功用與類型：功用：柴油發(fā)電機組工作時，其負載是變化的，這就要求發(fā)電機組輸出的功率也要有相應的增加或減少。此外，供電的頻率是要求穩(wěn)定

9、，這就需要柴油機工作時的轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定。因此一般柴油機都裝有調(diào)速器。類型：調(diào)速器按其工作原理可分為：離心式、氣動式、電子調(diào)速式，液壓式。常見的是離心式。電子調(diào)速器的工作原理P73調(diào)速控制器DWC-2000P158柴油發(fā)動機介紹使用維護要點 （1）正確選用柴油的牌號。國產(chǎn)柴油分重柴油和輕柴油，重柴油適用于每分鐘1000轉(zhuǎn)以下的低速柴油機，1000轉(zhuǎn)/分以上的柴油機選用輕柴油。國產(chǎn)輕柴油根據(jù)凝點不同來編號，如：RC-Z10、RC-0、RC-10、RC-20其凝點溫度分別為+10、0、-10、-20。一般夏季選用0號，冬季選用-10號。在四川大部分地區(qū)選用優(yōu)質(zhì)0號。 （2）作好燃油的清潔，柴油機的噴油

10、器和高壓油泵是極其精密的零件，如稍有雜質(zhì)混入，便會發(fā)生阻塞故障。因此在加柴油時，事先必須將柴油經(jīng)過24小時的沉淀，加油時用專門加油的器皿，嚴格過濾，才能加進油箱，防止水和雜質(zhì)混入。 （3）定期清洗柴油濾清器，每隔100小時打開放油塞排除燃油內(nèi)的水分和雜質(zhì)沉淀物。或每隔一年更換柴油濾清器。清洗或更換柴油濾清器后要及時排除油路中的空氣。 （4）注意油箱內(nèi)的油量不要用盡，以免空氣進入燃油系統(tǒng)，造成運行中斷。 油路中空氣的排除 噴油器噴油壓力的檢查P82 噴油提前角的調(diào)整P68 電子噴油裝置 作用作用 將潤滑油供給運動見的摩擦表面以減少磨擦阻力，減輕機件的磨損，并部分地冷卻磨擦零件；清潔和冷卻磨擦表面

11、；提高活塞環(huán)和汽缸壁間的密封性能；對所有運動件起防銹作用。組成 滑油泵、滑油濾清裝置、滑油冷卻裝置、滑油管路柴油發(fā)動機介紹柴油發(fā)動機介紹柴油發(fā)動機介紹使用維護要點 （1）機油牌號的選用，機油顏色為淺黃和綠棕色，一般北方的冬季選HC-8、南方的冬季和北方的夏季選HC-11，南方的夏季選HC-14號，或選用美孚1330。 （2）機油的清潔。加機油時，應把合格的機油用60#篩網(wǎng)（每平方厘米有232孔）過濾后加入。機油對柴油機來說除了潤滑與冷卻作用外，還有清洗各摩擦面間的金屬碎屑的功能。機油使用時間過長，雜質(zhì)過多，氧化變質(zhì)將失去潤滑作用，加速機器磨損。因此，柴油機工作100小時后，必須清洗機油濾清器，

12、或更換機油濾清器，更換時先向濾清器中加注新機油，再上到濾清器座上。新機運行50小時后須更換機油，以后每250小時后更換機油。 （3）油機啟動前應檢查機油液面高度和機油是否變質(zhì)。 機油液面偏低，檢查是否漏油。機油可能從潤滑系統(tǒng)各接頭處漏失。當油機停機后，如果發(fā)現(xiàn)油機下面有漏油現(xiàn)象，即使是少量的也不可忽視，必須進行檢查，找出原因，如果不能糾正，開機后機油會較多損失，有斷油的危險。 機油液面偏高，檢查是否漏水，如果曲軸箱內(nèi)機油量反常地增加，并且機油內(nèi)含有水珠，即表示冷卻系統(tǒng)有水漏入曲軸箱內(nèi)。其原因可能是汽缸墊損壞，此時排氣管出口處將能看到水霧噴出，也可能缸套下端橡皮水封圈損壞，這時在排氣中便看不到有

