柴油机培训PPT课件
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
◇从万有特性上，可以清晰地了解到内 燃机在各种工况下的性能，很容易找出 最经济的负荷和转速。
◇在万有特性图上，最内层的等燃油消 耗率相当于内燃机运转的最经济区域， 等值曲线越向外，经济性越差。
第49页/共151页
WD615T4柴油机万有特性
第50页/共151页
等燃油消耗率曲线的形状与位置对 内燃机的实际使用经济性能有重要的影 响。
◇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·m 动力性能指标Pe是=满M足e×用n户/9的5配50套(需kW求)。
第12页/共151页
经济性 能指标
有效热效率 燃油消耗率 机油消耗率
经济性能指标表征柴油机 的工作使用成本。
第13页/共151页
◇按气缸排列方式分：有直列式、V型、W型 和星型排列等。
第8页/共151页
◇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。
转速： n＞1000r/min 高速机 600r/min＜n≤1000r/min 中速机 n≤600r/min 低速机
----对于拖拉机和工程机械用内燃机， 其转速变化范围较小，而负荷变化范围 较大，最经济区域应在标定转速附近， 并沿纵向较长。
第52页/共151页
潍柴企业标准——综合比油耗
产生背景 由于工程机械柴油机工况复杂，负荷、转
速等变化频繁，负荷特性、外特性及万有特性 并不能真实反映发动机在实际使用过程中的耗 油量。为统一柴油机经济性评价和性能优化时 的依据，有必要建立一套柴油机按实际使用状 况下的综合燃油消耗率耗的计量标准。
第41页/共151页
第三类工况：其特点是功率和转速都 在较大范围内变化，它们之间没有特定 的关系。汽车及其他陆地运输用内燃机， 都属于这种工况。此时，内燃机的转速 取决于行驶速度，可以从最低稳定转速 到一直变到最高转速；负荷取决于行驶 阻力，在同一转速下，从零可以变到全 负荷。内燃机可能的工作区域就是该种 类型内燃机的实际工作区域，相应的工
WD615柴油机配气机构（一）
凸轮轴齿轮
喷油泵齿轮 中间齿轮
曲轴齿轮 机油泵齿轮
第27页/共151页
WD615柴油机配气机构（二）
凸轮轴
挺柱
挺杆
第28页/共151页
WD615柴油机配气机构（三）
进气门摇臂
排气门 排气门摇臂
进气门
气门调解螺钉
第29页/共151页
挺柱
（四）燃油供给系统 【功能】按照柴油机工作循环所规定的
----如果该曲线的形状在横向上较长，则 表示内燃机在负荷变化不大而转速变化 较大的情况下工作时，燃油消耗率变化 较小。
----如果曲线形状在纵向较长，则表示内 燃机在负荷变化较大而转 第51页/共151页 速变化不大的
----对于汽车用内燃机，最经济区域应 大致在万有特性的中间位置，这样常用 转速和负荷就可以落在最经济区域内， 并希望等燃油消耗率曲线在横向较长。
排量。
第6页/共151页
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
第7页/共151页
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 。
第19页/共151页
◇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。
第20页/共151页
五、柴油机的基本组成
柴油机的基本组成
机 曲配 燃润 冷启
体 柄气 油滑 却动
组 连机 供系 系系
件 杆构 给统 统统
机
系
构
统
第21页/共151页
Pe∝Ttqn 式中，Pe为有效功率，Ttq 为内燃机转矩，n为内 第38页/共151页 燃机的工作转
