柴油機知識學習資料

柴油機知識學習資料

第一節(jié)柴油機概述

一、柴油機類型

柴油機是裝載機工作的動力源，按柴油機每循環(huán)沖程數（行程）可分為二沖

程柴油機和四沖程柴油機。二沖程柴油機是指活塞連續(xù)運行二個沖程（即曲軸旋

轉一圈）完成一個工作循環(huán)的柴油機稱為二沖程柴油機；四沖程柴油機是指活塞

連續(xù)運行四個沖程（即曲軸旋轉兩圈）完成一個工作循環(huán)的稱為四沖程柴油機。

柴油機還可以按進氣方式、冷卻方式、轉速高低、汽缸數等進行分類。輪式裝載

機一般采用的是四沖程、水冷、多缸、高速柴油機。

WD615型柴油機外形圖

二、柴油機的基本名詞定義

（1）上止點-活塞離曲軸旋轉中心最遠的位置。

（2）下止點-活塞離曲軸旋轉中心最近的位置。

(3)活塞行程-上、下止點之間的距離，用符號s表示，單位為mm。

(4)曲柄半徑-曲軸旋轉中心到曲柄銷中心的距離，用符號r表示，單位為mm,

則s=2r

(5)氣缸工作容積活塞由上止點運動到下止點，活塞頂部所掃過的容積，

8

用符號Vs表示，單位為L,則Vs=(ir/4)dZsKT式中d—氣缸直徑,單位為mm。

S—活塞行程，單位為mm。

(6)燃燒室容積(余隙容積)活塞位于上止點時，活塞頂部上方的容積用符號

(7)氣缸最大容積活塞位于下止點時，活塞頂部1：方的容積，

用符號Vf表示，則：V=VS|VC

(8)內燃機排量氣缸工作容積Vs與內燃機

2

氣缸數i的乘積，用符號V8t表示，則V&nY；一(n/4)d-sl(^

(9)壓縮比氣缸最大容積Vt與燃燒室存積Vc之比，用符號￡讀示，

則E=V,/VC=l+V/V

rIIsJVrz

基本名詞的定義

1一氣缸2—活塞3—連桿4一曲柄銷5—曲柄6一曲軸

柴油機的四個工作過程

四沖程柴油機工作循環(huán)如圖所示，由進氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣

沖程組成一個工作循環(huán)。

第一沖程活塞由上止點移動到下止點，即曲軸的曲柄內0°轉到180°(活

塞位于第一沖程上止點時，曲軸的曲柄位置定為0°)。在這個沖程中，進氣門打

開，新鮮空氣被吸入氣缸。因此，第一沖程又稱為進氣沖程。

第二沖程活塞由下止點移動到上止點，即曲柄由180°轉到360°。在這

個沖程中，氣缸內的氣體被壓縮，故稱為壓縮沖程。

第三沖程活塞再由上止點移動到下止點，即曲柄由360°轉到540°。在

這個沖程中燃氣膨脹做功，所以又稱為工作沖程或做功沖程。

第四沖程活塞再由下止點移動到上止點，即曲柄由540°轉到720°。在

這個沖程中排氣門打開，燃燒后的廢氣經排氣門排出氣缸，又稱為排氣沖程。

四沖程柴油由上述四個沖程組成了一個工作循環(huán)，為了便于講解，現對四沖

程柴機(自然吸氣)的四個工作過程分別進行闡述。

1.進氣過程

進氣過程是由進氣門開始開啟到進氣門關閉為止。為了獲得較多的進氣量,

活塞到達上止點前進氣門就開始開啟。當活塞到達上止點時，進氣門和進氣門座

之間已有一定的通道面積?；钊缮现裹c下行不久，氣缸內的壓力很快低于大氣

四沖程柴油機工作過程

(a)進氣過程(b)壓縮過程(c)作功過程(d)排氣過程

壓力，形成了真空，空氣在大氣壓力作用下經空氣濾清器、進氣管道、進氣門充

入氣缸。當活塞到達下止點時，空氣還具有較大的流動慣性繼續(xù)向氣缸內充氣,

為了充分利用氣體流動的動量，使更多的空氣充入氣缸，進氣門在下止點之后才

關閉。

在進氣門關閉之前，由于氣體流動慣性的作用使氣缸內的氣體壓力有所回升,

但由于氣體流動的節(jié)流損失，氣缸內的壓力仍低于外界大氣壓力Pa,進氣終點

壓力Ps約為（0.8—0.95）Pa。充入氣缸的空氣與燃燒室壁及活塞頂等高溫機件的

接觸，以及與上一循環(huán)沒有排凈而留在氣缸內殘余廢氣的混合,使進氣溫度升高。

進氣終點溫度Ts可達30-65℃O

2.壓縮過程

當進氣行程終了時，活塞繼續(xù)在曲軸的推動下越過下止點而向上止點移動。

由于此時進氣門和排氣門都關閉，所以活塞上移時氣缸容積逐漸減小，缸內空氣

逐漸被壓縮，其壓力和溫度也隨之逐漸升高直至活塞到達上止點時，空氣完全被

壓縮至燃燒室內，此時壓力可達30—50Kg.f/cm2,溫度可達680—730℃,這就

為柴油噴入氣缸后的著火燃燒和充分膨脹創(chuàng)造了必要條件。柴油的自燃溫度約在

300C左右，為保證柴油噴入氣缸后能及時迅速燃燒和冷啟動時可靠著火，其壓

縮終點溫度應高出于柴油自燃溫度的一倍左右。壓縮終了的狀態(tài)參數主要決定于

空氣的壓縮程度，也就是壓縮前活塞處于下止點時氣缸中氣體所占有的容積（即

氣缸總容積Vt）與壓縮后活塞處于上止點時氣體所占有的容積（即燃燒室容積Vc）

之比，此比值稱為壓縮比，以符號￡C表示。eC=Vt/VC=l+VS/VC

3.做功行程（膨脹行程）

在壓縮行程接近終了，活塞到達上止點前的某一時刻，柴油開始（并經歷一

小段時間）從噴油嘴以高壓噴入燃燒室而形成油霧狀，并在高溫壓縮空氣中迅速

蒸發(fā)而混合成可燃混合氣（這種在氣缸內部形成可燃混合氣的方式稱為“內混

合”），隨后便自行著火燃燒放出大量熱量，使氣缸中的氣體溫度和壓力急劇升

高，最高溫度可達2000℃左右，最高爆發(fā)壓力可達60—90Kg.f/cm2（隨燃燒室

的結構型式不同而有所差異，增壓及增壓中冷柴油機此數值還要更高）。由于此

時進氣門和排氣門是關閉著的，所以高溫高壓氣體便膨脹而推動活塞內上止點迅

速向下止點移動，并通過連桿的傳遞而迫使曲軸旋轉對外輸出動力。這樣，熱能

便轉化成了機械功。隨著活塞的下移，氣缸內的氣體壓力和溫度也隨之逐漸降低，

待活塞接近下止點時，做功行程便告終了，此時缸內壓力降到3—4Kg.f/cm2o,

而溫度降到800—900℃o

4.排氣行程

做功行程終了，曲軸靠飛輪的轉動慣性繼續(xù)旋轉，推動活塞越過下止點向上

止點移動。這時排氣門開啟，進氣門仍關閉。由于膨脹后的廢氣壓力仍高于外界

