五十铃柴油机气缸压力测量的要领
作成：韦 相恩 2010/5/20
1. 确认机械设备处于空载状态，确认蓄电池的电量充足。
2. 点火起动柴油机，运转几分钟，使温度升至约75℃（适用于4LE1、4JG1、4BG1、6BG1机型）。 4HK1、6HK1、6UZ1、6WG1在常温（20℃)条件测量。
3. 然后熄火停机，并切断柴油供给。
具体操作为：1）拆下熄火拉线，再用扎带把控制杆
固定在断油（熄火）位置。2)松开高压油管和喷
油器/或喷油泵的连接螺母，确保不能往气缸喷油(该步骤仅适用于Tier2排放的机型）。
4.拆下所有预热塞，然后把气压表的接头安装到1#气缸的预热塞的螺孔中。
5. 用钥匙开关控制起动马达运转柴油机，确保转速在200转/分钟左右，大约5秒钟后读取1#气缸 的压力值，然后停机，保持压力2分钟，观察气压表的数值是否变小。
6. 用上述同样的方法，依次测量其余的气缸压力。
测量过程中，气压表的指针会来回摆动，选取
稳定后的数值。
单位：MPa(kgf/cm2)
机型标准值极限值
4LE1 3.0(31) 2.5(26)
4JG1 3.04(31) 2.2(22)
4BG1 3.0(31) 2.5(26)
6BG1 3.0(31) 2.5(26)
4JJ1 3.24(33)～2.8 1.96（20）
4HK1 3.24(33)～2.8 1.96（20）
6HK1 3.24(33) 2.26(23)
6UZ1 2.75(28) 2.26(23)
6WG1 2.75(28)
2.26(23)7. 各个气缸的压力值是近似的，各缸之间的压力值偏差不能超过200kPa(2kgf/cm2).
但是，4JJ1、4HK1、6HK1机型的各缸压力差不能超过294kPa(3kgf/cm2)6UZ1机型6WG1机型4JJ1、4HK1、6HK1机型
4JG1、4BG1、6BG1机型
气缸盖是柴油机构造的主要部件，用来封闭机体上部，与活塞、气缸套构成燃烧室空间并保证柴油机进、排气过程的顺利进行，其基本结构如图1所示。气缸盖是柴油机的固定不动机件，一般采用铸铁或铝合金铸造。为了散热，气缸盖的内部都铸有水套。冷却液在水泵的压力作用下从水箱(或散热器)进入气缸体水套，然后经过气缸垫出水孔进入气缸盖内部水套，再从气缸盖端面上的出水孔排出，进入气缸盖出水管，最后回到水箱。 图1气缸盖基本结构 1.气缸盖螺栓孔 2.喷泊器座孔 3.回水孔 4.窜汹孔 5.气门推杆孔 6.冷却液箱 7.气门导管孔 8.气道 9.出气孔 气缸盖的结构形式多种多样，其分类方法也较多。 1.按气缸数目分类 (1)单体式气缸盖 单体式气缸盖是指每一个气缸有一个单独的气缸盖，如单缸S1100型、S195型柴油机的气缸盖，多缸190系列柴油机的气缸盖。 (2)组合式气缸盖 组合式气缸盖，即每两个气缸共用一个气缸盖，如135系列柴油机的气缸盖和120系列柴油机的气缸盖等。 (3)整体式气缸盖
整体式气缸盖，即每四缸或六缸共用一个气缸盖，目前广泛使用的康明斯系列柴油机的气缸盖就属于整体式气缸盖。 2.按气门数目分类 (1)二气门气缸盖 二气门气缸盖的每个气缸上有两个气门，即进气门和排气门。二气门气缸盖多用于缸径较小的小型或低增压高速柴油机，如康明斯系列柴油机、斯太尔系列柴油机和120系列柴油机等。 (2)四气门气缸盖 四气门气缸盖在每个气缸上安装了四个气门，即进、排气门各两个，如图2所示。进、排气通道分别布置在气缸盖两侧。四气门气缸盖的气道布置一般有串联式和并联式两种，如图3所示。串联式布置方式的两个同名气门共用一个气道，如190系列柴油机的气缸盖；并联式布置方式的两同名气门分别与一个独立气道相通，如12V150系列柴油机的气缸盖。 图2 6150系列柴油机气缸盖
GB3801-83汽车发动机气缸体与气缸盖修理技术条件 中华人民共和国国家标准GB3801-83 UDC621.431.72.222.004.124 本标准适用于国产往复活塞式汽车发动机铸铁及铝合金气缸体与气缸盖的修理。其他汽车发动机气缸体与气缸盖可参照执行。通过修理的气缸体与气缸盖应符合本标准的要求。 1技术要求 1.1气缸体与气缸盖不应有油污、积炭、水垢及杂物。 1.2水冷式气缸体与气缸盖用3.5-4.5kgf/cm2的压力作连续5min水压试验,不得渗漏。 1.3汽油发动机气缸体上平面到曲轴轴承承孔轴线的距离,不小于原设计差不多尺寸0.40mm。 注:原设计是指制造厂和按规定程序批准的技术文件(下同〉。 1.4所有结合平面不应有明显的凸出、凹陷、划痕或缺损。气缸体上平面和气缸盖下平面的平面度公差应符合表1的规定。 1.5气缸体曲轴、凸轮轴轴承承孔的同轴度公差应符合原设计规定。凡能用减磨合金补偿同轴度误差的,以气缸体两端曲轴轴承承孔公共轴线为基准,所有曲轴轴承承孔的同轴度公差为0.15mm,以气缸体两端凸轮轴轴承承孔公共轴线为基准,所有凸轮轴轴承承孔的同轴度公差为ф0.15mm。
