C121柴油機系和發(fā)動機結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成詳解

1、C121柴油機系和發(fā)動機結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成詳解C121柴油機介紹 第一章一、背景介紹 C121柴油機系美國Cat公司70年代初期生產(chǎn)的3300系列柴油機，原為預(yù)燃式。1981年采用了直接噴射式燃燒系統(tǒng)（DI），1983年又進一步改進了燃油、配氣和增壓系統(tǒng)等而命名為3300B 3300B柴油機是一種以工程機械為主，多用途的中等功率重載柴油機，廣泛應(yīng)用于工程機械、載重汽車、發(fā)電機組、船用機組和其它工業(yè)裝置作為動力，以高可靠性和高壽命聞名世界。 上海柴油機廠于1986年底在機械部統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，與美國Caterpillar拖拉機公司達(dá)成技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議，引進該公司3300系列柴油機技術(shù)和部分主要件制造二手設(shè)備

2、。我公司目前按卡特彼勒許可證生產(chǎn)的這種發(fā)動機，全面采用了美國卡特彼勒公司3300B柴油機的設(shè)計、制造和管理技術(shù)，同時引進了產(chǎn)品試驗設(shè)備和主要件加工設(shè)備 。目前在代表機型上，國產(chǎn)化率已達(dá)8090之間，實際質(zhì)量接近CAT原機水平。 我公司目前按許可證生產(chǎn)3300B柴油機的技術(shù)規(guī)格為：6缸直立式增壓或增壓中冷；缸徑和行程分別為121mm和152mm；功率范圍為：110257kW；轉(zhuǎn)速范圍為：15002200r/min；主要應(yīng)用對象是配國內(nèi)中高檔工程機械，載重車，船用機組和電站機組等，并可滿足主機廠開拓國際市場的需求。該柴油機的工作容積為升，能較好地滿足工程機械市場大多數(shù)中等功率配套的動力需要。二、C

3、6121柴油機主要應(yīng)用與性能 序號機型標(biāo)定功率/轉(zhuǎn)速（總功率）最大扭矩轉(zhuǎn)速高原能力應(yīng)用Kw/r/min(小時)N.m/r/minm01C6121G01110/2200573/1400500煤炭科研太原分院W8型防爆低外污染懸掛式膠輪車02C6121ZG01b131/1900790/14003750宣工TY165高原型推土機03C6121ZG02160/2000914/15002250CAT D7G推土機1W054304C6121ZG06a172/2100938/14002000宣化T220推土機05C6121ZG07a150/1950810/14004000彭浦廠PD185Y06C6121ZG

4、09b158/2200823/14002400柳工ZL50G裝載機07C6121ZG09e162/2200843/14002400廈工，龍工ZL50C裝載機08C6121ZG09g174.5/2200912/14002250三明公司YF20堆場垃圾壓實機09C6121ZG13c186.5/2200923/14002000三一重工HBT90C1816D水泥拖泵車10C6121ZG15143/2200748/14003000鎮(zhèn)江路面廠HTH6000水泥攤鋪機11C6121ZG16187/2200969/14002000中原石油勘探局特種車輛修造廠ZYT5290TXJ12C6121ZJG01216/

5、21001217/14002000CAT 980S裝載機13C6121ZLG02194/20001011/14002250鎮(zhèn)江1220MAXI-PAV水泥攤鋪機14C6121ZD01166/15001120/14001500福發(fā)120kW電站機組15C6121ZLD01a226/15001479/14002600CAT 50HZ電站單機16C6121ZLQ01235/21001200/14002000重慶鐵馬XC5320JB混凝土攪拌車17C6121ZLQ02220/21001250/14003000北京重型汽車廠25噸礦用車第二章 C6121柴油機的技術(shù)規(guī)格及結(jié)構(gòu)特點 一、技術(shù)規(guī)格.表格表2

6、1 3300系列柴油機主要技術(shù)規(guī)格缸數(shù)與排列方式4缸直列式6缸直列式缸徑行程mm121152121152總排量 L7.010.5壓縮比15.0：115.0:1燃燒方式直接噴射式?jīng)_程數(shù)4旋轉(zhuǎn)方向（面向飛輪端）逆時針發(fā)火次序1342153624進氣方式種類NA T NA T TA發(fā)動機冷卻水容量 L1316發(fā)動機水泵流量：背壓1.5m，2200r/min時L/min背壓3.5m，2200r/min時L/min265246345315潤滑油容量 L1927推薦機油牌號 SAE10W/30 CD級冷油器型式管式管式噴油泵型式螺旋槽式調(diào)速器液力機械式啟動方式電啟動長寬高（工業(yè)用）mm1279.5831.

7、71010.51566.7790.21010.5凈重 （工業(yè)用） Kg745 （NA）930(NA)型號C6121ZG15C6121ZG09dC6121ZG10nsC6121ZG10psC6121ZLG01C6121ZLG03C6121ZLQ01標(biāo)定功率/轉(zhuǎn)速（kW/r/min）143/2200158.4/2200187/2200174.5/2200210/2200224/2200235/2100最大扭矩/轉(zhuǎn)速N.m/r/min748/1400823/1400969/1400912/14001094/14001192/14001200/1400最低燃油消耗率（g/kW.h）215206207全

8、負(fù)荷排氣煙度（Fsu）3.02.9允許海拔高度4500375020004200320017001700二、技術(shù)特點1.可靠性好、壽命長：CAT發(fā)動機主要用于工程機械，考慮到使用需要對可靠性特別重視，據(jù)介紹，其配裝載機、推土機一般平均故障時間都為20004000小時左右。如用于D7G履帶式推土機為4167小時，用于950B輪式裝載機為3300小時。2.扭矩儲備系數(shù)高： 工程機械和車用發(fā)動機，均可根據(jù)需要提供較大的扭矩儲備系數(shù)，最高可達(dá)40左右。3.燃油耗率和機油耗率較低：CAT發(fā)動機配工程機械使用，十分重視綜合經(jīng)濟效果、改善匹配性能。據(jù)我廠對國內(nèi)用戶調(diào)查，與同類工程機械比較，CAT產(chǎn)品綜合經(jīng)濟性

9、比較優(yōu)越。就單機燃油經(jīng)濟性而言，增壓與增壓中冷機型，全負(fù)荷最低燃油耗率分別可達(dá)到和，3300發(fā)動機機油耗率很低，據(jù)資料介紹和我廠實測，平均機油耗率約。4.有一定的高原適應(yīng)能力： 3300系列增壓機型一般在海拔15002000M情況下，不需要調(diào)整發(fā)動機標(biāo)定功率。5.排放： 3300柴油機用于載重汽車發(fā)動機，可根據(jù)需要滿足美國聯(lián)邦法規(guī)對排放的要求，必要時也可滿足加利福尼亞州法規(guī)要求。車用柴油機排煙，在加速工況，消光度20，爬坡工況15，峰值扭矩時50。三、C6121柴油機結(jié)構(gòu)特點3300系列柴油機是四沖程、直列、水冷式，采用直接噴射式燃燒系統(tǒng)，各種機型之間零部件有廣泛的通用性。部分工程機械用柴油機

