柴油机培训材料

柴油机结构原理及维护
一、柴油机工作原理（四行程）
柴油机的工作循环包括四个活塞行程：进气行程、压缩行程、做功行程、排气行程。

1.进气行程：进气门打开，排气门关闭，活塞下行，气缸容积增大，形成真空（压力
低于大气压）吸气。

气体与气缸壁、活塞顶与高温机件表面接触并与前一循环的高温残留废气混合，温度升高。

2.压缩行程：进气门关闭，活塞下行，进气缸内的气体受压，压力、温度升高，压力
约40Kg/cm，温度500多度。

喷油器喷油（提前喷油），温度高于柴油自燃温度（250℃～350℃）。

3.做功行程：进、排气门关闭，柴油与高压高温气体混合后立即燃烧，产生高温
（2200℃），高压，推动活塞下行，带动曲折旋转做功。

4.排气行程：进气门关，排气门开，活塞上行，将燃烧后的气体（废气）强制排出。

排气门提前打开，利用废气压力提前进行排气。

柴油机工作循环的四个活塞行程中，只有一个行程四做功的，其余三行程为做功的准备行程，曲轴旋转两周只有半周做功（膨胀气体的作用使曲轴旋转），其余一周半则依靠飞轮惯性维持转动。

曲轴转速是不均匀的，做功行程曲轴转速大，其余三个行程转速小。

二、术语
1.上死点（上止点）：活塞顶部离曲轴中心最远处，即活塞的最高位置。

2.下死点：活塞顶部离曲轴中心最近处，即活塞最低位置。

3.气缸排量（气缸工作容积）：活塞从上死点到下死点所扫过的容积，用V h表示。

4.发动机排量（工作容积）：多缸机各气缸工作容积的总和，用V L表示。

D—气缸直径（cm）S—活塞行程（cm）i—汽缸数
5.压缩比：压缩前气缸中气体的最大体积与压缩后的最小体积之比，用ε表示，换言之：ε气缸总容积Va（活塞在下死点时，其顶部以上的容积）与燃烧容积Vc（活塞在上死点死时，其顶部以上的容积）之比，即ε＝Va/Vc
三、柴油机主要性能指标
动力性指标：有效扭矩、有效功率、转速。

经济型指标：燃油消耗率。

1.有效扭矩：发动机通过飞轮对外输出的扭矩称为有效扭矩。

用Me表示，单位为Nm。

2. 有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率称为有效功率。

用Pe表示，单位KW。

1KW＝1.359Ps 1P S＝0.753KW
Me—有效扭矩Nm n—曲轴转速r/min
产品铭牌上标定的功率称为标定功率。

国家标准规定四种标定功率。

⑴15分钟功率（摩托艇、小汽车）；⑵一小时功率；⑶12小时功率（小挖）；⑷持续功率（发动机组、船用）。

2.燃油消耗率g e：柴油机在每发出1KW有效功率，在一小时内所消耗的燃油质量（g）。

Pe—发动机有效功率（Kg/h） Gt—发动机每单位时间的耗油率（KW）
四、发动机的总体构造
1.机体组件：汽缸体、气缸盖、油底壳。

（1）汽缸体：是柴油机各机构，各系统的装配机体，工作条件苛刻，要求有足够的刚度和强度，耐高温、磨损、腐蚀。

（2）气缸盖：主要功用是封闭气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧腔。

气缸盖与汽缸体之间有气缸盖衬垫，以保证燃烧的密封性，光滑一面朝气缸体，否则容易被气体冲坏。

气缸和气缸盖冷却方式有：水冷（水套）、风冷（散热片），其中水冷有干式和湿式两种（如下图）。

机体气缸上镶有气缸套，气缸套被压入后，其定面略高出汽缸体上面0.05～0.15mm，这样当紧固气缸盖螺栓时可将气缸盖衬套压的更紧，以保证气缸的密封性，防止冷却水和汽缸内高压气体窜漏。

干式气缸套湿式气缸套
（3）油底壳：主要作用是贮存机油并封闭曲轴箱。

2.曲柄连杆机构（最主要的运动体）：活塞连杆组、曲轴飞轮组是柴油机借以产生并
传递动力的机构，将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力，把燃料燃烧所发生的热能转化为机械能。

（1）活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销、连杆。

活塞的主要作用是承受气缸中气体压力所造成的作用力，并将此力通过活塞销传递给连杆，以推动曲轴旋转。

活塞环：包括气环和油环。

气环的作用是密封和导热。

密封是主要的，因为密封是导热的前提。

油环的作用是刮油及辅助密封。

当活塞运动时，刮油环不仅刮除气缸壁上多余的机油，还在气缸壁上涂一层均匀的机油膜，起到润滑的作用。

活塞环切口间隙一般为0.25～0.3mm，过大则漏气严重，使发动机功率减小，过小，活塞环受热膨胀后就可能长死或折断。

而在安装时，活塞环切口要错开，但不要对准活塞销。

活塞销：功用是连接活塞和连杆小头，将活塞承受的气体作用力传给连杆。

连杆：主要作用是联机活塞和曲轴，将活塞承受的力传给曲轴，并间将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动。

（2）曲轴飞轮组：曲轴、飞轮、附件。

曲轴功用承受连杆传来的力，并由此造成绕其本身轴线的力矩—扭矩，然后通过飞轮输出动力，同时还驱动配气机构以及其它辅助装置。

飞轮：将车做功行程中输入于曲轴的功能的一部分贮存起来，用以在其它行程中克服阻力，带动曲轴连杆机构越过上下止点，保证曲轴的旋转角速度和输出扭矩尽可能均匀（贮能作用）。

飞轮还可以调节曲轴和飞轮之间的动平衡。

3.配气机构
功用：按照柴油机每一缸内所进行的工作循环和做功次序的要求，定时开启和关闭各气缸的进排气门，使新鲜空气得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。

进气门早开迟闭：为了增大进气冲程开启时进气门的升程高度，减少进气阻力，增加充气量并利用气流惯性使进气量增加。

排气门早开迟关：废气在气体膨胀压力作用下，直动排除出，因而使气缸内的压力迅速降低，减少了排气行程阻力，并利用气流惯性，使汽缸内气体尽可能的排尽。

气门间隙：冷态下，进气门0.25～0.3mm，排气门0.3～0.35mm。

温度升高气门膨胀，间隙过小：漏气，功率下降···过大：噪声、进气不充实，排气不完全。

···········3.燃料供给系统
燃油供给系统的工作过程如下：
柴油从油箱吸出，到喷油泵外侧的输油泵，经燃油泵升压后流经燃油滤清器，进入喷油泵油道，从喷油泵出来的高压燃油经高压油管输送到各个喷油器。

从喷油器和喷油泵一侧出来的剩余燃油经回油管返回油箱。

柴油机的使用
柴油机常见故障及排除方法。