柴油机各系统 设计
柴油发电机系统设计
智能建筑电气技术１９
Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ２０Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２００７ Ｖｏｌ．１ Ｎｏ．１
式同步交流发电机。
柴油发电机的自动化功能的选择：遥控、遥信和遥测性能。
机组的使用环境条件：机房冷却、通风系统的设置。
２ 柴油发电机组的系统设计
２．１ 柴油发电机组常用功率和备用功率的区别
２．１．１ 备用功率（图１）
市电断电时提供备用电源，市电供电可靠，８０％负载运行，每年运行时间２００ｈ，某些制造厂商用于高峰期功率补偿几乎无过载能力。故在设计时，过载能力需考虑，更多的设备成本，较高的运行成本及加大的维护工作量。
２．１．２ 常用功率（图２）
主要用于无市电供电场合，或市电不可靠但供电要求可靠性高的场所。可连续使用，７０％负载运行，每１２ｈ允许１ｈ１０％过载，每年运行时间负载 ＞ １００％不允许超过５００ｈ。
２．２ 柴油发电机组容量计算方法
柴油发电机组与 ＵＰＳ 组成的电源系统，对供电安全要求较高的数据中心正在被广泛采用，该系统不但要求柴油发电机组自动化程度高，更要求交流同步发电机必须适应 ＵＰＳ 这一非线性负载的特性，使其在无市电的情况下保证 ＵＰＳ 对负载可靠供电；柴油发电机组的容量大小，除要满足ＵＰＳ计算负荷需要外，还必须进行电动机启动时的电压降校验，即启动任一电动机时，其端子容许电压降应在规定范围之内。２．２．１ 按照ＵＰＳ容量配置柴油发电机组
一般柴油机生产厂家要求，与ＵＰＳ 配套柴油发电机组的容量一般为 ＵＰＳ 容量的 ２ ～ ２．５ 倍。而ＵＰＳ设计工作中负荷一般在 ５０％ ～ ８０％ 额定容量，这种情况下，发电机组发出的功率可能为额定容量的３０％左右。这样不但造成发电机组的容量不能充分利用，增加了设备的投资，而且使发电机组更容易产生故障，降低了发电机组的工作可靠性。综合各种因素，发电机组实际负载６０％以上额定负载的情况下工作，对柴油机最为有利。
重卡柴油机SCR系统设计及分析开题报告
xxxx学院本科
本科毕业设计开题报告
题目重卡柴油机SCR系统设计及分析
学生姓名 xxx 学号 xxxxxxx 所在学院机械工程学院
专业班级xxxxxxxx
指导教师xxxxxx
2015 年 3 月 31 日
柴油机及辅助系统3
柴油机及辅助系统3
第一节概述
柴油机是内燃机车的动力装置，虽然不同用途机车上装用的柴油机型号不同，如东风5型机车上装用的是8240ZJ型，东风7G型机车上装用的是
12V240ZJ型，东风4B型机车上装用的是16V240ZJB型，东风8和东风11型机车上装用的是16V280型，但其基本组成和工作原理是相同的。
一、柴油机的常用术语
上止点：也叫上死点、内止点，指活塞在气缸中上行到最高位置，此时活塞
距曲轴中心线最远。
下止点：也叫下死点、外止点，指活塞在气缸中下行到最低位置，此时活塞
距曲轴中心线最近。
活塞行程：活塞从上止点移动到下止点，或从下止点移动到上止点所行经的
距离叫做活塞行程。
工作容积：活塞从上止点移动到下止点，或从下止点移动到上止点所走过的
气缸容积，叫做气缸的容积。
燃烧室容积：也叫余隙容积或压缩容积，即活塞位于上止点时，活塞、气缸套及气缸盖所包围的空间容积，叫做燃烧室容积。
气缸总容积：气缸工作容积与燃烧室容积之和叫做气缸总容积。
压缩比：气缸工作容积与燃烧室容积之叫做压缩比。
进（排）气持续角：进（排）气门开启至关闭所转过的曲轴转角称为进（排）气持续角。16 V 240ZJB型柴油机的进排气持续角是264°40′。
几何供油提前角：当活塞到达上止点前，喷油器开始供油时的曲轴转角称为几何供油提前角。16V240ZJB型柴油机的供油提前角是21°。16V280型柴油
机的供油提前角是22°。
二、柴油机的工作原理