大氣壓力，所以廢氣在此壓差作用下，以及受活塞的排擠作用下，迅速從排氣門

排出。出于受到排氣系統的阻力作用，因此排氣終了時的缸內廢氣壓力仍略高于

大氣壓力，約為1.05—L25Kg.f/cm2.溫度約為300—700℃（在排氣門附近）。

由于燃燒室占有一定的容積，以及上述排氣阻力的影響，因此廢氣不可能完

全排出，留下的殘余廢氣在下一工作循環(huán)進氣時與新鮮空氣混合而成為工作混合

氣。殘余廢氣愈多，對下一工作循環(huán)的不良影響愈大，因此希望廢氣排得愈干凈

愈好。

柴油機經過上述四個連續(xù)行程后，便完成了一個工作循環(huán)，當活塞再次從上

止點向下止點移動時，又將開始新的工作循環(huán)。如此周而復始的繼續(xù)下去，柴油

機便能保持連續(xù)運轉而對外做功。

三、柴油機的組成

柴油機一般由以下機構和系統組成：

1.曲柄連桿機構和機體組件

曲柄連桿機構是柴油機最基本的運動部件和傳力機構，它將活塞的往復直

線運動轉變?yōu)榍S的旋轉運動，并將作用在活塞上的燃氣壓力轉變?yōu)檗D矩，通過

曲軸向外輸出；機體組件是柴油機的基礎和骨架，幾乎所有的運動部件和輔助系

統都支承和安裝在它的上面。

曲柄連桿機構主要包括活塞組、連桿組和曲軸飛輪組等運動組件；機體組件

主要包括氣缸體、氣缸蓋和曲軸箱等。

2.配氣機構

柴油機配氣機構的功用是適時地開閉進、排氣門，使新鮮空氣進入氣缸，

使廢氣排出氣缸。它主要包括氣門組、傳動組（包括挺柱、推桿、搖臂、搖臂軸、

凸輪軸、正時齒輪）、空氣濾清器、進排氣管以及消聲器等。

3.燃料供給系

柴油機燃料供給系的功用是根據工況需要，定時、定量、定壓地向燃燒室

內供給一定霧化質量的潔凈柴油，并創(chuàng)造良好的燃燒條件，以滿足燃燒過程的需

要。它主要包括燃油箱、輸油管、輸油泵、燃油濾清器、噴油泵、噴油器以及調

速裝置等。

4.潤滑系

潤滑系的任務是將機油（潤滑油）送到柴油機各運動零部件的摩擦表面，減

小零部件的摩擦和磨損，流動的機油可以帶走摩擦表面產生的熱量，并可清除

摩擦表面上的磨屑等雜物。另外，機油還具有輔助密封以及防銹等作用。因此，

潤滑系統是保證柴油機連續(xù)可靠工作、延長柴油機使用壽命的必要條件。潤滑

系主要包括機油泵、機油集濾器、機油濾清器、機油散熱器、潤滑油道、調壓閥、

機油標尺以及油底殼等。

5.冷卻系

冷卻系的功用是將受熱零部件所吸收的多余熱量及時地傳導出去，以保證

柴油機在適宜的溫度下工作，不致因溫度過高而損壞機件，影響柴油機工作。

因此，冷卻系也是保證柴油機連續(xù)可靠工作的必要條件。冷卻系按使用的冷

卻介質的不同可分為水冷卻系和風（空氣）冷卻系兩種。水冷卻系主要包括氣

缸體及氣缸蓋內的冷卻水套、水泵、散熱器、風扇、水溫調節(jié)裝置（節(jié)溫器）

以及冷卻水管路等。而風冷卻系則主要由氣缸體及氣缸蓋上的散熱片、導流罩以

及風扇等組成。

6.起動系

起動系的主要功用是為柴油機的起動提供動力及創(chuàng)造有利條件。它主要包

括起動機及使柴油機易于起動的輔助裝置（如預熱裝置）等。

第二節(jié)機體組件

機體組件主要由氣缸體、氣缸套、氣缸蓋和氣缸墊等零部件組成。柴油機

上幾乎所有的零部件都安裝在機體上，所以機體是柴油機的基礎和骨架。

一、氣缸體

水冷柴油機的氣缸體和曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸-曲軸箱，簡稱為氣缸

體。在氣缸體上半部，有一個或若干個為活塞在其中運動導向的圓柱形空腔，

稱為氣缸。下半部為支承曲軸的曲軸箱。作為發(fā)動機各個機構和系統的裝配基

體，氣缸體本身應具有足夠的剛度和強度。其結構型式可分為平分式氣缸體、龍

門式氣缸體、隧道式氣缸體三種。

發(fā)動機機體是將主軸承蓋和主軸承座鑄成一個整體，稱為隧道式氣缸體。

這種結構型式的氣缸體，不但剛度最好，而且結構緊湊，可以縮短發(fā)動機的軸向

尺寸。但工藝性差，曲軸拆裝也不方便，而且使用滾動軸承，成本較高。有的柴

油機則是主軸承蓋與曲軸箱（亦稱框架）鑄為一體，曲軸箱與氣缸體結合面在曲

軸中心線剖開，用螺栓連接，這種隧道式結構不僅有很好的剛度，而且可以采用

滑動軸承，減少了噪音，提高了使用壽命。（如圖）

二、氣缸套

由于氣缸在高溫、高壓、活塞高速往復運動以及潤滑不良的情況下工作，磨

損是很大的。為了提高氣缸表面的耐磨性，有些發(fā)動機的氣缸體用加入少量合

金元素，如鍥、帽、銘、磷、硼等元素的優(yōu)質鑄鐵材料制成。但氣缸體全部使

用優(yōu)質耐磨材料，將會造成材料的極大浪費。所以，近年來廣泛采用在機體內

鑲入單獨制成的氣缸套結構。這樣就可以用更加耐磨的材料做氣缸套，以延長

氣缸的使用壽命。而氣缸體則用一般鑄鐵材料做成，以降低成本。

常用的氣缸套有干式和濕式兩種。

1.干式氣缸套

外壁不直接與冷卻水接觸的氣缸套為干式氣缸套。干式氣缸套的壁很薄，一

般只有1?3毫米，采用合金鑄鐵制造。干式氣缸套外園與機體上的座孔以過盈

配合裝配，裝配時應保持氣缸體與氣缸套間有一定的壓入過盈量，過盈量太大會

造成氣缸破裂或熱變形；過小則會造成氣缸套松動，并影響氣缸套與機體間的熱

交換。氣缸套的取出，必須采用專用拆具，更換氣缸套時必須保證氣缸套外壁干

燥、清潔并不得涂油。

2.濕式氣缸套

外壁直接與冷卻液接觸的氣缸套稱為濕式氣缸套。濕式氣缸套的壁比干式

氣缸套厚，一般為5?8毫米。氣缸套的外表面有兩個保證徑向定位的凸出的圓

環(huán)帶分別稱為上支承定位帶和下支承定位帶。

氣缸套的軸向定位是利用上端的凸緣。為了密封和調整的需要，大部分氣

缸套的凸緣下面都裝有紫銅墊片。在更換氣缸套時應注意使用該調整墊片調整

氣缸套高出氣缸體的高度，使各缸基本一致。

氣缸套的上支承定位帶直徑略大，與氣缸套座孔配合較緊密。下支承密封

帶與座孔配合較松，通常裝有1?3道橡膠密封圈來封水。常用的密封結構型式

有兩種，一種是將密封環(huán)槽開在氣缸套上，將具有一定彈性的橡膠密封圈裝入環(huán)

