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1、毕业设计（论文）题目：柴油机的构造及我国柴油机的发展姓名： 专业工作单位职务准考证号设计（论文）指导教师：发题日期：完成日期：柴油机的构造及我国柴油机的发展摘要柴油机具有操作简单，运行可靠，起动迅速，效率高，体积小， 易于搬运， 移动和安装，建设速度快燃料柴油贮、运方便等许多优点。因此，它被广泛用于工矿企业、山区农村、军工雷达、邮电通信、机场、广播电视台站、银行、医院、等处作为自备电源或备用应急电源；对于远离电网的基建施工现场或地质、石油勘探工地的施工用电采用柴油发电机组供电最为简便、快速； 在缺水少煤地区在电力网相联之前期通常也采用柴油发电机组作为临时性的过渡电站；尤其中小型柴油发电机组在城
2、市中的一、二类高层建筑物或重要的公共设施建筑物中，根据国家消防法规的要求，为确保消防负荷的供电，更为普遍地采用柴油发电机组作为第二电源或作为第三电源。微小型机组(容量几百瓦几千瓦)近年来也逐步进入家庭作为市电中断时的备用应急电源。也是铁路牵引列车产生位移的必要动力。所以， 柴油发电机组， 特别是中小型容量的机组，在电网无法达到或无法保证不间断供电的情况下，作为对一些重要负荷的动力或备用电源， 也是不可缺少的。因此，柴油发电机组获得广泛的应用。随着我国经济的高速发展，工业水平的提高，对柴油机的需求量也加大。柴油机具有起动迅速，效率高，易于移动和安装等许多优点。因此对柴油机不断进行研究和设计，促进
3、它的发展很有现实意义。我国40多年的发展，经过了早期试制、定型生产 、自主开发、采用先进技术开发新型内燃机车四个阶段。内燃机车产品，也经过了试制产品、第一代产品、第二代产品、第三代产品四个阶段。目前正在开发第四代产品。本论文首先对机组的整体及组成部分进行了研究，重点讲述了运动部件及功率的运用，然后对我国柴油机的发展做了总结包括我国柴油机现状和国外柴油机发展水平、我国和外国柴油机水平的差距、跨越式发展对我国柴油机发展方向的要求、新型内燃机车的技术特征、机车关键新技术新部件、机车计算机网络控制技术、等一些国内外新技术。关键词：柴油机；构造；发展 推进学校内涵建设深化年各项工作和“三乐两校”主题教育
4、活动的开展，进一步繁荣校园文化，搭建具有时代特征大学生特点的文化艺术活动平台，促进学院间师生的友谊41第一章 柴油机的构造1.1柴油机的型号和含义根据国家标准GB725 的规定,内燃机型号由气缸数,冲程型式,气缸排列, 缸径. 结构特征和用途特征符号,改型后在结构与性能上变化的区分符号组成.图1-2 中的符号及数字代表了柴油机的型号含义： 1-产品换代号;缺位, 基本型; X, 新型; B, R, 换代标志 2-气缸数 ( 数字) 3- -气缸排列形式: 缺位 , 直列式; V, V形排列 4-气缸直径 (mm) 5- 某些系列特殊代号 6 -强化代号: 缺位, 非增压; Z, 增压; ZL,
5、 增压中冷 7-用途代号: 缺位, G, 基本型; D, 电站用; C, 船用; K, 工程机械用 8-变型代号: 缺位, 标准型; 1 2 3 变型设计代号 12348756图2-2举例： 12V135D-12缸、V形排列、汽缸直径135mm、电站用柴油机。1.2柴油机的工作条件 机组的工作条件是指在规定的使用环境下能输出额定功率，并能可靠地进行连续工作。国家标准规定的电站（机组）工作条件，主要按海拔、环境温度、相对湿度、有无霉菌、盐雾以及放置的倾斜度等情况来确定的。根据GB2819-81国家标准规定，电站在下列条件下，应能输出额定功率，并能可靠地进行工作。 A类电站：海拔高度1000m，环