10、還包括有關(guān)附件，可滿足廣泛的配套需要。1.機體 為龍門式深裙部結(jié)構(gòu)，采用高強度灰鑄鐵制造，機體上部無缸套肩胛，而采用一種特殊的鋼墊板結(jié)構(gòu)。2.氣缸套 離心澆鑄合金鑄鐵，內(nèi)表面淬硬?？裳娱L使用壽命，缸套肩胛經(jīng)強化處理，提高可靠性。3.缸蓋 用合金鑄鐵制造，與進氣歧管合為一體，是整體式結(jié)構(gòu)，進氣道是無渦流式，每缸二個氣門。4.氣門 合金鋼制造，排氣門堆焊耐磨合金。進、排氣門均有旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。曲軸 用合金鋼整體模鍛帶平衡塊，軸頸淬硬，軸承為鋼背鋁合金薄壁結(jié)構(gòu)?；钊?鋁合金鑄件，銷孔中心向主推力側(cè)略有偏移，采用三道活塞環(huán)，活塞上第一、二道環(huán)槽均鑲有耐磨鑄鐵，在機體上設(shè)有冷卻活塞的噴嘴。5.燃油系統(tǒng) 采用專

11、門設(shè)計的多柱塞合成泵，噴油器為細(xì)長型無回油結(jié)構(gòu)，具有噴孔。3304柴油機設(shè)有平衡結(jié)構(gòu)，使其標(biāo)定轉(zhuǎn)速與3306相同，均可達(dá)到n2200r/min。3304T的標(biāo)定功率與3306NA基本相同，可供用戶需要選擇。第三章 C121編號規(guī)則 一 、編號規(guī)則 1.零部件編號 C6121柴油機是引進美國卡特比勒公司3306B柴油機技術(shù)制造的。因此其基本零部件仍然保持和3306B相同的件號。我公司自行設(shè)計了一部分新的零部件，為了便于區(qū)別，其件號表示形式與卡特比勒公司原設(shè)計件號有所不同。 卡特比勒公司原設(shè)計零部件件號有兩種形式，即由6位字符（含數(shù)字和字母）或由7位純數(shù)字符號構(gòu)成。例如： 6N9915 7C390

12、6或1007861 1218015由上柴公司自行設(shè)計開發(fā)的零部件，其件號表達(dá)與卡特比勒公司原設(shè)計不同。例如： C06CB003 12AL006在C6121柴油機上，為了便于識別，通常在零部件制造過程中。用鑄、鍛、鋼印、電蝕或部件標(biāo)牌等方式將件號永久性地標(biāo)識在實物上。零件實物所示件號末端，常常標(biāo)有后綴M、X、U等字母。這表示該零件貨源來自世界不同地區(qū)。后綴M表示該零件是按卡特比勒技術(shù)要求在我國境內(nèi)制造的。只要件號相同而不論其貨源來自何處，他們之間是可以通用和互換的二、柴油機標(biāo)識1.柴油機標(biāo)牌C6121柴油機上有兩塊永久性標(biāo)牌。載有該機型號、機號、出廠日期、標(biāo)定功率、標(biāo)定轉(zhuǎn)速以及柴油機總成號、性能

13、規(guī)范號等一些重要信息資料。希望用戶將這些信息和數(shù)據(jù)記錄到你的柴油機或所配設(shè)備的工作日志中，在日后聯(lián)系維修和反映質(zhì)量問題時，及時提供這些信息，有助于正確解決您所反映的問題。柴油機標(biāo)牌固定在柴油機氣缸蓋左側(cè)近齒輪室位置上。 2.柴油機型號 柴油機型號由下列字符構(gòu)成，其含義如下：C 6 121 Z L 設(shè)計變型代號 01、02、03 01a、02a 01b 02b 用途特征符號 中冷 增壓 氣缸直徑 氣缸數(shù)目 系列代號*用途特征符號： C船用右機 Ca船用左機 D發(fā)電 G工程機械 N農(nóng)用機械 Q車用 T拖拉機第四章 C121柴油機二大機構(gòu)，五大系統(tǒng)第一節(jié) 機體一、機體的作用機體的主要功用是： 支承柴

14、油機所有的運動件，使它們在工作時保持相互準(zhǔn)確的位置； 在機體上加工有水道和油道，保證各零部件工作時必要的冷卻與潤滑； 安裝柴油機各輔助系統(tǒng)部件； 作為柴油機使用安裝時的支承，將柴油機固定在底盤上或支架上。機體一般采用鑄鐵制成，也有的采用鋁合金鑄造或鋼板焊接制成。C121柴油機機體采用高強度灰鑄鐵制造。C121機體龍門式深裙部結(jié)構(gòu)。機體上部無缸套安裝肩胛，而采用一種特殊結(jié)構(gòu)的鋼制墊板結(jié)構(gòu)，避免產(chǎn)生應(yīng)力集中。為了控制殘余應(yīng)力需進行去應(yīng)力熱處理，以便加工時尺寸穩(wěn)定，加工方法是在有保護氣的熱處理爐中進行，以防止鑄件表面氧化或尺寸減小。二、對機體的要求 尺寸緊湊，重量輕，強度高，剛度大（在氣缸內(nèi)的氣體壓

15、力和運動件的慣性力的作用下變形?。?。 不漏氣，不漏水，不漏油。 制造工藝性好，裝拆方便。氣缸體不但要具有足夠的剛度，而且要有足夠的強度，以免因各部分零件相對位置的變動而影響柴油機工作的可靠性和耐久性。為了增加剛度，一般在受力較大的地方用加強筋來加強，并將力直接傳給主軸承座。 氣缸體尺寸大，形狀復(fù)雜，加工精度和表面粗糙度要求高，是內(nèi)燃機生產(chǎn)中加工復(fù)雜，工序最多的零件，因此改善它的結(jié)構(gòu)工藝性，特別是鑄造工藝性，是十分重要的。第二節(jié) 氣缸蓋一、氣缸蓋的功用與結(jié)構(gòu)氣缸蓋壓在氣缸套凸緣平面上，用氣缸蓋螺栓緊固在氣缸體上。它的主要功用是： 密封氣缸，與氣缸套、活塞構(gòu)成燃燒室空間； 構(gòu)成柴油機的進、排氣通道

16、； 柴油機很多零部件安裝在氣缸蓋上，如進、排氣門，氣門搖臂，噴油器等。 氣缸蓋結(jié)構(gòu)必須滿足下列的要求： 具有足夠的強度和剛度，以保證在氣體壓力和熱應(yīng)力作用下可靠地工作，并與氣缸套結(jié)合面具有良好的密封性； 氣缸蓋內(nèi)的進、排氣通道應(yīng)使氣體通過時流動阻力最小； 具有可靠的冷卻，以保證安裝在氣缸蓋上面的各零部件可靠地工作，能保證高溫地區(qū)得到強烈的冷卻，避免氣閥之間形成裂紋； 翻砂工藝性，加工工藝性要好； 重量輕，體積小。 進排氣道的設(shè)計應(yīng)保證具有最小的氣體流動阻力。 氣缸蓋的結(jié)構(gòu)形式的選擇： 發(fā)動機的氣缸蓋可以是單體式的（即每缸一蓋）或是塊狀的（即每兩缸或數(shù)缸共用一個缸蓋，以至整列氣缸共一蓋）在總體的

17、布置中就要考慮選擇其中之一。 當(dāng)氣缸直徑小于105mm時采用單體式氣缸蓋是很困難的，因為各部分的壁厚與泥芯截面尺寸受到造型和澆鑄條件的限制不能按比例縮小。這樣就不可能在保證有適當(dāng)?shù)谋诤窈湍嘈境叽绲臈l件下得到既有足夠尺寸的氣道面積又有較合適比例的氣缸中心距。通?？梢杂么藖韯澐诌x用單體式或是塊狀的。 從解決氣缸蓋的密封性來看，特別是采用濕式缸套的條件下，選用單體氣缸蓋可以得到較高的可靠性，且維修也比較方便。 二、氣道的布置 氣道在氣缸中占有很大的空間，它的布置影響到換氣效果，也影響到缸蓋金屬材料的分布和形狀的對稱性。進氣道的型式可分普通型；切向型；螺旋型三種。前者是40年代50年代的產(chǎn)品。該結(jié)構(gòu)形

