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。

16V240ZJB型和16V280型柴油机是我国自行设计研制的铁路机车用柴油机，它是四冲程、直接喷射、开式燃烧室、废气涡轮增压、增压空气中间冷却式

柴油机，其工作过程如下：

（一）进气冲程

在配气机构的作用下，进气门在活塞处于上止点前某一曲轴转角

（16V240ZJB 型柴油机是42°20′，16V280型柴油机是59°）时开启，新鲜空气通过增压并冷却后，经稳压箱、进气支管、气缸盖进气道进入气缸，当活塞运动到下止点前某一曲轴转角（16V240ZJB 型柴油机是42°20′，16V280型柴油机是59°）时，进气门关闭，进气过程结束。

（二）压缩冲程

当进气门完全关闭后，活塞继续向上运动，压缩过程开始。随着活塞的上行，气缸内的新鲜空气不断被压缩，其压力和温度不断升高，为柴油机的着火燃烧创造了必要的条件，当活塞到达上止点前某一曲轴转角（几何供油提前角：

16V240ZJB 型柴油机是21°，16V280型柴油机是22°），这时高压油泵柱塞顶面将柱塞套上的进油孔完全遮蔽，燃油开始被压缩，当压力达到一定值（16V240ZJB 型柴油机是25.5MPa，16V280型柴油机是25.51～26MPa）时，喷油器的针阀被抬起，燃油以雾状喷入燃烧室内，与气缸内的高温、高压空气相

混合，压缩过程结束。

（三）作功冲程

当喷入气缸内的燃油与高温、高压空气混合后迅速燃烧，气缸内燃气压力急骤上升，至燃油喷射结束后，燃烧骤步停止。燃烧室气缸内的燃气急骤膨胀，此时将燃油燃烧过程中产生的化学能转变为机械能，推动活塞下行，直至活塞运动到下止点前某一曲轴转角（16V240ZJB 型柴油机是42°20′，16V280型柴油机是69°）时，排气门开启，作功过程结束。通过曲柄连杆机构使曲轴转动，并由

曲轴向外输出机械功。

（四）排气冲程

活塞运动到下止点前某一曲轴转角（16V240ZJB 型柴油机是42°20′，16V280型柴油机是69°）时，排气门开启，气缸内膨胀作功后的燃气开始排出，同时活塞经过下止点后继续上行，直到活塞运动到上止点前某一曲轴转角（16V240ZJB 型柴油机是42°20′，16V280型柴油机是59°）时，排气门完全

关闭，排气过程随之结束。

以后柴油机又重新回复到进气冲程，并按上述循环不断的工作。

三、柴油机的型号及曲轴转向规定

（一）柴油机的型号

机车柴油机的型号是按国标GB725-82中规定而编制的，由阿拉伯数字和汉语拼音或象形字组成。柴油机型号依次由下列四部分组成：

1、首部：为产品系列符号或换代标志符号（非系列设计产品可不标系列符

号）。

2、中部：由缸数符号，气缸排列形式符号，冲程符号和缸径符号组成。

3、尾部：为区分符号。同系列产品因改进等原因需要区分时，可用字母或

数字顺序表示。

例如16V240ZJB—表示16缸，气缸V形排列，四冲程，缸径为240mm，Z表示增压，J表示铁路机车用柴油机，B表示第二种改进产品。

（二）柴油机气缸编号

柴油机气缸的编号：柴油机气缸的编号，是从功率输出端朝自由端看，以垂直于功率输出轴中心线的水平线为基准，从该水平线的右端，逆时针方向依次计数，最先遇到的第一列气缸为第一列，依次为第二列，第三列等等。V型柴油机是右边的为第一列气缸，从自由端开始编为1、2、3、……n, 左边的为第二列气缸，从自由端开始编为n+1、n+2、n+3、……2n，根据上述规定，16V240ZJB 型柴油机的编号为：自由端右1、2、3 、4、5、6、7、8输出端/自由端左9、

10、11、12、13、14、15、16 输出端。

（三）柴油机曲轴旋转方向规定

柴油机曲轴的旋转方向：确定柴油机的旋转方向时，应面对输出端朝自由端看，凡功率输出轴顺时针旋转的称为右旋（即正转），凡功率输出轴逆时针旋转的称为左旋（即反转），对于多轴式柴油机应以主要输出功率轴确定。

四、内燃机车柴油机的基本组成

我国自行生产的内燃机车柴油机大同小异，都是由固定件、运动件、配气机构、进排气系统、燃油系统、机油系统、冷却系统和控制系统等主要部分组成。

第二节固定件

固定件是指柴油机在运转过程中固定不动的配件或部件。固定件由机体、油底壳、气缸套、轴瓦、联接箱、泵支承箱、弹性支承、盘车机构及油封装置等组

成。

一、机体

机体是整个柴油机的骨架和基础，柴油机的固定件、运动件及辅助装置都安装在它的四周，内腔布置有气道、油道，以保证柴油机的换气、冷却和润滑的需