描述工况的三个参数只有两个是 独立变量，换句话说，当其中任意两个 参数固定之后，第三个参数就可以通过 上式求出。比较常用的是用Ttq与n或者 Pe与n两组参数来表征内燃机稳定运行 的工况点。
转速n表示内燃机工作过程进行 的速度快慢， 而Ttq或者Pe说明内燃 机发出功率或承受负荷 第39页/共151页 能力的大小。
并保证启动的安全性和可靠性。 【组成】电启动方式：启动钥匙和开关，
启动电源，启动线路和电动马达等。
第36页/共151页
WD615柴油机起动系统
发电机
起动机
第37页/共151页
六、柴油机的基本特性
（一）柴油机工况
顾名思义，柴油机工况就是指 柴油机实际运行的工作状况。表征 内燃机运行工况的参数可由下式给 出：
连杆曲轴材料采用德国标准cf38非调质合金钢在保证轴系可靠性的前提下大幅度提高抗疲劳强99活塞及活塞环设计先进的活塞环即保证了其使用寿命又可以满足低机油耗的要求国排放wp6系列柴油机结构介绍100wp6的飞轮壳飞轮因装转速传感器而改动飞轮壳上增加转速传感器安装孔飞轮一周打上了52个孔飞轮飞轮壳国排放wp6系列柴油机结构介绍wp6226b通过对比可以看出国到国阶段柴油机只作燃油及燃油支持系统的转换功率段国与国一样其它零部件做到了最大限度的继承性便于维修保养国排放wp6系列柴油机结构介绍102国排放wp10系列柴油机结构介绍wp10系列柴油机是潍柴动力在斯太尔wd615柴油机的基础上采用bosch电控共轨系统自行开发设计排放达国iii的新一代柴油机产品其外形结构和相关连接尺寸与原斯太尔wd615国ii系列柴油机基本相同有良好的继承性和零部件通用性并具有原斯太尔国ii系列柴油机的所有优点可靠性好扭矩储备大保养维修简便等等同时还具备了更优越的燃油经济性通过柴油机工作数据的调整可以比国排放阶段节油10符合了更高的排放要求更出色的低温启动性能以及更低的噪音国排放wp10系列柴油机结构介绍104wp10柴油机国排放wp10系列柴油机结构介绍105wp10柴油机国排放wp10系列柴油机结构介绍106燃油系统包括
◇有效热效率：燃料燃烧所产生的热量转换成 有效功的百分数。
◇燃油消耗率：柴油机单位时间、单位功率所 消耗的燃油量，单位为g/(kW·h)。
◇机油消耗率：柴油机单位时间、单位功率所 消耗的机油量，单位为g/(kW·h)。
以上指标是发动机在台架试验中测 量考核的指标，与用户的实际情况存在 差异，影响的因素也较复杂。
（六）冷却系统 【功能】对柴油机的高温零件进行适当
冷却，以保证其正常的工作温度，这也 是保证柴油机长期可靠工作的必要条件 之一。
【组成】水泵、水箱、散热器及节温器 和管路等。
第34页/共151页
WD615柴油机冷却系统 节温器 水泵
出水管
出水口 进水口
第35页/共151页
风扇
（七）启动系统 【功能】为柴油机的启动提供外部动力，
第45页/共151页
◇速度特性----指柴油机在油量调节机 构（油量调节齿条）保持不变的情况 下，其主要性能指标随转速的变化关 系。 当油量控制机构在标定位置时，测 得的柴油机速度特性为全负荷速度特 性，简称外特性；油量低于标定位置 时的速度特性，称为部分负荷速度特 性。
第46页/共151页
WD615T1-3A柴油机1850r/min负荷特性和外速度特性
时间及柴油机负荷情况，向柴油机气缸 内喷入适量的柴油。
【组成】柴油箱、低压油管、输油泵、 滤清器、高压油泵、高压油管及喷油器 等零部件。
第30页/共151页
WD615柴油机燃油供给系 高压油管
喷油器
高压油泵 低压油管
第31页/共151页
柴滤器
（五）润滑系统 【功能】将清洁的润滑油以一定的压力不间
【组成】活塞组、连杆组、曲轴飞轮组。
第24页/共151页
WD615柴油机曲柄连杆
活塞 连杆飞轮源自曲轴第25页/共151页
（三）配气机构 【功能】定时向柴油机气缸内提供充足
而干净的新鲜空气，并将燃烧后的废气 排出气缸体。
【组成】进、排气门、摇臂、凸轮轴、 正时齿轮、气门挺杆、气门弹簧等。