1.6气缸体后端面对曲轴两端轴承承孔公共轴线的端面全跳动不大于0.20mm。 1.7燃烧室容积不小于原设计最小极限值的95%。同一台发动机的气缸盖燃烧室容积之差应符合原设计规定。 1.8气缸体、气缸盖各结合面经加工后的表面光洁度应不低于▽6。 1.9气缸盖上装火花塞或喷油嘴和预热塞的螺孔螺纹损害不多于一牙,气缸体与气缸盖上其他螺孔螺纹损害不多于两牙。修复后的螺孔螺纹应符合装配要求。各定位销、环孔及装配基准面的尺寸和形位公差应符合原设计规定。 1.10选用的气缸套、气门导管、气门座圈及密封件应符合相应的技术条件,并应满足本标准的有关装配要求。 1.11气门导管承孔内径应符合原设计尺寸或分级修理尺寸(见表2)。气门导管与承孔的配合过盈一样为0.02-0.06mm。 1.12进、排气门座圈承孔内径应符合原设计尺寸或修理尺寸(见表2)。气门座圈承孔的表面光洁度不低于▽5,圆度公差为0.0125mm,与座圆的配合过盈一样为0.07-0.17mm。 1.13镶装干式气缸套的承孔内径应为原设计尺寸或同一级修理尺寸(如表2)。承孔表面光洁度不低于▽6,圆柱度公差为0.0lmm。气缸套与承孔的配合过盈应符合原设计规定;无规定者,一样为0.05-0.10mm。有突缘的气缸套配合过盈可采纳0.05-0.07mm;无突缘的气缸套可采纳0.07-0.l0mm。气缸套上端面应不低于气缸体上平面,亦不得高出0.l0mm。 1.14湿式气缸套承孔的内径应为原设计尺寸或同一级修理尺寸(见表2)。湿式气缸套与承孔的配合间隙为0.05-0.15mm,安装后气缸套上端面应高出气缸体上平面,并应符合原设计规定。 1.15同一气缸体各气缸或气缸套的内径应为原设计尺寸或同一级修理尺寸(见表2),缸壁表面光洁度不低于气78。干式气缸套的气缸圆度公差为0.005mm,圆柱度公差为0.0075mm;湿式气缸套的气缸圆柱度公差为0.0125mm。
1．柴油机特性曲线：用曲线形式表现的柴油机性能指标和工作参数随运转工况变化的规律。2．扫气过量空气系数：每一循环中通过扫气口的全部扫气量与进气状态下充满气缸工作容积的理论容气量之比 3．封缸运行：航行时船舶柴油机的一个或一个以上的气缸发生了一时无法排除的故障，所采取的停止有故障气缸运转的措施。 4．12小时功率：柴油机允许连续运行12小时的最大有效功率。 5.有效燃油消耗率：每一千瓦有效功率每小时所消耗的燃油数量。 6．示功图：是气缸内工质压力随气缸容积或曲轴转角变化的图形。 7．燃烧过量空气系数：对于1kg燃料，实际供给的空气量与理论空气需要量之比。 8．敲缸：柴油机在运行中产生有规律性的不正常异音或敲击声的现象。 9．1小时功率：柴油机允许连续运行1小时的最大有效功率。（是超负荷功率，为持续功率的110%。） 10.平均有效压力：柴油机单位气缸工作容积每循环所作的有效功。 11.热机：把热能转换成机械能的动力机械。 12.内燃机：两次能量转化（即第一次燃料的化学能转化成热能，第二次热能转化成机械能）过程在同一机械设备的内部完成的热机。 13.外燃机： 14.柴油机：以柴油或劣质燃料油为燃料，压缩发火的往复式内燃机。 15.上止点：活塞在气缸中运动的最上端位置，也是活塞离曲轴中心线最远的位置。下止点 16.行程：活塞从上止点移动到丅止点间的位移，等于曲轴曲柄半径R的两倍。 17.气缸工作容积：活塞在气缸中从上止点移动到丅止点时扫过的容积。 18.压缩比：气缸总容积与压缩室容积之比值，也称几何压缩比。 19.气阀定时：进排气阀在上.丅止点前启闭的时刻称为气阀定时，通常气阀定时用距相应止点的曲轴转角表示。 20.气阀重叠角：同一气缸在上止点前后进气阀与排气阀同时开启的曲轴转角。（进排气阀相通，依靠废气流动惯性，利用新鲜空气将燃烧室内废气扫出气缸） 21.扫气：二冲程柴油机进气和排气几乎重叠在丅止点前后120-150曲轴转角内同时进行，用新气驱赶废气的过程。 22.直流扫气：气流在缸内的流动方向是自下而上的直线运动。（空气从气缸下部扫气口，沿气缸中心线上行驱赶废气从气缸盖排气阀排出气缸） 23.弯流扫气：扫气空气由下而上，然后由上而下清扫废气。 24.横流扫气：进排气口位于气缸中心线两侧，空气从进气口一侧沿气缸中心线向上，然后再燃烧室部位回转到排气口的另一侧，再沿中心线向下，把废气从排气口清扫出气缸。 25.回流扫气：进排气口在气缸下部同一侧，排气口在进气口上方，进气流沿活塞顶面向对侧的缸壁流动并沿缸壁向上流动，到气缸盖转向下流动，把废气从排气口中清扫出气缸。 26.增压：提高气缸进气压力的方法，使进入气缸的空气密度增加，从而增加喷入气缸的燃油量，提高柴油机平均有效压力和功率。 27.指示指标：以气缸内工作循环示功图为基础确定的一些列指标。只考虑缸内燃烧不完全及传热等方面的热损失，不考虑各运动副件存在的摩擦损失，评定缸内工作循环的完善程度。 28.有效指标：以柴油机输出轴得到的有效功为基础，考虑热损失，也考虑机械损失，是评定柴油机工作性能的最终指标。 29.平均指示压力：一个工作循环中每单位气缸工作容积的指示功。 30.指示功率：柴油机气缸内的工质在单位时间所做的指示功。 31.有效功率：从柴油机曲轴飞轮端传出的功率。