18、式不能形成強烈的旋渦，燃油與空氣不能良好地混合進行燃燒，因此性能指標(biāo)功率P；燃油率ge；排溫tr都比較差，所以這種形式地氣道自60年代都被螺旋型氣道所替代。螺旋型，使氣體流動損失小，還能使進入氣缸的空氣形成強烈的旋渦，使油與空氣便于良好地混合進行燃燒。因此，燃燒效率較高直接的后果是ge、tr、Rb等各項指標(biāo)都較好，因此新設(shè)計的柴油機都采用此種型式的氣道。切向氣道介于二者之間。三、氣閥的數(shù)目 1.每缸兩個氣閥每缸兩個氣閥的方案由于配氣機構(gòu)比較簡單，工作可靠，在設(shè)計制造方面已積累了豐富的經(jīng)驗，同時這種方案能滿足一般發(fā)動機配氣機構(gòu)的要求，因此廣泛采用在各種類型發(fā)動機中。如上柴公司的四大機型發(fā)動機都采

19、用此方案。2.每缸四個氣閥 為了提高充氣量，可以采用多氣閥結(jié)構(gòu)。較多的是采用四氣閥（兩進兩排），這時，氣閥的相對直徑d/D。雖然每一氣閥的直徑小了，但總的流通截面卻可以增加20。而噴油嘴可以布置在氣缸的中心線上，或作很小的偏離。由于氣閥直徑小，氣閥的冷卻條件也就更好。同時由于四個氣閥，每個閥所受的交變熱負(fù)荷都比二個氣閥有所降低，這對改善熱負(fù)荷帶來了好處。所以目前中高速大功率柴油機常見的布置方案。為了進一步提高進氣充量也可以把進氣閥設(shè)計的比排氣閥大一些，但在增壓柴油機中，為了減少排氣能量的損失，將進排氣閥做的一樣大同樣是適宜的。四、氣缸蓋的材料氣缸蓋的材料一般采用鑄鐵，鋼，鋁三大類，大多數(shù)采用鑄

20、鐵。因鑄鐵的價格低廉，澆鑄性能好，適用于澆鑄相當(dāng)復(fù)雜的零件。從熱應(yīng)力的觀點看，它的缺點在于導(dǎo)熱系數(shù)較小，同時幾乎沒有延伸率。所以低溫時的熱強度較差，不過，在常用的溫度范圍內(nèi)也能滿足要求，而且價格低廉，所以大部分柴油機中仍然采用鑄鐵缸蓋。添加合金元素可以提高鑄鐵的強度，但往往使材料的導(dǎo)熱系數(shù)下降，所以通常只是在可以提高極限拉伸強度和耐熱性時，才增加很少含量的Cr、Mo、Ni等元素。鋼的強度最好，可是它的流動性很差，通常只有在熱負(fù)荷高，而形狀簡單的二沖程回流換氣發(fā)動機中應(yīng)用。為了滿足高功率四沖程柴油機的需要，目前也有用形狀簡單的鑄鋼和鍛鋼組合起來，焊接成單體的缸蓋。成本無疑比較昂貴，所以在目前應(yīng)用

21、并不廣泛。輕金屬的熔點較低，很適合用于澆鑄氣缸蓋形狀復(fù)雜的零件。由于其強度較低，設(shè)計中必須將壁厚選取比鑄鐵大23mm。但它具有導(dǎo)熱系數(shù)高和比重小的優(yōu)點，所以在增加壁厚之后，非但重量只有鑄鐵缸蓋的1/2左右，而且可以使底部受熱面的溫度有所下降。其主要的缺點在于性質(zhì)太柔軟，在螺栓預(yù)緊力作用下有較大的塑性變形。同時由于膨脹系數(shù)很大，當(dāng)裝在鑄鐵缸體上時，氣缸的密封性比較困難，在水冷柴油機中還要考慮防腐問題，成本也比鑄鐵昂貴，所以在四沖程水冷柴油機中應(yīng)用較少，而主要是應(yīng)用在風(fēng)冷柴油機中。五、C121缸蓋缸蓋用合金鑄鐵制造，與進氣歧管合為一體，是整體式結(jié)構(gòu)，進氣道為無渦流式，每缸二個氣門。而排列方式與13

22、5，G128有所不同。它是排、進排列（面對自由端）。1.缸蓋的材料采用1E1578B。即C：；Mn：；Si：；P：；S：；Cr：；Mo：；Cu：參看1E1578B。2.機械性能 抗拉強度，氣缸頭頂部的抗拉強度應(yīng)為225340Mpa。 硬度直徑為10mm的球形壓頭，載荷為3000Kg鑄件硬度應(yīng)為（HB207269）。 顯微組織，基本組織為珠光體加不超過10的鐵素體，磷共晶和碳化物都不得超過2，且應(yīng)該以非塊狀顆粒均勻分布，或呈不連續(xù)網(wǎng)狀。第三節(jié) 曲軸連桿機構(gòu)一、曲軸組的功用及其組成1.曲軸功用是把活塞的往復(fù)運動變成旋轉(zhuǎn)運動，將作用在活塞上的氣體壓力變成扭矩，用來驅(qū)動工作機械和柴油機各輔助系統(tǒng)進行工

23、作；同時，從內(nèi)燃機本身工作需要出發(fā)，曲軸還需帶動配氣、燃油、冷卻、潤滑等系統(tǒng)的運動部件2.曲軸的組成：它由前端，主軸頸，曲柄，曲柄搖臂后端等組成。3.對曲軸的要求：由于曲軸布置在氣缸體內(nèi)，在主軸承內(nèi)作回轉(zhuǎn)運動，軸頸和軸承之間發(fā)生摩擦，由于周期變化的氣體燃燒壓力和慣性力，使曲軸受到拉伸、壓縮、彎曲和扭轉(zhuǎn)的復(fù)合作用。這就要求曲軸具有足夠大的剛性強度和耐磨能力。4.曲軸的結(jié)構(gòu)形式：曲軸的構(gòu)造可分整體式和組合式兩種。整體式曲軸，它是中小型發(fā)動機中廣泛采用的一種結(jié)構(gòu)形式，一般均采用滑動軸承，但也有個別小缸徑發(fā)動機采用滾動軸承。整體式曲軸結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，但加工較復(fù)雜，需要較大的專用設(shè)備。5.曲軸所用材料

24、：曲軸所用的材料一般按發(fā)動機強化度來選擇。曲軸材料的選用，應(yīng)在保證曲軸具有足夠強度的前提下，盡可能采用一般材料。除考慮機械性能、疲勞強度外，還要考慮耐磨性、抗沖擊性以及加工制造的工藝性，設(shè)備能力和熱處理性能等。曲軸：用合金鋼整體模鍛，帶平衡塊，軸頸淬硬，軸承為鋼背鋁合金薄壁結(jié)構(gòu)。二、連桿組的功用及其組成1.連桿的功用是將活塞的往復(fù)運動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動，并把作用在活塞組上的力傳給曲軸，輸出功率。2.連桿組一般是由連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸瓦、小頭襯套、連桿螺母等組成。三、連桿的工作及設(shè)計要求內(nèi)燃機工作時，連桿承受來自氣缸內(nèi)作用于活塞上的氣體壓力及活塞連桿組的慣性力，其大小與方向隨曲軸轉(zhuǎn)角

