柴油机基本知识 陈坚

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1、柴油机基本知识设备中心陈坚二、柴油机分类一、概述四、柴油机基本工作原理三、柴油机主要性能指标五、柴油机的基本结构组成一、概述柴油机是内燃机的一种，以柴油为燃料的将化学能转换为机械能的动力装置。内燃机是指将燃料在发动机的气缸内部燃烧，并直接利用燃料燃烧产生的高温、高压的燃气在气缸中膨胀做功，输出功率。在内燃机中，燃料的化学能转变为热能，热能又转变为机械能，这两次能量转换都发生在气缸内部。柴油的燃烧是通过柴油油雾与空气混合后形成的可燃混合气（称谓工质），经压缩后自行着火、燃烧，所以柴油机又称为压燃式内燃机。燃

2、料的化学能气体压力能机械能柴油机的能量转换过程◇曲轴旋转时，活塞所能到达的两个极限位置称作活塞的止点；◇距离曲轴旋转中心最远的称作活塞的上止点；◇距离曲轴旋转中心最近的称作活塞的下止点；◇上下止点之间的距离称作活塞的冲程（行程）。◇活塞位于上止点时其顶部与气缸盖底部之间的气缸容积称作压缩容积；◇活塞从上止点移到下止点所经过的容积称作工作容积；◇活塞位于下止点时其顶部与气缸盖底部之间的气缸容积称作气缸总容积；◇所有气缸的工作容积之和称为柴油机的排量。气缸压缩容积、工作容积、气缸总容积和总排量之间的关系：气缸

3、总容积Va压缩容积Vc工作容积Vs柴油机排量Va气缸数工作容积Vs==+×L二、柴油机分类◇按冲程数分：有四冲程和二冲程。四冲程：曲轴旋转两周完成一个工作循环。二冲程：曲轴旋转一周完成一个工作循环。◇按气缸排列方式分：有直列式、V型、W型和星型排列等。◇按气缸数分：有单缸机和多缸机（二缸和二缸以上的）。◇按进气方式：有自然吸气、增压和增压中冷。◇按冷却介质分：有水冷和风冷柴油机。◇按转速分：有高速机、中速机和低速机。高速机n＞1000r/min中速机600r/min＜n≤1000r/min低速机n≤600

4、r/min◇按用途分：固定用柴油机和移动式柴油机。三、柴油机主要性能指标主要性能经济性能可靠性维修性能排放性能动力性能动力性能指标功率转速扭矩动力性能指标是用来表示做功能力大小的指标。◇功率：在单位时间内柴油机对外输出的有效功，单位为kW。◇转速：柴油机曲轴每分钟所转动的圈数，单位为r/min。◇扭矩：柴油机对外输出的有效扭矩转动力矩，单位为N·mPe=Me×n/9550(kW)二、柴油机基本工作原理柴油机的基本工作原理：新鲜空气被吸入气缸后，与喷入气缸中的柴油油雾形成混合气，经压缩自行着火，继而在气缸内

5、快速燃烧，产生的高温高压的燃气在气缸中膨胀，推动活塞做往复直线运动，再通过由曲轴和连杆组成的曲柄连杆机构实现运动方式的转变，将活塞的往复运动变为曲轴的回转运动，带动工作机械组成动力机组。柴油机一个工作循环由四个工作冲程组成，即：◇进气冲程（吸入或压入新鲜空气至气缸中）◇压缩冲程（通过压缩提高空气的压力和温度）◇做功冲程（向气缸中喷射柴油，呈雾化状，并与压缩空气混合，自行着火燃烧，膨胀做功）◇排气冲程（将做完功的废气自气缸中排出）柴油机的连续运转是由无限个工作循环构成。在柴油机四个工作冲程中，只有燃烧做功冲

6、程对外做功，其他三个冲程消耗能量。柴油机工作的四个过程吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程180°CA180°CA180°CA180°CA进气阀排气阀◇进气冲程活塞由上止点向下止点移动，进气阀打开，排气阀关闭。在柴油机进气冲程中，纯净空气被吸入气缸，为柴油燃烧提供氧气。◇压缩冲程活塞由下止点向上止点移动，进气阀和排气阀全部关闭。柴油机压缩比较大，压缩终点时气缸内气体压力可高达3~5MPa，温度可达310~340K，为气缸内油气混和与点火做好准备。◇做功冲程活塞由上止点向下止点移动，进气阀和排气阀同时关闭。压缩

7、冲程结束时喷入燃烧室内的柴油，与高温高压气体混和并燃烧。燃气受热膨胀，推动活塞下移，对外做功。◇排气冲程活塞由下止点向上止点移动，进气阀关闭，排气阀打开。通过活塞将废气排出气缸，为下一个工作循环做好准备。一般的柴油机总体结构组成可以概括为：一个基础，两个核心，十个系统（装置）。一个基础：指机体、机座，柴油机绝大部分零部件、系统装置，都附装在机体（或称机身）上；两个核心：指燃烧室组件和曲柄连杆结构。燃烧室就是柴油燃烧的空间，是由气缸盖底面、活塞顶面和缸套顶部圆柱面组成，它是柴油机中温度最高、热负荷最重、可靠

8、性和使用寿命最难解决的零部件；曲柄连杆机构是柴油机中机械负荷最大、制造难度最大的零部件；柴油机的专业技术除增压外，大都是围绕这两个核心进行的。十个系统（装置）：起动系统，配气装置，增压系统，燃油喷射系统，调速装置，燃油（重油）供给系统，机油润滑系统，冷却水系统，换向系统，操纵系统。五、柴油机的基本组成柴油机的基本组成机体组件曲柄连杆机构配气机构燃油供给系统润滑系统冷却系统启动系统（一）机体组件【功能】各机构和系统的装备骨架，并