6、境温度40，相对湿度 60%； B类电站：海拔高度0m，环境温度20，相对湿度60%。 电站在下列条件下应能可靠地工作，即海拔高度不超过4000m，环境温度上、下限值分别为：上限值为 40，45； 下限值为 5，-25，-40；相对湿度分别为 60，90，95。1.3 对发电用柴油机的技术要求 发电用柴油机多数为通用型或其他机型的变型，可用于移动式、固定式和船用发电机组，其技术特点及要求如下：（1）频率稳定，为保证频率稳定性，要求安装灵敏度较高的全程式调速器。（2）要求平稳性好，不均匀度小。所以一般采用多缸机或较大的飞轮。（3）可靠性高，具有长期连续工作的能力。（4）噪声低（5）较大容量的发电
7、机组应急备用发电机组必须有自动启动、自动加减负载、自动停车等多种自动控制功能。第2章 柴油机的基本结构与工作原理2.1 柴油机结构及工作系统 柴油机由燃料系统、曲轴连杆机构、配气系统、润滑系统及冷却系统和 启动装置组成。其中，燃料系统包括柴油箱、虑油器、喷油泵和喷油嘴等零部件，曲轴连杆机构主要由汽缸体、曲轴箱、汽缸盖、活塞、活塞销、连杆、曲轴和飞轮等零件组成。配气机构由进气门、排气门、凸轮轴及驱动零件组成。润滑系统由机油泵、机油滤清器和润滑油道组成。冷却系统应由水泵、散热器、节温器、风扇和水套等部件构成。而启动装置通常采用电动马达或启动马达，对于功率大的机组，则采用压缩空气启动。2.1.1 机
8、体组件与曲轴连杆机构（1）机体组件机体组件是柴油机的骨架，主要由气缸体-曲轴箱、汽缸盖、汽缸套、汽缸垫、油底壳以及齿轮室和飞轮壳等组成。柴油机的所有运动基建和辅助系统都安装在机体组件上，比如机体中装有齿轮传动机构、汽缸套、主承轴、飞轮壳等，汽缸盖上装有气门组、摇臂、喷油、喷油器、进排气管等。汽缸体曲轴箱 中小功率柴油机的汽缸体与上曲轴箱常铸成一体，简称机体。它构成了柴油机的骨架，其内部与外部安装有柴油机的各种零部件及附件。机体一般用灰铸铁（HT1532、HT2040、HT2547等）铸造。大型柴油机的机体多采用铸焊结构或钢制焊接结构，其特点是结构刚度和强度较高，与全铸铁结构相比，重量可减轻25
9、%30%，缺点是焊缝内应力大，易产生疲劳裂纹，且成本较高。 柴油机一般采用水冷方式，为增加机体刚度，一般将汽缸体与上曲轴箱铸在一起，常见的机体结构有以下3种：龙门式、平分式、隧道式汽缸套 汽缸体上用作活塞往复运动的内腔成为汽缸。它对活塞起导向作用。一般汽缸套采用耐磨合金铸铁制造。 汽缸盖 汽缸盖与活塞、汽缸和汽缸垫共同构成并密封在燃烧室，直接受燃气的高温、高压及缸盖螺栓的预紧力的作用，其热应力和机械力均较严重。因此，要求汽缸盖有足够的强度和刚度，温度场分布均匀，以减小热应力，避免气门座之间产生裂纹。汽缸盖常用材料为高强度灰铸铁HT2040和HT2547。 汽缸垫 汽缸垫是汽缸盖与机体结合面之间
10、的密封元件，它在压力的作用下产生一定的变形，以补偿结合面的不平度与粗糙度，密封燃烧室，防止高温高压的燃气泄露。许多汽缸垫还起密封缸盖与机体之间润滑油和冷却水通道的作用。 油底壳（又称下曲轴箱） 油底壳的主要作用是贮存机油，并回收柴油机各摩擦表面流回的机油。它常用12 mm厚的薄钢板冲压制成，也有用铸铁或铝合金铸制成的。油底壳可分为干式和湿式两种。发电用柴油机采用湿式油底壳，其结构形状主要是根据机油容量，柴油机的安装位置及在使用中的纵横倾斜角度来决定。 柴油机的支承 柴油机的支承随起用途不同而异，发电用的固定式柴油机，多用机体组件上的四个支承点刚性地固定在机座或其他质量较大的基座上，以降低由于柴
