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1、柴油发动机结构及示功图 弘深土建：王文彬 柴油机是内燃机的一种，将柴油喷射到汽缸内与空气混合，燃烧得到热能转变为机械能的热力发动机，即依靠燃料燃烧时的燃气膨胀推动活塞作直线运动，通过曲柄连杆机构使曲轴旋转，从而输出机械功。内容一、系统构造一、系统构造二、工作原理及其示功图二、工作原理及其示功图三、柴油机与汽油机的简单比较三、柴油机与汽油机的简单比较柴油机的基本构成两大机构两大机构l曲柄连杆机构l配气机构 五大系统五大系统l燃燃料料供供给给系统系统l冷却系统冷却系统l润滑系统润滑系统l进排气系统进排气系统l起起动系统动系统骨架骨架l机体机体l气缸套气缸套l曲轴箱曲轴箱l气缸盖气缸盖l油底壳油底壳
2、 一、柴油机外壳空滤增压器机滤水滤启动电机充电机缸盖输油泵柴滤ECU油底壳排烟出口散热器风扇废气管预热装置一、柴油机外壳一一机机体体作作功功系系统统组成1一、柴油机外壳一一机机体体作作功功系系统统组成2一、柴油机外壳一一机机体体作作功功系系统统组成3一、柴油机外壳一一机机体体作作功功系系统统组成4活塞活塞环连杆泵喷嘴一、柴油机外壳一一机机体体作作功功系系统统组成5飞轮活塞活塞环连杆曲轴凸轮轴气门摇臂气门顶杆正时齿轮中间齿轮曲轴齿轮一、柴油机外壳一一机机体体作作功功系系统统组成6二、燃油系统喷油器 油水分离器手摇泵高压油泵滤清器油 箱燃油系统的构成和油燃油系统的构成和油路走向路走向二、燃油系统二
3、二燃燃油油系系统统组成1二、燃油系统 调调速器的功用与速器的功用与类类型：型：功用：柴油功用：柴油发电发电机机组组工作工作时时，其，其负载负载是是变变化的，化的，这这就要求就要求发电发电机机组组输输出的功率也要有相出的功率也要有相应应的增加或减少。此外，供的增加或减少。此外，供电电的的频频率是要率是要求求稳稳定，定，这这就需要柴油机工作就需要柴油机工作时时的的转转速保持速保持稳稳定。因此一般柴定。因此一般柴油机都装有油机都装有调调速器。速器。类类型：型：调调速器按其工作原理可分速器按其工作原理可分为为：离心式、气：离心式、气动动式、液式、液压压式。常式。常见见的是离心式。的是离心式。 上海科泰
4、电源股份有限公司上海科泰电源股份有限公司SHANGHAI COOLTECH POWER CO., LTD. SHANGHAI COOLTECH POWER CO., LTD. 二、燃油系统二二燃燃油油系系统统喷油泵二、燃油系统二二燃燃油油系系统统喷油器二、燃油系统 喷喷油器油器结结构构 喷喷油器工作原理油器工作原理 上海科泰电源股份有限公司上海科泰电源股份有限公司SHANGHAI COOLTECH POWER CO., LTD. SHANGHAI COOLTECH POWER CO., LTD. 三、冷却系统三三冷冷却却系系统统示意图冷却水中冷管路图四、润滑系统三三润润滑滑系系统统示意图润滑系
5、统演示图组成：组成：由由机油机油泵、机油滤清泵、机油滤清器、机油冷却器、机油冷却器、油底壳、器、油底壳、机油机油集集滤器、滤器、润滑油道和一润滑油道和一些些阀门阀门等等组成组成五、进排气系统三三进进排排气气系系统统示意图进气增压系统进气中冷器三三进进排排气气系系统统凸轮轴凸轮轴挺柱挺柱推杆推杆摇臂摇臂凸轮轴正凸轮轴正时齿轮时齿轮摇臂轴摇臂轴配气机构根据根据根据根据发动机的工作发动机的工作发动机的工作发动机的工作顺顺顺顺序序序序和工作过程，定时和工作过程，定时和工作过程，定时和工作过程，定时开开开开启启启启和和和和关关关关闭闭闭闭进气门和排气门，使可燃混合气进气门和排气门，使可燃混合气进气门和排
6、气门，使可燃混合气进气门和排气门，使可燃混合气或或或或空气空气空气空气进入气缸，并使废气进入气缸，并使废气进入气缸，并使废气进入气缸，并使废气从从从从气缸内排出，实气缸内排出，实气缸内排出，实气缸内排出，实现换现换现换现换气气气气过程。过程。过程。过程。配配配配气机构大多气机构大多气机构大多气机构大多采采采采用顶置气门式用顶置气门式用顶置气门式用顶置气门式配配配配气机构，气机构，气机构，气机构，一一一一般由般由般由般由气门组、气门气门组、气门气门组、气门气门组、气门传传传传动组和气门动组和气门动组和气门动组和气门驱驱驱驱动组组成。动组组成。动组组成。动组组成。六、起动系统24V电瓶电瓶起动起动
7、开关开关飞轮齿圈飞轮齿圈驱动齿轮驱动齿轮起动机起动机起动机结构内容一、系统构造一、系统构造二、工作原理及其示功图二、工作原理及其示功图三、柴油机与汽油机的简单比较三、柴油机与汽油机的简单比较柴油机的基本术语柴油机的基本术语l上、下止点上、下止点l缸径缸径l行程行程l工作容积工作容积l排量排量l燃烧室容积燃烧室容积l压缩比压缩比柴油机工作原理燃燃料料与空气混合与空气混合后在后在机器内机器内部部燃烧燃烧而而产生热能，然产生热能，然后再后再转变为机械能。转变为机械能。压缩进气排气做功二、工作原理工作循环工作循环吸入的是纯空气气体压力:3.5-4.5MPA气体温度：750-1000k汽油机：压力：0.