25、呈周期性變化，并具有以下一些特征：1.四沖程內(nèi)燃機連桿在整個工作循環(huán)中時受壓，時受拉，二沖程內(nèi)燃機的連桿則幾乎是一直受壓。2.連桿的擺動使桿身產(chǎn)生慣性力矩并使連桿受彎。3.主副連桿機構(gòu)中的副連桿對主連桿的作用力產(chǎn)生附加彎矩。在設(shè)計連桿時必須注意：1.應(yīng)從疲勞強度的角度來考慮連桿的強度設(shè)計，幾乎所有連桿因強度問題而出現(xiàn)的事故均系疲勞強度不足所致。2.應(yīng)保證連桿有足夠的剛度，特別應(yīng)避免連桿大小端孔的變形過大，以保證軸瓦與襯套能可靠工作。3.保證連桿大小端軸瓦和襯套可靠工作，足夠的耐磨性和抗疲勞性，以適應(yīng)柴油機不斷提高功率和降低維護保養(yǎng)費用，延長檢修期的需要。連桿斷裂會擊毀機體，傷害操作人員，對其可

26、靠性的要求在柴油機部件設(shè)計中是頭等重要的，是設(shè)計者必須精心考慮的。 四、連桿材料的選擇制造連桿的材料應(yīng)具有較好綜合機械性（包括強度極限、疲勞極限、沖擊韌性、延伸率及端面收縮率等）、良好的工藝性、經(jīng)濟性。如低速船用柴油機，一般采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼35、45即可。中等強載荷的柴油機選用40Cr等一般結(jié)構(gòu)合金鋼如我公司的135系列柴油機。高速強載大功率柴油機多選用優(yōu)質(zhì)高強度合金鋼，如35CrMo,42CrMo等。五、連桿大端的結(jié)構(gòu)設(shè)計:連桿大端的結(jié)構(gòu)設(shè)計對連桿的整體設(shè)計乃至柴油機的整體設(shè)計都有影響，它對曲柄箱的直徑，氣缸中心距，柴油機的拆檢方式等有直接的影響。六、C121柴油機連桿大頭端系平切口結(jié)構(gòu)，采用

27、齒型定位，連桿中心距；連桿大頭孔直徑。材料為模鍛合金鋼。采用1E688規(guī)范，化學(xué)成分C：；Mn：；P：；S：；Si：；B：。奧氏體晶粒度5級或更細(xì)。淬透性，正火溫度870。小頭內(nèi)孔直徑。呈梯形狀。第四節(jié) 缸套一、氣缸套的功用與分類氣缸套所處的工作環(huán)境十分惡劣，內(nèi)表面直接受到高溫、高壓燃?xì)庾饔?，工作過程中溫度變化劇烈，燃燒過程中燃?xì)庾罡邷囟瓤蛇_(dá)到2000以上，而進氣過程中冷空氣溫度只有幾十度。氣缸套外部還受到冷卻水作用，產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕作用。活塞往復(fù)運動時，又造成氣缸套使用可靠性，在很大程度上決定著柴油機的使用期限。氣缸套的主要功用是:1.與活塞、氣缸蓋構(gòu)成氣體壓縮，燃燒和膨脹的工作空間。2. 作

28、活塞往復(fù)運動的導(dǎo)向面。3. 向周圍冷卻介質(zhì)傳遞一部分熱量。氣缸套的分類：1.濕式缸套。它的外表面直接與冷卻水接觸。特點是冷卻效果好，但冷卻水腔密封困難，冷卻水對氣缸套外壁腐蝕嚴(yán)重2.干式缸套。它的外壁不直接與冷卻水接觸，避免了冷卻水對氣缸套外壁的腐蝕，但這種缸套散熱效果差。二、氣缸套定位分類與磨損原因1. 氣缸套定位分類 氣缸套的上端有一凸緣作為氣缸套安裝定位用。安裝時凸緣下端與機體缸套座孔上端面緊密貼合，上端面則與氣缸蓋下平面緊密貼合，在兩貼合面間加有墊片，以密封氣缸工作容積及冷卻水腔。這稱為上置式。上柴公司135，G128及D114部分機型都采用這種形式。 氣缸套的外圓中間左右高度凸出與機

29、體安裝定位用，稱為中置式。這種結(jié)構(gòu)對缸套變形小，振動小有好處，但給裝配帶來困難，一般發(fā)動機很少采用。2. 氣缸套磨損原因 活塞沿氣缸套內(nèi)壁往復(fù)運動而產(chǎn)生摩擦作用。 燃油和機油燃燒后所產(chǎn)生的固體微粒，金屬零件表面摩擦而擦落下的金屬粉末，以及隨空氣帶入氣缸內(nèi)的灰塵等，促使氣缸套磨損。 機油選用不當(dāng)或油環(huán)，氣環(huán)安置不正確，造成氣缸套與活塞潤滑不良。三、氣缸套的結(jié)構(gòu)必須滿足的要求與材料1. 氣缸套的結(jié)構(gòu)必須滿足的要求 有足夠的強度，能承受熱負(fù)荷和機械負(fù)荷作用。 內(nèi)表面具有較高精度、粗糙度和耐磨、抗腐蝕能力。 外表面對冷卻水應(yīng)有一定抗腐蝕的能力。 應(yīng)保證對氣缸工作容積及冷卻水具有可靠的密封2. 缸套一般

30、采用的材料氣缸套一般采用優(yōu)質(zhì)鑄鐵離心澆鑄加工而成。鑄鐵材料除了具有成本低，制造方便和具有足夠的強度性能外，它的耐磨性也較好。為了提高耐磨性，缸套內(nèi)表面采用表面處理如磷化處理，陽極氧化處理。上柴公司135、G128、D114采用的是高磷缸套外加磷化處理，以便進一步提高缸套的耐磨性。四、C121缸套特點及所選用材料C121氣缸套采用合金鑄鐵，內(nèi)表面淬硬，可延長使用壽命，缸套肩胛經(jīng)強化處理，可提高可靠性。合金鑄鐵按1E1638標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范鑄造和驗收。經(jīng)過處理的氣缸套的使用壽命不低于主機的保用期，為12000小時。第五節(jié) 活塞一、活塞組的功用與組成1. 活塞組的功用 與氣缸套，氣缸蓋構(gòu)成氣缸工作容積和燃燒

31、室，依靠活塞上下移動，使氣缸容積周期性改變著，從而實現(xiàn)柴油機的進氣、壓縮、膨脹、排氣等過程。 承受燃?xì)獾膲毫ψ饔?，并通過連桿傳給曲軸。 密封氣缸，防止燃?xì)饴┤肭S箱內(nèi)，并阻止過多的機油竄入氣缸內(nèi)。2. 活塞的組成一般活塞的構(gòu)造如圖451所示。由頂部1，環(huán)槽2與3，活塞銷座4和裙部5等部分組成。二、活塞組的工作條件及要求1.活塞承受著很高的氣體壓力作用如C6121ZG18型柴油機在162kW/2200r/min工況下最高燃燒壓力為10Mpa。隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速、功率、噴油提前角的增大Mpa值將增大，如將此燃燒壓力換算到活塞頂面所承受的力將是114噸的作用力。因此要求活塞應(yīng)具有較高的強度。2.活塞組承