槽內；另一種型式則是將安裝密封圈的環(huán)槽開在氣缸體上。由于后一種結構工

藝性差，因此柴油機上常用前一種結構。

氣缸套裝入座孔后，通常氣缸套頂面略高出氣缸體上平面0.05~0.15毫米。

這樣當緊固氣缸蓋螺栓時，可將氣缸墊壓得更緊，以保證氣缸的密封性，防止

冷卻液和氣缸內的高壓氣體竄漏。濕式氣缸體的優(yōu)點是在氣缸體上沒有封閉的

水套，鑄造方便，容易拆卸、更換，冷卻效果也較好。其缺點是氣缸體的剛度

差，容易漏氣、漏水。濕式氣缸套廣泛應用于柴油機上。

由于活塞在氣缸內高速運行，氣缸套與活塞（環(huán)）之間會產生磨損。當活

塞與氣缸套（壁）的磨損超過極限值時，柴油機就會出現燒機油冒蘭煙、功率下

降、起動困難等故障。這時，一般可以通過更換活塞環(huán)的方法予以解決；也可以

通過鑲磨氣缸，加大活塞（環(huán)）的方法修理，但要選配加大同級修理尺寸的活

塞、活塞環(huán)等，從而恢復標準配合間隙。饃磨氣缸的修理方法，一般只用在裝

有干式氣缸套的柴油機，裝有濕式氣缸套的柴油機一般采用更換氣缸套的方法進

行修理。

三、飛輪殼

飛輪殼上一般鑄有耳形平臺，經銃削加工，其中下端兩側平臺與發(fā)動機后支

撐連接固定于車架上，起發(fā)動機支撐作用。

飛輪殼為鑄鐵薄壁件，因此在拆卸、安裝時應注意：

(1)拆卸時：因飛輪殼與機體結合面涂有密封膠，不易取下.應用撬杠上下、

左右均勻撬動，不可用力從單側猛撬，不能用錘擊，以免損傷飛輪殼。

(2)飛輪殼與發(fā)動機機體連接面，在安裝時，需涂510樂泰密封膠，用螺栓把

緊。安裝時：①注意雙頭螺栓安裝一定要到位。擰入絲扣太少，容易使螺絲孔滑

扣損壞。若已損壞，可用絲攻重新攻絲。②與缸體結合擰緊的螺栓要按規(guī)定順序

和方法緊固。使各螺栓扭矩基本一致，受力均勻，可避免受形和裂紋。

四、氣缸蓋與氣缸墊(如下圖)

1.氣缸蓋

氣缸蓋的主要功用是密封氣缸上部，與活塞頂部和氣缸壁一起形成燃燒室。

氣缸蓋直接接觸高溫燃氣，承受螺栓預緊力、燃氣壓力和交變應力的作用。要求

氣缸蓋有一定的強度和剛度，冷卻可靠及結合面平整等，以保證可靠密封。氣缸

蓋一般采用鑄鐵鑄造，也有用鋁合金鑄造的。氣缸蓋內部有冷卻水套，其端面上

的冷卻水孔與氣缸體的冷卻水孔相通，以便利用循環(huán)水來冷卻燃燒室等高溫部分。

柴油機的氣缸蓋上還設有進排氣門座、氣門導管孔、進排氣通道及安裝噴油器的

座孔等。

氣缸蓋與氣缸墊

2.氣缸墊

氣缸墊是氣缸蓋和機體接合面之間的彈性密封元件，其功用是填補結合面上

的微觀孔隙，進一步保證結合面處有良好的密封性。

3.氣缸蓋螺栓

氣缸蓋螺栓是緊固氣缸蓋和氣缸體的聯接體，它的分布位置對氣缸蓋和氣缸

體的受力情況以及密封可靠性等都有直接影響。所以每個氣缸蓋周圍，均有四個

以上的氣缸蓋螺栓。

氣缸蓋螺栓受力嚴重，一般采用優(yōu)質合金鋼制成。為了保證結合面具有良好

的密封性，要求氣缸蓋螺栓具有一定的預緊力。但預緊力過大，會使螺栓遭到

疲勞破壞，也會造成氣缸蓋翹曲變形，以致漏氣、漏水，甚至沖壞氣缸墊等事故。

氣缸蓋在拆卸時都必須按由中間對稱、交叉地向四周拆卸；而在擰緊氣缸

蓋螺栓時，則必須按照由中間對稱、交叉地向四周擴散的順序分2?3次擰緊。鑄

鐵材料的氣缸蓋應在熱車時擰緊。以達到使氣缸蓋受力均勻，不發(fā)生翹曲。

第三節(jié)曲柄連桿機構

曲柄連桿機構是將燃燒室中的工作混合氣燃燒時放出的熱能轉化為機械能

的重要機構。

它主要包括曲軸飛輪組和活塞連桿組。

一、曲軸飛輪組（如下圖）

曲軸飛輪組主要由曲軸、飛輪和扭轉減振器等零件組成。

曲軸飛輪組

1.曲軸

曲軸的功用是承受、傳遞連桿傳來的力，并驅動其它機構或裝置工作。它

通常由曲軸前端、主軸頸、連桿軸頸、曲柄臂、曲軸后端等部分組成。

曲軸可分為整體式和組合式兩種。整體式曲軸的強度和剛度好，結構緊湊,

重量輕，工作可靠，使用廣泛。組合式曲軸采用單個曲拐單獨制造，然后用螺栓

裝配成完整曲軸的方法制造，這種曲軸系列產品制造簡單，使用中若某段損壞時

可單獨更換，不致將整根曲軸報廢，但結構復雜，加工精度要求高。

主軸頸是曲軸在缸體上的支承部分，根據支承情況，曲軸可分為全支承和

非全支承兩種。全支承曲軸是在每個相臨的兩個氣缸間（即每道連桿軸頸兩端）

都設有支承點。否則為非全支承曲軸。柴油機由于爆發(fā)壓力高，一般采用全支承

曲軸。

整體式曲軸的主軸頸支承一般采用滑動軸承，稱為主軸瓦（俗稱大瓦）。主

軸瓦的結構、材料與連桿軸瓦相似。組合式曲軸一般采

用滾動軸承支承，滾動軸承的內圈與軸頸緊配合，軸

承的外圈與缸體上的軸承座孔過渡配合，兩側用鎖簧限

制其軸向移動。

連桿軸頸是連桿大頭的連接部分，為了減小旋轉

慣性力，高速柴油機的連桿軸頸一般制成中空的。中空

的連桿軸頸一般用螺塞封堵成封閉的空腔作為離心式

機油沉淀室。

采用組合式曲軸型柴油機，曲軸旋轉軸線上有貫通

的油道，機油經曲軸前端的徑向小孔引入，再經各道連

桿軸頸的沉淀室后進入軸頸表面潤滑；支承主軸頸的滾

動軸承靠飛濺方式潤滑。如果可能，在維修保養(yǎng)柴油機

時應視需要清理曲軸沉淀室內的油泥。

曲軸前端用來安裝曲軸齒輪、甩油盤、皮帶盤、扭轉減振器和起動爪零件等。

曲軸的后端則用來安裝飛輪。在曲軸的前后端一般都安裝了曲軸油封（現多為骨

架油封），裝配時應注意保持油封不變形，并使骨架油封的唇口朝向氣缸體。

為了保證曲柄連桿機構正常工作，必須限制曲軸的軸向竄動，但又要考慮曲

軸受熱膨脹時能自由伸長，因此必須設置一處軸向定位裝置，通常采用止推片

或止推環(huán)，軸向間隙一般在0.1?0.3mm。

《輪

2、飛輪（如圖）

發(fā)動機飛輪的作用主要為增加發(fā)動機的轉動慣性，以保證發(fā)動機具有容許的

旋轉不均勻度，并兼作輸出功率、傳遞扭矩之用。一般飛輪外緣裝有齒圈，如圖

所示，借以與起動機嚙合以起動發(fā)動機。

在飛輪上往往有各種定時記號，以便于發(fā)動機的調整與檢查，如配氣相位、

噴油正時、氣門間隙調整時，均需借助飛輪記號。

二、活塞連桿組

活塞連桿組由活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿等機件組成。（如下圖）

活塞連桿組的功用是與氣缸套一起組成燃燒室；承受燃氣壓力并傳遞動力,

把活塞的往復直線運動轉變?yōu)榍S的旋轉運動。另外，活塞連桿組還具有密封

氣缸、防止氣缸內氣體漏入曲軸箱以及傳遞熱量，將活塞頂部接受的熱量通過氣

缸壁傳給冷卻介質等功用。

由于活塞連桿組直接承受燃氣的高溫、高壓作用，導致承受很大的機械負荷

和熱負荷，產生很強的沖擊力。因此，為了保證柴油機正常工作，對活塞連桿

組件的零部件

必須有較高的強度要求。

1、2-連桿軸瓦3-活塞肖4-連桿

體5-連桿蓋6-連桿螺栓7-連桿

襯套8—活塞9-擋圈10-梯形環(huán)

