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1、,工程机械柴油机构造与维修教学课件,编制：许炳照,单元1：柴油机基本构造的认识,学习情境描述 第1讲 柴油机概述 第2讲 发动机的总体构造与拆装 第3讲 柴油机的主要性能指标,单元1：柴油机基本构造的认识,学习情境描述： 某维修企业接到一辆二手956型旧装载机（装备有斯太尔WD615柴油机）的维修业务，根据用户反映该机械无负载时可以中速行走，但在进行铲装作业时柴油机无力，润滑油耗用量大，排气冒兰烟，急加速时冒墨烟，且无维修资料。经技术员检查，初步判断该柴油机内部可能已磨损严重，需要对该装载机装配的动力进行拆卸检修。,生产任务：柴油机的拆装与零部件认识。 1)工作对象：需待拆卸修理的涡轮增压式柴
2、油机总成1台。 2)工作内容： (1)领取所需的维修工具、耗材，做好工作准备。 (2)从柴油机上拆除进、排气管道及空压机、喷油泵、启动机、发电机、涡轮增压器、中冷器等外围部件。 (3)按规范步骤分解柴油机。 (4)进行必要的清洁和检查，按顺序摆放柴油机零部件，并识别各汽缸零部件及其装配标记。 (5)组装涡轮增压式柴油机总成，检查各零部件安装位置，保证正确安装。 (6)安装进、排气管道及空压机、喷油泵、启动机、发电机、涡轮增压器、中冷器等外围部件。 (7)调整配气正时、齿形带的张紧度和气门间隙。 (8)检查、评价柴油机检修工作质量。 (9)整理工具，清洁工作场地。,3)工作目标与要求： (1)学
3、生应以小组工作的方式，完成本项工作任务。 (2)学生应当能在小组成员的配合下，利用柴油机维修手册（或实训指导书），制定工作计划，实施工作计划。 (3)能通过阅读资料和现场识别柴油机名牌，辨别所检修柴油机的类型。 (4)能认识所拆卸涡轮增压式柴油机各零部件，会表述其工作原理和各零部件的作用。 (5)能按规范的步骤，完成柴油机的拆装，各零部件的方向和安装位置准确。 (6)在工作过程中注意工作安全，做好废旧料的处置，保持工作环境整洁。,第1讲:柴油机概述,一、热机,指将燃料的燃烧热能转化为机械能的原动机,可分为外燃机与内燃机，后者应用最广泛。,1、内燃机分类,1)按活塞的运动方式不同分：,（1）活塞
4、往复式：,（2）三角转子式：,2)按工作循环过程分,（1）四行程（2）二行程,3)按气缸数分,（1）单缸机（2）多缸机,4)按气缸排列分,（1）直列立式发动机,（2）V型发动机,（3）对置卧式发动机,5）按进气方式分,(1)自然吸气式,(2)增压式,(1)压燃式(如柴油机),6）按燃料着火方式分,(2)点燃式(如汽油机),7）按冷却方式分,（2）水冷式,（1）风冷式,2、柴油机的使用特点 1)柴油机具有下列突出优点 （1）经济性好，热效率一般为3542。 （2）大功率范围广。 （3）机动性好。 （4）低油耗。比汽油机低2040。 （5）低C02排放量。 (6)低NOX排放量。 (7)低PM排放
5、量。(8)耐久性佳：对于柴油车辆柴油机寿命可达30万100万，甚至更高。 (9)低维护成本。有些柴油机的维护周期可5万。 2)内燃机存在一些缺点 （1）运转时噪音大。 （2）废气中有害成份对大气污染较严重 。,二、柴油机总体构造,1-机体;2-高压油泵;3-空气压缩机;4-油底壳;5-润滑油冷却器;6-进水管;7-风扇;8-散热器;9-回水管;10-节温器;11-喷油器;12-汽缸盖;13-汽缸盖罩;14-进气岐管;15-进气管;16-空气滤清器;17-油门踏板;18-油箱;19-油管,（1）曲柄连杆机构。主要由汽缸体、汽缸盖、活塞组件、连杆组件和曲轴飞轮组件等组成，是组成燃气工作的空间，并将
