第二章 柴油机的总体结构及主要零部件
- 格式:ppt
- 大小:14.40 MB
- 文档页数:91
第二章柴油机的结构和主要零部件1第二章柴油机的结构和主要零部件1柴油机是一种利用柴油燃料进行内燃机燃烧的发动机,具有高效率、高可靠性和长寿命等特点,广泛应用于各种车辆、船舶和发电等领域。
了解柴油机的结构和主要零部件对于掌握其工作原理和维护保养十分重要。
本文将详细介绍柴油机的结构和主要零部件。
一、柴油机的结构柴油机主要由缸体、缸盖、曲轴箱、气门机构、燃油系统和润滑系统等组成。
1.缸体和缸盖:缸体是柴油机的主体部分,用于承受气缸内部的高压力和高温。
缸盖则位于缸体的顶部,用于固定气缸盖垫片和气缸盖螺栓,并密封气缸。
2.曲轴箱:曲轴箱是柴油机的底部部分,用于安装和支撑曲轴、连杆和活塞等零件。
曲轴箱内还包括曲轴箱盖、曲轴、连杆轴承和主轴承等重要部件。
3.气门机构:气门机构用于控制进气门和排气门的开闭,调节柴油机的进排气过程。
气门机构包括进气门、排气门、气门座、气门杆和气门弹簧等零部件。
4.燃油系统:燃油系统用于将燃油喷入气缸进行燃烧,包括燃油箱、供油泵、喷油器、燃油滤清器和燃油管路等。
燃油系统的正常工作对于柴油机的性能和经济性具有重要影响。
5.润滑系统:润滑系统用于给柴油机各个零部件提供润滑油,减少摩擦和磨损,延长使用寿命。
润滑系统包括油箱、油泵、滤清器、油冷器和润滑管路等。
二、柴油机的主要零部件1.活塞和活塞环:活塞是柴油机中作用于气体的关键部件,通过活塞杆与连杆相连接,与曲轴形成往复运动。
活塞环用于密封活塞与气缸之间的空隙,减少燃气泄漏和机油进入气缸。
2.缸套:缸套是套在气缸内部的圆筒形零件,用于保护气缸内壁和提供活塞运动的密封和导向。
3.曲轴:曲轴是柴油机的动力输出轴,将活塞的往复运动转化为旋转运动。
曲轴通常由多个连杆连接片组成。
4.连杆:连杆将活塞与曲轴相连,将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。
5.气门:柴油机的气门用于控制进气和排气过程,包括进气门和排气门。
气门的开闭由于凸轮轴的驱动。
6.活塞销和连杆轴承:活塞销连接活塞和连杆,通过销孔固定。
第二章柴油机主要部件结构、功能、工作特点、受力情况分析和要求一、单项选择题(选一正确或最合适的答案>:1 、柴油机的机械负荷主要来源于: ( >A.气体压力B. 气体压力和惯性力C.惯性力和预紧力 D.往复惯性力2 、柴油机运转时承受的机械负荷主要来自于: ( >A.气缸内燃气产生的作用力 B.零部件质量在运动时产生的惯性力C.由振动、变形引起的附加应力 D.A和B3 、直接反映柴油机机械负荷的参数主要是: ( >A. 爆发压力 B.进气压力C.排气压力 D.安装预应力4 、直接反映柴油机机械负荷的是: ( >A.活塞连杆机构的惯性力 B.侧推力C.A十B D.爆发压力5 、直接反映柴油机机械负荷的是: ( >A. 进气压力 B.排气压力C.喷油压力 D.爆发压力6 、燃烧室部件在燃气作用下产生的热应力性质是:( >A.触火面与水冷面均为压应力B.触火面为压,水冷面为拉C.触火面为拉,水冷面为压D.均为拉应力7 、在燃烧室壁面产生的热应力,其规律是: ( >A. 高温面为压应力,低温面为拉应力 B.两表面均为压应力C.高温面为拉应力,低温面为压应力D.两表面均为拉应力8 、直接反映柴油机热负荷的是: ( >A.缸头冷却水出口温度B.活塞冷却液出口温度C.排气温度D.进气温度9 、轮机管理人员用什么来判断受热部件热负荷的高低: ( >A.热应力 B.温度场C.排烟温度 D.热流量10、轮机员经常用观察_____这一最简单和实用方法来判断柴油机的热负荷。