11-錐面環(huán)12-螺旋撐簧油環(huán)

1.活塞

活塞的主要作用是承受氣缸

中氣體壓力所造成的作用力，并

將此力通過活塞銷傳給連桿，以推

動曲軸旋轉?；钊敳窟€與氣缸蓋、

氣缸壁共同組成燃燒室。

2

.6

由于活塞頂部直接與高溫燃氣接觸，燃氣的溫度可達2000?2500℃。因此,

活塞的溫度也很高。活塞頂部在柴油機作功沖程時，承受著燃氣沖擊性的高壓力

（其壓力可達6?9Mpa,采用增壓時則更高）。高壓將導致活塞的側壓力增大,

加速活塞外表面的磨損，也容易引起活塞變形。所以，要求它在高溫下有足夠

的機械強度、重量輕、導熱性能好、熱膨脹系數小，具有良好的耐磨、耐腐蝕性

能等。

高速柴油機的活塞一般采用鋁合金制造，其中以共晶鋁合金用得最多。鋁合

金活塞的主要優(yōu)點是重量輕、導熱性能好，用在中小功率的柴油機上可以滿足強

度要求；缺點是熱膨系數大、耐磨性差。

為了在同一臺柴油機上，保持各缸慣性力盡可能一致，要求用在同一臺柴油

機的各缸活塞的重量差在一定的允許范圍內，一般為：①缸徑〈①85mm時，重

量允差V5g；②缸徑為①85?120mm時，重量允差V8g；③缸徑為①⑵?140mm

時，重量允差為15Vg；④當缸徑為①141?160mm時，重量允差V20g。各缸

活塞重量允差，在柴油機使用維護說明書中一般有明確的規(guī)定。為了區(qū)分方便,

柴油機生產企業(yè)一般在活塞頂部刻有分組號。因此，在維修中換用單件活塞時，

必須加以注意。

2.活塞環(huán)

活塞環(huán)包括氣環(huán)和油環(huán)兩種。

（1）氣環(huán)

氣環(huán)用來密封活塞與氣缸壁之間的間隙，防止氣缸中的高溫、高壓燃氣從

該間隙中大量涌入曲軸箱，氣環(huán)還能將活塞頂部的大部分熱量傳給氣缸壁。簡

而言之，氣環(huán)的作用是密封和傳熱。

⑵油環(huán)

油環(huán)用來刮除氣缸壁上多余的潤滑油，并在氣缸壁上鋪涂一層均勻的油膜,

既可以防止?jié)櫥透Z入氣缸燃燒，導致積碳和耗費價格較高的潤滑油；又可以

減小活塞、活塞環(huán)與氣缸的磨損和摩擦阻力。此外，油環(huán)還起到封氣的輔助作

用。油環(huán)一般分為普通油環(huán)、螺旋襯簧式油環(huán)和組合油環(huán)等。

普通油環(huán)也叫開槽油環(huán)，即在環(huán)的外圓面上開有若干個凹槽，槽底加工有

通孔，使刮下來的機油通過此通孔處流回曲軸箱，這種環(huán)制造簡單，成本低（一

般為合金鑄鐵），使用較為普遍。

螺旋襯簧式油環(huán)是在普通油環(huán)內加裝螺旋脹簧，提高了環(huán)的徑向壓力，使

環(huán)與氣缸壁能均勻穩(wěn)定貼合，并能補償活塞環(huán)磨損后的彈性降低，因此封油效

果好，使用壽命長。目前，工程機械用柴油機多采用這種油環(huán)。

（3）活塞環(huán)的裝配

活塞環(huán)的工作效果，與裝配質量有密切的關系，因此要特別注意以下事項:

