柴油发动机结构原理_史上最强版本

活塞连杆总成
功用： (1)活塞顶部与气缸盖、气缸壁 等共同组成燃烧室； (2) 活塞承受气体压力，并将此 力传给连杆，以推动曲轴旋转。 工作环境： 高温、散热条件差；顶部工作温 度高且分布不均匀；高速，活塞 线速度，承受很大的惯性力。
气环 油环
活塞销 活塞 连杆 连杆螺栓
连杆轴瓦 连杆盖
活塞
• 根据柴油机的不同功率，选用不同结构材质的活塞 • 活塞顶部上有着活塞的种类和安装标记
YC6112、 YC4112 ：
斜切连杆大头、止口定位
活塞连杆装配要点
• 活塞装配记号 • 活塞环开口朝向 • 连杆螺栓的拧紧
配气机构
配气机构
摇臂轴
摇臂
凸轮轴 凸轮轴正 时齿轮
推杆
挺柱
根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和 排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排 出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构， 一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。
5）干缸套和湿缸套
名称
特点
外壁不直接与冷却水接触。 1）壁厚较薄（1mm～3mm）； 2） 与刚体承孔过盈配合；
3） 不易漏水漏气。
干缸套
强度和刚度 示意图 都较好，加 工复杂，拆 装不便，散 热不良。
4）安装方法
湿缸套
外壁直接与冷却水接触。 1）壁厚较厚（5mm～9mm）； 2） 散热效果好； 3）便于拆卸
散热良好、冷 却均匀、加工 容易。强度和 刚度不如干缸 套，易漏水、 生锈、穴蚀。
干式缸套
• YC6112干式缸套结构，缸套内壁加工有 网纹。采用珩磨工艺加工成沟槽与小平台 均匀相间的交叉网纹表面。同时对珩磨网 纹的表面网纹角度、沟槽深度和数量、轮 廓图形的偏斜度、轮廓支承长度率以及表 面层的加工质量等有一定的要求。此种结 构能提高缸孔的耐磨性、可靠性、延长使 用寿命。 • 多网纹小平台工艺使工件表面形成众多且 较密集的螺纹网络，造成许多诸油沟槽， 增强了蓄油能力。由于这些网纹沟槽相互 贯通及储油槽油压的作用，大大减少了油 膜中断的机率，从而明显改善了供油状况 和油膜分布状况； • 小平台因网纹相互隔开，不可能形成连续 较大面积的干摩擦或边界摩擦区半干摩擦 区，大大降低熔着磨损扩大化的机率
– 平分式曲轴箱机体 – 龙门式曲轴箱机体 – 隧道式曲轴箱机体 该结构加工方便、拆装方便 该结构抗弯曲、抗扭转刚度较好，拆装也方便 该结构刚性最好，但拆装不太方便
机体-曲轴箱
YC4D机体
YC6A机体
YC6G机体
YC6J机体
YC4E机体
YC4G机体
机体
YC6M气缸体
YC6L气缸体
YC4E气缸体
YC6L机体加强板 6M曲轴箱
柴油机的工作原理简述
●压缩行程
活塞从下止点向 上运动，这时，进气 门和排气门均关闭， 吸入气缸内的空气受 到活塞的压缩，压力 提高，温度也随之升 高。
柴油机的工作原理简述
●做功行程
当活塞压缩到上止 点，喷油器向燃烧室喷 入雾状柴油，油雾与压 缩空气充分混合，形成 高温高压的燃气，并开 始自行着火燃烧，混合 汽膨胀做功，推动活塞 向下运动，从而推动曲 轴转动，对外输出功。
配气相位
理论上讲进、压、功、排各占180°，也就是说进、排气 门都是在上、下止点开闭，延续时间都是曲轴转角180°。但 实际表明，简单配气相位对实际工作是很不适应的。 原因： 1、气门的开、闭有个过程。气门流通面积：由小到大。 2、气体惯性的影响 ：导致进排气流量由小到大。 3、曲轴转速很高，活塞每一行程历时都很短。 理论上的配气相位不能满足发动机进饱排净的要求。因此实际 的配气相位都是进排气门提前打开，延迟关闭。 •进气提前角 •进气迟后角 •排气提前角 •排气迟后角
气缸盖
作用：密封气缸的上平面，与活塞顶共同形成燃烧室 结构多样
YC4D
YC4E
YC4G
YC6J
YC6A
YC6G
四气门结构的缸盖
气缸垫
气缸垫 1）.作用：保证缸体与缸盖间的密封，防止漏水、漏气、窜油 。 2）.材料：有弹性、耐热性、耐压性 3）.安装时注意方向 4）.分类：
气缸盖组件装配要点
• • • • 气缸盖平面度 气门下沉量 喷油嘴凸出气缸盖底面高度 气缸盖螺栓拧紧力矩
两大机构
曲柄连杆机构 配气机构
五大系统
进排气系统 燃料供给系统 润滑系统 冷却系统 起动系统
1、基础件
柴油机的基本构成
• 机体是发动机的骨架，用于安装和支撑发动机各总成零部件，由气 缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫组成。
气缸盖
气缸垫
油道和水道
气缸体 曲轴箱
油底壳
气缸
柴油机的工作原理简述
●排气行程