11、油机固有的平衡性引起的振动。（2）曲轴连杆机构 曲轴连杆机构的作用是将燃料的、燃烧的热能转变为机械能，即把活塞顶上承受的燃气压力传给曲轴，将活塞的高速直线往复运动转变为曲轴的旋转运动。曲轴连杆机构由活塞组（活塞、活塞环、活塞销）、（连杆、连杆螺钉或螺栓、连杆轴承）等主要零件组成。2.1.2 配气结构与进排气系统配气机构的作用是按柴油机的工作循环和着火顺序，定时地启闭各缸的进排气门，以保证新鲜空气适时冲入汽缸，并将燃烧后的废气即时排出汽缸。 对配气机构的要求是：进入汽缸的新鲜空气尽可能多，排气尽可能充分；气门开闭时的振动和噪声小；工作可靠，使用寿命长；此外机构应便于调整。（1）配气机构结构与工作
12、过程 柴油机的配气机构类型有：气门式、气孔式、气孔-气门式等。四冲程柴油机多用气门式，二冲程柴油机多用气孔式，现代二冲程柴油机为提高换气效率而采用气孔气门式。 （2）进排气系统 进排气系统由空气滤清器，进、排气管，消声器等组成。进气系统和空气滤清器 柴油机工作时，新鲜空气通过进气管和汽缸盖中的进气管道进入汽缸内，为了使进入汽缸内的空气不致受热而影响进气量，通常柴油机都将进气管与排气管分别装在汽缸盖的两侧。 空气滤清器是汽缸吸入空气的“大门”，它的功用是清除进入汽缸内的灰尘杂质，将干净的空气送入汽缸内。排气系统和消声器发动机汽缸内的废气通过排气道和排气管排出机体之外，在排气管道中安装消声器，以排
13、除发动机排气的声响2.1.3 柴油供给系统 柴油供给系是柴油机重要组成部分，它的性能直接影响柴油机的动力性、经济性、噪声及废气排放等性能。 柴油机燃油供给系由油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器及高低压油管等组成。其作用是根据柴油机的工作要求，定时、定量、定压地将雾化质量良好的柴油按一定的喷油规律喷入汽缸内，并使其与空气迅速而良好地混合和燃烧。2.1.4 冷却系统柴油机运行时，燃油在燃烧室内燃烧产生大量的热量，使气缸内气体温度高达18002500，大约有三分之一左右的热量被柴油机的零件所吸收，尤其直接与高温气体接触的机件，如活塞、气缸盖、气缸、气门等机件强烈受热，若不采取适当的措施，将会造
14、成严重的后果：受热后的机件温度很高，强度下降，甚至烧坏变形，破坏正常的间隙，润滑油也会因温度升高而变稀，失去有效的润滑作用，加剧运动机件的磨损和变形，甚至引起润滑油燃烧和机件的粘结，使柴油机无法继续工作，因此为保证柴油机的正常运行，必须进行冷却。但是，由于柴油机是依靠压燃方式工作的，需要有一定的气缸温度，才能使柴油充分燃烧，因此柴油机的冷却必须适度。若冷却过渡，一方面热量散失过多，使转变为有用功的热量减少，另一方面温度过低不利于可燃混合气的形成和燃烧。由此可见，柴油机工作温度过高或过低都会降低她的动力性和经济性。冷却系统的作用是保持柴油机在最适宜的温度状态下工作，以获得良好的经济性、动力性和耐久性。柴油机的冷却方式有风冷和水冷：（1）风冷却方式风冷却方式又称空气冷却式，它以空气作冷却介质，将柴油机受热零部件的热量传递出去。这种冷却方式由风扇和导风罩等组成。为了增加散热面积，通常在气缸体和气缸盖的外壁铸有很多皱褶状的散热片。工作时风扇转动将空气吸入，沿导风罩流向气缸体与气缸盖表面，冷空气流经散热片时，将气缸体和气缸盖传出的热量带走。（2）水冷却方式水冷