一般情况，四冲程柴油机的工作过程是由进气冲程、压缩冲程、作功冲程和排气冲程这四个冲程组成一个工作循环，在这个循环过程中柴油机曲轴要旋转两圈，四冲程柴油机的实际工作状态与理论上相比是有一定差异的，不同类型的柴油机其进气门和排气门的开启和关闭、喷油器供油的时刻是不同的。下面以国产16V240ZJB型和16V280型机车用柴油机的工作过程来叙述柴油机的工作原理。
柴油机各系统设计
第三章各系统的设计及主要零部件的结构特点
3．1活塞组
活塞组包括活塞，活塞销和活塞环。它们在气缸里做往复惯性运动，活塞主要作用是承受气缸的气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，以次推动曲轴旋转。它还和气缸壁面一起活动构成密封装置，保证燃烧室的良好密封，这个功能是通过装在活塞头部环槽的一系列带开口的弹性活塞实现的。在高温，高负荷，高速和少量的机油消耗的情况下，它一方面要保证漏气量少，另一方面又要使摩擦损失不大，同时还要保证足够的耐久性。因此设计时要选用热强度好，耐磨，比重小，热膨胀系数小，导热性好，具有良好减磨性，工艺性的材料。目前制造活塞常用的材料有共晶铝硅合金，过晶铝硅合金和铝铜合金。设计选用共晶铝硅合金材料。
1、活塞设计的主要尺寸
[4]
（1）活塞高度H：
根据《柴油机设计手册》，对于中小型柴油机而言，H/D范围在，而D=110mm，取H=113.5mm。
在选择活塞高度时要注意在合理布置的情况下尽量选择小的活塞高度，如果转速越高，要使H 越小，尽量减轻活塞重量，从而控制由于转速高而应引的惯性力的增大。
（2）压缩高度H1：
根据《柴油机设计手册》，H1/D范围在，取H1=67mm。HI=H5（换带高度）+H4（上裙高度）+h （顶岸高度）。在保证气环良好良好工作情况下，宜缩短H1高度，以便降低整机的高度尺寸。（3）顶岸高度h（第一活塞环至活塞顶部距离）：
根据《柴油机设计手册》，对铝活塞h/D范围在，取h=13.4mm。在保证第一道环可靠工作下，也要使h尽量小，降低活塞重量和高度，但h越小，会使第一道环的热负荷越高，。一般第一道环的温度不应该超过240度，否则润滑油可能粘结甚至结碳，易使活塞环在活塞中失去活动性，散失了密封和传热的功能
柴油机喷油泵电控系统设计论文__本科毕业设计论文
摘要
柴油机的高效、节能使得汽车的柴油机化日趋明显。电控燃油喷射系统也成为目前柴油机领域的重要发展方向之一。采用电控技术后，将有效改善柴油机的动力性和经济性，降低柴油机的有害排放。柴油机的喷油系统主要是由高喷油泵、喷油器和连接喷油泵与喷油器的高压管组成。随着国家对环境治理力度的加强，对机动车尾气排放的要求相对的提高了，特别是对柴油发动机的排放要求更加严格，所以喷油系统必须能够保证柴油机使柴油充分的燃烧，保证柴油机有足够的动力和运输的可靠性。这样，就对喷油系统有较高的要求，改变了柴油发动机的控制模式，实现了精确的控制，使排放更加清洁，减小了柴油机做功粗暴所产生的噪音，提高了车辆的经济型和舒适性。
执行机构的控制研究是柴油机电控技术研究的关键。本文在给出了油量执行结构及其位置传感器、供油定时控制机构及其提前角检测的设计方案，并对其控制策略进行了研究。
电控单元硬件、软件设计是电控系统设计的核心。本文详细地讨论了电控单元硬件、软件设计过程，完成了硬件电路和软件模块化设计，并对硬件、软件提出了相应的抗干扰措施。
此外，为了完善柴油机电控系统开发，提出了柴油机标定系统。采用以CAN 总线为基础平台的分配泵电控系统，实现下位机与PC机之间的通讯，完成对柴油机电控系统参数的监测。
本文阐述了采用单片机对柴油机喷油泵（BOSCH喷油泵）进行控制，主要实现对喷油泵内齿条位置的准确控制，从而实现对喷油量的准确控制，达到改善喷油系统和环保的目的。
本系统采用我们比较熟悉的89C51单片机作为控制核心，采用电感传感器作为反馈和信号的采集，使用光耦驱动电路使输入端与输出端相互隔离，使电路的抗干扰能力加强了，使用PID控制算法控制系统稳定，鲁棒性强。
柴油机的进排气系统结构设计
柴油机的进排气系统结构设计
1进气系统设计
1.1进气系统的组成及其作用进气系统主要空气滤清器和进气支管组成。
1.2空气滤清器设计
1.2.1作用燃油燃烧的时候需要消耗大量的空气，以一般的柴油机为例，每消耗一升柴油大概要消耗6000-10000L空气。这么多的空气，
