柴油发动机结构及其工作原理
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（6）缸盖螺栓在圆周上均匀分布，保证缸盖、缸套 受力均布。
2）中速柴油机气缸盖的构造
（1）进、排气道左右布置，减少高温排气对低温进气的加 热作用。
（2）进气阀孔比排气阀孔大，以提高充气量。
（3）缸盖底板上设有水平中隔板，可把底板减薄，提高冷 却效果，减少热应力。
（4）中隔板通过气道、喷油器道与底板相连，使底板得到 强有力的支承，提高底板的机械应力。
（4）承受腐蚀疲劳作用：缸盖承受冷却水的腐蚀和机械循环 应力作用，产生腐蚀疲劳。
3．要求： （1）足够的强度和刚度。 （2）底部各种阀孔之间的金属堆积处和高温部位 ，要冷却良好，使各部位的温度均匀。 （3）各种阀件的拆装、维护方便。
。 （4）冷却水腔的水垢易于清除
4．类型：
（1）按材料分：①铸铁 ②铸钢 ③锻钢 增压度较 高的低速机多采用锻钢制成。
（5）中隔板把冷却水腔分成上、下两个部分，可提高冷却 水流速。
（6）缸盖前后壁开有较大尺寸的孔，用于清洁冷却水腔中 的水垢。
6．常见故障
气缸盖最常见的故障是在缸盖底面上产生裂纹、冷却水侧的腐 蚀及阀座的磨损。
1）裂纹部位 四冲程机常在进、排气阀孔和喷油器孔及座面上产生裂纹。
二冲程机常在孔与孔之间和孔的圆角处，即有应力集中的地方 。
（2）按气缸盖与气缸之间的数量关系可分为：
1单体式气缸盖
2整体式气缸盖
①单体式：每个气缸设一个气缸盖，用在中、大型高 增压柴油机。特点是气缸盖和气缸套接合面处的密封 性好，拆装方便，但气缸的中心距加大，柴油机长度 增加。
②整体式：整个柴油机所有气缸的气缸盖铸成一体， 多用于小型柴油机。特点是气缸的中心距小，结构紧 凑，但易变形，密封性差，结构复杂，加工不便。 ③分组式：2~3个气缸的气缸盖合铸成一体，用在缸 径较大的中小型高速机上。
5．构造 1）大型低速柴油机气缸盖的构造
图 MAN-B&W S-MC-C型柴油机气缸盖 1-排气阀孔；2-冷却钻孔；3-垂直孔；4-喷油器孔；5-起动阀孔；6-安全阀 于示功阀孔；7-气缸盖螺栓孔；8-冷却水腔；9-冷却水套
（1）冷却水孔离燃烧室却很近，构成“薄壁强背”， 可降低热负荷和机械负荷。
2）裂纹原因 缸盖产生裂纹的根本原因是热应力和机械应力周期作用引起的 热疲劳
①操作不当：起动、加速太快或超负荷运行；冷却、润滑液不 足或中断；突加冷却水等。
②维护保养不当：每按规定上紧螺栓或各螺栓受力不均。
3）裂纹判断 （1）管理中判断： ①开车前冲车时，观察示功阀有无水汽、水珠喷出。 如有，表明气缸盖可能产生了裂纹。
2．工作条件 （1）承受周期性变化的气体力作用：
径向：触火面压应力最大，冷却面为零。
切向：触火面拉应力最大，冷却面拉应力最小。
（2）承受热负荷的作用：触火面压热应力，冷却面 拉热应力。
（3）承受摩擦作用 （4）内表面承受燃气的化学腐蚀，外表面承受冷却 水的腐蚀作用。
（5）筒状活塞承受冷却水的穴蚀作用。
（2）气缸盖底面为倒锥形，利于换气和燃烧。 （3）两只喷油器对称布置，有利于油雾形状和燃烧 室形状的配合，确保油、气良好混合。
（4）缸盖底最下部的内圆柱形壁面，使缸盖和缸套 的接合面下移，以便接合处不受火焰的直接冲击，对 接合面起到保护作用。
（5）冷却水由接合面的外部进入气缸盖，消除了冷 却水通过接合面漏入气缸内部的可能。
更换方便缺点：易产生穴蚀和腐蚀。冷却水套式特 点： • 避免缸体受冷却水的腐蚀 • 冷却水腔布置合理，中下部温度较高减少腐蚀磨损 • 降低气缸体高度，简化结构减轻重量，对超长行程 尤其有利
6．构造： 以二冲程 十字头式
Sulzer RTA型柴 油机为例：
模块二 柴油机的结构和主要零部件
重点：柴油机各主要部件的作用、工作条件、 工作原理及结构特点，各部件的常见故障及原 因，管理注意事项。
难点：燃烧室部件承受的机械负荷、热负荷及 分析，缸套、活塞、连杆、十字头、曲轴、活 塞杆填料涵及活塞冷却机构的结构，曲柄排列 与发火顺序。
主要内容