( >A. 柴油机的排气温度B.燃烧室部件温度C. 喷油量D.进气量11、下述各参数中哪个参数不能表示柴油机的机械负荷大小?( >A.排气温度B.最高爆发压力p zC.平均有效压力p e D.转矩M e12、下列那项不能表示柴油机热负荷的大小 ( >A.热应力B.温度场(温度梯度>C.冷却水温度D.热流密度(单位面积上的热流量>13、引起柴油机燃烧室部件热疲劳的低频应力的交替变化周期与____有关。
柴油机的结构和主要零部柴油机是一种内燃机,依靠压燃柴油燃料来产生动力。
它的结构主要包括柴油机本体和相关的附件。
下面将介绍柴油机的结构和主要零部件。
1.缸体和缸盖:柴油机的缸体用来容纳活塞、气缸套、活塞环等部件,同时起到固定和密封的作用。
缸盖则覆盖在缸体顶部,用来密封气缸并固定凸轮轴等部件。
2.活塞和曲轴:柴油机的活塞是位于缸体内上下往复运动的部件,它与曲轴通过连杆相连。
曲轴是柴油机的动力输出部件,通过活塞的上下运动将往复运动转换为旋转运动,驱动机械装置。
3.推进系统:柴油机的推进系统包括燃料喷油泵、喷油嘴和进气道等部件。
燃料喷油泵负责将柴油送入喷油嘴,喷油嘴将燃料雾化并喷入气缸,进气道则负责向气缸供应新鲜空气。
4.燃烧室:柴油机的燃烧室是燃料和空气混合后进行燃烧的地方。
燃料喷入燃烧室后,由于高温高压条件下的自燃所引发的压力孤立则推动活塞向下运动,从而产生动力。
5.冷却系统:柴油机的冷却系统负责将发动机产生的热量通过冷却剂散发出去,保持发动机的工作温度在正常范围内。
冷却系统包括散热器、水泵和风扇等部件。
6.润滑系统:柴油机的润滑系统用于减少摩擦和磨损,保持部件的良好运转。
润滑系统包括油泵、油滤器和油冷却器等部件,它们将润滑油供应给发动机各个部件,并及时将污染物过滤掉。
7.电气系统:柴油机的电气系统包括起动机、电池和点火系统等部件。
起动机负责启动发动机,电池提供起动电流,而点火系统则在燃料喷入气缸之前提供高电压来点燃混合气。
8.排气系统:柴油机的排气系统用于排出燃烧后产生的废气。
它包括排气管、消声器和氧传感器等部件,其中氧传感器用于监测废气中的氧气含量,以便进行燃烧调节。
以上是柴油机的主要结构和零部件。
柴油机凭借其高效率、高扭矩和经济性等特点,在各个领域都有广泛的应用,包括船舶、发电机、重型机械和汽车等。
2.2 柴油机的主要部件及检修2.2.1柴油机的结构特点2.2.1.1现代船用柴油机的结构特点1.气缸尺寸采用长行程或超长行程 S/D对二冲程柴油机的换气品质影响较大,在弯流扫气的二冲程柴油机上,S/D过大则换气品质恶化,S/D较小则换气品质较好。
2.燃烧室部件普遍采用钻孔冷却结构现代超长行程柴油机燃烧室部件的热负荷和机械负荷已达到相当高的程度,成为限制柴油机继续提高增压度的主要因素。