①正確區(qū)分各道氣環(huán)：通常第一道氣環(huán)為鍍銘環(huán)，其它為普通環(huán)。無法區(qū)分

時，應查閱柴油機使用維護說明書。轉速為1900r/min及其以上的非增壓135型

柴油機每只活塞裝用三道活塞環(huán)，而活塞上卻有四道環(huán)槽。第一道環(huán)槽裝鍍銘平

環(huán)，第二道裝鍍格扭曲環(huán)，第三道為空缺，第四道裝油環(huán)。裝配時要注意空缺的

環(huán)槽。

②正確區(qū)分活塞環(huán)的上下端面：錐面環(huán)的小端向上，扭曲環(huán)的內缺口向上，

外缺口向下。一些廠家在活塞環(huán)上打有“上”字、“T”字或其它記號，裝配時一般

將打有記號的一面朝上。矩形環(huán)（平面環(huán)）和桶面環(huán)及多數油環(huán)，除非有特別說

明，一般沒有上下之分。

③開口間隙、端隙及背隙合適：活塞環(huán)裝入活塞前應“試缸”，測量其開口間

隙和端隙。必要時校正開口間隙?；钊h(huán)裝入環(huán)槽后，應能在槽內自由轉動。

④活塞環(huán)的開口應相互錯開合適的位置，但開口應避開活塞銷及活塞推力

面一側。裝配內撐彈簧式油環(huán)時，應將穿有鋼絲內撐彈簧的接口處放在油環(huán)開口

的對面。

⑤將活塞環(huán)裝入活塞時，應注意將活塞環(huán)擴張至正好通過活塞頂部為宜，不

得將活塞環(huán)擴張過大，以免折斷活塞環(huán)。

⑥將裝有活塞環(huán)的活塞裝入氣缸時，應使用專用工具，不可強行砸入或壓

入，以免損壞活塞環(huán)和環(huán)槽。

3.活塞銷

活塞銷用來連接連桿小頭與活塞并傳遞動力?；钊N在高溫下承受很大的

周期性沖擊載荷，潤滑條件差（一般采用飛濺潤滑），因此要求有足夠的剛度和

強度高，表面耐磨，并且質量小。為此，活塞銷通常被制成空心圓柱體，并采用

低碳鋼或低碳合金鋼材料，經表面滲碳處理后進行精磨和拋光。

活塞銷、活塞銷座孔和連桿小頭襯套孔的配合連接，一般采用“全浮式”，即

在發(fā)動機運轉過程中，活塞銷不僅可以在連桿小頭襯套內轉動，還可在活塞銷座

孔內轉動，以使活塞銷各部分的磨損較為均勻。

由于活塞多采用鋁合金制成，活塞銷座的熱膨脹量大于活塞銷的熱膨脹量。

為了保證在高溫下有正常的配合間隙，在冷態(tài)下，活塞銷與座孔間為過渡配合。

裝配活塞銷時，應先將活塞放在溫度為90?100℃的機油或水中加熱，然后將活

塞銷推入座孔內，不可在冷態(tài)下強行將活塞銷砸入或壓入座孔。為了防止活塞銷

軸向竄動，在座孔兩端用卡簧加以定位。

4.連桿組

連桿組的功用是將活塞承受的力傳給曲軸，并將活塞的往復運動轉變?yōu)榍?/p>

軸的旋轉運動。連桿組一般包括連桿、連桿銅套、連桿軸承等。連桿又由連桿

小頭、桿身和連桿大頭三部分組成。

連桿小頭與活塞銷相連，工作時小頭與活塞銷之間相對轉動，因此小頭孔

中一般壓入減摩青銅襯套。為了潤滑活塞銷與襯套，在連桿小頭和襯套上均鉆出

集油孔或銃出集油槽，用來收集發(fā)動機運轉時被飛濺上來的機油，以便潤滑。裝

配連桿銅套時應當注意：青銅襯套上的孔必須與連桿上端的油孔相通。

連桿桿身通常做成“工”字形斷面，以求在強度和剛度足夠的前提下減輕質量。

為防止裝配時配對錯誤，在連桿大頭與連桿蓋的同一側刻有配對記號（一般

為相同的數字）。安裝連桿蓋時一定要注意對準配對記號。在連桿體上一般也標

有安裝記號（一般為凸點），將活塞連桿組裝入氣缸時，應注意安裝記號的朝向

（一般情況下朝向發(fā)動機的前端）。

連桿大頭按剖分面的方向可分為平切口和斜切口兩種，柴油機一般采用斜

切口方式。斜切口連桿在工作中受到慣性力的拉伸，在切口方向也有一個較大

的橫向分力。因此，在斜切口連桿上必須采用可靠的定位措施。斜切口連桿常

用的定位方法有止口定位、套筒定位和鋸齒定位三種。目前裝載機用柴油機大多

采用鋸齒定位和套筒定位的方法。

連桿軸承與曲軸軸頸間要有充足的機油來潤滑。為了形成潤滑油膜，除了保

證一定的機油壓力外，還必須有適合的配合間隙，這個間隙柴油機生產廠在柴

油機使用維護說明書中有明確規(guī)定，保養(yǎng)、維修中應嚴格按規(guī)定操作。

第四節(jié)配氣機構

配氣機構的功用是按照發(fā)動機各缸工作次序的要求，在每一工作循環(huán)中按

時開啟和關閉各氣缸的進、排氣門，以保證各缸準時吸進清潔空氣，并及時排

出廢氣。因此要求配氣機構具有進氣完善、排氣徹底、噪聲低、振動小、工作

可靠、維修保養(yǎng)方便、使用壽命長等特性。配氣機構一般由氣門組和氣門傳動組

等組成。（如下圖）

裝載機的發(fā)動機一般都采用氣門頂置式配氣機構。這種機構的發(fā)動機的

進排氣門均布置在氣缸蓋上。

柴油機工作時，曲軸通過正時齒輪驅動凸輪軸旋轉，當凸輪軸的凸輪凸起部

分頂起

挺桿時，

通過推

桿、調整

螺釘使

搖臂擺

動，在消

除氣門

間隙后，

壓縮氣

門彈簧，

使氣門

開啟。由

于氣門搖臂的兩臂不等長，可實現凸輪在較小升程的情況下氣門有較大的開度。

當凸輪的凸起部分離開挺桿后，氣門便在氣門彈簧的彈力作用下壓緊在氣缸蓋的

氣門座圈上，使氣門關閉。

四沖程柴油機每完成一個工作循環(huán)，曲軸需轉兩周，各缸的進、排氣門各開

啟一次，即凸輪軸只需轉一周。所以，曲軸與凸輪軸的轉速比為2：1。

氣門的開啟與關閉由凸輪軸上的凸輪通過挺柱直接控制。

一、氣門組

氣門組包括氣門、氣門導管、氣門座及氣門彈簧等，有的氣門組還設有氣門

旋轉機構。對氣門組的基本要求是氣門與氣門座配合緊密，在高溫條件下工作

可靠。為此氣門組必須滿足：①氣門與氣門座配合錐面嚴密；②氣門導管對氣

門桿導向正確，不使氣門卡滯、傾斜；③氣門彈簧有足夠的剛度和預緊力，且兩

端面應與氣門中心線垂直。

1.氣門

氣門用來控制進、排氣道的開啟和關閉。氣門由菌狀頭部和圓柱狀桿部兩

部分組成。

氣門頭部的工作溫度高，而且還要承受氣體壓力、彈簧彈力以及氣門傳動

組零件的慣性力作用，其冷卻和潤滑條件差。因此要求氣門必須有足夠的強度、

剛度、耐熱和耐磨性能。

進氣門的材料一般采用合金鋼，排氣門則常采用耐熱合金鋼。為減小進氣

阻力，提高氣缸充氣效率，多數柴油機進氣門的頭部直徑比排氣門大，以增大進

氣通流面積。

氣門密封錐面的錐角稱為氣門錐角。

2.氣門座

氣門座與氣門頭部共同對氣缸起密封作用，并接受從氣門傳來的熱量。氣

門座在高溫下工作，磨損嚴重。所以，很多柴油機的氣門座采用較好的材料單

獨制成氣門座圈，然后鑲到氣缸蓋上。為保證氣門密封良好，裝配前應將氣門

頭與氣門座（圈）二者的密封錐面相互研磨（必要時，應較削氣門座或氣門座圈），

研磨后氣門與氣門座圈的接觸帶應均勻、連續(xù)，不允許有斷線現象以保證有良好

的密封。

3.氣門導管