活塞从下止点往上运动， 这时，进气门关闭，排气门打 开，燃烧废气在活塞的推动下 排出燃烧室外，完成一个工作 行程，这时曲轴转动两周。 当柴油机完成排气行程后， 在曲轴飞轮总成的惯性力作用 下，又重复上述工作循环过程， 使柴油机连续运转对外输出功 率。
柴油机和汽油机区别
二、柴油零部件系统构成及 各系统工作原理
柴油机外形
张紧轮 右 油标尺 水泵 下 节温器 左
加机油口
柴油机外形
进气管 柴油滤清器 充电发 电机
起动机
喷油泵总成 飞轮壳 油底壳 减振器
风扇
柴油机外形
起吊环 空压机 厂牌 放水阀 机油冷却器 机油滤清器 排气管 涡轮增 压器
柴油机的基本构成
骨架
机体 气缸套 曲轴箱 气缸盖 油底壳
YC4112为干式过盈配合。YC4110机为干式间隙配合。 · YC6112机分钢缸套与铸铁缸套，都属过盈配合的干式缸套。
湿式缸套
• 内部同样采用加工网纹 • 外部的工艺性好 • 4F、6A、6B、4D、6L、 6M均采用了湿式缸套
气缸套的安装要点
• 1、缸套突出高度的测量、调整、意义 • 2、封水圈的安装注意要求
气门间隙的调整
气门间隙调整原则——气门在完全关闭的情况下，才能调整气门间隙 即挺柱(或摇臂)必须落在凸轮的基圆上才可调整。 气门间隙调整方法——两遍法 生产实践中，普遍地采用两遍法调整气门间隙，即第一缸压缩终了 上止点时，调整所有气门的半数，再摇转曲轴一周，便可调整其余半 数气门。 首先确定一缸的压缩上止点： 对于发火顺序1-3-4-2的4缸机 调整的顺序是：1-2-3-6，转动360度，4-5-7-8 对于发火顺序1-5-3-6-2-4的6缸机 调整的顺序是：1-2-3-6-7-10 ，转动360度，4-5-7-8-11-12
凸轮轴
凸轮轴利用各缸进、排气凸轮控制气门的运动，使气门按一定的 工作顺序和配气相位开启和关闭，并保证气门有足够的开度。凸 轮的型线决定了气门持续开启的时间和气门的升程。
挺柱
作用：把凸轮的推力通过推杆和摇臂传到气门。
YC6G、YC4G、YC4E型挺柱
YC6A、YC6J、YC4D型挺柱
气门弹簧
• 作用：保证气门在关闭时能压紧在气门座上并确保气门回位。
气门下沉量 0.9～1.2
进气门 排气门
进气门间隙 0.35～0.4
进气门摇臂 排气门摇臂
气门下沉量 0.9～1.2
排气门间隙 0.40～0.45
气门下沉量与气门间隙
气门间隙
为什么要预留气门间隙？ 在冷态时无间隙或间隙过小，则在热态时，气门及其传动件的受热膨胀 势必引起气门关闭不严，造成发动机在压缩和作功行程中漏气，而使功 率下降，严重时甚至不易起动。气门间隙过小时甚至会造成活塞打顶的 严重故障，因此，要进行周期性的气门间隙的调整。 气门间隙过大时，气门不能及时开启关闭，影响到发动机的充气效率和 排气情况，使燃烧恶化，在运转时也会听到较大的噪声。 发动机长期使用，会造成零部件的磨损，此时要调整。
柴油机和汽油机区别
• 汽油机与柴油机比较各有特点；汽油机转速高， 质量小，噪音小，起动容易，制造成本低；柴油 机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都 比汽油机好，这些都是柴油机的显著优势。 • 由于现在燃油价格一路飙升，汽油机的使用成本 越来越高，柴油的价格优势掀起了汽改柴的一代 潮流，随着柴油机设计水品和柴油机零部件生产 工艺的提高，柴油机原有噪声大、体积庞大、质 量沉重振动大，制造和维修费用高等问题都得到 了克服。
柴油机和汽油机区别
• 空燃比：
– 柴油机：柴油机空燃比只有一种情况：α＞1； 柴油机可实现高增压中冷技术，电控化较汽油 机易实现。因而具有升功率高、动力强劲、燃 烧更完全和经济性好、排放低等显著特点与优 点 – 汽油机：汽油机空气燃料比有三种状态：α＞1 ； 或α＝1；或α＜1。汽油机动力和经济性相对较 低，废气排放控制技术要求更高、更难。
汽油机
汽油与空气缸外混合，进 入可燃混合气 电火花点燃混合气 有点火系
柴油机
进入气缸的是纯空气 高温气体加热柴油燃烧 无点火系
无喷油器
有喷油器
燃料的理化性能决定了汽油机是点燃，柴油机是压燃。
柴油机和汽油机区别
• 燃料特性：
– 柴油：粘度大、挥发性差、自燃性好 – 汽油：粘度小、挥发性好、燃点相对于柴油高
摇臂、摇臂轴组件
摇臂是推杆和气门之间的传动件，它使推杆传来的力 改变方向后作用于气门尾端。 结构多样：整体式、分体式
四气门结构
• 对于双气门桥紧凑结构，喷油器的布置不同
四气门技术的优点
• 单个气门重量减轻，有利于气门有效运动 • 大幅度增加进、排气流通面积，进、排气效率更 高 • 喷油器中置，雾化更均匀，燃烧更充分 • 活塞承受机械负荷和热负荷的能力更强 • 排放降低、更加环保 • 动力强劲、更加省油 • 四气门技术可以有效的改善柴油机的油气混合完 善程度，可以达到更好的燃烧效果，是增压中冷 技术、电控技术更好应用的基础。