为了合理解决这一技术难题,普遍采用了钻孔冷却结构,这是一种最佳的“薄壁强背”结构形式。
3.采用旋转式排气阀及液压式气阀传动机构旋转式排气阀可使排气阀在启闭时有微小的圆周运动,可保证气阀密封面磨损均匀、贴合严密,提高了排气阀的可靠性。
液压式气阀传动机构改变了沿用几十年的机械式气阀传动机构,延长了气阀机构的使用寿命、减轻了排气阀的噪声,成为现代直流换气柴油机广泛采用的气阀及气阀传动机构。
4.喷油泵采用可变喷油定时(VIT)机构小缸径柴油机的VIT机构采用曲线斜槽柱塞,其喷油定时与喷油量的关系是固定的;大缸径柴油机的VIT机构采用升降套筒法调节喷油定时,而喷油量的调节则采用旋转柱塞法,其喷油定时与喷油量的关系是可变的。
5.采用薄壁轴瓦超长行程柴油机的十字头轴承和曲柄销轴承均承受着巨大的单向冲击性负荷,为了提高它们的可靠性,广泛使用了薄壁轴瓦。
6.独立的气缸润滑系统气缸注油量随负荷自动调整,注油定时电子控制,以保证气缸套可靠的润滑。
7.曲轴上增设轴向减振器超长行程柴油机的发展使曲轴轴向刚度变弱,容易产生轴向振动。
因而现代超长行程柴油机常在曲轴前端增设轴向减振器,以有效地消减曲轴的轴向振动。
8.焊接曲轴焊接曲轴是把单位曲柄通过焊接而组成一个整体的焊接型曲轴。
这是现代曲轴制造工艺中的一项重要成就。
目前这种曲轴已在长冲程大型低速机中应用。
典型题目:1.下面对现代低速柴油机结构特点的叙述中,()不正确。
A.燃烧室部件钻孔冷却B.采用薄壁轴瓦C.曲轴上装轴向减振器D.采用铸造曲轴2. 采用()来提高现代船用柴油机的经济性已不可取。
WP9H/WP10H柴油机培训产品结构第一部分产品概述图2-1WP10H柴油机(卡车)WP9H\10H柴油机特点WISE15Hengst侧置凸轮轴皆可博\尤顺龙门式气缸体Top-d own 冷却 WP9H柴油机基本参数陕汽新M3000牵引车青岛解放悍V准重卡第二部分产品结构空压机 高压油泵液压泵ECU共轨管燃油滤清器(粗滤 +精滤)空调发电机后取力器进气接管风扇五、 WP9H/WP10H 柴油机基本结构 图 2 - 2 WP9H/WP10H 柴油机 主要 结构(卡车)—— 进气侧水泵水过滤器节温器增压器机油冷却 滤清模块油气分离器起动机排气接管进气接管图 2 - 3 WP9H/WP10H 柴油机 主要 结构(卡车)—— 排气侧第一章机体组图 1 - 1 WP9H/WP10H 系列 柴油机机体组结构图气缸盖罩机体气缸套主轴承盖主轴承螺栓 飞轮壳前端盖气缸盖垫气缸盖WP9H/WP10H 机体结构特点:直列六缸,高强度灰铸铁制造。
机体为龙门式结构。
后端集成齿轮室。
湿式缸套,每缸套下部有2道胶圈密封。
6个主轴承盖,1个止推主轴承盖前端盖减振器前油封曲轴图1-10机体前端示意图飞轮壳后油封曲轴曲轴齿轮飞轮图1-11机体后端示意图前端盖主油道风扇托架凸轮轴孔惰轮惰轮燃油泵孔惰轮空压机孔机油泵图 1 - 12 机体前端接口示意图 图1 - 13 机体后端接口示意图油气分离器回油出水管水泵前悬支架机油冷却滤清模块油尺增压器回油孔图1-14机体排气侧接口示意图图1-15机体进气侧示意图燃油滤清器ECU前悬支架空调压缩机发电机二、气缸盖WP9H/WP10H柴油机气缸盖主要特点:整体式气缸盖结构型式;每缸6颗气缸盖螺栓,气缸盖强度、刚度好,可靠性高。