32、受著往復(fù)慣性力的作用?；钊咚俣鹊赝鶑?fù)運動著，如966E型柴油機活塞平均速度高達(dá)11m/s。并且運動速度和方向又不斷地改變著，因而產(chǎn)生極大的慣性力。柴油機轉(zhuǎn)速越高，慣性力就越大。慣性力使柴油機消耗較多的功率，并增加了零件的機械負(fù)荷。因此，要求慣性力盡量小。慣性力大小除與柴油機轉(zhuǎn)速有關(guān)外，還決定于運動零件的重量，重量越大，慣性力也越大。因此要求活塞組在保證足夠強度的前提下，盡量減輕重量。3.活塞組受到高溫燃?xì)獾募訜嶙饔谩ｋS著溫度升高材料的強度大大降低。同時活塞受熱后膨脹，使活塞與氣缸間的間隙發(fā)生變化。因此要求活塞應(yīng)具有較好的導(dǎo)熱性，能及時把熱量傳送出去；同時熱膨脹系數(shù)要小，以保持合理的配合間隙。

33、此外還要求受熱后材料強度降低到盡量小。4.活塞組沿氣缸內(nèi)壁高速往復(fù)運動，又受到連桿擺動運動時的側(cè)壓力作用，引起嚴(yán)重的磨損。因此要求活塞組各零件具有良好的耐磨性。 此外，由于活塞組所處工作環(huán)境的限制，冷卻與潤滑條件較差，在使用過程中應(yīng)使有限的冷卻與潤滑條件得到保證。三、活塞材料的選擇 活塞所處的工作環(huán)境及它的功用決定了該零件選取的材料。活塞大部分是用鋁合金鑄造或鍛造而成的。只有個別的低速柴油機活塞采用鑄鐵制成。鋁合金的特點是：比重小，僅為鑄鐵的1/3；導(dǎo)熱性好，導(dǎo)熱系數(shù)比鑄鐵高12倍。目前鋁活塞也存在一些問題，主要是熱膨脹系數(shù)大，熱強度低，耐磨性和抗腐蝕性較差等。為改善鋁合金活塞的使用性能，目前

34、廣泛采用熱膨脹系數(shù)較低的硅鋁合金，并且對活塞表面進行處理如陽極氧化，噴鉬等，使活塞表面形成硬度較高的薄膜，以減少硬質(zhì)顆粒引起表面拉傷，氧化膜吸熱能力也較低，可減輕高溫燃?xì)鈱钊數(shù)挠绊?。四、C121活塞C121活塞是鋁合金鑄件，銷孔中心向主推力側(cè)略有偏移，采用三道活塞環(huán)。第一道、第二道活塞環(huán)采用鑲有耐磨鑄鐵以提高環(huán)槽的耐磨性，延長活塞的使用壽命。為了減少活塞的熱負(fù)荷，在機體上設(shè)有冷卻活塞的機油噴嘴。C121活塞材料的化學(xué)成分：材料銅鐵硅錳鎂鋅鉻鈦鎳含量3.54.51.0最高含量0.7最高含量0.35最高含量1.21.80.35最高含量0.25最高含量0.25最高含量1.72.3其它元素（每一種

35、含量）不超過，其它元素總和不超過。鋁是余量。C121活塞機械性能1）、拉伸強度205兆帕（30000磅/吋2）最小值。2）、表面和橫斷面最低硬度100布氏硬度（毫米直徑）。關(guān)于活塞材料標(biāo)準(zhǔn)除上述要求外更詳細(xì)的詳見1E0226。第六節(jié) 活塞環(huán)一、活塞環(huán)的分類和功用活塞環(huán)按其功用不同可分為氣環(huán)和油環(huán)兩種。氣環(huán)的功用是：用來密封燃燒室，防止燃燒室中新鮮空氣（壓縮行程時）和燃燒氣體（膨脹作功行程時）漏到曲軸箱內(nèi)，大約有6080的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁，然后由冷卻水帶走。油環(huán)的功用是：刮掉氣缸壁上多余的潤滑油，通過活塞上的回油孔流回到曲軸箱和油底殼里，同時把氣缸壁上成滴的潤滑油均勻分布，改善氣缸與活塞

36、的潤滑條件。 二、活塞環(huán)的工作條件及要求 活塞環(huán)在自由狀態(tài)下外形不是一個整圓，而是比氣缸直徑大的開口環(huán)。它裝在活塞環(huán)槽內(nèi)，并隨同活塞裝入氣缸內(nèi)，依靠自身彈性保持著外圓工作面與氣缸壁緊密貼合。工作時，活塞環(huán)受到高溫燃?xì)獾臒嶝?fù)荷影響，特別是第一道氣環(huán)，活塞所傳遞全部熱量的6080要通過它傳遞到氣缸壁上去。高溫使環(huán)的彈性和疲勞強度大大削弱?；钊ぷ鳝h(huán)境的潤滑條件又受到限制，使活塞環(huán)產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損，一般柴油機總摩擦功率損失有一半以上是由活塞環(huán)所造成的。 三、氣環(huán)的截面形狀和切口形式氣環(huán)的截面和切口形式，應(yīng)使環(huán)具有較高的密封性能有利于磨合，有較強的抗熔著磨損能力和抗結(jié)膠能力，對潤滑油有良好的控制調(diào)節(jié)作用

37、。1）、矩形截面環(huán)：矩形截面環(huán)是早期應(yīng)用的一種氣環(huán)，其截面形狀如圖461(a)所示，制造工藝簡單。它的主要缺點是當(dāng)活塞頭部在晃動情況下工作時，環(huán)不能保持與氣缸壁良好的接觸，上行時反起向上帶油作用，增加潤滑油耗量，并造成燃燒室結(jié)碳。此時矩形環(huán)與缸套的初期磨合效果較差?？朔@一缺點在外表鍍鉻。2）、錐面環(huán)：錐面環(huán)如圖461（b）所示。錐面環(huán)不僅克服了矩形環(huán)初期磨合期過長，上行帶油的缺點，而且在活塞上行時，容易在氣缸滑動面上形成油膜，而下行時刮油環(huán)的作用。它的缺點是因外圓錐面上也受到氣體壓力的作用，將抵消一部分環(huán)的徑向彈力。這一影響隨環(huán)的錐面角度增大而增大，不利于氣密。 3）內(nèi)倒角扭曲環(huán)：經(jīng)內(nèi)側(cè)倒角

38、后，由于截面的不對稱，使環(huán)產(chǎn)生扭曲，使環(huán)的內(nèi)外棱角同環(huán)槽上下側(cè)面相接觸，環(huán)在環(huán)槽中始終保持傾斜狀態(tài)工作。因此具有良好的氣密和刮油作用4）梯形環(huán)：因它在環(huán)槽中運動時，能不斷改變同環(huán)槽的側(cè)面間隙，具有擠碎積碳和膠質(zhì)，防止環(huán)的熔著和結(jié)膠作用。另外作用在環(huán)上的氣體壓力，還將在斜面上產(chǎn)生徑向分力，增強環(huán)的徑向壓力，有利于密封燃?xì)狻?）桶面環(huán)：柴油機不斷向高速、大功率方向發(fā)展，并且為了減輕重量，出現(xiàn)活塞高度小于或接近氣缸直徑，環(huán)數(shù)較少（約23道環(huán)）的短活塞，并采用較輕的薄壁缸套。由于短活塞運動時頭部搖晃較大，加之薄壁缸套容易變形，因此容易造成環(huán)與氣缸壁的拉毛。在活塞下行時與缸壁形成楔形，具有一定的刮油作用