氣門導管主要起導向作用，保證氣門作直線往復運動，使氣門與氣門座能

正確貼合。

氣門導管與氣缸蓋之間采用過盈配合，安裝時將氣門導管壓入氣缸蓋。氣

門桿與氣門導管之間一般有0.05?0.12mm的間隙，使氣門能在導管中自由運動。

為了防止過多的機油通過氣門導管與氣門桿之間的間隙進入燃燒室，在氣門導

管上（一般進氣門的氣門導管為多）通常裝有氣門油封，如果氣門油封失效，往

往會造成大量機油進入氣缸，使柴油機冒蘭煙。

4.氣門彈簧

氣門彈簧的功用是利用其彈力來關閉氣門。當驅動氣門開啟的推力撤除后,

氣門便在彈簧彈力的作用下及時與氣門座貼合，以保證其密封性。

二、氣門傳動組

氣門傳動組主要包括凸輪軸、正時齒輪、挺柱、推桿、搖臂和搖臂軸等。

氣門傳動組的作用是使進排氣門能按配氣相位規(guī)定的時刻開閉，并保證有足夠的

開度。

1.凸輪軸

凸輪軸是控制各缸進、排氣門開啟和關閉的重要零件。為此，凸輪軸上配置

有各缸進、排氣凸輪，使氣門按一定的工作次序和配氣相位開閉，并保證氣門

有足夠的升程。凸輪在工作中受到氣門間歇性開啟的周期性沖擊載荷，因此要

求凸輪表面耐磨，并要求凸輪軸有足夠的韌性和剛度。

發(fā)動機工作時，凸輪軸的變形會影響配氣相位。因此，多數發(fā)動機凸輪軸

采用全支承以減小其變形。但支承過多，加工工藝較為復雜，所以一些發(fā)動機

采用每隔兩個氣缸設置一個軸頸支承。為安裝方便，凸輪軸各軸頸的直徑從前向

后依次減小，安裝時要加以注意。

凸輪軸通常由曲軸通過一對正時齒輪驅動，小齒輪用半圓鍵裝在曲軸的前

端，大齒輪則固定在凸輪軸的前端，曲軸與凸輪軸的轉速比為2:1。為了保證正

確的配氣相位和發(fā)火時刻，在兩正時齒輪上均刻有安裝記號。裝配時必須將正時

記號對準。

2.挺桿

挺桿也叫挺柱，氣門頂置式配氣機構挺桿的功用是將凸輪的推力傳給推桿、

搖臂，開啟氣門。

3.推桿

推桿的作用是將從凸輪軸經過挺桿傳來的推力傳給搖臂，它是配氣機構中最

容易彎曲的零件。因此，要求有很高的剛度。

4.搖臂

搖臂實際上是一個雙臂杠桿，其功用是用來將推桿傳來的力改變方向，并

作用到氣門桿端以推開氣門。搖臂短臂端的螺紋孔中旋入用以調節(jié)氣門間隙的

調節(jié)螺釘。螺釘的球頭與推桿頂端的凹球座相接觸。

三、配氣相位及氣門間隙

1.配氣相位就是進、排氣門的實際開閉時刻

從理論上講，四沖程發(fā)動機的氣門開啟和關閉都應在活塞沖程的開始和終

了時實現。

即：進氣門應在上止點時開啟，在下止點時關閉；排氣門則在下止點時開啟，

在上止點時關閉。進氣時間和排氣時間各占180。曲軸轉角。但現代工程機械用

柴油機的轉速都很高，活塞每一沖程所經歷的時間都極短。在標定功率時的轉速

為2200r/min,一個沖程經歷的時間僅為0.0136秒。這樣短的時間，往往會造

成柴油機充氣不足和排氣不徹底，從而使機器輸出功率不足。

為了盡可能地增大進、排氣時間，以使氣缸中能充氣較充足、排氣較徹底，

現代柴油機都采取延長進排氣時間的方法。

(1)進氣門早開遲閉：進氣門在上止點前提前開啟的目的是為了保證在進氣

沖程開始時，進氣門已開大，新鮮空氣能順利地充入氣缸。進氣門延遲關閉是

有利于氣缸充氣的。

(2)排氣門早開遲閉：排氣門的開啟時間在活塞到達下止點之前，使一部分

廢氣迅速排出氣缸。排氣門關閉的時間延遲至上止點之后，以借助廢氣在排氣管

中氣流的慣性，使廢氣排放地較為徹底。

(3)氣門重疊角：在活塞上止點附近，存在著進氣門早開和排氣門遲閉的現

象，即進、排氣門是同時開啟的，這種現象稱為“氣門重疊進氣提前角加上排

氣延遲角，稱為氣門重疊角。自然吸氣式柴油機的氣門重疊角一般為20。?60。,

增壓型柴油機的氣門重疊角一般為40。?140。。

不同型號的柴油機，由于結構型式不同、轉速不同，因此配氣相位也不相同。

合理的配氣相位是發(fā)動機制造企業(yè)根據發(fā)動機的性能要求，通過優(yōu)化設計和反復

試驗確定的。

2.氣門間隙

氣門間隙是指氣門桿尾端與氣門搖臂之間留有的間隙，柴油機運轉過程中，

氣門及各傳動件會受熱膨脹，導致氣門密封不嚴。為了保證氣門的密封性，必須

在氣門與傳動件之間預留有一定的間隙。

氣門間隙的大小由發(fā)動機制造企業(yè)通過試驗的方法確定。柴油機在運轉過程

中，由于配氣機構各傳動件的磨損，以及氣門間隙調整螺釘松動等原因，可能會

引起氣門間隙發(fā)生變化。因此，在維護保養(yǎng)時應注意檢查該間隙。必要時，按照

柴油機使用維護說明書中規(guī)定的間隙進行調整。

3.氣門間隙的調整

(1)一般調整法

檢查和調整氣門間隙時，必須在所檢查、調整的氣門處于完全關閉狀態(tài)下，

即該缸正處于壓縮上止點位置時進行。對于多缸機來說，一般可根據飛輪殼上

的刻線，判定第一缸的壓縮上止點?？潭染€標明的一般為2個氣缸的上止點位置,

這時可根據噴油狀況斷定第一缸壓縮上止點，也可根據工作次序，觀察其它缸

的工作情況判定壓縮上止點。第一缸調整結束后，根據多缸柴油機工作次序，

轉動曲軸，逐缸進行調整。采用此方法比較可靠，但如果缸數多，則顯得比較繁

瑣，熟練時可按此方法驗證用快速調整法調整的氣門間隙。

(2)快速調整法

首先確定第一缸壓縮上止點，方法同前。運用柴油機各缸工作次序，推算

出第一缸在壓縮上止點時處于關閉狀態(tài)的各缸氣門，逐一進行調整。然后將曲軸

旋轉360°,再調整剩余的氣門?，F以裝載機中使用較多的6缸柴油機為例，介

紹該“快速調整法”。

六缸柴油機的工作次序為1一5—3—6—2—4,由此可推算出，當1缸處于

壓縮上止點時，2缸的進氣門、3缸的排氣門、4缸的進氣門、5缸的排氣門均

處于完全關閉狀態(tài)。與1缸的進氣門和排氣門結合起來可以看出：當1缸處于

壓縮上止點時，從第1缸開始可按“進排、進、排、進、排”的口訣依次對6個氣

門進行調整。只不過第1缸是調整進、排兩個氣門，而其它四缸每缸只調整一個

氣門。同樣，將曲軸旋轉360。，當第六缸處于壓縮上止點時(此時第一缸氣門

重疊)則從第6缸開始，按“進排、進、排、進、排”的口訣進行調整。不難看

出，這一次調整的氣門，正是第1缸處于壓縮上止點時剩下未調整的氣門。不

論進、排氣門的排列如何，只要能正確區(qū)分出每缸的進氣門和排氣門，就可以按

照這種方法進行調整。該方法只使曲軸旋轉兩周(720。)，就可將所有氣門調整

結束，簡便易行。但是，需要對柴油機的工作次序有充分的理解。

四、進.排氣系統

柴油機進排氣系

統由渦輪增壓器、進氣

管、排氣管、空氣濾清

器及消音器等組成。

（如圖）

1.進排氣管

一般地，柴油

機進排氣管分別安裝

在機體的兩側，并分別

與氣缸蓋上的進排氣

道相連，其功用是引導新鮮空氣進入氣缸，并使廢氣從氣缸內排出。

柴油機進排氣管一般用鑄鐵制成，進排氣管氣道的輪廓做成圓滑的形

狀，使氣流方向及剖面尺寸無驟然變化，以減小氣體的流動阻力。

2.空氣濾清器