气缸盖冷却水套采用两层水套、中间隔板结构,冷却水套采用TOP-D OWN冷却方式,气缸盖冷却性好。
隔板倾斜结构,有助于冷强化缸口密封区域强度导水管却液流动涂乐泰648图1-19不锈钢喷油器衬套图1-20粉末冶金材料气门导管及气门座挡油板油气预分离器油气预分离器回油管气缸盖罩采用整体式结构,铝合金材料,起到很好的保护、密封和降噪的作用。
第二章柴油机的结构和主要部件(1)柴油机的结构特点1.( ) 筒形柴油机的主要运动部件有:A. 活塞、连杆B. 活塞、连杆和曲轴C. 活塞、十字头、连杆和曲轴D. 十字头、连杆和曲轴2.( ) 十字头式柴油机的主要运动部件有:A. 活塞、连杆B. 活塞、连杆和曲轴C. 活塞、十字头、连杆和曲轴D. 十字头、连杆和曲轴3.( ) 大型低速柴油机的主要固定部件有:Ⅰ机体Ⅱ机架Ⅲ机座Ⅳ气缸体A. Ⅰ+Ⅱ+ⅢB. Ⅰ+Ⅱ+ⅣC. Ⅰ+Ⅲ+ⅣD. Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ4.( ) 通常中小型柴油机的机体是将下述部件制成一个整体:A. 机座与机架B. 机架与气缸体C. 气缸体与机座D. 气缸体与油底壳5.( ) 关于筒形柴油机的主要优点,不正确的是:A. 体积小B. 重量轻C. 结构简单D. 寿命长6.( ) 机体通常是采用下述工艺制造的:A. 铸造B. 焊接C. 锻造D. 螺栓连接7.( ) 对于筒形柴油机为了减轻重量,其主要部件可没有:A. 机体B. 机架C. 机座D. 气缸体8.( ) 十字头柴油机采用中隔板将隔开。
A. 曲轴箱与油底壳B. 气缸与油底壳C. 气缸与曲轴箱D. 气缸与扫气箱9.( ) 允许采用滚动轴承作为主轴承的柴油机是:A. 中速机B. 高速机C. 低速机D. 都可以(2)活塞的作用、工作条件和要求、材料10.( ) 非强制冷却活塞头的热量传出主要途径是:A. 活塞裙部B. 活塞刮油环C. 活塞销与连杆D. 活塞密封环11.( ) 大功率中速柴油机采用钢与铝合金组合的强制冷却活塞其目的是:A. 减轻重量和惯性力B. 降低成本,加工方便C. 减小活塞顶厚度,降低热效应D. A+B12.( ) 船用大中型柴油机的活塞头与活塞裙的材质分别是:A. 耐热合金钢,耐磨合金铸铁B. 耐热合金钢,耐热合金铸铁C. 优质合金钢,锻钢D. 锻钢,优质合金钢13.( ) 中小型柴油机的活塞材料一般选用:A. 铸铁B. 铝合金C. 铜合金D. 球墨铸铁14.( ) 铝合金活塞的缺点是:A. 导热性好B. 摩擦系数小C. 膨胀系数大D. 密度小,重量轻15.( ) 中小型柴油机的活塞多选用铝合金材料的主要原因是:A. 导热系数大,散热性好B. 摩擦系数小,耐磨性好C. 膨胀系数小,变形小D. 重量轻,惯性大16.( ) 指出整体式非冷却活塞论述中的错误论点:A. 不采用冷却措施B. 活塞热量主要通过活塞顶轴向外传递C. 活塞头部有很多道密封环,保证密封D. 头部尺寸小于裙部尺寸17.( ) 关于活塞冷却下列正确的说法是:强制冷却式活塞冷却主要是径向散热强制冷却式活塞冷却主要是轴向散热径向散热活塞用于高增压中小型柴油机径向散热的活塞顶很薄18.