第26页/共151页
（一）机体组件 【功能】各机构和系统的装备骨架，并
作某些系统的组成部分。 【组成】气缸盖、气缸体、曲轴箱、油
底壳等零部件。
第22页/共151页
WD615柴油机机体
汽缸体
曲轴箱
第23页/共151页
（二）曲柄连杆机构 【功能】将活塞的往复运动转换为曲轴
的旋转运动，从而实现热能向机械能的 转换；曲轴飞轮组还承担着柴油机功率 输出的功能。
单位时间内，柴油机按配套机械工作要求 输出所需动力消耗的燃油量成为综合比油耗。
第53页/共151页
柴油机综合比油耗的计算依据
计算综合比油耗必须考虑按配套主机 对动力的要求。即考虑柴油机工作时的工 况点和在该工况点的运行时间长短两因素 的影响。实际上这两项因素越按柴油机实 际运行情况细化，综合比油耗结果越接近 实际值。但由于工程机械作业情况的复杂 性及匹配从动机的多样性，实际上难以对 上述两影响因素具体进行量化处理，只能 用统计数字进行概率计算。对工程机械用 发动机，属移动式非公路设备，目前较多 采用GB/T8190.4-1999《不同用途发动机 的试验循环》C1循环工况号（右图）代表 使用状况．该标准是移动式非公路用发动 机排放标准统一化的基础，普遍为人们所 接受。因此按实际运行状况计算的柴油机 综合比油耗也借用了这个标准 。
第40页/共151页
第二类工况：其特点是内燃机的功率 与转速接近于幂函数关系。当内燃机作 为船用主机驱动螺旋桨时，内燃机所发 出的功率必须螺旋桨吸收的功率相等， 而吸收功率又取决于螺旋桨转速的高低， 且与转速成幂函数关系。这样内燃机功 率就呈现一种十分有规律的变化。该类 工况常被称为螺旋桨工况或推进工况， 也属于线工况。
第42页/共151页
第43页/共151页
（三）柴油机性能特性
所谓柴油机特性，就是指柴 油机各性能参数随参数调整或运转 工况变化的规律。性能指标随运行 工况变化的特性称为性能特性。用 来表示特性的曲线叫特性曲线。
第44页/共151页
◇负荷特性----指转速不变时，柴油 机性能指标随负荷而变化的关系， 用曲线的形式表示出来就称为负荷 特性曲线。驱动发电机、压缩机、 风机、水泵等动力装置的内燃机， 都是按照负荷特性运行的。
第14页/共151页
四、四冲程柴油机基本工作原理
柴油机一个工作循环由四个工 作冲程组成，即： ◇进气冲程 ◇压缩冲程 ◇做功冲程 ◇排气冲程 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，只有燃烧做功冲程 对外做功，其他三个冲程消耗能量。
第15页/共151页
进气阀 排气阀
吸气冲程
断地送到柴油机各摩擦表面或高温零件冷却 表面，以减少摩擦阻力和零件的磨损，并带 走摩擦时产生的热量和金属屑，以及高温零 件所吸收的热量，保证柴油机长期可靠工作。
【组成】滑油泵、滑油滤清器、滑油冷却器 和滑油管路等。
第32页/共151页
WD615柴油机润滑系统
机油泵
机油冷却器 机油滤清器
油底壳
第33页/共151页
◇按用途分：固定用柴油机和移动式柴油机。
第9页/共151页
三、柴油机主要性能指
动力性能
经济性能 主要性能
可靠性
排放性能
维修性能
第10页/共151页
动力性 能指标
功率
转速
扭矩
动力性能指标是用来表征做功 能力大小的指标。
第11页/共151页
◇功率：在单位时间内柴油机对外输出 的有效功，单位为kW 。
燃 油 消 耗 率
柴油机负荷
第47页/共151页
由于外特性上反映了柴油机 能够达到的最高性能，确定了最大 功率、最大扭矩以及对应的转速， 因而十分重要，所有的发动机出厂 时都必须提供柴油机外特性。
第48页/共151页
◇万有特性----柴油机几个主要特性参数 之间相互关系的综合特性成为柴油机的 万有特性。
180°CA
压缩冲程
180°CA
做功冲程
180°CA
排气冲程
180°CA
第16页/共151页