空氣濾清器的功

用是濾除空氣中的灰

塵和雜質，以減少氣

缸、活塞和活塞環(huán)以及

氣門等零件的磨損，延

長柴油機的使用壽命。

空氣濾清器一般

通過管路與進氣管相

連，檢查安裝時應注意

管路的密封性，以免影

響濾清效果。為了保證

柴油機的正常運行，必

須按使用維護說明書

的要求，定期對濾芯進行除塵或更換，作業(yè)環(huán)境惡劣時，則應提前對空氣濾清器

進行保養(yǎng)。

3.排氣消聲器

排氣消聲器的功用是減少氣缸中燃燒廢氣排出時的強烈噪聲，以及消除廢氣

中的火焰及火星。排氣消聲器一般由薄鋼板沖壓然后焊接制成。其基本原理是

消耗廢氣中的氣流能量，并平衡排出廢氣流的壓力波動。

五、采用增壓、中冷的進排氣系統

空氣增壓系統流程如圖

渦輪葉輪

壓縮空氣流

1.工作原理：當環(huán)境溫度為20C時，新鮮空氣經過空氣濾清器后，進入增壓器壓

氣機進氣口，經增壓后，從壓氣機進氣口進入進氣管道，空氣密度增加，溫度升

高，壓氣機出氣口處的空氣溫度為135℃左右；經過長的進氣管，增壓后的新鮮

空氣流至中冷器進氣口端時空氣溫度為120C左右；經過中冷器冷卻后，空氣從

中冷器出氣口出來，溫度降為50℃,然后進入發(fā)動機進氣管；當到達各缸缸蓋

進氣道內，空氣溫度稍有升高，為55℃左右；新鮮空氣經進氣門吸入氣缸，經

過壓縮，空氣溫度、密度驟增，達到上止點前噴油提前角度曲軸轉角時，噴入的

柴油達到所需的自燃溫度和壓力，空氣與燃油混合燃燒后膨脹做功；進入排氣沖

程，排氣門打開，廢氣經缸蓋氣道時的廢氣溫度高達600℃以上；經過排氣歧管，

進入增壓器渦輪，高溫廢氣推動渦輪高速旋轉后從渦輪出氣口排出，溫度降為

440℃左右；經過排氣制動閥體通道和活動球節(jié)管（或膨脹伸縮管）進入消音器，

經過消音、除碳粒后排入大氣。

2.渦輪增壓器的結構和工作原理（如上圖）

（1）結構

渦輪增壓器主要由壓氣機和渦輪兩部分組成。

壓氣機部分：主要包括單級離心式壓氣機、擴壓器和壓氣機殼。

渦輪部分：主要包括渦輪殼、單級徑流式渦輪。

渦輪軸與渦輪采用摩擦焊接連成一體。壓氣機葉輪以間隙配合裝在渦輪軸上,

并用螺母壓緊，渦輪與軸總成、壓氣機葉輪經過精確的單體動平衡，以保證高速

旋轉下正常工作。

增壓器的轉子支承采用內支承型式，全浮動式浮動軸承位于兩葉輪之間的中

間體內，轉子的軸向力靠止推軸承端面來承受。

在渦輪端和壓氣機端均設有密封環(huán)裝置。壓氣機端還有擋油罩，以防止?jié)櫻?/p>

油的泄漏。

壓氣機殼、渦輪殼、中間體是主要固定件，渦輪殼和中間體采用螺栓、壓板

連接，壓氣機殼與中間體間通過擴壓器后板或螺栓、壓板連接。壓氣機殼可繞軸

線在任意角度進行安裝。

增壓器的潤滑：采用壓力潤滑，潤滑油從機身上主油道進入進油口，進入潤

滑系統，然后通過回油管流回發(fā)動機的油底殼。

（2）工作原理：因為燃油需要與空氣混合才能完成燃燒沖程，一旦發(fā)動機的空

燃比達到某一值后，再增加燃油，除了將黑煙和未燃盡的燃油排到大氣中外，不

會產生更多功率。發(fā)動機供油越多，黑煙就越濃。因此，超過空燃比極限后，增

加供油量只會造成燃油耗過大、大氣污染、排溫升高，柴油機壽命縮短，由此可

見，增加空氣量的能力對發(fā)動機來說是多么重要。

渦輪增壓器是一種利用發(fā)動機排氣中的剩余能量來工作的空氣泵。柴油機排

出的廢氣經過渦輪殼進入噴嘴，將廢氣的熱能及靜壓能變成動能，并以一定的方

向流向渦輪葉輪，從而使渦輪高速旋轉，帶動同軸上的壓氣機葉輪亦高速旋轉,

新鮮空氣經過空氣濾清器被吸入高速旋轉的壓氣機葉輪，使氣流速度增加，壓力

提高，再經過擴壓器與壓氣機殼，使氣流的動能變成靜壓能，壓力進一步提高,

增大密度的空氣最后進入發(fā)動機的進氣管，以實現進氣增壓提高發(fā)動機功率的目

的。

一臺裝有增壓發(fā)動機的功率輸出與其非增壓時相比可增加40%左右。

第五節(jié)燃油供給系

燃油供給系是柴油機的重要組成部分，它直接影響到柴油機的動力性、經濟

性以及噪聲、排放等性能指標。

柴油機的燃料是柴油，由于粘度大、蒸發(fā)性差，故采用高壓噴射的方法，將

柴油直接噴入氣缸并迅速形成可燃混合氣。同時，借助接近壓縮終了時形成的

高溫、高壓條件，自行著火燃燒。因此，柴油機燃油供給系統的功用是根據柴

油機的工作要求，定時、定量、定壓地將霧化質量好的柴油，按一定的噴油規(guī)律

噴入氣缸，并使其與空氣迅速混合燃燒。

一、燃油供給系統的組成

柴油機燃油供給系統一般由柴油箱、輸油泵、柴油濾清器、噴油泵、噴油器

以及高、低壓輸油管路等組成。

柴油機的燃油供給系如下圖所示。

發(fā)動機的回轉由聯軸節(jié)或驅動齒輪通過提前器傳遞給噴油泵的凸輪軸，凸輪

軸的回轉能夠驅動輸油泵。

由輸油泵從油箱內吸進燃油。燃油就通過輸油泵，以1.8-2.5kg/cm2壓力送

往燃油濾清器。

由燃油濾清器過濾的燃油通過噴油泵內的燃油腔送往柱塞。由于凸輪軸的回

轉，柱塞上行，燃油壓力達到高壓.通過高壓油管和噴油器流入噴油嘴。

當送往噴油嘴的高壓燃油達到噴油器規(guī)定的始噴壓力以上時，就以霧狀噴射

于發(fā)動機燃燒室。

由輸油泵送來的燃油量達到噴油泵最大噴量的一倍以上，當剩余燃油壓力超

過裝配在燃油濾清器及噴油泵的溢流閥規(guī)定（設定）壓力時，就回到油箱。

止匕外.潤滑噴油嘴和噴油器內部的燃油就由噴油器的溢流接頭部分回到燃油

箱或燃油濾清器。

通過輸油泵的手泵將燃油從油箱輸送到噴油泵，對燃油管系進行排氣。

二、噴油泵

如圖所示為P型噴油泵的結構。

泵體沒有側蓋板，是完全的密閉式結構。如下圖所示，柱塞和出油閥等

固定于法蘭套，成為一個柱塞整體部件固定在泵體上。

柱塞套由壓入于法蘭套的定位銷定位，出油閥由出油閥緊座固定于法蘭套，

并且用螺母固定在泵體上。

法蘭套外側，為防止由于噴射終了時燃油反流而侵蝕泵體，用彈簧卡環(huán)裝了

擋油圈。

為防止漏油，出油閥上面裝有用于防止高壓漏油的金屬密封墊，出油閥緊座

裝有0型圈。

柱塞與柱塞套裝配在一起的同時，柱塞下部的扁塊嵌入油量控制套筒槽里。

油量控制套筒焊有鋼球，鋼球進入L型拉桿的切口里。

噴油泵下部裝有使柱塞工作的凸輪軸，凸輪軸是由發(fā)動機通過聯軸節(jié)或驅動

齒輪驅動的。

挺桿用以將凸輪軸的回轉運動轉換為上下的往復運動，使柱塞進行往復運動。

止匕外，柱塞彈簧用以將由凸輪軸推動向上行的柱塞向下移動。泵殼體底部有

一塊由許多螺栓固定的蓋板。

一般的P型泵，采用了發(fā)動機的潤滑油循環(huán)的強制循環(huán)方式，發(fā)動機的潤滑

油從開在挺桿滑動部分的入口，強制地被輸往噴油泵的凸輪軸室，對凸輪軸室和

調速器室進行潤滑后，再次回到發(fā)動機內部。

噴油泵的工作是通過聯軸節(jié)（或驅動齒輪）和提前器向凸輪軸傳遞發(fā)動機的