里面的杂质诸如灰尘等肯定会很多，如果不把这些杂质清除，一定会
加速气缸的部件的磨损，缩短整个发动机的寿命。有实验表明，如果
不加装滤清器，发动机的寿命大概缩短三分之二，所以空气滤清器是
很重要的。为了保证柴油机气缸的寿命，我们决定采纳干式滤清器。
1.2.2进气导流管的设计在现在的这个柴油机车上，为了增强进气效果，能够利用发动机的谐振，这需要空气滤清器的进气导管有交大的
容积，来增强发动的谐振，提升进气效能，但进气导管又不能做的太粗，否则在里面流动的新奇空气的流速太低，反而不利于进气，为了
使效果最佳，本次设计的柴油机的导流管应该做的又细又长。
1.2.3进气支管的设计进气支管对于柴油机或者气道燃油喷射式发动
机来说，进气支管必须把新奇的空气分配到各个气缸的进气道里面来，而且是均匀的分配，从这个要求考虑，进气支管必须是等长的，而且
为了保证空气具有较高的流速，进气支管的内壁的应该尽可能的光滑，以便提升进气水平。一般进气道使用合金铸铁制造，但车辆轻量化是
汽车的重点进展方向之一，为了配合这种趋势，近来也采纳铝合金制
造的进气支管，这种进气支管具有质量轻，导热性能优良的特点，随
着科技的进步也有采纳复合材料的进气支管，而且应用越来越广。这
种进气支管，内壁光滑，质量很轻，关键是其无需特别加工，其内壁
工程机械用柴油机冷却系统的设计
一
５ ５—
提 高输 出功率 。较高气缸体温度会减小摩擦损 失， 直接改善燃油效率 ， 间接的降低缸 内峰值压 力和温度 。 分流式冷却系统可使缸盖和缸体温度 可相差 １ｏ 气缸温度可高达 １０ 而缸盖温 ｏ ℃。 ５￣ Ｃ， 度可降低 ５ ℃， ０ 减少缸体摩擦损 失 ， 降低 油耗。 较高的缸体温度使油耗降低 ４ ， 在部分负荷 时 ＨＣ降低 ２ ０～３ ％。节气门全开时 ， ５ 缸盖和缸 体温度设定值可调到 ５ ￣和 ９ ￣ ，从整体上改 ０ Ｃ ０ Ｃ 善燃油消耗 、 功率输出和排放。 ３ 结论 前面介绍 的几种先进冷却系统的特性具有 改 善冷却系统性能潜力 ， 能够提高燃油经济性 和 排放性能 。 系统的能控性是改善冷却系统的 冷却 关 键 ，能控性表示对柴油机结构保护 的关键参 数， 如金属温度 ， 冷却液温度和机油温度等能够 控制 ， 确保柴油机在安全限度范 围工作。冷却 系 统能够对不同工况作出快速反应 ， 最大地节省燃 料、 降低排放， 而不影响柴油机整体性 能。 从设计和使甩洼能角度看 ，分流式冷却与 精密冷却 相结合具有很好发展前景 ， 既能提供理 想 的柴油机保护 ，又能提高燃 油经济性和排放 性 。这种结构有利于形成 柴油机理想 的温度分 布 。直接向气缸盖排气门周 围供给冷却液 ， 减少 了气缸盖温度变化 ，使缸盖温度分布更加均匀 ， 也能将机油和缸体温度保持在设计的工作范 围， 具有较低的摩擦损失和污染排放量。 本文介绍分析最新的冷却 系统 的设计和工 作特性 ， 冷却系统改进的 目 标是提高柴油机的保 护能力， 燃油效率 和低排放 陛。分析表 明先进冷 却系统具备的特性具有 明显提高 现代柴 油机性 能 的潜力 ， 分流式冷却、 密精确式冷却 和可控 精 式元件相结合 ， 能使气缸盖 温度较低 ， 缸体 温度 较高 ， 满足柴油机对未来 冷却系统的要求 。 参 考 文 献 【】 义春 ， 英俊 ， 中丽 ． 动 力 车 辆 冷 却 系 １王 杨 谷 混合 统优化设计ｆ． Ｊ北京理工大学学￣ ２ ｏ ，． １ ｏ ４１ Ｉｌ ２高镜惠 ， 花松． 工程机械柴油机冷却 系统的模 糊控制ｍ． 内燃机与摩托 车２ ０ ，． 小型 ０ ４１ ［】 ３赖赣 明 ， 叶忠伟． 后置柴油机城 市公 交车冷却 系统的定性分析 『． Ｊ城市车辆２０ ３ ． １ ０ ， ６ ［】 ４ 肖成永 ， 李健 ， 张建武． 柴油机冷却 系统的建模 与仿真叫计 算机仿真， ０ ， （ ） ２ ３ ｏ９ ． ０ ２ 【ｌ ５朱建 军， 郑国璋． ５ ４ Ｑ汽 油机冷却 系统的改进 ６
单缸四冲程柴油机机构设计机械原理课程设计-图文
