柴油机教材

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1、柴油机培训 培训教材 柴油机 第一节柴油机的基本结构柴油机的主要机件和系统 1 固定机件 机座 机体 主轴承 气缸盖 气缸套等 2 运动机件 曲轴 连杆 活塞 活塞销 连杆螺栓等 3 配气机构 凸轮轴 顶杆 摇臂 气阀机构 进气阀 排气阀 器阀弹簧 等 4 燃油系统 喷油泵 高压油管 喷油器等 5 辅助机件 进气管和排气管等 此外 对于整机而言 还有润滑 冷却 启动和控制等系统 培训教材 柴油机 总结构图 培训教材 柴油机 润滑系统 培训教材 柴油机 冷却系统 培训教材 柴油机 培训教材 柴油机 燃油供给系统 培训教材 柴油机 培训教材 柴油机 内燃机的主要名词为了研究内燃机的工作原理 必须了

2、解内燃机的几个主要名词 1 上止点 活塞距曲轴中心最远的位置 2 下止点 活塞距曲轴中心最近的位置 3 活塞冲程 S 上 下止点间的距离 4 压缩室容积 Vc 活塞位于上止点时 活塞顶部与缸盖间的容积 又称燃烧室容积 5 气缸工作容积 Vh 活塞上 下止点之间的容积称为一个汽缸的工作容积 6 气缸的最大容积 Va 活塞在下止点时 气缸的容积 即气缸工作容积与压缩容积的之和7 气缸的总容积V 总排量 室内燃机所有汽缸工作容积的总和 8 压缩比 气缸最大容积与压缩室容积的比直称为压缩比 培训教材 柴油机 第一节柴油机的工作原理如图所示 四冲程柴油机和四冲程汽油机工作原理一样 每个工作循环也是由进气

3、 压缩 作功和排气四个行程所组成 但柴油和汽油性质不同 柴油机在可燃混合气的形成 着火方式等与汽油机有较大区别 下面主要介绍与汽油机工作原理不同之处 培训教材 柴油机 1 进气行程 不同于汽油机的是进入气缸的不是混合气 而是纯空气 2 压缩行程 1 压缩行程压缩的是纯空气 2 由于柴油机压缩比大 压缩终了的温度和压力都比汽油机高 压力可达3MPa 5MPa 温度可达800K 1000K 注 点燃温度是指燃料在空气中移近火焰时 其表面上的燃料蒸气能够被点着的最低环境温度 汽油的点燃温度很低 约为263K 柴油的点燃温度高 约为313K 359K 自燃温度是指燃料不与火焰接近 能够自行燃烧的最低环

4、境温度 柴油的自燃温度低 约为473K 573K 汽油的自燃温度高 约为653K 培训教材 柴油机 3 作功行程 1 压缩行程末 喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷入气缸内的高温空气中 迅速汽化并与空气形成可燃混合气 因为此时气缸内的温度远高于柴油的自燃温度 约500K左右 柴油自行着火燃烧 且以后的一段时间内边喷边燃烧 气缸内的温度 压力急剧升高 推动活塞下行作功 2 作功行程中 瞬时压力可达5MPa 10MPa 瞬时温度可达1800K 2200K 作功终了 压力约为200kPa 400kPa 温度约为1200K 1500K 四冲程汽油机和柴油机的共同特点是 1 每个工作循环曲轴转两转 720

5、 每一行程曲轴转半转 180 进气行程是进气门开启 排气行程是排气门开启 其余两个行程进 排气门均关闭 2 四个行程中 只有作功行程产生动力 其它三个行程是为作功行程做准备工作的辅助行程 虽然作功行程是主要行程 但其它三个行程也不可缺少 3 发动机运转的第一个循环 必须有外力使曲轴旋转完成进气 压缩行程 着火后 完成作功行程 依靠曲轴和飞轮贮存的能量便可自行完成以后的行程 以后的工作循环发动机无需外力就可自行完成 培训教材 柴油机 柴油机的曲轴 一 曲轴的功用 汇集所有气缸内燃烧气体所做的功 以旋转的形式输出 二 曲轴的分类 整体式曲轴 主轴颈 曲柄销和曲柄臂一体 套合式曲轴 全套式 曲柄销

6、曲臂 主轴颈都分别制造 然后套合为一体 半套合式 曲柄销与曲臂为一体 培训教材 柴油机 柴油机的气缸套 功用 构成工作循环的空间 作活塞的导向面 十字头的是滑块和导板 向周围导热 对于二冲程发动机还有扫气口 气缸套的结构 湿式和干式缸套 培训教材 柴油机 湿式气缸套 干式气缸套 湿式 散热条件好 厚度大 制造和更换方便 应用于船舶柴油机中 有水的腐蚀和穴蚀 干式 无腐蚀和穴蚀 壁薄 汽缸中心距可减小 结构紧凑 刚度小 气缸套外圆须精磨 气缸体上的孔须珩磨 气缸盖一 功用及结构特点 功用 封闭气缸 与活塞和气缸套一起组成燃烧室 气缸盖为最复杂的零件之一 结构特点 安装喷油器 进 排气阀 以及进