单元一 燃烧室部件
柴油发动机的结构和主要零部件
教学目标 1、具有拆装工具选用及使用的能力； 2、具有对动力装置拆装的技术与安全操作的能力； 3、具有正确拆吊和装配四、二冲程柴油机主要零部 件的能力； 4、具有正确测量气缸套内径磨损、活塞销磨损、活 塞环天地间隙、搭口间隙、曲柄臂距差的能力； 5、具有正确测量、调整轴承间隙的能力； 6、具有柴油机主要零部件结构的知识和对工作条件 分析、管理的能力；
单元二 曲柄连杆机构
单元三 柴油机的主要固定部件
wenku.baidu.com
缸盖
燃烧室部件 缸套
活塞组件
主要零部件
连杆
曲柄连杆机构 曲轴
主轴承
主要固定件：机架、机座、贯穿螺栓
一、气缸盖（图）
1．作用： （1）组成燃烧室 （2）安装喷油器、进、排气阀、启动阀、示功阀、安全阀等 附件。
（3）构成冷却水通道和进、排气通道 2．工作条件 （1）承受螺栓的预紧力作用。 （2）承受气体力作用：触火面压应力，冷却面拉应力。 （3）承受热负荷的作用：触火面压热应力，冷却面拉热应力 。
3．要求： 强度 刚度 耐热性能 耐磨性能 工作中良好的润滑与冷却 一定的粗糙度,圆度和圆柱度精度 可靠的气封和水封
4．材料：采用耐热、耐磨的合金铸铁，内表面 镀铬以提高耐磨性，外表面涂防锈漆或装锌5 ． 类型：
a)湿式气缸套；b)干式气缸套；c)带冷却水套式气缸套
干式特点：（适用于大批量生产的小型柴油机） • 优点：缸套可以很薄，节省材料 • 缺点：缸套外表面与缸体内孔加工精度度高 湿式特点： （应用最广泛） • 优点： ①散热性好②缸套厚度大，刚性好③制造和
②运转中，观察冷却水压力是否波动，冷却水出口温 度是否升高，膨胀水箱水位是否正常；滑油中是否有 水，油位是否升高。
③吊缸时，活塞顶部有积水或锈痕，表明气缸盖有裂 穿现象。 （2）目侧法： （3）粉剂显痕法：煤油、白粉、15min （4）水压试验法：0.7MPa （5）磁力探伤：
三、气缸套（图）
1．作用： （1）组成燃烧室 （2）四冲程机是活塞运动的导承，承受侧 推力 （3）二冲程机与活塞运动配合控制换气过 程 （4）与缸体构成冷却水空间
2）中速柴油机气缸盖的构造
（1）进、排气道左右布置，减少高温排气对低温进气的加 热作用。
（2）进气阀孔比排气阀孔大，以提高充气量。
（3）缸盖底板上设有水平中隔板，可把底板减薄，提高冷 却效果，减少热应力。
（4）中隔板通过气道、喷油器道与底板相连，使底板得到 强有力的支承，提高底板的机械应力。
（4）承受腐蚀疲劳作用：缸盖承受冷却水的腐蚀和机械循环 应力作用，产生腐蚀疲劳。
3．要求： （1）足够的强度和刚度。 （2）底部各种阀孔之间的金属堆积处和高温部位 ，要冷却良好，使各部位的温度均匀。 （3）各种阀件的拆装、维护方便。
。 （4）冷却水腔的水垢易于清除
4．类型：
（1）按材料分：①铸铁 ②铸钢 ③锻钢 增压度较 高的低速机多采用锻钢制成。
（5）中隔板把冷却水腔分成上、下两个部分，可提高冷却 水流速。
（6）缸盖前后壁开有较大尺寸的孔，用于清洁冷却水腔中 的水垢。
6．常见故障
气缸盖最常见的故障是在缸盖底面上产生裂纹、冷却水侧的腐 蚀及阀座的磨损。
1）裂纹部位 四冲程机常在进、排气阀孔和喷油器孔及座面上产生裂纹。
二冲程机常在孔与孔之间和孔的圆角处，即有应力集中的地方 。
（2）按气缸盖与气缸之间的数量关系可分为：
1单体式气缸盖
2整体式气缸盖
①单体式：每个气缸设一个气缸盖，用在中、大型高 增压柴油机。特点是气缸盖和气缸套接合面处的密封 性好，拆装方便，但气缸的中心距加大，柴油机长度 增加。
②整体式：整个柴油机所有气缸的气缸盖铸成一体， 多用于小型柴油机。特点是气缸的中心距小，结构紧 凑，但易变形，密封性差，结构复杂，加工不便。 ③分组式：2~3个气缸的气缸盖合铸成一体，用在缸 径较大的中小型高速机上。
5．构造 1）大型低速柴油机气缸盖的构造
图 MAN-B&W S-MC-C型柴油机气缸盖 1-排气阀孔；2-冷却钻孔；3-垂直孔；4-喷油器孔；5-起动阀孔；6-安全阀 于示功阀孔；7-气缸盖螺栓孔；8-冷却水腔；9-冷却水套