13、水霧噴出現(xiàn)象。 機油變質(zhì)時顏色變黑、變渾濁。更換機油時先熱機，放掉變質(zhì)機油后用汽油清洗油底殼。 （4）柴油機工作平穩(wěn)后，機油溫度應保持在7090，油溫過高，會使機油粘度變小，油膜不易形成，從而造成潤滑不良。油溫過低，會使機油粘度變大，會增加摩擦阻力，傳熱慢，降低功率，啟動困難。 （5）保持正常的機油壓力，啟動時機油壓力應為（1.53.0）kg/，待油穩(wěn)升高到45后，逐步加載。油機正常工作狀況下，機油壓力應為（1.54.0）kg/，壓力過高、過低都不行。 （6）各人工加油潤滑點應按規(guī)定時間加潤滑油。 啟動前的預潤滑 1、周期性自動預潤滑 2、一次性注人式潤滑作用作用 將承受高熱機件的熱量散到大氣

14、中去。組成組成 水泵、散熱器（水箱）、風扇、分水管、機體、缸蓋內(nèi)的水套、恒溫閥。柴油發(fā)動機介紹柴油發(fā)動機介紹膨脹水箱機油冷卻器散熱器水泵柴油發(fā)動機介紹使用維護要點 （1）柴油機冷卻水的出水溫度以保持在7585之間為最好。進、出水溫差不應超過20，更不允許有斷水現(xiàn)象。如果工作溫度過低，則熱損失大。如果工作溫度過高，則零件強度降低，配合部分的正常間隙被破壞，機油粘度降低，磨損加劇，機油消耗量增大。積炭增多，活塞環(huán)易膠結(jié)，功率下降。 （2）冷卻水的清潔過濾。柴油機是用水來循環(huán)冷卻的。冷卻水必須是清潔過濾后的軟水，不應有泥沙和棉紗纖維等雜物。有上述雜物混入冷卻水系統(tǒng)，水道將會堵塞，使機器溫度升高，機體

15、、缸蓋便有開裂的危險。 （3）油機在使用中不可使它驟冷驟熱，機器啟動后，要在輕負載下逐步升溫，油機發(fā)熱后，逐步加載。當機組溫度過高或水箱中的冷卻水開鍋時，切不可開蓋加水，以免傷人或引起水箱破裂。此時應當緊急停機，待機器溫度降低到4050之后，再加水開機，絕對禁止不加冷卻水啟動油機。 （4）冷卻水應加防凍劑，防凍劑一般由甘油、酒精、乙二醇按比例配置而成。使用不加防凍劑的冷卻水，在室溫低于5時，停機后應放出冷卻水，以免漲裂冷卻水道。 風扇皮帶的檢查（1020MM） P149作用作用 起動馬達起動同時，電磁閥將調(diào)速器油門拉到適當位置，向氣缸供油燃燒，使氣缸著火轉(zhuǎn)動。 組成組成 電子調(diào)速機構(gòu)或機械調(diào)速

16、、啟動馬達、油門索制。柴油發(fā)動機介紹柴油發(fā)動機介紹柴油發(fā)動機介紹柴油發(fā)動機介紹直流電動機電磁鐵電池線 啟動方法：1、人力啟動 2、電動機啟動 3、壓縮空氣啟動 電動機啟動：廣泛用于各種柴油機，用鉛酸蓄電池作電源，由直流電動機拖動發(fā)動機的曲軸旋轉(zhuǎn)，將發(fā)動機發(fā)動起來，為保證啟動可靠，延長電池的壽命，每次啟動通電時間不得超過15s，連續(xù)啟動不得超過3次。 電磁線圈及保持線圈通電，鐵心移動帶動驅(qū)動桿擺動，使啟動機的齒輪與飛輪齒圈嚙合，鐵心繼續(xù)移動接通直流電動機電路開始運轉(zhuǎn)工作，直至柴油機啟動 柴油發(fā)動機介紹11.5、啟動馬達結(jié)構(gòu) 電啟動的發(fā)動機一般都有充電設備，以供蓄電池放電后能及時補充充電。 充電設