( ) 活塞的冷却液有滑油、水和蒸馏水,如果在减少结垢的要求下应选用:A. 滑油B. 水C. 蒸馏水D. B+C19.( ) 活塞环的弹力取决于:A. 搭口间隙大小B. 天地间隙大小C. 环背间隙大小D. 环的截面积尺寸20.( ) 关于活塞环气密机理不正确的说法是:第一次密封只能使环压向气缸壁形成滑动表面密封第二次密封在轴向不平衡力的作用下,把环压向环槽下侧,在径向不平衡力作用下将环压在滑动表面缸壁上第二次密封比第一次密封更重要没有第一次密封,仍然可以形成第二次密封21.( ) 关于密封环的错误说法是:A. 密封环起密封与传热作用B. 搭口间隙指自由状态下的开口间隙C. 密封环会产生泵油作用D. 矩形断面的密封环应用最广22.( ) 有关活塞环下列论述中错误的是:整个活塞环圆周漏光弧度相加不得超过90°活塞环搭口处两侧30°范围内不得漏光相邻活塞环搭口应相应错开180°将活塞环置于缸套中部测量搭口间隙23.( ) 有关活塞环功能中的不正确说法是:活塞环是活塞组件中最易磨损零件活塞环即密封又导热活塞环在环槽内不应有回转运动活塞上的密封环通常有4-5道以形成“迷宫效应”24.( ) 活塞冷却液的流动路线是:A. 先冷却四周后冷却活塞中央B. 先冷却活塞中央后冷却四周C. 先冷却温度最高部件D. 由设计机型而定25.( ) 形成活塞环第二次密封的机理是:A. 环的弹力B. 多道活塞环C. 活塞环内圆柱表面的气体力D. 环的半干摩擦状态26.( ) 活塞压缩环的泵油现象主要是因为:A. 缸壁油量太多B. 压缩环装配不当C. 环磨损D. 压缩环天地间隙27.( ) 把压缩环直搭口改为45°斜搭口的目的是:A. 提高环寿命B. 减少环磨损C. 加强气缸的密封D. 加工方便28.( ) 大功率柴油机活塞冷却方式大多采用:A. 循环冷却B. 振荡冷却C. 开式冷却D. A+B29.( ) 柴油机活塞第一道环附近较严重的磨损是:A. 磨料磨损B. 熔着磨损C. 腐蚀磨损D. 空泡腐蚀磨损30.( ) 活塞裙部的承磨环的主要作用是:A. 耐磨B. 支承活塞C. 改善磨合D. 防震31.( ) 活塞环的天地间隙和搭口间隙一般规律是:A. 第一、二道环最大依次减小B. 适中油环应最大C. 下面的环大于上面D. 上、下各环都一样32.( ) 活塞环的泵油现象主要是由于:A. 气缸滑油太多B. 存在搭口间隙C. 存在天地间隙D. 环弹性不符要求33.( ) 活塞环环槽中的运动形态是由决定的。
第一章概述我公司开发的防爆柴油机是一种以柴油为燃料、往复活塞式内部压缩点燃、直列、水冷、四冲程、直喷式发动机,主要用于有瓦斯的煤矿井下。
它具有功率足、耗油省、结构紧凑、扭矩储备大、性能稳定、全国产化等特点,具有良好的动力性、经济性、可靠性。
型号编制说明:CKS □□FB □修改序号防 爆气缸直径气缸数企业代号标记示例:CKS4108FB:表示常州科研试制中心生产的防爆四缸柴油机,其缸径为108mm。
CKS6108FB:表示常州科研试制中心生产的防爆六缸柴油机,其缸径为108mm。
第二章主要零部件总成的结构及调整检查1气缸盖总成与配气机构1.1 气缸盖螺钉的拧紧顺序(图2-1)柴油机采用专用的气缸盖螺钉。
拧紧气缸盖螺钉时,应遵守交叉对称,由里向外,分次拧紧的规则。