XXXX大学毕业设计（论文）开题报告 （学生填表） 学院：车辆与动力工程学院 2011年 3 月 20 日课题名称383柴油机设计（缸盖） 学生姓名XXX专业班级热发XXX课题类型工程设计 指导教师XXX职称副教授课题来源生产1. 设计（或研究）的依据与意义 柴油机与汽油机相比热效率高，可降低油耗20%~30%，同时其在低速时扭矩大，动力性、加速性好。柴油机的普遍转速低，故磨损等小，使用寿命长[1]。此外，由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要，柴油机压缩比很高，因此，柴油机在配套使用中将更进一步显示出其优越性 [2]。 随着我国经济的发展，能源消耗速度加快，大气污染，环境污染加剧。对于内燃机行业，这两大问题也相当重要。所以需要对提高对能源的利用，同时对排放污染物的成分及含量加以控制[3]。三缸发动机却比较好的结合其他动力系统，达到能源的高效利用。 本次设计的是383小型柴油机。该383柴油机为三缸、直喷式燃烧室，标定功率为20kw。与直喷式燃烧室对应的是分隔式燃烧室。由于相对于分隔式燃烧室，直喷式具有结构简单，燃烧迅速，对转速变化比较敏感，排放中微粒含量低。所以采用直喷式能够提高经济性、降低燃油消耗率，其较小的表面积与体积比使得散热损失小，冷启动性能好，没有分隔式中的流动损失[4]。 三缸柴油机相对于四缸机而言机体长度要小，在采用相同的材料的情况下，就减少了发动机的重量，对发动机的加速性能有一定的提升；另外三缸机更利于混合动力的使用，可以更充分的利用发动机所输出的功，与相同小排量的其它发动机相比，经济性要好；同时三缸机的使用可以减少摩擦功，降低泵气损失，进而提高发动机的有效功率； 缸盖上有进排气气道，水道等等。缸盖气道的性能影响着柴油机的动力性，根据自然吸气的特点，最大限度多进气，多排气，从结构上考虑，主要是气道的布置及结构能降低流动损失，同时不影响进气涡流的形成及质量[5]。进气涡流的质量影响着燃烧室中可燃混合气的形成质量，进而影响燃烧质量，影响发动机的动力性。而进气涡流的性能会增大进气阻力损失。 在缸盖上的“鼻梁区”是热负荷比较高的地方，应力比较集中。缸盖中水道的布置不仅仅要考虑水道结构对水的流动性的影响，保证水的正常循环，同时要注意对“鼻梁区”的冷却，避免“鼻梁区”的破裂。水道的布置不
1 柴油机的基本知识 考纲要求： 2.1.2 柴油机的性能指标 2.1.2.1柴油机的指示指标（指示指标的定义、平均指示压力和指示功率、指示效率和指示耗油率） 2.1.2.2柴油机的有效指标（有效指标定义、机械损失功率和机械效率、有效功率和平均有效压力、有效效率和有效耗油率） 2.1.2.3柴油机的工作参数：爆压、排温、活塞平均速度、行程缸径比（应该还包括压缩比和强化系数） 2.1.3 现代船用柴油机提高有效功率和经济性的主要途径 一、关于柴油机的指标
1、柴油机的指示指标：以示功图为基础，考虑缸内不完全燃烧及传热等方面的热损失，不考虑摩擦及轴带损失，用于评定缸内工作循环的完善程度。 2、柴油机的有效指标：以输出轴功为基础，考虑机械损失，评定工作性能的最终指标。 3、指示及有效压力：单位气缸容积的做功能力，代表循环的完善程度，体现动力性。 4、效率：注意效率的基本定义及效率与油耗率的关系。 典型题目： 1.能够有效提高柴油机平均指示压力的措施是 A.增大供油量 B.提高进气压力 C.提高喷油压力 D.增大过量空气系数b 2.目前，船用柴油机的机械效率为----% A.50~70 B.60~80 C.70~87 D.70~92d 3.平均指示压力的大小主要取决于 A.转速的高低 B.负荷的大小 C.燃烧的早晚 D.燃烧压力的高低b
二、柴油机的工作参数 1、工作参数包括：爆压、排温、活塞平均速度、行程缸径比（应该还包括压缩比和强化系数），对这些参数的一般性范围要了解。 2、增压机与自然吸气发动机排温测点不同。 3、强化系数代表机械和热负荷两方面。 4、压缩比影响经济性、燃烧、启动和机械负荷。 典型题目： 1.通常，船用柴油机的排气温度最高值应为 A.小于550 B.600~700 C.800~900 D.大于1000a 2.各种柴油机中强化系数最高的是 A.低速机 B.二冲程中速机 C.四冲程中速机 D.高速机d 三、现代船用柴油机提高功率和经济性的主要途径 提高功率的途径：60000i n V p Ne s e τ= 1、主机采用定压涡轮增压系统和高压比高效率 废气涡轮增压器：当代增压器综合效率已达68~76%，显著降低油耗率。
重庆交通大学应用技术学院 2013届航运工程系毕业生论文 论文题目：船舶柴油机气缸盖裂纹及处理措施 班级：10级轮机7班 姓名：陈红雨 指导教师：谭显坤 日期：2013—5—20 重庆交通大学应用技术学院航运工程系