◇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。
第17页/共151页
◇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。
曲柄半径R
活塞行程S =2× 曲柄半径R
第3页/共151页
◇曲轴旋转时，活塞所能到达的两个极限 位置称作活塞的死点；
◇距离曲轴旋转中心最远的称作活塞的上 死点；
◇距离曲轴旋转中心最近的称作活塞的下 死点；
◇上下死点之间的距离称作活塞的冲程
（行程）。
第4页/共151页
3.什么是气缸压缩容积？工作容积？气缸总容
（二）柴油机工况分类 内燃机的工作区域取决于内燃机
的用途。用途不同时，工作区域将有很 大的差异。通常将内燃机工况分为三类： 第一类工况：特点是柴油机的功率变 化时转速几乎保持不变。该工况又称为 固定式柴油机工况，如发电用内燃机等。 此工况属线工况。灌溉用内燃机，除启 动和过度工况外，在运行过程中负荷与 转速基本均保持不变，称为点工况。
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。 第18页/共151页
◇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。
WD615柴油机
第1页/共151页
一、基本概念 1.什么是柴油机？
柴油机是以柴油为燃料的将化学能转换 为机械能的动力装置。
燃料的 化学能
气体压 力能
柴油机的能量转换过程
机械能
第2页/共151页
2.什么叫活塞的死点（或止点）？什么是上死 点和下死点？什么是活塞的冲程（行程）？
上死点
曲轴回 转中心
活塞行程S 下死点
积？
压缩容积Vc
什么是柴油机的总排量？
工作容积Vs
气缸总 容积Va
第5页/共151页
◇活塞位于上死点时其顶部与气缸盖底部 之间的气缸容积称作压缩容积；
◇活塞从上死点移到下死点所扫过的容积 称作工作容积；
◇活塞位于下死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
◇在万有特性图上，最内层的等燃油消 耗率相当于内燃机运转的最经济区域， 等值曲线越向外，经济性越差。
第49页/共151页
WD615T4柴油机万有特性
第50页/共151页
等燃油消耗率曲线的形状与位置对 内燃机的实际使用经济性能有重要的影 响。
◇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·m 动力性能指标Pe是=满M足e×用n户/9的5配50套(需kW求)。
第12页/共151页
经济性 能指标
有效热效率 燃油消耗率 机油消耗率
经济性能指标表征柴油机 的工作使用成本。
第13页/共151页
◇按气缸排列方式分：有直列式、V型、W型 和星型排列等。
第8页/共151页
◇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。
转速： n＞1000r/min 高速机 600r/min＜n≤1000r/min 中速机 n≤600r/min 低速机
----对于拖拉机和工程机械用内燃机， 其转速变化范围较小，而负荷变化范围 较大，最经济区域应在标定转速附近， 并沿纵向较长。
第52页/共151页
潍柴企业标准——综合比油耗
产生背景 由于工程机械柴油机工况复杂，负荷、转
速等变化频繁，负荷特性、外特性及万有特性 并不能真实反映发动机在实际使用过程中的耗 油量。为统一柴油机经济性评价和性能优化时 的依据，有必要建立一套柴油机按实际使用状 况下的综合燃油消耗率耗的计量标准。
第41页/共151页
第三类工况：其特点是功率和转速都 在较大范围内变化，它们之间没有特定 的关系。汽车及其他陆地运输用内燃机， 都属于这种工况。此时，内燃机的转速 取决于行驶速度，可以从最低稳定转速 到一直变到最高转速；负荷取决于行驶 阻力，在同一转速下，从零可以变到全 负荷。内燃机可能的工作区域就是该种 类型内燃机的实际工作区域，相应的工