8、6-1.2MPA温度：600-700K压缩比：11.4压缩比：16-22燃油10MPA喷入，燃烧温度提升到：6-9MPA,温度：2000-2500K柴油自然温度：650K废气排除配气相位演示图进气持续角为：+180+排气持续角为+180+由由于进气门早于进气门早开开和排气门和排气门晚关晚关，就就出出现现了了一一段段进进排气门排气门同同时时开开启启的的现现象象，称称为气为气门门叠开叠开。同同时时开开启的启的角角度，度，即即进进气门早气门早开角开角与排与排气门气门晚关角晚关角的和的和( (+ +) )，称称为气为气门门叠开角叠开角。三、示功图的种类和用途 1. p-V示功图 计算柴油机的功率调整各
9、缸负荷的均匀性量取最高爆炸压力判断各缸燃烧情况以及计算缸内瞬时温度等2、p-V转角示功图转角示功图传传动动机机构构的的小小曲曲柄柄超超前前所所测气缸曲柄测气缸曲柄82。利利用用小小活活塞塞的的最最大大运运动动速速度度带带动动转转筒筒快快速速转转动动，以以记记录录气气缸缸内内上上止止点点附附近近的的压压力力变变化化，即即将将上上止止点点附附近近缸缸内内压压力力，曲曲线横坐标放宽。线横坐标放宽。功功用用：定定性性分分析析研研究究缸缸内内燃燃烧烧过过程程。但但图图形形已已失失去去示示功功图图原原形形。不不能能作作为计算功率的依据。为计算功率的依据。3、手拉展开示功图手拉展开示功图在在不不能能测测取取
10、p-V转转角角示示功功图图的的柴柴油油机机上上，为为了了能能研研究究缸缸内内燃燃烧烧过过程程情情况况。如如发发火火时时刻刻等等，可可测测取取手手拉拉展展开开图图。此此时时转转筒筒机机构构的的绳绳索索用用手工快速拉动。手工快速拉动。4、梳形图、梳形图 如如需需较较准准确确的的测测取取缸缸内内最最高高爆爆发发压压力力（pz）和和 压压 缩缩 压压 力力（pc）可可测测取取梳梳形形图图。此此时时可可慢慢慢慢拉拉动动示示功功器器转转筒筒绳绳索索，测测出出多多条条pz线线和和pc线线（单单缸缸停油）。停油）。5、弱弹簧示功图弱弹簧示功图研究和检查研究和检查换气过程换气过程的情况，则应测取弱弹簧示功图。示
11、的情况，则应测取弱弹簧示功图。示功器应功器应换用换用11标准活塞和软弹簧标准活塞和软弹簧。6、p-示功图（用电子示功器测取）示功图（用电子示功器测取）功用：功用：计算柴油机的指示功率计算柴油机的指示功率评估燃烧与扫气过程评估燃烧与扫气过程测取缸内最高爆发压力测取缸内最高爆发压力p pz z和压缩压力和压缩压力p pc c计算放热率计算放热率, ,测定发火角测定发火角一、正常示功图的一、正常示功图的特征特征（船舶试航报告提供）船舶试航报告提供）（1）工作过程）工作过程曲线圆滑曲线圆滑，曲线过渡处无锐角或突变形状；，曲线过渡处无锐角或突变形状；（2）工工作作过过程程各各主主要要特特征征值值，如如最
12、最高高爆爆发发压压力力pz、压压缩缩压力压力pc等符合试航报告的规定值等符合试航报告的规定值；（3）工作过程）工作过程曲线无异常波动曲线无异常波动现象；现象；（4）示功图）示功图尾部形状应符合不同扫气形式的正常轨迹尾部形状应符合不同扫气形式的正常轨迹。 各缸有关热力参数的不均匀度应满足如下要求:工作参数 不均匀度(%)压缩压力pc 5最高爆发压力pz 5平均指示压力pi 5排气温度Tr 5(中、高速增压机为8%)其中 二、示功图的计算1、面积仪法 hi=f/L(mm) Pi=hi/M2、十等分法内容内容一、系统构造一、系统构造二、工作原理及其示功图二、工作原理及其示功图三、柴油机与汽油机的简单