6、活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动而输出动力的机构。 （2）配气机构。主要由气门组件、气门传动组件、凸轮轴和凸轮轴驱动机构等组成，它按工作循环的要求，定时地启闭进、排气门，排出汽缸的废气，吸入新鲜气体，完成换气过程。,（3）润滑系。其组成主要有润滑油泵、润滑油滤清器和润滑油冷却器等，在柴油机运转时，连续不断地将润滑油输送到各摩擦表面，以减小零件的磨损和摩擦阻力。,（4）冷却系 。它由散热器、水泵和风扇等组成，将柴油机受热机件的热量散发出去，以保证柴油机正常的工作温度。,（5）燃油供给系。它由柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵和喷油器等组成，是将柴油以一定的压力、定时、定量地喷入汽缸，与缸内的空
7、气形成可燃混合气。,（6）启动系统。它主要由蓄电池、启动机、继电器等组成，使静止的柴油机启动运转。,1-启动开关;2-启动机;3-蓄电池;4-喷油泵,（7）进、排气系统。进排气系统包括进气管、空气滤清器等。,排气管与消声器,1、单缸柴油机基本组成,三、四行程发动机常用术语,燃烧室容积Vc,（3）活塞行程：,上下止点间的距离S。,（4）三个容积,气缸总容积：Va,气缸工作容积：Vh,2、名词及术语,（1）上止点,（2）下止点,1-曲柄;2-曲轴回转中心;3-连杆;4-活塞; 5-汽缸;6-进气门;7-喷油器;8-排气门;9-飞轮,气缸工作容积：Vh,（5）发动机排量VH ：,（6）压缩比 ： =
8、Va/Vc=1+Vh/Vc,a.指气缸总容积与燃烧室容积之比。,b.用以表征缸内气体被压缩的程度。 c.一般汽油机为6.59.5，轿车为911 ；而柴油机较高，一般为1423 。,VH = i(缸数)Vh （L）,Va 气缸总容积；Vh 气缸工作容积； Vc 燃烧室容积；,四、柴油机的工作原理,1、工作循环,1-曲轴;2-连杆;3-活塞;4-进气门;5-排气门;6-喷油器;7-燃烧室,2、单缸四行程柴油机工作过程,（1） 进气行程在这个过程中只有空气进入汽缸。为了增加进气量，柴油机常常采用涡轮增压器。 （2） 压缩行程在这个过程中，活塞压缩吸入的空气，使之升温到燃烧前温度点。最高温度可达800
9、1000K，高于柴油的自燃温度（约627K），压力达到35Mpa,柴油机的压缩比要与汽油机的高。 （3） 燃烧行程燃油被喷射进入燃烧室。燃油因为与高温的压缩空气混合后，并且引发自燃着火和燃烧，高温气体推动活塞下行。燃烧瞬时气体温度可达18002200K，瞬时压力达到510Mpa,做功结束时温度可达12001500K，压力达到0.20.4Mpa。 （4） 排气行程在这个过程中，活塞推动燃烧过的气体排出汽缸。排气行程结束时，汽缸内温度可达8001000K，压力约为0.1050.125Mpa。,3、单缸四行程柴油机的工作过程分析,五、 四行程柴油机的工作特点,1、单缸 (1)四行程柴油机的一个工作循
10、环，曲轴转两圈（即转过720），每一个行程曲轴转半圈（即转过180），进气行程时进气门开启，排气行程时排气门开启，其余两个行程进、排门均关闭。 (2）柴油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，并且着火燃烧完成做功行程后，依靠曲轴和飞轮储存的能量便可自行完成以后的行程，此后的工作循柴油机无须外力即可自行完成。 (3)柴油机在换气过程中若能做到进气充分、排气彻底，即可提高充气系数，增大柴油机发出的功率。 (4)单缸四行程柴油机只有做功行程产生动力，其他三个行程则消耗动力，但不可或缺地为做功行程做准备。,2、多缸多缸四行程柴油机，曲轴每转两圈过程中，所有汽缸都要完成一个工作循环
11、，且各汽缸所有的工作循环完全相同，并严格按进气、压缩、做功、排气的次序进行。在结构上采用适当型式的曲轴，可以使各汽缸的做功行程间隔角（曲轴转角=720/i)均匀，做功顺序相互交错，保证柴油机运转平稳。例如，四缸柴油机，各缸做功行程间隔角为180（720/4）；八缸四行程柴油机，各缸做功行程间隔角为90 (720/8)。汽缸数越多，各汽缸做功间隔角越小，柴油机的工作越平稳。但汽缸数越多，结构越复杂，结构尺寸和整体质量均增加。,课堂讨论,1.什么叫上止点和下止点?表述活塞行程和行程? 2.什么是曲柄半径?有何作用?它和活塞行程有何关系? 3.根据自己的理解,表述柴油机排量的概念。 4. 表述压缩比