单缸四冲程柴油机机构设计机械原理课程设计-图文
机械原理课程设计
说明书
设计题目：单缸四冲程柴油机机构设计
学院：机电工程学院专业：车辆工程班级：S1
学号：2022126849设计者：黄通尧指导教师：王洪波
提交日期：二○一四年七月
1、机构简介
柴油机是内燃机的一种，如图1所示。它将柴油燃烧时所产生的热能
转变为机械能。往复式内燃机的主运动机构是曲柄滑块机构，以气缸内的
燃气压力推动活塞3经连杆2而使曲柄1旋转。
图1柴油机机构简图及示功图
四冲程内燃机是以活塞在气缸内往复移动四次（对应于曲柄轴转两转）完成一个工作循环。在一个工作循环中气缸内的压力变化可用示功器或压
力传感器从气缸内测得，然后将压力与活塞位移的关系绘成曲线图，称为
示功图，见图1（b）。
现将四冲程柴油机的压力变化关系作一粗略介绍：
=0°—180°，进气阀开启，空气进入气缸。汽缸内
指示压力略低于1个大气压，一般可以1个大气压来计算。进气结束时，进气阀关闭。如示功图上的a一b段。
=180°—360°，将进入气缸的空气压缩。随着活塞
的上移气缸内压力不断升高。如示功图上的b一c段。
膨胀冲程：在压缩冲程结束前，被压缩空气的温度已超过柴油的自燃温度。因此当高压油泵将柴油喷进燃烧室时，呈雾状细滴的柴油与高温空气相接触，立即爆炸燃烧，使气缸内的压力骤增至最高点。燃气产生的高压推动活塞下行，通过连杆带动曲柄旋转对外作功。对应曲柄转=360°—540°，随着燃气的膨胀活塞下行气缸容积增大，气缸内压力逐渐降低，如示功图上c—d段。
排气冲程：排气阀开启，活塞上行将废气排出。气缸内压力略高于1个大气压，一般亦以一个大气压计算。对应
s195柴油机整机设计说明书
目录
1 绪论 1
2 柴油机工作过程的热力学分析计算 1 2.1 原始参数 1
2.2 选取参数 2
2.3 计算参数 3
3 柴油机动力计算及平衡 5
3.1 已知数据 5
3.2 动力计算 7
3.3 平衡计算 17
4 燃烧系统 18
4.1 燃烧室的选型 18
4.2 涡流室结构 19
4.3 主燃烧室形状 19
4.4 涡流室镶块 19
4.5 改善冷启动性能的措施 20
5 活塞组的设计 20
5.1 概述 20
5.2 活塞的选型 20
5.3 活塞的基本设计 21
5.3.1 活塞的主要尺寸 21
5.3.2 活塞头部设计 22
5.3.3 活塞销座的设计 22
5.3.4 活塞裙部及其侧表面形状设计 22 5.3.5 活塞与缸套配合间隙 23
5.3.6 活塞重量的参考值 23
5.3.7 活塞强度计算 23
5.3.8 活塞的冷却 24
5.5.9 活塞的材料及工艺 24
5.4 活塞销的设计 24
5.4.1 活塞销的结构及尺寸 24
5.4.2 轴向定位 24
5.4.3 活塞销和销座的配合 25
5.4.4 活塞销的强度校核 25
5.4.5 活塞销材料及强化工艺 26
6 连杆组的设计 26
6.1 概述 26
6.2 连杆的结构类型 26
6.3 连杆的基本设计 26
6.3.1 主要尺寸比例 26
6.3.2 连杆长度 27
6.4 连杆小头设计
27
6.4.1 连杆小头结构 27
6.4.2 小头结构尺寸 27
6.4.3 连杆衬套 28
6.5 连杆杆身 29
6.6 连杆大头 29
6.6.1 连杆大头结构 29
6.6.2 大头尺寸 29
船用柴油机主要系统介绍-燃油-滑油-冷却
通常，在雾化加热器出口装设燃油粘度发讯器（图5-2中未示出）测量燃油粘度的变化，并通过某种调节机构（如气动薄膜调节阀）调节蒸汽阀的开度，保证燃油粘度与设定的雾化粘度相符。
三、燃油系统的维护管理
1．燃油的加装和测量、贮存
加装燃油是一项十分重要的工作，作业时应特别细心。根据船上存油的牌号和数量，考虑下一航次的运输任务，由轮机长提出加油数量和规格，经与船长商定后，提出加油申请，电告公司主管部门。公司批复后，和船舶代理联系具体加油事宜。
加油前应掌握各油舱确实的存油品种和数量，尽量并舱，使新旧油分舱存放。加油油舱和数量确定后，再与大副商定，确保船舶的平衡。二管轮检查装油管系，正确开关阀门，堵好甲板出水孔，对可能发生渗漏的地方重点检查。