船舶柴油机气缸盖裂纹及处理措施 轮机7班陈红雨 [摘要]:在简要介绍船舶柴油机气缸盖恶劣的工作环境基础上，指出它容易产生的故障，并针对常出现的裂纹故障，分析其裂纹产生的原因，并指出如何检查裂纹，以及一些应急修理方法，最后给出预防气缸盖裂纹产生的处理措施。 [关键词]:船舶；柴油机；气缸盖；裂纹；检查；处理；预防 [Abstract] This essay firstly introduces the abominable working environment in which the diesel engine cylinder cover works，points out it easy to be in trouble and analyzes the causes leading to cracks．It also tells how to repair the cracks just by checking the cracks and preventing its appearance damage.Some measures are given here. [Keywords] Ship;Diesel Engine;Cylinder Cover;Crack;Check;Repair;Prevent 引言 气缸盖是柴油机的一种紧固件，也是柴油机燃烧室的组成部分。船用柴油机各种型式的气缸盖的共同特点是结构复杂，孔道较多，壁厚不均。它不仅受到高温高压气体的强烈作用，而且周期性地承受较高的机械负荷与热负荷，也受到因冷却水造成的局部冷热不均影响，同时还由于螺栓预紧力使气缸盖承受着压应力，并与燃气压力共同作用使气缸盖受到弯曲作用，此外，还在截面变化处容易产生应力集中等，正是由于气缸盖如此恶劣的工作条件，致使气缸盖很容易失效损坏。通常失效损坏形式为：其底面和冷却水腔产生裂纹，这是柴油机经常出现的损坏现象，还有气阀底面和导套容易磨损，冷却水侧被腐蚀等。 本文主要针对船舶柴油机气缸盖最经常出现的损坏现象——裂纹，进行详细叙述，分析其裂纹产生原因极其修理、预防措施等。
一、气缸压缩压力的检测 检测活塞到达压缩终了上止点时气缸压缩压力的大小可以表明气缸的密封性。检测方法有，用气缸压力表检测和用气缸压力测试仪检测。 1．用气缸压力表检测 气缸压力表如图2-3所示。由于用气缸压力表检测气缸压缩压力（以下简称气缸压力）具有价格低廉、仪表轻巧、实用性强和检测方便等优点，因而在汽车维修企业中应用十分广泛。 图2-3 气缸压力表 （1）检测方法 发动机正常运转，使水温达75℃以上。停机后，拆下空气滤清器，用压缩空气吹净火花塞或喷油器周围的灰尘和脏物，然后卸下全部火花塞或喷油器，并按气缸次序放置。对于汽油发动机，还应把分电器中央电极高压线拔下并可靠搭铁，以防止电击和着火，然后把气缸压力表的橡胶接头插在被测缸的火花塞孔内，扶正压紧。节气门和阻风门置于全开位置，用起动机转动曲轴3～5s（不少于四个压缩行程），待压力表头指针指示并保持最大压力后停止转动。取下气缸压力表，记下读数，按下单向阀使压力表指针回零。按上述方法依次测量各缸，每缸测量次数不少于两次。 就车检测柴油机气缸压力时，应使用螺纹接头的气缸压力表。如果该机要求在较高转速下测量，此种情况除受检气缸外，其余气缸均应工作。其它检测条件和检测方法同于汽油机。 （2）诊断参数标准
气缸压缩压力标准值一般由制造厂提供。根据GB／《汽车修理质量检查评定标准·发动机大修》附录B的规定：大修竣工发动机的气缸压力应符合原设计规定，每缸压力与各缸平均压力的差，汽油机不超过8％，柴油机不超过10％。常见几种车型发动机气缸压缩压力的标准值如表2-1所示。 表2-1 常见几种车型气缸压缩压力值 （3）结果分析 测得结果如高于原设计规定，可能是由于燃烧室积碳过多、气缸衬垫过薄或缸体与缸盖结合平面经多次修理加工过甚造成。测得结果如低于原设计规定，可向该缸火花塞或喷油器孔内注入适量机油，然后用气缸压力表重测气缸压力并记录。 ①如果第二次测出的压力比第一次高，说明气缸、活塞环、活塞磨损过大或活塞环对口、卡死、断裂及缸壁拉伤等原因造成气缸不密封。 ②如果第二次测出的压力与第一次相近，说明进、排气门或气缸衬垫不密封。 ③如果两次检测某相邻两缸压力均较低，说明该两缸相邻处的气缸衬垫烧损窜气。 柴油机运行常见故障的检查位置分析
柴油基本知识、技术指标 柴油是柴油机的燃料，柴油机又成为压燃式发动机，根据转速不同可分为高速、中速和低速柴油机。高速柴油机使用轻柴油、中速和低速柴油机以重柴油为燃料。 一、柴油机对燃料的要求 根据柴油机的工作特点，对燃料提出一系列的要求。对于轻柴油来说，其主要使用性能有以下几个方面 1、具有良好的燃烧性能，保证柴油机平稳工作，经济性好； 2、具有良好的燃料供给性； 3、良好的雾化性能； 4、良好的热安定性和储存安定性； 5、对机件没有磨损和腐蚀性。 二、柴油的燃烧性能和蒸发性能 柴油的燃烧性能表示它的燃烧平稳性，又称为柴油的抗暴性，通常用十六烷值来衡量。 柴油经喷嘴喷入气缸后在高温高压空气中迅速雾化、蒸发，与高温高压空气形成混合气体，烃类分子与氧分子反应生产过氧化合物，当过氧化物积累到一定浓度后便自燃着火．开始燃烧。从柴油喷入气缸到着火燃烧要经历一段时间，这段时间称为滞燃期。自燃点低的柴油，其滞燃期短，发动机工作平稳、柴油的燃烧性好。柴油的自燃点高，滞燃期长，在自燃前喷火的柴油就多，开始自燃时大量柴油在气缸内同时燃烧，气缸内压力温度同时增大、温度急剧增高，导致出现敲击