（1）冷却水孔离燃烧室却很近，构成“薄壁强背”， 可降低热负荷和机械负荷。
2）裂纹原因 缸盖产生裂纹的根本原因是热应力和机械应力周期作用引起的 热疲劳
①操作不当：起动、加速太快或超负荷运行；冷却、润滑液不 足或中断；突加冷却水等。
②维护保养不当：每按规定上紧螺栓或各螺栓受力不均。
3）裂纹判断 （1）管理中判断： ①开车前冲车时，观察示功阀有无水汽、水珠喷出。 如有，表明气缸盖可能产生了裂纹。
2．工作条件 （1）承受周期性变化的气体力作用：
径向：触火面压应力最大，冷却面为零。
切向：触火面拉应力最大，冷却面拉应力最小。
（2）承受热负荷的作用：触火面压热应力，冷却面 拉热应力。
（3）承受摩擦作用 （4）内表面承受燃气的化学腐蚀，外表面承受冷却 水的腐蚀作用。
（5）筒状活塞承受冷却水的穴蚀作用。
（2）气缸盖底面为倒锥形，利于换气和燃烧。 （3）两只喷油器对称布置，有利于油雾形状和燃烧 室形状的配合，确保油、气良好混合。
（4）缸盖底最下部的内圆柱形壁面，使缸盖和缸套 的接合面下移，以便接合处不受火焰的直接冲击，对 接合面起到保护作用。
（5）冷却水由接合面的外部进入气缸盖，消除了冷 却水通过接合面漏入气缸内部的可能。
更换方便缺点：易产生穴蚀和腐蚀。冷却水套式特 点： • 避免缸体受冷却水的腐蚀 • 冷却水腔布置合理，中下部温度较高减少腐蚀磨损 • 降低气缸体高度，简化结构减轻重量，对超长行程 尤其有利
6．构造： 以二冲程 十字头式
Sulzer RTA型柴 油机为例：
模块二 柴油机的结构和主要零部件
重点：柴油机各主要部件的作用、工作条件、 工作原理及结构特点，各部件的常见故障及原 因，管理注意事项。
难点：燃烧室部件承受的机械负荷、热负荷及 分析，缸套、活塞、连杆、十字头、曲轴、活 塞杆填料涵及活塞冷却机构的结构，曲柄排列 与发火顺序。
主要内容
单元一 燃烧室部件
柴油发动机的结构和主要零部件
教学目标 1、具有拆装工具选用及使用的能力； 2、具有对动力装置拆装的技术与安全操作的能力； 3、具有正确拆吊和装配四、二冲程柴油机主要零部 件的能力； 4、具有正确测量气缸套内径磨损、活塞销磨损、活 塞环天地间隙、搭口间隙、曲柄臂距差的能力； 5、具有正确测量、调整轴承间隙的能力； 6、具有柴油机主要零部件结构的知识和对工作条件 分析、管理的能力；
单元二 曲柄连杆机构
单元三 柴油机的主要固定部件
wenku.baidu.com
缸盖
燃烧室部件 缸套
活塞组件
主要零部件
连杆
曲柄连杆机构 曲轴
主轴承
主要固定件：机架、机座、贯穿螺栓
一、气缸盖（图）
1．作用： （1）组成燃烧室 （2）安装喷油器、进、排气阀、启动阀、示功阀、安全阀等 附件。
（3）构成冷却水通道和进、排气通道 2．工作条件 （1）承受螺栓的预紧力作用。 （2）承受气体力作用：触火面压应力，冷却面拉应力。 （3）承受热负荷的作用：触火面压热应力，冷却面拉热应力 。
3．要求： 强度 刚度 耐热性能 耐磨性能 工作中良好的润滑与冷却 一定的粗糙度,圆度和圆柱度精度 可靠的气封和水封
4．材料：采用耐热、耐磨的合金铸铁，内表面 镀铬以提高耐磨性，外表面涂防锈漆或装锌5 ． 类型：
a)湿式气缸套；b)干式气缸套；c)带冷却水套式气缸套
干式特点：（适用于大批量生产的小型柴油机） • 优点：缸套可以很薄，节省材料 • 缺点：缸套外表面与缸体内孔加工精度度高 湿式特点： （应用最广泛） • 优点： ①散热性好②缸套厚度大，刚性好③制造和
②运转中，观察冷却水压力是否波动，冷却水出口温 度是否升高，膨胀水箱水位是否正常；滑油中是否有 水，油位是否升高。
③吊缸时，活塞顶部有积水或锈痕，表明气缸盖有裂 穿现象。 （2）目侧法： （3）粉剂显痕法：煤油、白粉、15min （4）水压试验法：0.7MPa （5）磁力探伤：
三、气缸套（图）
1．作用： （1）组成燃烧室 （2）四冲程机是活塞运动的导承，承受侧 推力 （3）二冲程机与活塞运动配合控制换气过 程 （4）与缸体构成冷却水空间