正式开泵装油前，二管轮应检查供油方的供油质量和数量，记取流量计读数，用验水膏检查油中含水情况。供油和受油双方规定好联系信号，以船方为主，双方均应切实执行。同时与供油方确定好供油速度。
柴油机高压共轨系统ECU的设计
部分 停缸 控 制 ，由此 可 以降低 低 压 时 的功 率 消耗 ，
共轨 内压力 可 在 １ １０ Ｐ ５ ６ Ｍ ａ范 围 内 自由调节 。 成 能
功地实 现喷 油率 、 预喷射 和 多次 喷射 。Ｂ ｓｈ公 司 的 ｏｃ 高压 共轨 系 统 的 主要 零 部件 包 括 ： 、供 油 泵 ２ １ 、燃 油滤清 器 ３ 、高压油 泵 ４ 、公共 油轨 ５ 、轨压 传感 器 ６ 、喷 油 嘴 ７、 式 加 热 塞 ８、 热 时 间 控 制 单 笔 加
２ 电控 系统 的硬 件 电路设ຫໍສະໝຸດ Baidu计
高 压共 轨柴 油机 电控单 元 （ Ｃ 主要 有 五个模 Ｅ Ｕ）
块 组成 ： Ｕ模 块 、 ＭＣ 电源 管理 模 块 、 入 电路 模块 、 输
输 出驱 动模块 和通 信模 块等 。如 图 ２所 示Ｉ ３ ＿ 。
柴 油 电控 单 元 ｆＣ ） 要任 务 是对 燃 油 喷射 系 Ｅ Ｕ主
控制 ，可 获得较 好 的控制 性 能。如 图 ３ 示 ： 所
张
俊
王
孝 ： 油 机 高 压 共 轨 系统 Ｅ Ｕ 的设 计 柴 Ｃ
３
柴油机高压 共轨 系统 Ｅ ＣＵ的设计
张 俊 ’ 王 孝
柴油发电机组设计方案全集
柴油发电机组设计方案全集
柴油发电机组是一种利用柴油机作为动力源，将化学能转化为电能的设备。它具有结构简单、运行可靠、维护方便等优点，在各个领域得到广泛应用。以下是一个关于柴油发电机组设计方案的全集，包括设计目标、选型原则、机组结构、控制系统等内容。
一、设计目标
1.安全可靠：确保柴油发电机组在运行过程中能够稳定可靠地提供电能，不发生故障和事故。
2.经济高效：在满足负荷要求的前提下，尽量降低燃油消耗，提高发电机组的能效。
3.环保节能：减少尾气排放，降低对环境的污染，提高能源利用率。
4.便于维护：设计合理的结构和系统，便于对发电机组进行检修和维护。
二、选型原则
1.功率匹配：根据负荷需求确定发电机组的额定功率，并考虑负荷波动范围选择合适的容量，以保证发电机组能够在不同负荷下稳定运行。
2.品牌信誉：选择具有良好的品牌信誉和售后服务体系的发电机组供应商，确保在使用过程中能够及时获取售后支持和备品备件。
3.燃油适应性：根据柴油质量和供应情况，选择适用于不同燃油品质的柴油机，并考虑到环境温度的影响，选用合适的燃油喷射系统。
4.环保标准：选用符合国家和地方环保标准的发电机组，降低尾气排放和噪音水平。
三、机组结构
1.柴油机：选择具有高效能、低排放、低噪音的柴油机作为发电机组的动力源。柴油机应具备自动启动、自动停机和自动保护功能。
2.交流发电机：选择高效、稳定的交流发电机，根据负荷特点和需求选择合适的相数、功率因数和电压等参数。
3.散热系统：设计合理的散热系统，确保柴油机在连续运行时温度稳定，防止过热引起故障。
柴油机设计参数范文
柴油机设计参数范文
柴油机是一种利用柴油燃烧产生动力的内燃机，用于驱动各种机械设备或发电。柴油机设计参数是指设计师在设计柴油机时所需考虑的各种主要参数。下面将介绍柴油机设计中的一些重要参数。
1.功率和转速：柴油机的设计功率是指柴油机在特定功率下所能提供的输出功率。设计师需要考虑所使用的柴油机输出功率以及所需的最大扭矩大小。柴油机的转速是指柴油机曲轴每分钟的旋转速度，它与功率有密切的关系。
2.燃油系统：柴油机的燃油系统设计参数主要包括燃油数量、喷油压力和喷油角度。合适的燃油喷射能够有效地实现柴油的燃烧，提高柴油机的燃油利用率和燃烧效率。
3.气缸数量和排列方式：柴油机的设计中，气缸的数量和排列方式对柴油机的性能有着重要影响。气缸数量直接影响柴油机的功率大小，同时也会影响柴油机的体积和重量。气缸的排列方式包括直列式、V型和对置式等，设计师需要根据柴油机的使用情况选择合适的排列方式。