7、排气阀驱动机构 内部布置有进 排气道 冷却水腔 螺栓孔道 培训教材 柴油机 二 气缸盖的结构形式 一 单体式气缸盖 每一个气缸盖设有一个汽缸盖 即每缸一盖 结构特点 气缸盖下部有一凸缘 与气缸套上的环形凹槽相配合 二者之间用紫铜垫片密封 水腔分为两层 冷却水流向为 机体上平面 五个导水管 气缸盖底层水腔 冷却高温底面 出水口在最高处 应注意 一面发生局部过热 二 整体式气缸盖 几个缸的缸盖连成一体的称为整体式气缸盖 结构特点 每缸四阀 两进两出 型夹角内侧为进气道 外侧为派气管 阀孔处及启发导管处压有青铜气阀座和导管增加耐磨性和耐热性 培训教材 柴油机 培训教材 柴油机 配气相位与气阀间隙一

8、配气相位 为了使发动机气缸内的废气排除干净 和充入更多的新鲜空气或可燃混合气 发动机的进 排气阀都是提前开启而落后关闭 活塞在止点前后一段时间里 进 排气阀同时开启着 其对应的角度称为气阀重叠角 气阀重叠角的存在 使进 排气持续时间延长 有利于扫气过程的进行 二 气阀间隙 气阀间隙是指气阀传动零件之间的配合间隙 用以保证气阀及传动件受热后有伸长的余地 如果传动件之间没有间隙或间隙过小 受热后气阀被传动件顶住 气阀与阀座将不能紧密配合 造成气阀漏气 气阀锥面烧损 燃烧过程变坏 功率下降 以及排气管出现冒烟冒火现象等 如果间隙过大 传动件间以及气阀阀座间均将产生相互冲击 加速磨损 使气阀开启的延续

9、时间缩短 恶化气缸的进 排气 三 顶置式气阀布置形式 其进气阀和排气阀都倒挂在气缸盖上 由发功机的曲轴通过凸轮轴 挺柱 顶杆 摇臂传动气阀 当凸轮轴转动到上升段时 气阀被打开 当凸轮轴转动到下降段时 由气阀弹簧的回复弹力使气阀关闭 在这个过程中实现进气和排气过程 见下图 培训教材 柴油机 优点 是燃烧室结构紧凑 可减小进 排气系统的阻力 因而得到广泛的应用 其缺点是整个传动链的零件较多 质量大因而惯性载荷较大 培训教材 柴油机 三 凸轮轴布置形式 下置式凸轮轴 上置式凸轮轴 顶置式凸轮轴四 凸轮轴的传动方式 圆柱齿轮传动 上置式凸轮轴及下置式凸轮轴的 气阀机构 大多釆用圆柱形正时齿轮传动锥齿轮

10、传动 这种传动方式多用于轻型高速大功率内燃机顶置式凸轮的传动上 因为凸轮轴远离曲轴 所以采用锥齿轮与立式弹性轴来传动 链条式传动 链条式传动采用于某些上置式凸轮轴气阀机构上 能使气阀机构免受惯性载荷的作用 这种装置要求链条的质量高 工作中链条应具有一定的张力 以免发生脱链 因此装有止松链轮 调整止松链轮的位置即可改变链条的张力 培训教材 柴油机 配气机构 喷油器喷油器 装在气缸盖上 它的功用是将燃料雾化成极细的微粒而喷入气缸 对喷油器雾化质量的要求 主要取决于燃烧室型式 喷油器 由上部的喷油器体和下部的喷油嘴组成 按喷油嘴的结构喷油器分为开式和闭式两种 开式喷油器 主要特点是喷油器内腔总是与燃

11、烧室相通 由于它没有关闭喷孔的针阀 故称为开式喷油器 优点 是没有精密配合的运动件 故结构简单 缺点 是易产生滴油 这是由于当供油开始时 高压管内还未建立足够的压力 燃料的油滴就可能进入气缸 而当断油时 由于油管和燃料的膨胀也可能产生滴油 闭式喷油嘴分为 喷孔式和轴针式两类 培训教材 柴油机 喷孔式喷油嘴 主要用于直接喷射式燃烧室中 它由针阀体和针阀组成 喷孔数目l一8个 最多可达10个 孔径0 15 1 0mm 喷孔数目与方向决定于不同燃烧室对喷雾质量的要求以及喷油器在燃烧室内的布置 喷油嘴针阀的上面压有弹簧 使针阀紧压在针阀体座面上 当喷油泵输送的高压油作用在锥面上时 才能使针阀抬起开始喷