39、，而上行時又具有良好的布油作用。桶面環(huán)對于晃振中的活塞又有較好的抗咬缸能力。 四、油環(huán)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計要求柴油機轉(zhuǎn)速提高后，從連桿軸頸甩到氣缸壁上的潤滑油將隨之增加，這部分過多的潤滑油若不及時刮除，由于活塞環(huán)的泵油作用，將會大量竄入燃燒室而燒掉，增加潤滑油消耗量，廢氣污染物增加。因此油環(huán)的設(shè)計要求如下：較高的油環(huán)截面形狀，良好的柔軟性，合適的形狀，暢通的回油通道，盡可能輕的重量。常見的油環(huán)截面形狀有：1）、開槽倒角油環(huán)；2）、梯形槽油環(huán)；3）、鋼片組合環(huán)；4）、彈簧脹圈環(huán)。其中，第四種油環(huán)的特點是：在油環(huán)內(nèi)側(cè)襯以波形彈簧片或圓柱形彈簧，借助于彈簧的彈力來提高油環(huán)徑向壓力和刮油效果如圖462（a）(

40、b)為兩種彈簧脹圈油環(huán)的結(jié)構(gòu)。目前強化系數(shù)較高的內(nèi)燃機一般采用圖462（d）形式的油環(huán)。第七節(jié) 配氣機構(gòu)一、配氣機構(gòu)的型式及組成 配氣機構(gòu)常見的型式有兩種：一是氣門式配氣機構(gòu)，另一種是氣孔式配氣機構(gòu)。根據(jù)氣門安放位置的不同，氣門式配氣機構(gòu)又可分為頂置式和側(cè)置式兩大類。C121發(fā)動機屬于氣門式， 二、氣門機構(gòu)的功用配氣機構(gòu)是實現(xiàn)柴油機進排氣過程的控制機構(gòu)。它的作用是按照柴油機的工作次序，定時地打開或關(guān)閉氣缸的進氣門和排氣門，使新鮮空氣進入氣缸，并把燃燒后的廢氣從氣缸內(nèi)排除出去。柴油機工作時，每一工作循環(huán)中，進氣和排氣過程所占時間極為短促。高速柴油機在百分之幾秒或千分之幾秒的時間內(nèi)就要完成一次進氣

41、或排氣過程。配氣機構(gòu)的零件在急劇變化的速度下運動著，由于慣性作用，而受到很大的沖擊力，同時還受到很高的熱負(fù)荷作用和高溫廢氣的腐蝕。配氣機構(gòu)各零件所處工作環(huán)境潤滑條件很差，造成零件嚴(yán)重磨損。對配氣機構(gòu)的主要要求是要有足夠大的氣體流通截面積保證適時地開啟和關(guān)閉進排氣孔，以使廢氣充分地排除干凈，盡可能多的吸進新鮮空氣。并要求結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，調(diào)整維護方便。凸輪軸是由若干個進氣和排氣凸輪和支承軸頸所構(gòu)成，工作時凸輪外表面與挺柱之間呈線接觸而不是面接觸，它又受到傳動機構(gòu)沖擊力作用，接觸應(yīng)力很大。因此，對凸輪表面具有較高耐磨性，凸輪軸要求有足夠的韌性和剛度，能承受沖擊載荷，受力后變形較小。凸輪軸一般是采

42、用優(yōu)質(zhì)碳素鋼或合金鋼鍛制而成。 氣門的工作條件十分惡劣，它直接與高溫燃?xì)饨佑|，特別是排氣門經(jīng)常受到高溫燃?xì)獾臎_刷，受熱特別嚴(yán)重，溫度可達(dá)800900。特別在排氣開始階段，氣缸內(nèi)的氣體壓力還比較高，而氣門開度還很小，高溫廢氣以很高的流速沖洗排氣門，使排氣門強烈的受熱和腐蝕。此外，氣門頭部與氣門座之間，在慣性力和氣門彈簧彈力的作用下，承受著頻繁的沖擊力，在強化柴油機上可高達(dá)3000公斤以上。當(dāng)氣門出現(xiàn)跳動或配氣結(jié)構(gòu)間隙增大時，沖擊負(fù)荷將顯著增加。因此，對氣門提出以下要求：1）、具有足夠的熱強度，在高溫下能夠承受很大的沖擊負(fù)荷作用。2）、具有合理的外形和尺寸，對氣流的阻力小，以增加充氣效率。3）、具

43、有良好的耐磨性和抗腐蝕性。鑒于此況氣門都采用優(yōu)質(zhì)合金鋼制造。由于進排氣門工作條件不同，故采用不同材料制成。進氣門工作溫度較低，通常采用合金鋼結(jié)構(gòu)鋼如40Cr、38CrSi、4Cr9Si2等材料制成。排氣門工作溫度高，一般采用耐高溫的優(yōu)質(zhì)合金鋼如4Cr10Si2Mo、4Cr14W2Mo等材料制成。為提高氣門在高溫下耐磨性，有些柴油機氣門在錐面密封帶處堆焊有特種合金如鈷基1號。第八節(jié) 潤滑系統(tǒng)一、潤滑的作用柴油機工作時，各運動零件接觸面間，以很高的速度相對運動著。各接觸表面產(chǎn)生相互擠壓、摩擦。摩擦現(xiàn)象的存在給柴油機正常工作帶來嚴(yán)重的危害。1）、使零件產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損，很短時間內(nèi)便損壞。2)、增加柴油

44、機的功率損失，使柴油機有效功率下降。3）、由于摩擦而產(chǎn)生大量的摩擦熱，使零件表面溫度急劇增高，材料強度下降，甚至產(chǎn)生熔化現(xiàn)象，造成零件損壞。所以各摩擦副之間必須加潤滑油加以潤滑。柴油機潤滑的作用是：1）、潤滑作用。減輕零件表面的摩擦，大大地減少零件的磨損和功率損失。2）、冷卻作用。通過潤滑油帶走零件所吸收的部分熱量，保持零件溫度不致過高。3）、凈化作用。利用循環(huán)潤滑油沖洗零件表面，帶走摩擦擠落下來的金屬細(xì)屑。4）、密封作用。利用潤滑油的粘性，附著于運動零件表面，提高零件的密封效果。如活塞與氣缸套間保持一層油膜，增強了活塞的密封作用5）、防秀作用。潤滑油附著于零件表面，防止零件表面與水份、空氣及

45、燃?xì)饨佑|而產(chǎn)生銹蝕。二、常見的潤滑方式將潤滑油送到各摩擦表面上去，所采用的方法叫做潤滑方式。柴油機常見的潤滑方式有三種：1）飛濺潤滑。借助于運動零件激濺起來的油滴或油霧，將潤滑油送到摩擦表面上去。主要是連桿大頭向上運動時將潤滑油濺起，潑濺到摩擦表面上去。它的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單、消耗功率少、成本低。但潤滑作用可靠性差，容易造成機油的氧化。2）壓力潤滑。利用機油泵，使機油產(chǎn)生一定的壓力連續(xù)不斷地壓送到各摩擦表面上去。它的優(yōu)缺點是：工作可靠，潤滑效果好，并具有強烈的凈化和冷卻作用。缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜。3)復(fù)合式。利用飛濺和壓力共同實現(xiàn)潤滑摩擦表面的目的。主軸承、連桿軸承、氣缸蓋上的配氣機構(gòu)的潤滑靠壓力潤滑

46、，而缸套等部位靠飛濺。復(fù)合式潤滑工作可靠并可使整個潤滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化。是目前各種柴油機使用最廣泛的一種潤滑方式。三、潤滑系統(tǒng)的組成現(xiàn)代內(nèi)燃機的潤滑系統(tǒng)由以下幾個基本部分組成：1）、機油泵、機油管、油道及油底殼，能使機油在內(nèi)燃機中循環(huán)流動。2）、機油慮清裝置，用來清除循環(huán)機油中所含的各種雜質(zhì)，保證潤滑系統(tǒng)正常工作。具體零件：機油精濾器、粗濾器。3）、機油冷卻裝置，用來冷卻機油，防止油溫過高，影響內(nèi)燃機正常工作。具體零件是機油冷卻器。4）、油溫表、油壓表，用來檢視潤滑系統(tǒng)的工作狀況。四、C121型柴油機潤滑系統(tǒng)屬綜合式潤滑類。 第九節(jié) 冷卻系統(tǒng)一、冷卻的作用柴油機工作過程中，燃料在氣缸內(nèi)燃燒所產(chǎn)生的