第1次力矩拧紧到80Nm,第2次拧紧到规定力矩181Nm;避免气缸盖翘曲变图2-1形或工作时冲缸垫等故障。
1.2 气门间隙的调整(图2-2)将曲轴转至1缸供油上止点,按下述次序调整气门间隙(从柴油机前端算起,进排气门分别按各自要求数值调整):(1) 对于CKS4108FB调整1、2、3、6气门间隙(六缸为1、2、3、6、7、10)。
(2) 完成第一次调整后,再转动曲轴一周,调整其余气门间隙。
图2-2注意:经两次调整全部气门间隙后,应按上述顺序重新检查一遍,确保气门间隙正确。
1.3 气门及气门座圈的修理装复气缸盖时,应检查进排气门及座圈的密封性,如漏气,则应用研磨气门皮碗及研磨膏进行研磨。
如座圈严重烧损或过度失圆而无法修复时,则应进行更换。
注意:气门和气门座是配对研磨并装配的,拆装时应一一对应。
1.4 正时齿轮的安装柴油机进排气门的开闭时间以及喷油泵的供油时间,相对于曲轴的运动位置有着严格的要求。
也就是说,凸轮轴齿轮、喷油泵齿轮和曲轴齿轮三者之间,有着确定的转角关系,三者通过惰齿轮发生关系。
装配齿轮系时,一定要使惰齿轮上的记号分别与凸轮轴齿轮、喷油泵齿轮和曲轴齿轮的记号对准。
第二章 柴油机的总体结构及主要零部件因柴油机是一种往复式压缩发火的内燃机,所以其总体结构及主要零部件都是围绕完成此功能而设置的。
柴油机是推动船舶前进的根本动力设备,了解其结构组成及功能,做好维护管理工作是极其重要的。
统计表明,船用柴油机主要零部件发生的故障占柴油机故障总数的90%左右,而其中近一半的故障又集中发生在燃烧室部件上。
这些故障直接影响柴油机的技术性能指标,与航行安全密切相关。
第一节 柴油机的总体结构概述一、总体结构示意图,如图2-1所示。
二、柴油机的基本组成船用柴油机结构比较复杂,它由许多零件、机构和系统组成。
尽管各柴油机厂商制造的柴油机结构、型号各不相同,但他们在工作原理和总体结构上有很多共同之处。
柴油机主要由以下部件和系统组成:1.主要固定件柴油机的主要固定件由机座、机架、气缸体和气缸盖等组成。
中小型柴油机常将气缸空冷器机座曲轴 机架 十字头 缸套 活塞 活塞杆连杆大端轴承 图2-1 船用柴油机总体结构示意图体和机架做成一体称为机体,并用轻便的油底壳代替机座。
它们构成了柴油机的骨架,支撑着运动件和辅助系统。
2.主要运动件柴油机的主要运动件由活塞、连杆组件及曲轴组成,对于大型低速柴油机还有十字头组件。
活塞的顶部、气缸套的内壁以及气缸盖的底部共同组成了燃烧室空间,既保证了柴油机工作过程的顺利进行,又将活塞的往复运动通过连杆转变为曲轴的回转运动,从而将燃气推动活塞的动力通过曲轴以回转的方式向外传递。
3.动力和辅助系统(1)起动系统起动系统是借助于外力带动曲轴回转,并使其达到一定的转速,由活塞压缩气缸内气体使其具有足够的温度和压力,以实现柴油机的第一次发火燃烧,由静止转入工作状态。
柴油机起动的方式大致有两种:一种是借助于外力矩使曲轴转动起来,如人力手摇起动、电机起动和气马达起动等;另一种是借助于加在活塞上的外力推动活塞使曲轴旋转起来,如压缩空气起动。
目前远洋船舶上的柴油机起动系统普遍采用压缩空气起动系统,它由空气压缩机、主空气瓶、主起动阀、空气分配器、起动控制阀和气缸起动阀组成。