柴油发动机原理与常见故障模板

挺柱、气门弹簧
作用：把凸轮的推力通过推杆和摇臂传到气门。
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。
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
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Байду номын сангаас气缸盖螺栓拧紧力矩
油底壳
功用：贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。 构造： （1）用薄钢板冲压而成。 (2) 储油、内部设有稳油挡板，以防止汽车振动时油底壳油面产生较大的 波动。 (3)最低处有放油塞(磁性) (4) 曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫。
气缸套
• 机体上部气缸孔内镶嵌有气缸套。 • 目的：解决成本与寿命之间的矛盾。 • 气缸内镶了用耐磨的高级铸铁材料制成的 气缸套，而缸体则可用价廉的普通铸铁或 质量轻的铝合金制成，这样，既延长了使 用寿命，又节省了好材料。
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；
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。
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
• 空气滤清器的任务是确保给发动机以足够的保护，以被 免在灰尘颗粒条件下的非正常磨损；空气滤清器须有高 的滤清效率和高的储尘能力（高的使用寿命）。
燃油供给系统
1． 功用 完成燃料的储存、滤清和输送工作，按柴油机各种不同工况的要求，定 时、定量、定压并以一定的喷油质量喷入燃烧室，使其与空气迅速而良 好地混合和燃烧，最后使废气排入大气。 (1)在适当的时刻，将一定数量的洁净燃油增压后以适当的规律喷入燃烧 室。 (2)在每一个工作循环内，各气缸均喷油一次，喷油次序与气缸工作顺序 一致 (3)根据柴油机负荷的变化自动调节循环供油量，以保证柴油机稳定运转， 尤其是稳定怠速，限制超速 (4)储存一定数量的燃油，保证汽车的最大里程。 燃油供给系统必须满足柴油的燃烧理论。
湿式缸套
• 内部同样采用加工网纹 • 外部的工艺性好
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
内冷油道活塞截面图
润滑油沿环形油道围绕燃烧室流 动，可很好的冷却活塞。
回 油 口
进 油 口
内冷油道活塞，对应大流量冷却喷嘴，降低热负荷，提高可靠性。
活塞冷却喷钩
各种机型连杆
斜切连杆大头、锯齿形定位
斜切连杆大头、止口定位
平切连杆大头、止口定位
配气机构
摇臂轴
摇臂
凸轮轴 凸轮轴正 时齿轮
推杆
挺柱
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。
气缸盖
气缸垫
油道和水道
气缸体 曲轴箱
油底壳
气缸
机体-曲轴箱
• 气缸体 – 水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，一般用灰铸铁铸成， 气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱， 其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋，挺柱腔、 冷却水套和润滑油道、水道等。
气缸体的结构分类
平分式
龙门式
隧道式
• 气缸体的结构通常有三种，以相对曲轴中心线（上图的红色虚 线表示）的高度来区别
– 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
机体的检查要点
1、机体各加工面的加工精度的检查 2、机体试漏试验：气压、水压 3、机体清洁：钢丝刷、捅条、磁力棒、清洗 液、压缩空气 4、机体各堵盖的试漏试验 5、冷却喷钩打靶试验
曲轴飞轮总成
• 玉柴各种机型的曲轴均采用整体式全支承结构（即相邻两个曲拐 之间都设有主轴颈）。 • 小头端与正时齿轮有多种定位安装形式：键槽、销钉、过盈配合
曲轴的装配要点
• • • • • 曲轴的清洗： 正时齿轮的安装： 上下主轴瓦、止推片（瓦）的安装 曲轴轴向间隙的检查和调整 主轴承螺栓的拧紧力矩
配气相位演示图
配气相位的检查
生产中往往对配气相位进行抽检，检查前的检查操作人员，必须事先要 知道被检查机型的配气相位，方可实施检查操作。 1、按规定及要求调整气门间隙。 2、顺时针（从前端看）转动曲轴★至第一缸排气上止点。 3、继续转动曲轴至第一缸排气门刚好有气门间隙（或用千分表检测）， 检查指针所对皮带轮减振器刻度★★，是否是该机型排气门迟后关闭的角 度（允许误差±5°）。 4、逆时针转动曲轴至第一缸进气门刚好有气门间隙（或用千分表检 测），检查指针所对皮带轮减振器刻度，是否是该机型进气门提前打开的 角度（允许误差±5°）。 注：★。顺时针转动是指发动机工作时的曲轴转向。 ★★.有部份机型 指针所对的不是皮带轮减振器刻度，而是对飞 轮上的刻度 。 • 当发现配气相位不正确时，要注意检查原因：磨损？齿轮室正时记号有 问题？否则容易出现燃烧恶化，甚至活塞打顶的问题。
3） 不易漏水漏气。
强度和刚度 示意图 都较好，加 工复杂，拆 装不便，散 热不良。
干缸套
4）安装方法
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
湿缸套
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
• 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
进、排气系统
• 进排气系统 是柴油机第 一重要度的 系统，因为 充足、清洁 的空气对柴 油机的性能 影响很大。 • 功能：向柴 油机各工作 气缸提供新 鲜、清洁、 密度足够大 的空气。
空滤器 增压器 进气管
排气管
中冷器
排气制动阀
消声器
空气滤清器
主滤芯 叶片环
集尘盘 安全滤芯 滤清器壳 进气管 排尘袋
进气提前角 进气迟后角 排气提前角 排气迟后角
配气相位演示图
进气持续角为：α+180°+β 排气持续角为γ+180°+δ
•由于进气门早开和排 气门晚关，就出现了 一段进排气门同时开 启的现象，称为气门 叠开。同时开启的角 度，即进气门早开角 与排气门晚关角的和 (α+δ)，称为气门叠开 角。
排量 燃烧室容积 压缩比
柴油机的工作原理简述
●进气行程
起动机通电带 动曲轴旋转，曲轴 的转动使活塞自上 而下运动，这时， 排气门关闭，进气 门打开，新鲜空气 进入气缸和燃烧室。
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。
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。
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。
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。
柴油机基本构成及 各系统工作原理
柴油机的基本构成
骨架
机体 气缸套 曲轴箱 气缸盖 油底壳
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
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。
柴油机原理与常见故障
序
柴油机的工作原理 柴油机的基本结构组成及各系统工作原理 柴油机涡轮增压系统 柴油机常见故障分析与排除
船用柴油发电机组安装工艺规范
柴油机的工作原理
燃料与空气混合后在机器内部燃烧而产生热能，然后再转变为机械 能。
柴油机的基本术语

上、下止点 缸径 行程 工作容积
曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的 主要运动零件。它由活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。 在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动， 通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动 力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把 曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。
• 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。