回轉，然后由挺桿把這回轉運動轉換為往復運動，使各缸的泵元件（柱塞總成）

進行工作。

柱塞由凸輪軸推動向上行，在柱塞彈簧的作用下向下移動。即進行著往

復運動（上、下）。

泵殼體內有儲油室，經常充滿著經燃油濾清器過濾的低壓燃油，柱塞套的進

排油孔與這儲油室是相連接的。

當凸輪軸進入挺桿的下行行程時，柱塞在柱塞彈簧的作用下也向下移動，當

柱塞上端面下降到柱塞套上的進、排油孔時，燃油就開始充入柱塞套的內部。當

柱塞下行到最低位置時，結束進油。然后，凸輪軸的回轉進入挺桿的上行行程時，

邊壓縮柱塞彈簧邊推動柱塞向上行。當柱塞上端面封閉柱塞套上進、進油孔時開

始壓縮燃油。把這封閉位置稱為靜噴射開始狀態(tài)。

柱塞再上升，當燃油壓力高于出油閥彈簧的預緊力和高壓油管內的燃油殘余

壓力時，使出油閥上升，開始往噴油器強制輸送燃油，通過柱塞的上行，繼續(xù)噴

油。當柱塞再繼續(xù)上升，使柱塞缺口（螺旋槽）與柱塞套上的進排油孔一致時,

被壓縮的燃油就會立即進入儲油室，因此柱塞套內的壓力迅速下降，出油閥將由

于出油閥彈簧往下壓而回位，結束燃油的噴射。即使柱塞再上升也不會噴射燃油。

由柱塞送出的燃油的增減，是通過改變柱塞有效行程的方法進行的。改變有

效行程的機構，如圖所示。

柱塞套由定位銷固定于法蘭套，不可能活動。但是，柱塞卻即能上下運動也

能進行回轉方向的運動。

柱塞的T字形扁塊嵌入油量控制套筒槽里，油量控制套筒上焊有鋼球，鋼

球嵌入L形拉桿的

控制槽內。

因此，當拉

動拉桿時就能使所

有氣缸的柱塞同時

轉動，以改變有效行

程.增減噴油量。

所謂有效行程就是從靜

噴射開始狀態(tài)到完成噴射的

實際輸出燃油期間。這期間與

噴油量成正比例。（如圖）

柱塞副

柱塞具有使燃油達到高壓和增減噴油量的作用，是噴油泵中最重要的零件。

因此，對柱塞和柱塞套的滑動部分進行了超精加工，不可改變組合或分別更換零

件。

柱塞上有缺口（螺旋槽），在這螺旋槽端部有立槽，通到柱塞上端部。柱塞

套上在180°的對稱位置設有2個進排油孔。

止匕外，柱塞也在180°的對稱位置加工了形狀相同的缺口（雙螺旋槽柱塞），

目的在于噴射終了后，使柱塞上面的燃油迅速地回到儲油室。當柱塞L端部封

閉柱塞套的進排油孔時就開始噴射，當柱塞的缺口（螺旋槽）打開柱塞套的進排

油孔時就立即結束噴射。將這期間稱為有效行程。

止匕外，作為使柴油機停車方法之一，操作拉桿使柱塞處于不噴射狀態(tài)。

出油閥總成

出油閥總成是由出油閥及出油閥座組成的。

當由柱塞送來的高壓燃油大于出油閥彈簧的作用力和高壓油管內的燃油殘余壓

力時，就壓縮出油閥彈簧而打開出油閥，燃油就通過高壓油管向噴油器供油。

（如圖）

接著，柱塞的缺口（螺旋槽）打開柱塞套的進排油孔時就結束供油，出

油閥將由出油閥彈簧迅速關閉。

然而，為能迅速地進行下次噴射，要在高壓油管內保持殘余壓力。出油閥具

有防止燃油反流的作用。

另一方面，如果殘余壓力過高則有可能出現燃油的滴漏現象。因此，要吸回

相當于減壓環(huán)帶的吸回行程（a）的高壓油管內燃油，以調整殘余壓力，改善噴

油的結束狀態(tài)，防止噴油嘴的滴漏現象。

凸輪軸

凸輪軸由發(fā)動機的驅動軸通過聯軸節(jié)或齒輪、提前器回轉，然后通過挺桿和

偏心輪使柱塞和輸油泵工作。

凸輪形狀有切線凸輪、圓弧凸輪和偏心凸輪。此外.也有組合了這些形狀的

組合式凸輪。這些凸輪要根據發(fā)動機的規(guī)格參數選用。一般作為驅動柱塞的凸輪,

使用切線凸輪或組合式凸輪（通帶是組合曲線凸輪和偏心凸輪）。（如圖）

此外，作為專門驅動輸出泵的凸輪，裝有偏心凸輪。

挺桿

挺桿將凸輪軸的回轉運動轉換為

使柱塞進行上下的往復運動。

挺桿是由右圖所示零件組成的。

三、調速器

1.調速器的功用

調速器的功用就是在柴油機工作時，能夠隨著外界負荷的變化自動調節(jié)供油

量，使柴油機的工作保持定。

2.調速器的結構

裝載機用柴油機的調速器大都采用機械全程式調速器，其結構大致相同。如

圖就是RFD型調速器結構圖。

RFD(K)型調速器具有獨特的杠桿機構，可以根據不同工況改變杠桿比。

怠速工況，杠桿比小,

以便低速時飛錘離心

力較小的情況下對拉

桿也有足夠的控制能

力，從而獲得低而穩(wěn)

的怠速。而在高速時,

杠桿比大，控制靈敏。

RFD(K)型調

速器既可以作為兩極

式用于車輛，又可以

作為全程式用于工程機械。尤其適用于起重汽車等工程用車;行車時用兩極手柄,

停車作業(yè)時使用全程手柄。

RFD(K)型

調速器具有負校

正裝置，它的功

能是當發(fā)動機在

全負荷高速范圍

時，增加供油量

以提高發(fā)動機的

輸出功率，而在

全負荷低速范圍時則減少供油量，以便降低黑煙排量。

與RFD型調速器結構基本相同，只是RFD（K）型調速器裝有負校正裝置。

負校正搖架一端由銷釘與導桿相連，另一端通過浮動桿軸與浮動桿相連，搖架和

導桿之間裝有復位扭簧，拉力桿上裝有支點調節(jié)螺栓，以調整負校正行程，該螺

栓頭部與搖架內的銷軸接觸。當負校正機構起作用時，調節(jié)螺栓會推動搖架，使

供油拉桿向增油方向移動。在拉力桿下端裝有怠速彈簧和負校正彈簧，其它與

RFD型調速器一樣。（如上圖）

四、噴油提前角調節(jié)裝置

噴油提前角的大小對柴油機工作過程的影響很大，噴油提前角過大，由于噴

油時氣缸內的空氣溫度較低，混合氣形成的條件較差，備燃期延長，將導致柴

油機工作粗暴。而噴油提前角過小將使燃燒過程延后過多，氣缸內所能達到的最

高壓力較低，熱效率也顯著下降，并且排氣管中常有白煙冒出。因此，為了保

證柴油機有良好的性能，必須選定最佳噴油提前角。

最佳噴油提前角就是在轉速和供油量一定的條件下，能獲得最大功率及最小

燃油消耗率的噴油提前角。大多數裝載機用柴油機加裝了一套供油提前角自動調

節(jié)裝置，使之能隨著柴油機的轉速及負荷的變化，使柴油機在各種工況下盡量

保證最佳性能。

在實際使用中通常通過噴油泵聯軸節(jié)固定一個給定的最佳噴油提前角，為初

始的供油提前角。在此基礎上，再通過噴油提前角自動提前器隨柴油機轉速變

化，在一定范圍內自動調節(jié)各種工況下的噴油時間。相對于固定的提前角來說,

噴油提前角自動調節(jié)裝置調節(jié)的幅度較小。

1.噴油角度自動提前器

噴油角度自動提前器用于轉速和負荷變化較大的柴油機，它能自動地使噴

油泵的供油提前角度隨柴油機轉速變化而變化。從而保證柴油機在主要工作轉

速范圍內獲得良好的性能，目前，大部分噴油泵上配用供油提前角自動（提前器）

調節(jié)器為機械離心式結構，其工作原理基本上大同小異。近年來出現了液壓式

和電子式等供油提前角自動調節(jié)裝置，但尚未在柴油機上大量使用。

2.噴油泵聯軸節(jié)

噴油泵聯軸節(jié)設在噴油泵驅動齒輪與供油角度自動提前器（或噴油泵）