47、熱量不是全部被利用來作功，一般只有1/3左右的熱量則通過與燃?xì)饨佑|的零件（氣缸套、活塞、氣缸蓋等）傳給冷卻介質(zhì)被帶走。受熱零件如果沒有冷卻介質(zhì)及時地把熱量傳送出去，將使零件溫度急劇升高造成以下嚴(yán)重后果：1）、零件強度大大降低，造成零件破壞，如活塞環(huán)結(jié)膠，咬死現(xiàn)象。2）、零件受熱后發(fā)生膨脹變形，由于零件材質(zhì)，結(jié)構(gòu)和受熱程度的不同，因而產(chǎn)生的變形也不同，破壞了零件之間正常配合關(guān)系，造成零件損壞，如活塞卡死在氣缸中。并且由于同一零件各部位受熱不均勻，膨脹程度也就不一樣，使零件內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力，造成零件破裂。3）、氣缸內(nèi)零件溫度過高，使進入氣缸內(nèi)的新鮮空氣的溫度很快升高而膨脹，進氣密度降低，造成進氣量減

48、少，使發(fā)動機功率下降。4）、造成潤滑條件惡化，潤滑油變質(zhì)，零件表面不能形成油膜，喪失潤滑作用，促使零件嚴(yán)重磨損。這里要指出的是：對柴油機的冷卻，并非越冷越好，只有進行適當(dāng)?shù)乩鋮s，才能保證柴油機正常的工作。所以規(guī)定進出水溫度，其目的就是為了獲得合理的冷卻要求。二、常見的冷卻方式根據(jù)所用的冷卻介質(zhì)不同，柴油機冷卻方式可分為風(fēng)冷和水冷兩大類。1）、風(fēng)冷是用空氣作為冷卻介質(zhì)，將柴油機受熱的零件的熱量傳送出去。主要是由風(fēng)扇，導(dǎo)風(fēng)罩組成。并且在缸體和氣缸蓋的外壁上制成許多散熱片。此結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、使用維護方便。缺點是冷卻效果差，高溫零件受熱嚴(yán)重，柴油機工作溫度不易控制。目前多應(yīng)用于小型柴油機上

49、。2）、水冷式冷卻系統(tǒng)。用水作為冷卻介質(zhì)，將柴油機受熱零件的熱量傳送出去。按冷卻水循環(huán)方法不同又可分為蒸發(fā)式、自然循環(huán)和強制循環(huán)三種。 三、冷卻系統(tǒng)的組成柴油機冷卻系統(tǒng)一般是由水泵、散熱水箱、風(fēng)扇、機油冷卻器、節(jié)溫器、冷卻管系以及氣缸體、曲軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成的冷卻水腔等所組成。在增壓中冷柴油機上往往還裝有用以降低進氣空氣溫度的裝置中冷器。柴油機一般采用離心式水泵。它的功用是迫使冷卻水在冷卻系統(tǒng)內(nèi)作循環(huán)流動，由于離心式水泵結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，排量大，工作可靠。但吸頭低，揚程小,目前正在改進中。散熱水箱的作用是將冷卻水從受熱零件所吸收的熱量傳給空氣，散到大氣中去，以降低冷卻水溫度。散熱水箱是閉式循環(huán)不

50、可缺少的部件。散熱水箱一般是由上、下水箱和中間芯部所組成。散熱作用主要由中間芯部承擔(dān)。散熱片是用導(dǎo)熱性較好的黃銅片制成。扁管平行均勻的排列著，散熱片緊密的套裝在上面。工作時，冷卻水在銅管內(nèi)流過，將熱量給銅管和散熱片?？諝鈴你~管和散熱片的間隙吹過，將熱量帶走，使水溫下降四、C121冷卻系統(tǒng)C121柴油機冷卻系統(tǒng)示意圖（494）表示一般C6121增壓型柴油機（無中冷器）工作時的冷卻流程。冷卻液的循環(huán)依靠水泵的作用。水泵（8）裝在柴油機左前方，它由定時齒輪室的齒輪驅(qū)動。工作時，冷卻液被輸送到機油冷卻器（11）再經(jīng)過彎頭（12）進入機體（6）的水套，沿氣缸套（13）周邊進行冷卻并通過機體與氣缸蓋之間的

51、水孔而流入氣缸蓋（5）的水腔。冷卻水孔的設(shè)計使冷卻液在氣門和氣缸蓋排氣道周邊流動，最后到達(dá)氣缸蓋前端。氣缸蓋前端的恒溫器（水溫調(diào)節(jié)器）根據(jù)溫度調(diào)節(jié)水流分配。如果冷卻液的溫度低于發(fā)動機工作時的正常溫度，恒溫器關(guān)閉，冷卻液經(jīng)過內(nèi)部旁通管（9）直接流回水泵，即所謂進行小循環(huán)。當(dāng)冷卻液達(dá)到了正常溫度恒溫器打開，大部分冷卻液經(jīng)管路（3）流入散熱器，即所謂進行大循環(huán)。另一部分冷卻液仍通過旁通管流回水泵 恒溫器（4）是冷卻系統(tǒng)中一個很重要的組成部分。它根據(jù)柴油機出水溫度的高低調(diào)控冷卻液在大小循環(huán)之間的分路流動，從而使柴油機在工作時保持正常的溫度狀況。C6121柴油機常用的恒溫器件號1118010，其開始開啟

52、溫度79，全開溫度為91。第十節(jié)，進、排氣系統(tǒng) 進氣系統(tǒng)分自然吸氣、增壓、增壓中冷三種。增壓進氣系統(tǒng)由空氣濾清器、渦輪進氣接管、壓氣機出氣彎管、氣缸蓋進氣彎管組成；增壓中冷進氣系統(tǒng)（水空中冷）在增壓進氣系統(tǒng)中增加一個中冷器組件。排氣系統(tǒng)包括排氣道、排氣管和消聲器等。一、C121進氣管路零部件C121型柴油機是我公司引進的六種機型，其中五種為增壓一種為增壓中冷。下面我們以增壓8N3918進氣管路組件為例作以介紹。該組件除上述所描述的主要零件外，還有諸如：O型密封圈、六角錐管螺賽、壓板、耐熱螺栓、螺旋夾箍等零件組成。 二、空氣濾清器?？諝鉃V清器的作用是清除空氣中灰塵和雜質(zhì)，將干凈的空氣送入氣缸內(nèi)。

53、空氣中含有大量的灰塵和雜質(zhì)，特別是在野外作業(yè)環(huán)境中更為嚴(yán)重。柴油機工作時，空氣中的灰塵雜質(zhì)將隨著空氣一起被吸入氣缸內(nèi)，與機油混合在一起，形成破壞性極大的研磨劑，造成氣缸、活塞組及氣門機構(gòu)等嚴(yán)重磨損，使柴油機使用期限大大縮短。根據(jù)凈化方式不同，空濾器可分為干式、濕式和旋風(fēng)式等型式。1.干式空氣濾清器。利用改變空氣流動方向或使空氣通過帶有孔隙濾芯的機械方法，使空氣凈化，因為他不需用液體機油故稱干式空氣濾清器。2. 濕式空氣濾清器。在濾清器底部裝有一定數(shù)量的機油，利用機油的粘性作用把雜質(zhì)吸附下來。它的效果比干式要好，但對空氣的流動阻力較大。注意事項是要經(jīng)常清洗油盤。此方式我公司船用柴油機就采用此種結(jié)