WD615柴油机配气机构（一）
凸轮轴齿轮
喷油泵齿轮 中间齿轮
曲轴齿轮 机油泵齿轮
第27页/共151页
WD615柴油机配气机构（二）
凸轮轴
挺柱
挺杆
第28页/共151页
WD615柴油机配气机构（三）
进气门摇臂
排气门 排气门摇臂
进气门
气门调解螺钉
第29页/共151页
挺柱
（四）燃油供给系统 【功能】按照柴油机工作循环所规定的
----如果该曲线的形状在横向上较长，则 表示内燃机在负荷变化不大而转速变化 较大的情况下工作时，燃油消耗率变化 较小。
----如果曲线形状在纵向较长，则表示内 燃机在负荷变化较大而转 第51页/共151页 速变化不大的
----对于汽车用内燃机，最经济区域应 大致在万有特性的中间位置，这样常用 转速和负荷就可以落在最经济区域内， 并希望等燃油消耗率曲线在横向较长。
排量。
第6页/共151页
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
第7页/共151页
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 。
第19页/共151页
◇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。
第20页/共151页
五、柴油机的基本组成
柴油机的基本组成
机 曲配 燃润 冷启
体 柄气 油滑 却动
组 连机 供系 系系
件 杆构 给统 统统
机
系
构
统
第21页/共151页
Pe∝Ttqn 式中，Pe为有效功率，Ttq 为内燃机转矩，n为内 第38页/共151页 燃机的工作转
描述工况的三个参数只有两个是 独立变量，换句话说，当其中任意两个 参数固定之后，第三个参数就可以通过 上式求出。比较常用的是用Ttq与n或者 Pe与n两组参数来表征内燃机稳定运行 的工况点。
转速n表示内燃机工作过程进行 的速度快慢， 而Ttq或者Pe说明内燃 机发出功率或承受负荷 第39页/共151页 能力的大小。
并保证启动的安全性和可靠性。 【组成】电启动方式：启动钥匙和开关，
启动电源，启动线路和电动马达等。
第36页/共151页
WD615柴油机起动系统
发电机
起动机
第37页/共151页
六、柴油机的基本特性
（一）柴油机工况
顾名思义，柴油机工况就是指 柴油机实际运行的工作状况。表征 内燃机运行工况的参数可由下式给 出：
连杆曲轴材料采用德国标准cf38非调质合金钢在保证轴系可靠性的前提下大幅度提高抗疲劳强99活塞及活塞环设计先进的活塞环即保证了其使用寿命又可以满足低机油耗的要求国排放wp6系列柴油机结构介绍100wp6的飞轮壳飞轮因装转速传感器而改动飞轮壳上增加转速传感器安装孔飞轮一周打上了52个孔飞轮飞轮壳国排放wp6系列柴油机结构介绍wp6226b通过对比可以看出国到国阶段柴油机只作燃油及燃油支持系统的转换功率段国与国一样其它零部件做到了最大限度的继承性便于维修保养国排放wp6系列柴油机结构介绍102国排放wp10系列柴油机结构介绍wp10系列柴油机是潍柴动力在斯太尔wd615柴油机的基础上采用bosch电控共轨系统自行开发设计排放达国iii的新一代柴油机产品其外形结构和相关连接尺寸与原斯太尔wd615国ii系列柴油机基本相同有良好的继承性和零部件通用性并具有原斯太尔国ii系列柴油机的所有优点可靠性好扭矩储备大保养维修简便等等同时还具备了更优越的燃油经济性通过柴油机工作数据的调整可以比国排放阶段节油10符合了更高的排放要求更出色的低温启动性能以及更低的噪音国排放wp10系列柴油机结构介绍104wp10柴油机国排放wp10系列柴油机结构介绍105wp10柴油机国排放wp10系列柴油机结构介绍106燃油系统包括
◇有效热效率：燃料燃烧所产生的热量转换成 有效功的百分数。