气缸的声音、发动机过热等问题，即产生爆震现象。结果使发动机功率下降，零件磨损增加，损坏机件等。 柴油机和汽油机的爆震现象似乎相同，但产生的原因却完全不同、汽油机是由于燃料燃料自燃点低，太容易氧化过氧化物积累过多，以致电火花点火后，火焰前锋尚未到达的区域中的温和气体便已自然．形成爆震。柴油机的爆震原因恰恰相反，由于燃料自燃点过高不易氧化，过氧化物积累不足，迟迟不能自燃，以致在开始燃烧时气缸内的燃料积累过多而产生爆震，因此柴油机要求自燃点低的燃料，而汽油机则要求使用自燃点高的燃料。 三、柴油的雾化性能和供油性能 柴油产品标准中规定了粘度、凝点、机械杂质和水分等一系列保证柴油雾化和供油性能的指标。 柴油检测验收方法： 油车到达用户指定地点，先取样，通过目测观察，油样追求清纯透明，无杂质、无水痕迹、无浮悬物，再参考油温和窗外温度，用密度计测量，如在柴油指标允许范围，并且油样无浓烈刺激气味，则可以认定油品基本合格。
柴油机基础知识 第一章柴油机基础知识 第一节柴油机概述 内燃机是一种复杂的能量转换机器。随着技术水平的不断提高，各种类型内燃机的构造及其布置也就各有差异。往复活塞式内燃机的基本构造，都由下列二个机构和五个系统所组成。 以柴油作燃料,当空气在气缸内受压缩而产生高温，使喷入的柴油自然，燃气膨胀而作功的内燃机，称为柴油机。 我国现生产柴油机的功率覆盖面为2.2—47280KW，柴油机的气缸直径65—900mm，转速5.6—4400r/min。特点：易于起动、操作维护方便、结构紧凑、体积小、重量轻、便于运输安装、经济性好、使用范围广，是较理想的动力机械，广泛用作发电、船舶、排灌、汽车、拖拉机和工程机械等动力。 第二节柴油机分类 按照工作循环分类：二冲程柴油机和四冲程柴油机； 按照气缸数量分类：单缸柴油机和多缸柴油机； 按照汽缸排列方式分类：立式、卧式、直列式、斜置式、V形、X形、W形、对置汽缸、对置活塞等； 按照冷却方式分类：水冷柴油机和风冷柴油机； 按照进气方式分类：自然吸气式和增压式；增压式可分为：低增压、中增压、高增压和超高增压等；
按照曲轴转速分类：高速机、中速机、低速机； 按照用途分类：固定式、移动式； 第三节柴油机工作原理 按照一定规律，不断地将柴油和空气送入气缸，柴油在气缸内着火燃烧，放出热能，高温高压的燃气推动活塞作功，将热能转化成机械能。 四冲程柴油机的正常运转通过以下四个工作过程来完成; 进气过程: 活塞由上止点移动到下止点，即曲轴的曲柄内0°转到180°(活塞位于第一冲程上止点时，曲轴的曲柄位置定为0°)。在这个冲程中，进气门打开，新鲜空气被吸入气缸。 压缩过程: 活塞由下止点移动到上止点，即曲柄由180°转到360°。在这个冲程中，气缸内的气体被压缩; 燃烧膨胀过程（工作过程）: 活塞再由上止点移动到下止点，即曲柄由360°转到540°。在这个冲程中燃气膨胀做功，所以又称为工作冲程或做功冲程。 排气过程: 活塞再由下止点移动到上止点，即曲柄由540°转到720°。在这个冲程中排气门打开，燃烧后的废气经排气门排出气缸. 柴油机术语 上止点：活塞离曲轴中心线最大距离时的位置； 下止点：活塞离曲轴中心线最小距离时的位置；
1、基本简介 柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能。 2、柴油发电机创造者 1897年全世界第一台柴油机诞生于德国的奥格斯堡（Augsburg），是由MAN公司的创始人RudolfDiesel发明的。目前柴油机的英文名字即为创始人的姓名Diesel。 3、柴油发电机诞生背景 MAN公司乃当今世界上最为专业的柴油机制造公司，单机容量最大可达到15000KW。是海洋船运业的主要动力供应商。中国的大型柴油机发电厂亦依赖MAN公司，如广东惠州东江电厂（10万KW）。佛山电厂（8万KW）均为MAN公司提供的机组。 目前，这台世界上最早的柴油机被存放在德国国家博物馆的展厅里。 4、主要用途 柴油发电机组是一种小型发电设备，系指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。整体可以固定在基础上，定位使用，亦可装在拖车上，供移动使用。柴油发电机组属非连续运行发电设备，若连续运行超过12h，其输出功率将低于额定功率约90%。尽管柴油发电机组的功率较低，但由于其体积小、灵活、轻便、配套齐全，便于操作和维护，所以广泛应用于矿山、铁路、野外工地、道路交通维护、以及工厂、企业、医院等部门，作为备用电源或临时电源。 5、工作原理 在柴油机汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。 将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子，利用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。 这里只描述发电机组最基本的工作原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出，还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和回路。 6、柴油机发电机主要品牌 (1)Perkin Perkins1932年的Perkins珀金斯公司是世界最早生产发动机公司的公司之一。所生产