54、構(gòu)的濾清器。3. 旋風(fēng)式空氣濾清器。 借助于離心元件使空氣產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)，將空氣中的灰塵、雜質(zhì)在旋轉(zhuǎn)離心力的作用下甩出去，使清潔的空氣進入氣缸。三、C121型柴油機空氣濾清器形式及維護保養(yǎng)。型柴油機空氣濾清器屬旋風(fēng)式空氣濾清器。2.濾清器的保養(yǎng)好壞直接影響到柴油機的經(jīng)濟性、可靠性、壽命。所以每 家柴油機制造廠都十分重視。為此我公司制定了空氣濾清器保養(yǎng)的步序與方法。1）檢視空濾器指示器 2）卸下空氣濾清器罩蓋和濾芯3）取下并清除集塵杯中的塵土 4）清洗二端管子5）用壓縮空氣吹洗內(nèi)部 6）安裝集塵杯并擰緊四、廢氣渦輪增壓器。增壓就是將空氣壓縮并進入氣缸，用以提高充氣密度，增加進氣量的一項措施。增壓的

55、目的在于提高功率，降低排污，提高高原補償能力。因為伴隨著空氣量增加，相應(yīng)的增加循環(huán)供油量，即可增加功率。隨著社會對內(nèi)燃機功率，燃油耗，排煙，排污，高原補償?shù)戎笜?biāo)要求日益提高，自然吸氣發(fā)動機難以滿足，增壓發(fā)動機廣泛的被采用。它的運用帶來的好處是：1）.可以減少缸數(shù)或氣缸直徑，減少整機外形尺寸和單位的功率重量，這對提高車輛使用經(jīng)濟性很有意義。2）.提高了熱效率，降低了內(nèi)燃機的油耗率。3）.降低了單位功率的造價。4）.減少了排氣污染及噪聲。5）.對補償高原功率損失十分有利。當(dāng)然，采用增壓技術(shù)后亦帶來了一些弊端即使用增壓使內(nèi)燃機主要零部件機械負(fù)荷，熱負(fù)荷增高。因此對材料的要求提高，油泵滿足車用，工程機

56、械的扭矩適應(yīng)性，急加速煙度，起步扭矩難度增加。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這些缺點最終會解決的。1.廢氣渦輪增壓器的工作原理及組成。 增壓器是利用從柴油機排氣管排出的廢氣脈沖氣流，經(jīng)分支排氣管引入渦輪殼，經(jīng)渦輪殼的無葉噴嘴使廢氣膨脹，使氣流加速，吹動徑流式渦輪葉輪使渦輪轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，廢氣能量在渦輪中轉(zhuǎn)換機械功輸出，廢氣膨脹至接近大氣壓，再經(jīng)渦輪殼從柴油機消音器排出。壓氣機葉輪與渦輪同軸，由渦輪葉輪帶動它高速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過空氣慮清器將空氣吸進，由于離心力的作用，空氣從葉輪流出，壓氣機葉輪使空氣得到壓力和速度，當(dāng)空氣流過壓氣機殼的擴壓器及集氣流道時，它的氣流速度降低，使速度能逐漸變成壓力能，使氣體壓力升高，通

57、過輸氣管道進入柴油機氣缸中。 柴油機排出的廢氣能量有效地被渦輪增壓器所利用，使柴油機有更多的充氣量，改善其燃燒工作過程，提高了柴油機的輸出功率和經(jīng)濟性。 渦輪增壓器由以下主要部件組成：徑流式渦輪，離心式壓氣機及帶有軸承的中間殼體。壓氣機和渦輪分設(shè)在中間殼的兩端，壓氣機葉輪與渦輪葉輪裝在同一根軸上，用兩個浮動軸承支承，兩葉輪產(chǎn)生的推力由設(shè)在壓氣機端的推力軸承承受，在兩個葉輪背部的轉(zhuǎn)子軸上和軸封上設(shè)有彈力密封環(huán)，起封油、封氣作用。潤滑油從柴油機潤滑系統(tǒng)分出，經(jīng)過專設(shè)的濾清器后進入中間殼的進油孔，用于潤滑和冷卻浮動軸承和推力軸承，再流入中間殼回油腔，經(jīng)回油孔流入回油管回到柴油機的油底殼。五、消聲器。

58、消聲器是控制噪聲往外傳播的有效元件，它裝在管道途中或進出口處，對通過其中的聲波以插入損耗的形式減小聲能。按照消聲器機理消聲器可以分為阻性消聲器，抗性消聲器及阻抗復(fù)合消聲器三大類。1.阻性消聲器。阻性消聲器是讓聲波與吸音材料接觸，利用其聲阻，但又給予聲波一定的通道。因為一部分聲源被吸音材料的阻力和粘滯力轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽杂殖蔀槲帐较暺?，一般吸音材料對低頻率噪聲的吸聲效果較差。根據(jù)阻性消聲器聲波通道的形狀分圓筒聲片式，曲板式，蜂窩式及迷宮式，設(shè)計時主要原則是盡量讓聲波與通道內(nèi)壁的吸聲材料接觸。2.抗性消聲器?？剐韵暺魇抢媒橘|(zhì)比聲阻抗的特性來進行消聲的，它不依靠吸聲材料，按其結(jié)構(gòu)有擴張型、共振

59、型兩種。a.擴張型：利用管道截面突然變化，使介質(zhì)密度變化造成比聲阻抗突然變化即形成抽象的界面，使管道內(nèi)聲波一部分向聲源方向反射回去。b.共振型消聲器。六、排氣管。 柴油機氣缸內(nèi)的廢氣通過排氣管，排出機體之外。廢氣渦輪柴油機的排氣管有著重要的作用。將各缸排出的廢氣引入渦輪機內(nèi)，作為廢氣渦輪增壓器的能源。帶動增壓器運轉(zhuǎn)。由于排氣溫度較高，要求排氣管設(shè)計成阻力小還必須能夠承受高溫作用。材料一般為鑄鐵。七、C6121型柴油機進、排氣系統(tǒng)。 C6121型柴油機分增壓和增壓中冷（水、空中冷，空、空中冷）兩種型式。 第十一節(jié) 電氣系統(tǒng)柴油機在靜止?fàn)顟B(tài)下，不能自行開始運轉(zhuǎn)，必須借助于外力，創(chuàng)造一定條件才能開始

60、工作。實現(xiàn)柴油機起動的條件是：有一定的外力矩，以克服各機件運動時所產(chǎn)生的摩擦阻力矩，慣性力矩及活塞壓縮氣體時的壓縮阻力矩（統(tǒng)稱起動阻力矩），帶動曲軸轉(zhuǎn)動并且還應(yīng)使曲軸獲得必要的轉(zhuǎn)速（稱為起動轉(zhuǎn)速）。為獲得柴油機起動所需必要條件的設(shè)置稱為柴油機起動系統(tǒng)。根據(jù)柴油機起動所需的能量來源不同，有多種不同起動方式，常見的有：1）.人力起動2）.電動機起動3）.壓縮空氣起動4）.輔助發(fā)動機起動一、電動機起動系統(tǒng)組成。它包括起動馬達(dá)（起動電機）、充電發(fā)電機、蓄電池、停機電磁鐵、導(dǎo)線等組成。電動機由于起動裝置外形尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，操縱方便，廣泛應(yīng)用于小型內(nèi)燃機上。所以C6121型柴油機亦選用直流電動機。 1.