4.缸径和行程：缸径是指气缸内径的大小，行程是指活塞下降或上升的距离。缸径和行程的大小直接影响柴油机的排气量，从而影响柴油机的功率输出。同时，缸径和行程的选取也会影响燃烧室的形状和容积，进而影响柴油机的燃烧效率。
5.压缩比：柴油机的压缩比是指在缸内气体被压缩的程度，它与柴油机的燃烧效率和动力输出有密切关系。提高压缩比可以提高柴油机的热效率，但同时也会增加柴油机的振动和噪声。
6.高压供油系统：柴油机的高压供油系统设计参数包括高压泵的类型、工作压力和流量等。合适的高压供油系统能够保证柴油机燃油的准确供给，确保柴油的燃烧效果。
柴油机基本结构及工作原理图文
着火，产生高温高压气体。
3
排气冲程
4
在排气冲程中，废气将从气缸排出，为 下一个工作周期作好准备。
进气冲程
柴油机的工作是根据四个冲程完成的： 进气冲程，压缩冲程，燃烧冲程和排气 冲程。进气冲程是通过曲轴的旋转将新 鲜空气吸入气缸。
燃烧冲程
燃烧冲程是柴油机的重要阶段，燃烧释 放的能量将驱动活塞向下运动，推动曲 轴旋转。
柴油机基本结构及工作原理图 文
在这个演示文稿中，我们将介绍柴油机的基本结构和工作原理。了解柴油机 的原理对于理解其功能和操作至关重要。
柴油机的定义和分类
柴油机是一种内燃机，通过燃烧柴油来产生动力。根据使用条件和工作方式， 柴油机分为单作用和双作用柴油机。
柴Baidu Nhomakorabea机的基本结构和部件
缸体与曲轴箱
柴油机的核心部件包括缸体和曲轴箱。缸体承受 着高压燃气的力量，而曲轴箱则包含曲轴和连杆 机构。
活塞和气缸
活塞和气缸是柴油机的另外两个重要部件。活塞 在气缸中上下往复运动以产生动力。
喷油泵和喷油嘴
喷油泵和喷油嘴是柴油机燃油系统的关键部件， 负责喷射燃油到气缸中以进行燃烧。
曲轴和连杆机构
曲轴和连杆机构将活塞的上下往复运动转化为旋 转运动，从而驱动柴油机的输出轴。
柴油机的工作原理
1
柴油机设计手册
柴油机设计手册
柴油机设计手册是一本详尽阐述柴油机设计原
理和方法的参考书籍。这本书涵盖了柴油机的各个
设计和制造环节，包括机体设计、气缸和气缸套设
计、气缸盖设计、连杆组设计等。
此外，还包括柴油机的负荷和设计、运转、污
染以及减少污染的措施等内容。
柴油机设计手册通常包含以下几个部分：
柴油机的基本原理：这部分主要介绍柴油机的基本工作原理，包括增压系统、柴油机燃烧、燃油和喷油系统等方面的知识。
柴油机部件的设计和负荷：这部分主要介绍柴油机一些部件的设计和负荷，以及它们对柴油机性能的影响。
柴油机的运转和污染问题：这部分主要讨论柴油机的运转情况，以及如何通过设计和控制来减少柴油机运行过程中产生的污染。
柴油机的全系列产品：这部分主要介绍柴油机的全系列产品，包括从小型单缸柴油机到大型低速两冲程柴油机等不同类型的柴油机。
柴油机的重要标准和法规：这部分主要列出了柴油机的重要标准和法规，包括柴油机的设计、生产和使用等各个环节中需要遵守的规定和标准。
柴油发电机技术设计方案
柴油发电机技术设计方案
一、引言
二、基本原理
柴油发电机的基本原理是通过柴油机将燃烧产生的能量转化为机械能，再经由发电机转换为电能输出。柴油机与发电机通过连轴器连接，通过燃
油输送系统向柴油机提供燃料，再通过点火系统进行燃烧，产生的能量驱
动发电机运转，进而产生电能输出。
三、设计方案
1.发动机选型
在柴油发电机的技术设计中，首先需要选用合适的发动机。发动机的
选择应根据需求确定功率大小、转速稳定性以及可靠性等因素。同时，还
要考虑燃油消耗量、噪声水平和排放等环保要求。常见的发动机有柴油机、汽油机和天然气发动机等，选择适合应用场景的发动机类型，并进行参数
匹配。
2.发电机选型
发电机的选型同样需要根据需要确定功率大小、输出电压和频率等要求。发电机的主要参数有额定功率、额定转速、定子电流和定子电压等，
要选择符合应用要求的发电机型号，保证其输出稳定、负载适应性强。
3.发电机控制系统设计
柴油发电机的控制系统设计非常重要，可以实现对发电机的启动、停机、电压稳定等运行状态的控制。控制系统可以分为手动控制和自动控制
两种，手动控制主要通过控制面板实现，而自动控制则可以通过传感器和