柴油机的基本知识 热机根据其能量的转换方法，有内燃机和外燃机两大大类。凡是燃料在气缸外部的锅炉中燃烧，将水加热成高温高压的蒸汽，再以蒸汽为工作介质（简称工质），在气缸内膨胀作功的叫作外燃机，如蒸汽机、汽轮机。内燃机则是使燃料在气缸内部燃烧，以燃烧产生的高温高压气体为工质，在气缸内膨胀作功，如汽油机、柴油机等。现代航空发动机的喷气式发动机，以及燃气轮机，自由活塞式发动机等，也都属于内燃机一类。在许许多多的热机之中，活塞式内燃机（汽油机、柴油机等）具有热效率高、结构紧凑、重量轻、尺寸小、功率范围广的特点，可以适用于各种不同的用途，且使用操作方便，运行安全可靠。因此，尽管世界各国都在积极的研制新型动力机械，但是活塞式内燃机在今后一定时期之内仍不失其重要性，而将进一步发展。 柴油机和汽油机相比，柴油机可以使用价格比较低廉而安全性又好的柴油作燃料。又由于压缩比高，燃气的膨胀充分，膨胀终了燃气温度低，热量利用较好，所以柴油机有较好的经济性和较高的热效率，安全性也较好，使得柴油机的应用日益广泛。当代世界上的营运船舶中，柴油机动力装置占了主要地位，新建船舶的动力装置，除了超大型船舶之外，几乎都采用柴油机，渔船则更无例外。但是由于柴油机的压缩压力和最高燃烧压力比汽油机大得多，对零件的强度就是提出了较高的要求，零件的尺寸变大,加工精度较高，同时工作粗暴，噪音较大，这又是其缺点。不过，随着科学技术的发展，柴油机不断得到改进，世界各国都不断有新型的柴油机出现。 柴油机的一般构造和名词解释 一、柴油机的一般构造图1—1表示一部四冲程柴油机。它是靠曲柄连杆机构把燃料燃烧中产生的、具有高压和高温的燃气的压力转换成机械功的。也就是燃气膨胀时的压力推动活塞，再经过连杆和曲轴的传递，变成曲轴的转动，再向外输出机械功。
柴油机基本知识 1. 内燃机是热机的一种，它是_______。 A．在气缸内燃烧并利用某中间工质对外作功的动力机械 B．在气缸内进行二次能量转换并利用某中间工质对外作功的动力机械 C．在气缸内燃烧并利用燃烧产物对外作功的动力机械√ D．在气缸内燃烧并利用燃烧产物对外作功的往复式动力机械 2. 柴油机是热机的一种，它是_______。 A．在气缸内进行一次能量转换的热机B．在气缸内进行二次能量转换的点火式内燃机C．在气缸内进行二次能量转换的往复式压缩发火的内燃机√ D．在气缸内进行二次能量转换的回转式内燃机 3. 柴油机是热机的一种，它是_______。 A．在气缸内燃烧并利用某中间工质对外作功的动力机械 B．在气缸内进行二次能量转换并利用某中间工质对外作功的动力机械 C．在气缸内燃烧并利用燃烧产物对外作功的回转式动力机械 D．在气缸内燃烧并利用燃烧产物对外作功的往复式动力机械√ 4. 根据柴油机的基本工作原理，下列那一种定义最准确？ A．柴油机是一种往复式内燃机B．柴油机是一种在气缸中进行二次能量转换的内燃机 C．柴油机是一种压缩发火的往复式内燃机√D．柴油机是和种压缩发火的回转式内燃机5. 在内燃机中柴油机的本质特征是______。 A．内部燃烧B．压缩发火√C．使用柴油做燃料D．用途不同 6. 柴油机与汽油机同属内燃机，它们在结构上的主要差异是_______。 A．燃烧工质不同B．压缩比不同C．燃烧室形状不同D．供油系统不同√ 7. 在柴油机中对外作功的工质是________。 A．燃油B．空气C．燃烧产物√D．可燃混合气 8. 在柴油机实际工作循环中缸内的工质是_______。 A．可燃混合气B．燃气C．空气D．B＋C √ 9. 在内燃机中柴油机的本质特征是______。 A．用柴油做燃料B．外部混合C．内部燃烧D．压缩发火√ 10. 柴油机与汽油机在工作原理上的最大区别在于_______。 A．燃料不同B．用途不同C．发火方式不同√D．内部燃烧 11. 做为船舶主推进装置，在功率相同情况下，重量最轻的是_____。 A．蒸汽机B．蒸汽轮机C．柴油机D．燃气轮机√ 12. 在下列装置中，属于外燃机的是_______。I．锅炉II．空气压缩机III．蒸汽机IV．煤气机V．蒸汽轮机VI．电动机 A．II+III+IV+VI B．I+II+IV C．III+V √D．I+III +V+VI 13. 在下列装置中，属于内燃机的是________。I．燃气轮机II．蒸汽轮机III．煤气机IV．汽油机V．柴油机VI．蒸汽机 A．II+III+IV+VI B．I+III+IV+V √C．II+IV+V+VI D．I+III +V+VI 14. 柴油机与汽油机同属内燃机，它们在工作中的不同主要是____。I．使用燃料不同II．发火方式不同III．内部燃烧不同IV．燃油与空气混合方式不同V．供油系统不同VI．低温起动性不同
课题一船舶柴油机的基本知识 目的要求： 1．了解船舶柴油机的基本概念及优缺点。 2．掌握柴油机基本结构和主要系统。 3．掌握柴油机主要结构参数。 4．掌握四、二冲程柴油机的工作原理。 5．比较四、二冲程柴油机工作原理与结构上的差别。 6．了解船舶柴油机的基本分类和型号。 重点难点： 1．柴油机与汽油机的区别。 2．进排气重叠角、定时图。 教学时数：4学时 教学方法：多媒体讲授 课外思考题： 1．柴油机与汽油机有哪些区别？ 2．柴油机主要结构组成和作用。 3．压缩比ε意义及对柴油机工作性能有什么影响？ 4．四冲程柴油机各工作过程特征及特点。 5．二、四冲程换气在工作上原理及结构上有什么差别？ 6．四冲程柴油机进、排气为什么都要提前和滞后？气阀重叠角有何作用？