12、射 轴针式喷油嘴 它用于分开式燃烧室中 即预燃室和涡流室中 在轴针式喷油嘴中可将轴针头部做成不同的形状来适应燃烧室对喷油雾化的要求 轴针头部做成两个相对的截锥形时 当针阀抬起时 燃油经过喷孔和轴针之间的环形间隙喷出 形成中空的圆锥形喷雾 培训教材 柴油机 培训教材 柴油机 喷油器 连杆组功用 连接曲轴和活塞 将作用于活塞上的力传给曲轴 结构 连杆 连杆盖 连杆螺栓 连杆轴瓦 小端衬套 连杆本身又分为 连杆小端 连杆杆身和连杆大端三部分 培训教材 柴油机 柴油机常见故障分析柴油机运行中出现故障 应仔细分析股占产生原因 以便作出正确的判断 为故障的排除几事故的预防准备条件 通常采用看 听 摸 闻及

13、检查等方法对故障进行分析和判断 看 靠视觉观察柴油机的外观现象和仪表的指示情况以及排气烟色等是否出现异常情况 听 通过听觉区分柴油机进行的正常爆发声和非正常的机械摩擦或撞击等异常响声 摸 采用手感的方法判断和确定故障轻重程度及具体部位 闻 通过嗅觉来确定及鉴别柴油机某些部位出现的异常 对柴油机启动困难甚至无法启动的故障 一般采取以下步骤 1 检查电源 1 蓄电池存电不足 柴油机运转无力或转速低 2 起动吸铁开关打滑 碳刷接触不良 3 接触线松动或被侵蚀 4 导线过长 过细 导致电阻过大 产生电压降 5 起动机接线不正确 培训教材 柴油机 2 检查燃油供给 1 燃油箱无油或管路不通 输油泵不输油

14、 会出现输油泵出油量少或出泡沫状柴油现象 2 喷油泵泵端压力过低 供油量少或不供油 空气未排净 3 燃油滤清器有水或受堵和有空气未排净 会出现白烟 4 喷油器失灵 磨损 柴油机有烟排出 5 燃油喷油泵喷油时间不对 可能为柱塞错用或齿轮装错 6 燃油的牌号不符要求或质量不纯 自燃点过高 燃油不能完全燃烧时排黑烟 7 停车手柄未复位 3 考虑进气量不足的可能 1 进气受堵 这主要为空滤器积尘过多或受潮所至 2 进排气门间隙过大或过小 柴油机会有异常响声 3 配气定时不对 装错或消切后位移 培训教材 柴油机 4 排气受堵 可能为进气压缩力不足方面 5 考虑环境温度是否过低 1 柴油起蜡 柴油结冰 2

15、 机油粘度过高 3 外界气温在 5摄氏度以下 此时可作提高温度方面的相应措施 如加开水作冷却液 加热机油 明火助燃等 6 其他方面原因 1 配套输出机械带负荷起动 2 配套上对柴油机有向前方向的轴向力 3 配套输出机械与柴油机曲轴不同轴度超差 4 某一气缸内进入大量的水或油 5 曲轴不能转动 可能为抱轴 咬缸和其他不正常情况 培训教材 柴油机 柴油机的使用与维护一 使用注意事项 1 启动发动机前应检查 润滑油面是否在油标尺上 下刻度线之间 燃油箱的油量 水箱防冻冷却液是否足够 2 启动时 油门位置不能太大 否则 会冒黑烟的 3 启动电机的啮合时间每次不得超过10秒 如果启动失败 应停1分钟后再

16、启动 若三次仍无法启动 应查明原因排除故障后再启动 4 冷机启动后必须怠速运转3 5分钟 待水温 油温 机温正常后发动机才能正常运转 切勿冷机突然加大油门 因此 会加快发动机的损坏 5 发动机启动后应检查油压 水温是否正常 如有异常必须找出原因排除 6 发动机停机前应怠速3 5分钟再熄火 高速停机会导致增压器故障 培训教材 柴油机 7 发动机怠速时间不宜超过15分钟 若太长会导致喷油器偶件发卡 8 不应超载行驶 否则 会缩短机器的使用寿命 二 日常维护保养 1 检查是否有三漏现象 漏油 漏水 漏气 如有应排除 2 检查各仪表 线路接头是否松动 异常 有因及时修理和更换 3 更换柴滤芯 机滤芯后 应检查是否有渗漏 若有应排除 4 清理空滤或更换滤芯 应注意装正密封垫片 检查进气管路有否破损 卡箍是否松 若不按规定维护 保养空滤 将导致缸孔早磨 功率下降 呼吸器排气排油 机器会罢工的哦 5 润滑油要用正宗的 换油后 放油螺塞应拧紧 6 检查调整皮带张紧度 7 空气滤芯 柴油滤芯 机油滤芯应使用正宗配件 培训教材 柴油机 谢谢 培训教材 柴油机