◇燃油消耗率：柴油机单位时间、单位功率所 消耗的燃油量，单位为g/(kW·h)。
◇机油消耗率：柴油机单位时间、单位功率所 消耗的机油量，单位为g/(kW·h)。
以上指标是发动机在台架试验中测 量考核的指标，与用户的实际情况存在 差异，影响的因素也较复杂。
（六）冷却系统 【功能】对柴油机的高温零件进行适当
冷却，以保证其正常的工作温度，这也 是保证柴油机长期可靠工作的必要条件 之一。
【组成】水泵、水箱、散热器及节温器 和管路等。
第34页/共151页
WD615柴油机冷却系统 节温器 水泵
出水管
出水口 进水口
第35页/共151页
风扇
（七）启动系统 【功能】为柴油机的启动提供外部动力，
第45页/共151页
◇速度特性----指柴油机在油量调节机 构（油量调节齿条）保持不变的情况 下，其主要性能指标随转速的变化关 系。 当油量控制机构在标定位置时，测 得的柴油机速度特性为全负荷速度特 性，简称外特性；油量低于标定位置 时的速度特性，称为部分负荷速度特 性。
第46页/共151页
WD615T1-3A柴油机1850r/min负荷特性和外速度特性
时间及柴油机负荷情况，向柴油机气缸 内喷入适量的柴油。
【组成】柴油箱、低压油管、输油泵、 滤清器、高压油泵、高压油管及喷油器 等零部件。
第30页/共151页
WD615柴油机燃油供给系 高压油管
喷油器
高压油泵 低压油管
第31页/共151页
柴滤器
（五）润滑系统 【功能】将清洁的润滑油以一定的压力不间
【组成】活塞组、连杆组、曲轴飞轮组。
第24页/共151页
WD615柴油机曲柄连杆
活塞 连杆飞轮源自曲轴第25页/共151页
（三）配气机构 【功能】定时向柴油机气缸内提供充足
而干净的新鲜空气，并将燃烧后的废气 排出气缸体。
【组成】进、排气门、摇臂、凸轮轴、 正时齿轮、气门挺杆、气门弹簧等。
第26页/共151页
（一）机体组件 【功能】各机构和系统的装备骨架，并
作某些系统的组成部分。 【组成】气缸盖、气缸体、曲轴箱、油
底壳等零部件。
第22页/共151页
WD615柴油机机体
汽缸体
曲轴箱
第23页/共151页
（二）曲柄连杆机构 【功能】将活塞的往复运动转换为曲轴
的旋转运动，从而实现热能向机械能的 转换；曲轴飞轮组还承担着柴油机功率 输出的功能。
单位时间内，柴油机按配套机械工作要求 输出所需动力消耗的燃油量成为综合比油耗。
第53页/共151页
柴油机综合比油耗的计算依据
计算综合比油耗必须考虑按配套主机 对动力的要求。即考虑柴油机工作时的工 况点和在该工况点的运行时间长短两因素 的影响。实际上这两项因素越按柴油机实 际运行情况细化，综合比油耗结果越接近 实际值。但由于工程机械作业情况的复杂 性及匹配从动机的多样性，实际上难以对 上述两影响因素具体进行量化处理，只能 用统计数字进行概率计算。对工程机械用 发动机，属移动式非公路设备，目前较多 采用GB/T8190.4-1999《不同用途发动机 的试验循环》C1循环工况号（右图）代表 使用状况．该标准是移动式非公路用发动 机排放标准统一化的基础，普遍为人们所 接受。因此按实际运行状况计算的柴油机 综合比油耗也借用了这个标准 。
第40页/共151页
第二类工况：其特点是内燃机的功率 与转速接近于幂函数关系。当内燃机作 为船用主机驱动螺旋桨时，内燃机所发 出的功率必须螺旋桨吸收的功率相等， 而吸收功率又取决于螺旋桨转速的高低， 且与转速成幂函数关系。这样内燃机功 率就呈现一种十分有规律的变化。该类 工况常被称为螺旋桨工况或推进工况， 也属于线工况。
第42页/共151页
第43页/共151页
（三）柴油机性能特性
所谓柴油机特性，就是指柴 油机各性能参数随参数调整或运转 工况变化的规律。性能指标随运行 工况变化的特性称为性能特性。用 来表示特性的曲线叫特性曲线。
第44页/共151页
◇负荷特性----指转速不变时，柴油 机性能指标随负荷而变化的关系， 用曲线的形式表示出来就称为负荷 特性曲线。驱动发电机、压缩机、 风机、水泵等动力装置的内燃机， 都是按照负荷特性运行的。