课题一船舶柴油机的基本知识 第一节柴油机的概述及发展趋势 一、柴油机的概述 1．热机 热机是指把热能转换成机械能的动力机械。蒸汽机、蒸汽轮机以及柴油机、汽油机等是热机中较典型的机型。 蒸汽机与蒸汽轮机同属外燃机。在该类机械中，燃烧（燃料的化学能转变成热能）发生在汽缸外部（锅炉），热能转变成机械能发生在汽缸内部。此种机械由于热能需经某中间工质（水蒸气）传递，必然存在热损失，所以它的热效率不高，况且整个动力装置十分笨重。在能源问题十分突出的当前，它无法与内燃机竞争，因而已经在船舶动力装置中消失。 2．内燃机 汽油机、柴油机以及燃气轮机同属内燃机。虽然它们的机械运动形式（往复、回转）不同，但具有相同的工作特点──都是燃料在发动机的气缸内燃烧并直接利用燃料燃烧产生的高温高压燃气在气缸中膨胀作功。从能量转换观点，此类机械能量损失小，具有较高的热效率。另外，在尺寸和重量等方面也具有明显优势，因而在与外燃机竞争中已经取得明显的领先地位。 在内燃机中根据所用燃料不同，可大致分为汽油机、煤气机、柴油机和燃气轮机。它们都具有内燃机的共同特点，但又都具有各自的工作特点。由于这些各自不同的特点使它们在工作原理、工作经济性以及使用范围上均存在一定差异。如汽油机使用挥发性好的汽油做燃料，采用外部混合法（汽油与空气在气缸外部进气管中的汽化器进行混合）形成可燃混合气。缸内燃烧为电点火式（电火花塞点火）。这种工作特点使汽油机不能采用高压缩比，因而限制了汽油机的经济性不能大幅度提高，而且也不允许作为船用发动机使用（汽油的火灾危险性大）。但它广泛应用于运输车辆。 3．柴油机 柴油机是一种压缩发火的往复式内燃机。它使用挥发性较差的柴油或劣质燃料油做燃料。采用内部混合法（燃油与空气的混合发生在气缸内部）形成可燃混合气；缸内燃烧采用压缩式（靠缸内空气压缩形成的高温自行发火）。这种工作特点使柴油机在热机领域内具有最高的热效率（已达到55％左右），而且允许作为船用发动机使用。因而，柴油机在工程界应用十分广泛。尤其在船用发动机中，柴油机已经取得了绝对领先地位。 根据英国劳氏船级社统计，1985年全世界制造的船舶中（2000t以上）以柴油机作为推进装置者占99.89％，而到1987年100％为柴油机船。船用主机经济性、可靠性、寿命是第一位，尺寸、重量是第二位，低速机适用作船用主机，大功率四冲程中速机适用作滚装船和集装箱船，中、高速机适用作发电机组。柴油机通常具有以下突出优点： （1）经济性好。有效热效率可达50％以上，可使用廉价的重油，燃油费用低。 （2）功率范围宽广，单机功率从0.6kW～45600kW，适用的领域广。
柴油机基础知识 1.什么是柴油机？ 柴油机是以柴油为燃料，当空气在气缸内被压缩而产生高温，使喷入的柴油自燃，燃气因膨胀而做功的内燃机。 2.柴油机主要有哪些机构和系统组成？ 柴油机主要由机体组件、曲柄连杆机构、配气机构、进排气系统、燃料供给与调节系统，润滑、冷却、启动、增压系统等构成。 3.曲柄连杆机构的主要作用是什么？ 把活塞的往复直线运动转化为曲轴的旋转运动，把燃料的化学能转化为动能，并由曲轴输出。 4.WP12柴油机完成一个工作循环需要依次经过哪几个行程？ 柴油机完成一个工作循环需要依次经过进气、压缩、燃气做工、排气行程。 5.活塞是圆的吗？ 不是 6.柴油机能够运转的三个要素是什么？ 空气、柴油和压力。 7.WP12的燃烧室形状是？ ω形 8.四冲程六缸柴油机各缸的工作次序 1-5-3-6-2-4或1-4-2-6-3-5 9.WP12的发火顺序？ 1-5-3-6-2-4 10.柴油机的润滑方式主要有哪几种？ 压力润滑、飞溅润滑、润滑脂润滑 11.WP12柴油机按用途分为哪几种？车用、工程机械用、船用、发电用。 12.柴油机的启动方式有哪些？WP12是怎样启动的？电力启动、人力启动、压缩空气启动、轻型内燃机启动；电力启动 13.WP12柴油机五大主要螺栓是指哪些螺栓？连杆螺栓（180Nm±153°）气缸盖螺栓、飞轮螺栓、飞轮壳螺栓、主轴承螺栓 14.柴油机曲轴前段装减震器的目的是什么？如果柴油机共振振幅超过允许值，则要消减扭振，减震器增大系统阻尼，减少扭振振幅，使它即使在主共振工况下也不致产生过大振幅。 15.同一台柴油机对活塞和连杆的要求是什么？质量互差是多少？为何如此要求？同一台柴油机活塞、连杆质量互差尽可能小，连杆盖与连杆配对使用。小的质量互差使发动机运转平稳，往复惯性力均匀，振动小。 16.柴油机按进气方式分为哪几种？非增压（自然吸气）、增压、增压中冷 17.常见的柴油机增压方式有哪些？机械增压、涡轮增压、气波增压、复合增压 18.请解释WP12的含义？Weichai Power排量12升 19.根据柴油机用途不同，有哪四种功率？15min功率、1h功率、12h功率、持续功率。 20.WP12柴油机的气门间隙是多少？为何排气门间隙比进气门大？进气门0.4、排气门0.6，排气门比进气门间隙大是因为：排气温度比进气温度高，膨胀更显著。 21.柴油机调速器按其调整范围可分为哪几种？单级调速器、两级调速器、全程调速器、全程两级调速器。 22.WP12柴油机装配时常用的密封胶有哪几种？242、262、271、277、510