12、的定义,汽缸各容积如何表示?有何意义?,课堂总结：思考题：,第2讲 发动机的总体构造与拆装,一、柴油机外部基本构造的认识,1、柴油机前端(风扇侧)结构,l-曲轴正时齿轮;2-正时皮带;3-皮带张紧装置;4-冷却水泵;5-燃油泵;6-发电机; 7-吊耳（前端）;8-空气进气口；9-涡轮增压器;10-空气出气口;11-风扇驱动轮; 12-空气压缩机,2、柴油机后端(飞轮侧)结构,l-飞轮;2-涡轮增压器;3-吊耳（后端）;4-曲轴箱呼吸器;5-水温传感器;6-启动机,3、柴油机燃油喷射泵一侧结构,l-润滑油检测尺;2-液压泵（动力输出）;3-喷油器;4-曲轴箱呼吸器;5-曲轴箱通气管;6-燃油滤清
13、器;7-润滑油滤清器;8-涡轮增压器空气进气;9-发电机;10-燃油泵;11-水泵;12-冷却剂加热器;13-加热器支架;14-燃油出油管;15-燃油进油管,4、柴油机涡轮增压器一侧结构,l-启动机;2-油底壳;3-涡轮增压器润滑油管;4-冷却管入口;5-冷却管出口;6-冷却液加注口;7-涡轮增压器;8-进气岐管;9-排气岐管,5、柴油机顶端(俯视)结构,l-柴油机卷标;2-柴油机名牌;3-液压泵（动力输出）;4-飞轮外罩;5-进气管;6-排气管;7-排气管出口;8-涡轮增压器;9-空气进气口(接空气滤清器);10-曲轴箱通气管;11-冷却管出口;12-冷却管支架;13-风扇驱动轴;14-燃油
14、泵支架;15-润滑油加注口;16-润滑油滤清器;17-燃油滤清器;18-喷油器,二、柴油机型号识别,1、型号规格标准,我国于1991年颁布了国家标准内燃机产品名称和型号编制规则（GB/T725-1991）。该标准规定内燃机型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成，型号由下列四部分构成： 首部：为产品系列符号、换代标志符号和地方、企业代号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需经主管部门或标准化机构核准。 中部：由缸数符号、行程符号、汽缸排列形式符号和缸径符号组成。 后部：为结构特征和用途特征符号，以字母表示。 尾部：为区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示。,2、举例
15、 内燃机型号编制示例： 汽油机： 1E65F表示单缸、二行程、缸径65mm、风冷、通用型汽油机。 4100Q表示四缸、四行程、缸径100mm、水冷、车用型汽油机。 6100Q表示六缸、四行程、缸径100mm、水冷、车用汽油机。,柴油机： 165F表示单缸、四行程、缸径65mm、风冷柴油机。 495F表示四缸、直列、四行程、缸径95mm、水冷柴油机。 4120F表示四缸、四行程、缸径120mm、风冷柴油机。 6135表示六缸、直列、四行程、缸径135mm、水冷、通用型柴油机。 6135ZG表示六缸、四行程、缸径135mm、增压、工程机械用柴油机。 12V135ZG表示十二缸、V型、四行程、缸径1
16、35mm、水冷增压、工程机械用型柴油机。,应用实例,6135AZK-8（柴油机）,活塞行程为150mm，没有则为140mm；,采用复合型燃烧室。,为增压型柴油机；,3、 柴油机的名牌识别 铭牌的主要内容示例如下： 制造日期：采用8位数字。前4位为年，中间2位为月份，后2位数字为日期。如2008年9月17日生产装配试验合格后打印成20080917。 排量：9.7L 机型:KTA-19C 点火顺序:1-5-3-6-2-4 气门冷态间隙:进气0.25 mm,排气0.35 mm 额定功率:360KW 额定转速:2100rpm,三、柴油机总成构造的拆装,1)拆卸 （1）把需要检修的柴油机从机械上拆下来，以便分解检修。 （2）断开柴油机的外围附件，使用桥式起重机(或吊具)将柴油机从待修机械上拆卸下。 注意起重机的安全操作规程，高度重视柴油机总成的吊装安全。 （3）按规范步骤对柴油机外部进行检查与清洁，注意柴油机总成在拆解前应固定在工作台架上，操作过程不要损伤柴油机。,