13、比较三、柴油机与汽油机的简单比较柴油机和汽油机区别柴油机和汽油机区别 汽油机汽油机柴油机柴油机汽油与空气缸外混合，进汽油与空气缸外混合，进入可燃混合气入可燃混合气进入气缸的是纯空气进入气缸的是纯空气电火花点燃混合气电火花点燃混合气高温气体加热柴油燃烧高温气体加热柴油燃烧有点火系有点火系无点火系无点火系无喷油器无喷油器有喷油器有喷油器燃燃料料的理化性能的理化性能决决定定了了汽油机是点燃，柴油汽油机是点燃，柴油机是压燃。机是压燃。柴油机和汽油机区别柴油机和汽油机区别燃料特性：燃料特性：柴油柴油：粘度大、挥发性差、自燃性好：粘度大、挥发性差、自燃性好汽油汽油：粘度小、挥发性好、燃点相对于柴油高：粘度
14、小、挥发性好、燃点相对于柴油高燃油供给系统：燃油供给系统：柴油机柴油机：传统的为燃油喷射系统，又称为泵：传统的为燃油喷射系统，又称为泵管管嘴嘴系统。系统。柴油机的燃油喷射系统结构较汽油机复杂，高压油泵需要一套柴油机的燃油喷射系统结构较汽油机复杂，高压油泵需要一套驱动机构来驱动，并要带一套调速机构。驱动机构来驱动，并要带一套调速机构。近代柴油机很多应用了高压共轨电控系统、单体泵电控系统。近代柴油机很多应用了高压共轨电控系统、单体泵电控系统。汽油机汽油机：汽油机主要采用化油器式燃料供给系统；近：汽油机主要采用化油器式燃料供给系统；近代汽油机借鉴直喷柴油机的优点，更多的采用了电喷代汽油机借鉴直喷柴油
15、机的优点，更多的采用了电喷系统（分进气道喷射和气缸内喷射两种）。系统（分进气道喷射和气缸内喷射两种）。柴油机和汽油机区别柴油机和汽油机区别空燃比：空燃比：柴油机柴油机：柴油机空燃比只有一种情况：柴油机空燃比只有一种情况：1；柴油机可实现高增压中冷技术，电控化较汽油柴油机可实现高增压中冷技术，电控化较汽油机易实现。因而具有升功率高、动力强劲、燃机易实现。因而具有升功率高、动力强劲、燃烧更完全和经济性好、排放低等显著特点与优烧更完全和经济性好、排放低等显著特点与优点点汽油机汽油机：汽油机空气燃料比有三种状态：汽油机空气燃料比有三种状态：1 ；或；或1；或；或1。汽油机动力和经济性相对。汽油机动力和
16、经济性相对较低，废气排放控制技术要求更高、更难。较低，废气排放控制技术要求更高、更难。柴油机和汽油机区别柴油机和汽油机区别汽油机与柴油机比较各有特点；汽油机转速高，汽油机与柴油机比较各有特点；汽油机转速高，质量小，噪音小，起动容易，制造成本低；柴油质量小，噪音小，起动容易，制造成本低；柴油机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都比汽油机好，这些都是柴油机的显著优势。比汽油机好，这些都是柴油机的显著优势。由于现在燃油价格一路飙升，汽油机的使用成本由于现在燃油价格一路飙升，汽油机的使用成本越来越高，柴油的价格优势掀起了汽改柴的一代越来越高，柴油的价格优势掀起了汽改柴的一代潮流，随着柴油机设计水品和柴油机零部件生产潮流，随着柴油机设计水品和柴油机零部件生产工艺的提高，柴油机原有噪声大、体积庞大、质工艺的提高，柴油机原有噪声大、体积庞大、质量沉重振动大，制造和维修费用高等问题都得到量沉重振动大，制造和维修费用高等问题都得到了克服。了克服。内容内容