第一章柴油机基础知识 第一节柴油机概述 内燃机是一种复杂的能量转换机器。随着技术水平的不断提高，各种类型内燃机的构造及其布置也就各有差异。往复活塞式内燃机的基本构造，都由下列二个机构和五个系统所组成。 以柴油作燃料,当空气在气缸内受压缩而产生高温，使喷入的柴油自然，燃气膨胀而作功的内燃机，称为柴油机。 我国现生产柴油机的功率覆盖面为 2.2—47280KW，柴油机的气缸直径65—900mm，转速5.6—4400r/min。特点：易于起动、操作维护方便、结构紧凑、体积小、重量轻、便于运输安装、经济性好、使用范围广，是较理想的动力机械，广泛用作发电、船舶、排灌、汽车、拖拉机和工程机械等动力。 第二节柴油机分类 按照工作循环分类：二冲程柴油机和四冲程柴油机； 按照气缸数量分类：单缸柴油机和多缸柴油机； 按照汽缸排列方式分类：立式、卧式、直列式、斜置式、V形、X形、W形、对置汽缸、对置活塞等； 按照冷却方式分类：水冷柴油机和风冷柴油机； 按照进气方式分类：自然吸气式和增压式；增压式可分为：低增压、中增压、高增压和超高增压等； 按照曲轴转速分类：高速机、中速机、低速机； 按照用途分类：固定式、移动式； 第三节柴油机工作原理 按照一定规律，不断地将柴油和空气送入气缸，柴油在气缸内着火燃烧，放出热能，高温高压的燃气推动活塞作功，将热能转化成机械能。 四冲程柴油机的正常运转通过以下四个工作过程来完成; 进气过程:活塞由上止点移动到下止点，即曲轴的曲柄内0°转到180°(活塞位于第一冲程上止点时，曲轴的曲柄位置定为0°)。在这个冲程中，进气门打开，新鲜空气被吸入气缸。 压缩过程:活塞由下止点移动到上止点，即曲柄由180°转到360°。在这个冲程中，气缸内的气体被压缩; 燃烧膨胀过程（工作过程）:活塞再由上止点移动到下止点，即曲柄由360°转到540°。在这个冲程中燃气膨胀做功，所以又称为工作冲程或做功冲程。 排气过程:活塞再由下止点移动到上止点，即曲柄由540°转到720°。在这个冲程中排气门打开，燃烧后的废气经排气门排出气缸. 柴油机术语 上止点：活塞离曲轴中心线最大距离时的位置； 下止点：活塞离曲轴中心线最小距离时的位置； 活塞行程：活塞运行在上、下两个止点间的距离；活塞行程等于两倍的曲柄半径长度，即S=2R。 曲柄半径:曲轴旋转中心到曲柄销中心的距离; 活塞平均速度：Cm=sn/30(米/秒)；Cm--活塞平均速度S—活塞行程 n—转速 燃烧室容积Vc：活塞位于上止点位置时，活塞顶上面的空间叫燃烧室，这个空间容积叫燃烧室容积； 气缸工作容积Vh：活塞从上止点移动到下止点，所扫过的空间容积；Vh=
第一章柴油机的基本知识 考点1 柴油机的工作参数22题 1．最高爆发压力p z 燃烧过程中气缸内工质的最高压力称最高爆发压力p z。p z是柴油机周期性变化的机械负荷的主要外力，它引起各受力部件的应力和变形，造成疲劳破坏、磨损和振动。 2．排气温度t r 非增压柴油机的排气温度指排气管内废气的平均温度，增压柴油机的排气温度指气缸盖排气道出口处废气的平均温度。 在船舶上通常用排气温度衡量热负荷的大小。通常船用柴油机排气温度的最高值应低于550℃。 3．活塞平均速度C m 在曲轴一转两个行程中活塞运动的平均值称为活塞平均速度Vm。如果柴油机的转速为n（r/min），活塞的行程为S（m），当曲轴转一转时活塞移动两个行程长度2S （m）。提高C m可以提高柴油机的功率，但零件的机械负荷、热负荷同时增加，机件的磨损也相应增加，因而靠提高Vm来提高功率是有限的。 4．行程缸径比S/D 行程缸径比是柴油机的主要结构参数之一。S/D在不同条件下影响不同，在活塞平均速度C m及缸径为D定值的条件下，S/D对柴油机的影响有： （1）影响柴油机的尺寸和重量。S/D增大，则柴油机的宽度、高度及重量均相应增加。 （2）影响柴油机负荷。缸内气体压力不直接受S/D的影响，但最大往复惯性力将随S/D的增加而减小。 （3）影响热负荷。S/D增大，气缸散热面积增大，热负荷将减小，同时影响燃烧室各部件的传热量分配比例。 （4）影响混合气形成。S/D增大，燃烧室余隙高度增大，对混合气形成有利。 （5）影响扫气效果。S/D增大，因气流在缸内流动路线长将降低扫气效果，但此影响随扫气形式不同各异。如对直流扫气的影响较小，允许使用较大的S/D值，而对弯流扫气的影响较大，其使用的S/D通常不高于2.2。 （6）影响曲轴刚度。S/D增大使曲柄半径变大，曲轴轴径的重叠度降低，曲轴刚度下降。 （7）影响轴系的振动性能。S/D增大，轴系的纵振及扭振固有频率降低，容易产生不允许的纵振和扭振。 5．强化系数p e．C m 强化系数p e．C m系用来表示柴油机所受热负荷和机械负荷两方面的综合强烈程度。 6．压缩比ε 压缩比是一个对柴油机性能影响很大的结构参数，它的影响主要表现在经济性、燃烧与启动及机械负荷等方面。