柴油机基础理论
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1、2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司柴油机基础知识柴油机基础知识2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司一、柴油机基本概念柴油机的能量转换过程燃料的化学能气体压力能机械能1.什么是柴油机？ 柴油机是以柴油为燃料的将化学能转换为机械能的动力装置。2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司2.什么叫活塞的死点（或止点）？什么是上死点什么叫活塞的死点（或止点）？什么是上死点和下死点？什么是活塞的冲程（行程）？和下死点？什么是活塞的冲程（行程）？上死点下死点活塞行程S曲轴回转中心曲柄半径R活塞行程S曲柄半径R=22012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司曲轴旋转时
2、，活塞所能到达的两个极限位置称作活塞的死点；距离曲轴旋转中心最远的称作活塞的上死点；距离曲轴旋转中心最近的称作活塞的下死点；上下死点之间的距离称作活塞的冲程（行程）。2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司3.什么是气缸压缩容积？工作容积？气缸总容积？什么是气缸压缩容积？工作容积？气缸总容积？ 什么是柴油机的总排量？什么是柴油机的总排量？压缩容积Vc工作容积Vs气缸总容积Va2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司活塞位于上死点时其顶部与气缸盖底部之活塞位于上死点时其顶部与气缸盖底部之间的气缸容积称作间的气缸容积称作压缩容积压缩容积；活塞从上死点移到下死点所扫过的容积称活塞
3、从上死点移到下死点所扫过的容积称作作工作容积工作容积；活塞位于下死点时其顶部与气缸盖底部之活塞位于下死点时其顶部与气缸盖底部之间的气缸容积称作间的气缸容积称作气缸总容积气缸总容积；所有气缸的工作容积之和称为柴油机的所有气缸的工作容积之和称为柴油机的排排量量。 气缸压缩容积、工作容积、气缸总容积和气缸压缩容积、工作容积、气缸总容积和总排量之间的关系：总排量之间的关系：气缸总容积Va=压缩容积Vc+工作容积Vs柴油机排量Va=气缸数工作容积VsL2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司二、柴油机分类按冲程数分：有四冲程和二冲程。按冲程数分：有四冲程和二冲程。 四冲程：曲轴旋转两周完成一个
4、工作循环。四冲程：曲轴旋转两周完成一个工作循环。 二冲程：曲轴旋转一周完成一个工作循环。二冲程：曲轴旋转一周完成一个工作循环。按气缸排列方式分：有直列式、按气缸排列方式分：有直列式、V V型、型、W W型和星型和星型排列等。型排列等。按气缸数分：有单缸机和多缸机（二缸和二缸按气缸数分：有单缸机和多缸机（二缸和二缸以上的）。以上的）。2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司按进气方式：有自然吸气、增压和增压中冷。按进气方式：有自然吸气、增压和增压中冷。按冷却介质分：有水冷和风冷柴油机。按冷却介质分：有水冷和风冷柴油机。 按转速分：有高速机、中速机和低速机。按转速分：有高速机、中速机和低
5、速机。 转速：转速： n n1000r/min 1000r/min 高速机高速机 600r/min600r/minn1000r/min n1000r/min 中速机中速机 n600r/min n600r/min 低速机低速机按用途分：固定用柴油机和移动式柴油机。按用途分：固定用柴油机和移动式柴油机。2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司三、柴油机主要性能指主要性能动力性能经济性能可靠性排放性能维修性能2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司转速功率动力性能指标扭矩动力性能指标是用来表征做功能力大小的指标。 功率：在单位时间内柴油机对外输出的有效功，单位为kW 。转速：柴油
6、机曲轴每分钟所转动的圈数，单位为r/min。扭矩：柴油机对外输出的有效扭矩转动力矩，单位为Nm Pe=Men/9550 (kW)动力性能指标是满足用户的配套需求。 2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司经济性能指标机油消耗率有效热效率经济性能指标表征柴油机的工作使用成本。 燃油消耗率2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司有效热效率：燃料燃烧所产生的热量转换成有效功的百分数。燃油消耗率：柴油机单位时间、单位功率所消耗的燃油量，单位为g/(kWh)。机油消耗率：柴油机单位时间、单位功率所消耗的机油量，单位为g/(kWh)。 以上指标是发动机在台架试验中测量考核的指标，与用户
7、的实际情况存在差异，影响的因素也较复杂。2012.08.14 一拖（洛阳）动力机械有限公司2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司三、柴油机工作原理及特点柴油机工作原理燃料与空气混合后在机器内部燃烧而产生热能，然后再转变为机械能。燃料与空气混合后在机器内部燃烧而产生热能，然后再转变为机械能。2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司柴油机的工作原理简述进气行程 起动机通电带动曲轴旋转，曲轴的转动使活塞自上而下运动，这时，排气门关闭，进气门打开，新鲜空气进入气缸和燃烧室。2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司压缩行程 活塞从下止点向上运动，这时，进气门和排气门均关闭，吸入
8、气缸内的空气受到活塞的压缩，压力提高，温度也随之升高。柴油机的工作原理简述2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司做功行程 当活塞压缩到上止点，喷油器向燃烧室喷入雾状柴油，油雾与压缩空气充分混合，形成高温高压的燃气，并开始自行着火燃烧，混合汽膨胀做功，推动活塞向下运动，从而推动曲轴转动，对外输出功。柴油机的工作原理简述2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司排气行程 活塞从下止点往上运动，这时，进气门关闭，排气门打开，燃烧废气在活塞的推动下排出燃烧室外，完成一个工作行程，这时曲轴转动两周。 当柴油机完成排气行程后，在曲轴飞轮总成的惯性力作用下，又重复上述工作循环过程，使柴油机连
9、续运转对外输出功率。柴油机的工作原理简述2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司柴油机和汽油机区别 汽油机柴油机汽油与空气缸外混合，进入可燃混合气进入气缸的是纯空气电火花点燃混合气高温气体加热柴油燃烧有点火系无点火系无喷油器有喷油器燃料的理化性能决定了汽油机是点燃，柴油机是压燃。燃料的理化性能决定了汽油机是点燃，柴油机是压燃。2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司柴油机和汽油机区别 燃料特性： 柴油：粘度大、挥发性差、自燃性好 汽油：粘度小、挥发性好、燃点相对于柴油高 燃油供给系统： 柴油机：传统的为燃油喷射系统，又称为泵管嘴系统。 柴油机的燃油喷射系统结构较汽油机复杂，高压
10、油泵需要一套驱动机构来驱动，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。 汽油机：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，更多的采用了电喷系统（分进气道喷射和气缸内喷射两种）。2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司四、柴油零部件系统构成及各系统工作原理2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司柴油机的基本构成两大机构l 曲柄连杆机构l 配气机构 五大系统五大系统l进排气系统进排气系统l燃料供给系统燃料供给系统l润滑系统润滑系统l冷却系统冷却系统l起动系统起动系统骨架l 机体l 气缸套l 曲轴箱l 气缸盖l 油底壳 20
11、12.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司1、基础件2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司柴油机的基本构成机体是发动机的骨架，用于安装和支撑发动机各总成零部件，由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫组成。曲轴箱曲轴箱气缸体气缸体气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸气缸油道和水道油道和水道油底壳油底壳2012.08.14一拖（洛阳）动力机械有限公司机体-曲轴箱气缸体气缸体 水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，一般用灰铸铁铸成，水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，一般用灰铸铁铸成，气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部