PLC等实现。控制系统需要确保发电机运行安全稳定，同时具备智能化、远程控制等功能。
4.冷却系统设计
柴油发电机在运行过程中会产生大量的热量，需要通过冷却系统将热量散发出去，以保证发电机的正常运行。常见的冷却方式有水冷和风冷两种，选择合适的冷却方式，并进行冷却系统的设计，保证发电机在各种工作环境中均能正常运行。
5.隔音、减震设计
6.安全措施设计
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第三章各系统的设计及主要零部件的结构特点
3．1活塞组
活塞组包括活塞，活塞销和活塞环。它们在气缸里做往复惯性运动，活塞主要作用是承受气缸的气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，以次推动曲轴旋转。它还和气缸壁面一起活动构成密封装置，保证燃烧室的良好密封，这个功能是通过装在活塞头部环槽的一系列带开口的弹性活塞实现的。在高温，高负荷，高速和少量的机油消耗的情况下，它一方面要保证漏气量少，另一方面又要使摩擦损失不大，同时还要保证足够的耐久性。因此设计时要选用热强度好，耐磨，比重小，热膨胀系数小，导热性好，具有良好减磨性，工艺性的材料。目前制造活塞常用的材料有共晶铝硅合金，过晶铝硅合金和铝铜合金。设计选用共晶铝硅合金材料。
1、活塞设计的主要尺寸
[4]
（1）活塞高度H：
根据《柴油机设计手册》，对于中小型柴油机而言，H/D范围在 1.0-1.1，而D=110mm，取H=113.5mm。在选择活塞高度时要注意在合理布置的情况下尽量选择小的活塞高度，如果转速越高，要使H越小，尽量减轻活塞重量，从而控制由于转速高而应引的惯性力的增大。（2）压缩高度H1：
根据《柴油机设计手册》，H1/D范围在0.6-0.8，取H1=67mm。HI=H5（换带高度）+H4（上裙高度）+h（顶岸高度）。在保证气环良好良好工作情况下，宜缩短H1高度，以便降低整机的高度尺寸。
（3）顶岸高度h（第一活塞环至活塞顶部距离）：
根据《柴油机设计手册》，对铝活塞h/D范围在0.07-0.20，取h=13.4mm。在保证第一道环可靠工作下，也要使h尽量小，降低活塞重量和高度，但h越小，会使第一道环的热负荷越高，。
一般第一道环的温度不应该超过240度，否则润滑油可能粘结甚至结碳，易使活塞环在活塞中失去活动性，散失了密封和传热的功能
（4）活塞环数目及排列：
根据《柴油机设计手册》，中速机气环3-4道，油环1-2道，取气环2道，油环一道。2道气环在上面，1道油环在气环下面。为了降低活塞和整台发动机的高度，减少惯性力和摩擦功率损耗，应该减少环数。
（5）环岸高度：
根据《柴油机设计手册》，第一道环岸h1(第一道气环下面的环岸)/D范围在0.04-0.06,其余环岸h2(h3)范围在0.03-0.04。取第一环岸h1=5.8mm，h2=2.6mm，h3=4.2mm。第一道环温度较高，承受的气体压力最大，又容易受环的冲击而断压，所以第一环岸高度比其它环岸高度要大一些。
（6）活塞顶厚度`δ：
根据《柴油机设计手册》，铝活塞`δ/D范围在0.1-0.2，取`δ=20mm。
（7）活塞裙部长度H2：
根据《柴油机设计手册》，中高速柴油机H2/D范围在0.65-0.88，取H2=74mm，对于上裙部H4也不要过小，否则会产生尖峰负荷，会造成活塞拉毛及擦伤。
（8）裙部壁厚`δg：
根据《柴油机设计手册》，铝活塞裙部最小壁厚为（0.03-0.06）D,取最小壁厚为3.8mm。薄壁对减轻活塞重量有利，但是要使活塞具有足够的刚性，也可以通过设置加强筋来达到。
（9）活塞销直径d和销座间隔B：
活塞销的功能是连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气体压力传给连杆。根据《柴油机设计手册》，d/D在0.33-0.40间，普通的销座B/D在0.35-0.42间，取d= 44mm，B=46 mm。要使活塞销的变形在d的范围内。
2、活塞的结构
[2]
活塞可分为三部分：活塞顶部、活塞头部和活塞裙部。