第14页/共151页
四、四冲程柴油机基本工作原理
柴油机一个工作循环由四个工 作冲程组成，即： ◇进气冲程 ◇压缩冲程 ◇做功冲程 ◇排气冲程 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，只有燃烧做功冲程 对外做功，其他三个冲程消耗能量。
第15页/共151页
进气阀 排气阀
吸气冲程
断地送到柴油机各摩擦表面或高温零件冷却 表面，以减少摩擦阻力和零件的磨损，并带 走摩擦时产生的热量和金属屑，以及高温零 件所吸收的热量，保证柴油机长期可靠工作。
【组成】滑油泵、滑油滤清器、滑油冷却器 和滑油管路等。
第32页/共151页
WD615柴油机润滑系统
机油泵
机油冷却器 机油滤清器
油底壳
第33页/共151页
◇按用途分：固定用柴油机和移动式柴油机。
第9页/共151页
三、柴油机主要性能指
动力性能
经济性能 主要性能
可靠性
排放性能
维修性能
第10页/共151页
动力性 能指标
功率
转速
扭矩
动力性能指标是用来表征做功 能力大小的指标。
第11页/共151页
◇功率：在单位时间内柴油机对外输出 的有效功，单位为kW 。
燃 油 消 耗 率
柴油机负荷
第47页/共151页
由于外特性上反映了柴油机 能够达到的最高性能，确定了最大 功率、最大扭矩以及对应的转速， 因而十分重要，所有的发动机出厂 时都必须提供柴油机外特性。
第48页/共151页
◇万有特性----柴油机几个主要特性参数 之间相互关系的综合特性成为柴油机的 万有特性。
180°CA
压缩冲程
180°CA
做功冲程
180°CA
排气冲程
180°CA
第16页/共151页
◇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。
第17页/共151页
◇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。
曲柄半径R
活塞行程S =2× 曲柄半径R
第3页/共151页
◇曲轴旋转时，活塞所能到达的两个极限 位置称作活塞的死点；
◇距离曲轴旋转中心最远的称作活塞的上 死点；
◇距离曲轴旋转中心最近的称作活塞的下 死点；
◇上下死点之间的距离称作活塞的冲程
（行程）。
第4页/共151页
3.什么是气缸压缩容积？工作容积？气缸总容
（二）柴油机工况分类 内燃机的工作区域取决于内燃机
的用途。用途不同时，工作区域将有很 大的差异。通常将内燃机工况分为三类： 第一类工况：特点是柴油机的功率变 化时转速几乎保持不变。该工况又称为 固定式柴油机工况，如发电用内燃机等。 此工况属线工况。灌溉用内燃机，除启 动和过度工况外，在运行过程中负荷与 转速基本均保持不变，称为点工况。
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。 第18页/共151页
◇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。
WD615柴油机
第1页/共151页
一、基本概念 1.什么是柴油机？
柴油机是以柴油为燃料的将化学能转换 为机械能的动力装置。
燃料的 化学能
气体压 力能
柴油机的能量转换过程
机械能
第2页/共151页
2.什么叫活塞的死点（或止点）？什么是上死 点和下死点？什么是活塞的冲程（行程）？
上死点
曲轴回 转中心
活塞行程S 下死点
积？
压缩容积Vc
什么是柴油机的总排量？
工作容积Vs
气缸总 容积Va
第5页/共151页
◇活塞位于上死点时其顶部与气缸盖底部 之间的气缸容积称作压缩容积；
◇活塞从上死点移到下死点所扫过的容积 称作工作容积；
◇活塞位于下死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