17、備：充電機 調(diào)節(jié)器 柴油發(fā)動機介紹要點 （1）機組啟動前，應先檢查冷卻水位、機油位、柴油位正常，機組無零件松動，機組上無其它工具、物品。 （2）油機發(fā)電機組采用電啟動時，每次啟動不超過57秒，連續(xù)啟動不超過4次，間隔不小于10秒。以避免蓄電池過放電。 （3）油機發(fā)電機組啟動成功后，應先低速運轉(zhuǎn)一段時間，然后再逐步調(diào)速到額定轉(zhuǎn)速。決不允許剛啟動后就猛加油，使轉(zhuǎn)速突然增高。 （4）油機啟動成功后，要注意觀察，待柴油機水溫在50以上，機油溫度在45以上，機油壓力在（1.53.0）kg/，電壓、頻率（轉(zhuǎn)速）達到規(guī)定要求后，方可供電。在帶負載時，也要逐步地均勻地增加，除特殊情況外，應盡量避免突然增加負載

18、或突然卸去負載。一次性投入負載最好不要超過機組額定容量的60%。 （5）油機不宜在低速情況下長期運轉(zhuǎn)。其原因是：柴油霧化質(zhì)量的好壞，決定于噴油壓力和凸輪軸轉(zhuǎn)速，噴油壓力越高及凸輪軸轉(zhuǎn)速越快，柴油霧化質(zhì)量越好，而凸輪軸的轉(zhuǎn)速是隨著曲軸的轉(zhuǎn)速而變化的。當柴油機曲軸轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速時，柴油霧化就變壞，時間一久就會導致機器運轉(zhuǎn)不正常。 （6）正常關機：當市電恢復供電或試機完成后，應先切斷負荷、空載運行35分鐘 ，再關閉油門停機。 （7）故障停機：當出現(xiàn)油壓低、水溫高、轉(zhuǎn)速高、電壓異常等故障時，應能自動或手動停機。 （8）緊急停機：當出現(xiàn)轉(zhuǎn)速過高（飛車），機油壓力表指針突然下降或無壓力，冷卻水開鍋，或其

19、他有可能發(fā)生人身事故或設備危險情況時，應立即切斷油路和（進）氣氣路緊急停機。 （9）啟動電池應經(jīng)常處于穩(wěn)壓浮充狀態(tài)，每月檢查一次充電電壓及電解液液位。如液位偏低，應添加純水或蒸餾水。 （10）電氣系統(tǒng)的清潔。電啟動系統(tǒng)的故障與它的清潔程度有直接關系，如蓄電池電解液不清潔并混有金屬雜質(zhì)，可能造成蓄電池內(nèi)短路；整流方面的污垢會使電刷在電刷座內(nèi)卡住。各接觸點、接線柱的污垢會增加接觸電阻，容易發(fā)熱。如果因為污垢而接觸不良，就會產(chǎn)生很大的火花。或使接線柱和接點等燒毀。 同步發(fā)電機工作原理 1、同步發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu) 磁極（激磁線圈），電樞。 定子，轉(zhuǎn)子。 2、旋轉(zhuǎn)磁極式同步發(fā)電機 3、無刷勵磁交流發(fā)電機 4、發(fā)電機的勵磁方式 他勵、自勵（自勵的建立過程）、三次諧波勵磁同步發(fā)電機輸出電壓的調(diào)整 1、電抗器移相式相復勵勵磁裝置 負載電流的增加（負載電流對端電壓的影響，可借助于電流互感器LH組成的復勵回路來實現(xiàn)調(diào)壓 ） 負載功率因數(shù)的減?。üβ室驍?shù)對端電壓的影響，可通過移相電抗器DK組成的回路來實現(xiàn)調(diào)壓） 對頻率變化、繞組發(fā)熱