（1）活塞顶部：活塞顶的形状是根据燃烧系统要求设计的，燃烧室采用凹坑型的。活塞顶部的形状可分为四大类，平顶活塞、凸顶活塞、凹顶活塞和成型顶活塞（如下图）。设计时选用凹顶活塞。
（2）活塞头部：活塞头部指第一道活塞环槽到活塞销孔以上部分。它有数道环槽，用来安装活塞环，起密封作用，又称为防漏部。活塞头部设计成具有良好导热的“热流型”，并且采用大圆弧的过渡，增加从顶部到群部的传热面积，降低活塞顶的温度和热应力，这样可提高活塞的承载能力。此外，为提高第一道环的耐磨性，延长其寿命，采用镶环座，即在第一道环槽处铸入一个耐磨铸铁环座，环座的截面形状一般为梯形，这使铝合金冷却时沿径向收缩，以卡紧环座。
（3）活塞裙部：活塞裙部指从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，它包括装活塞销的销座孔。
它对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力。所谓侧压力是指在压缩行程和作功行程中，作用在活塞顶部的气体压力的水平分力使活塞压向气缸壁。
设计裙部要注意：
(a)活塞裙部应该预先做成椭圆形。由于活塞裙部的厚度很不均匀，活塞销座孔部分的金属厚，受热膨胀量大，沿活塞销座轴线方向的变形量大于其他方向。另外，裙部承受气体侧压力的作用，导致沿活塞销轴向变形量较垂直活塞销方向大。这样，如果活塞冷态时裙部为圆形，那么工作时活塞就会变成一个椭圆，使活塞与气缸之间圆周间隙不相等，造成活塞在气缸内卡住，发动机就无法正常工作。因此，在加工时预先把活塞裙部做成椭圆形状，工作时才趋近正圆。(b)活塞裙身要预先做成阶梯形，锥形。活塞沿高度方向的温度很不均匀，活塞的温度是上部高、下部低，膨胀量也相应是上部大、下部小。为了使工作时活塞上下直径趋于相等，即为圆柱形，就必须预先把活塞制成上小下大的阶梯形或者锥形。
3．2连杆组
连杆组包括连杆体，连杆盖，连杆螺栓，和连杆轴瓦。而连杆体又包括连杆大头，连杆小头和杆身。连杆的作用是能够将活塞的往复惯性运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用于活塞组上的力传给曲轴。
连杆主要承受气体压力和往复惯性力所产生的交变载荷。因此设计时要保证连杆有足够的疲劳强度和结构刚度。如果强度不够，会发生连杆大头，连杆螺栓或杆身的断裂；如果刚度不够，会使曲轴连杆机构的工作受影响。连杆一般都采用优质中碳钢，合金钢经模锻或辊锻而成，然后经机加工和热处理，毛坯要经调质处理，非加工表面通常要喷丸强化。
1、连杆设计的主要尺寸：
[4]
（1）连杆长度L(连杆大小头的空中心距)：
L=210mm，通常用连杆比λ= r/L 来说明，λ越大，连杆越短，可以降低发动机的总高度，减轻运动间重量和整机重量。但连杆过短会引起活塞侧压力的加大，会增加活塞与汽缸的摩擦和磨损，实验证明，直到λ=1/3 时这种一向都不太大。
（2）连杆小头的结构设计：
1）小头轴承孔直径d: d=42 mm
2）小头宽度B1：根据《柴油机设计手册》，B1范围在（0.9-1.2）d之间，小头设计成斜面形状,这样可以增加活塞销座和连杆小头的支承面积，有强化作用。取小头最小宽度31mm，小头最大宽度40mm。
3）小头外径D1：根据《柴油机设计手册》，D1范围在（1.2-1.4）d之间，取D1=60mm。
4）小头衬套厚度δ：根据《柴油机设计手册》，δ范围在(0.04-0.08)d之间,取δ=2mm。
5）小头成衬套外径d1：根据《柴油机设计手册》，d1= d +2*δ，得d1=46 mm。
6）小头衬套宽度：在通常情况下，衬套和小头制成同样宽度。
连杆小头与活塞销相连接，与活塞一起做往复运动。连杆小头孔要有足够的壁厚外，还要特别注意小头到杆身过渡的圆滑性，这个过渡结构决定小头的刚度及支承情况，对小头变形和应力有很大影响，应该尽量减小圆弧处的应力集中。
（3）杆身的结构尺寸：
连杆杆身采用“工”字形截面，这样有助于杆身向小、大头的过渡，这种杆身在较小的重量下能得到较大的刚度。
1）杆身断面的平均高度H：根据《柴油机设计手册》，H范围在(0.3-0.4)D之间，取H=34mm。