(1)柴油机原理与结构ppt

重点内容1、基本术语P22 （1）工作循环（2）上、下止点（3）活塞行程S （4）气缸工作容积Vs（5）内燃机排量Vl （6）燃烧室容积Vc （7）气缸总容积Va （8）压缩比ε（9）工况内燃机在某一时刻的运行状况表示方法：1 该时刻内燃机输出的有效工率2 该时刻曲轴转速（10）负荷率（负荷）某一转速有效功率该转速下的最大有效功率2、往复活塞式内燃机工作原理四个行程、一个循环重点行程：压缩行程❖压缩行程❖爆燃——是因气体压力和温度过高，在燃烧室内离点燃中心较远处的末端，可燃混合气自燃而形成的一种不正常燃烧。

严重时，气门烧毁，轴瓦破裂等。

❖表面点火——因燃烧室内炽热表面与炽热处（如排气门头，火花塞等）点燃混合气产生的另一种不正常燃烧也称为炽热点火或早燃，也有较沉闷的敲击声。

名称成因现象后果爆燃由于气体压力和温度过高，在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。

火焰以极高的速率向外传播，形成压力波，以声速向前推进。

当压力波撞击燃烧室壁时就发出尖锐的敲缸声。

还会引起发动机过热，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。

严重爆燃时甚至造成气门烧毁、轴瓦破裂，火花塞绝缘体击穿等。

表面点火由于燃烧室内炽热表面与炽热处(如排气门头，火花塞电极，积炭处)点燃混合气产生的另一种不正常燃烧。

伴有强烈的较沉闷敲击声。

产生的高压会使发动机机件负荷增加，寿命降低。

四冲程汽油机工作状态P24行程状态温度（K）压力（M P a）进气行程320——380 0.08——0.090 压缩行程600——750 0.8——1.500作功行程2200~2800(瞬时最高)1200~1500(作功终了)3~6.5M P a(瞬时最高) 0.35~0.5M P a(作功终了)排气行程900——1200 0.105——0.125 柴油机工作时各行程状态参数状态行程温度(K)压力进气行程320~350800~900k P a压缩行程800~10003~5M P a作功行程2200~2800(瞬时最高)1500~1700(作功终了)3~5M P a(瞬时最高)300~500k P a(作功终了)排气行程800~1000105~125k P a思考题：四冲程汽油机和柴油机的工作循环有什么相同之处和不同之处？相同点：1、每个工作循环曲轴转两转（720）每一行程曲轴转半转（180）进气行程是进气门开启，排气行程是排气门开启，其余两个行程进，排气门均关闭。

第二节 柴油机的基本工作原理柴油机是以柴油作燃料的压燃式内燃机。

工作时，空气在气缸内被压缩而产生高温，使喷入的柴油自行着火燃烧，产生高温、高压的燃气，燃气膨胀推动活塞作功，将热能转变为机械功。

柴油机的工作循环由进气、压缩、喷油着火燃烧、膨胀作功和排气等过程组成。

这些过程可以由四冲程柴油机来实现，也可由二冲程柴油机来实现。

一、四冲程柴油机（非增压）的工作原理图1-2-1所示是四冲程柴油机的基本结构图。

工作时活塞作往复直线运动，曲轴作旋转运动。

活塞改变运动方向瞬时的位置称止点（死点），止点处的活塞瞬时运动速度为零。

离曲轴中心最远时的止点称上止点（T.D.C.），最近时的止点称下止点（B.D.C.）。

曲柄销中心与主轴颈中心之间的距离称曲柄半径R 。

连杆大、小端中心间的距离称连杆长度L 。

上、下止点间的距离称活塞行程（冲程）S 。

活塞行程等于曲柄半径的两倍，即S =2R 。

活塞在上、下止点间移动所扫过的容积称气缸工作容积V S 。

S D V s ⋅=24π （1-2-1） 式中，D 为气缸直径（缸径）。

活塞位于上止点时活塞顶与气缸盖之间的气缸容积，称燃烧室容积（压缩室容积、余隙容积）V c 。

气缸总容积V a 与燃烧室容积之比称压缩比ε。

c s c c s c a V V V V VV V +=+==1ε （1-2-2） 显然压缩比是一个几何概念，它与柴油机的转速无关。

用四个行程（曲轴回转两转）完成一个工作循环的柴油机称四冲程柴油机。

图1-2-2是四冲程柴油机的工作原理简图。

图的上部表示四个行程中活塞、连杆、曲轴及气阀的相对位置。

图的下部表示相对应的气缸内气体压力随气缸容积的变化情况，称p-V 示功图。

1．进气行程活塞从上止点下行，进气阀打开。

由于活塞下行的抽吸作用，新鲜空气充入气缸。

为了能充入更多的空气，进气阀一般在上止点前提前开启（曲柄位于点1），在下止点后延迟关闭（曲柄位于点2），气阀开启的延续角（图中阴影线部分）约为220˚～250˚CA 。

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。

第一章柴油机的基本知识第一节柴油机概述一、热机、内燃机、柴油机1、柴油机是热机的一种2、热机是将燃料的化学能通过燃烧转变为热能，再通过燃烧产物（亦称工质）的膨胀做功把热能转变为机械能的机械3、能量的转化：化学能————热能————机械能4、根据燃料燃烧的部位，热机可分为内燃机和外燃机5、内燃机的特点：①效率高、质量轻6、汽油机特点：①燃油采用外部混合法②电火花塞点火方式燃烧③经济性差④燃油易挥发，火灾危险性大⑤工作柔和、噪音低、比质量轻7、柴油机①柴油机是一种压缩发火的往复式内燃机②燃油为气缸内部混合③发火方式为压缩发火④优点：①热效率高，经济性好②功率范围广③尺寸小布置方便④机动性好，启动方便，加速性好，能直接反转，便于使用和管理⑤缺点：①振动和噪音大②零部件工作条件差二、柴油机的基本结构1、固定部件：气缸盖、气缸套、机体、机座、主轴承2、运动部件：①组成：活塞组件、连杆组件、曲轴飞轮组件（“曲柄——连杆”组件）②作用：a、将活塞的往复运动转化为曲轴的回转运动b、实现热能到机械能的转化3、主要系统：①配气系统②燃油系统③冷却系统④润滑系统⑤操纵系统三、柴油机常见几何术语1、上止点：活塞在气缸中运动的最上端位置2、下止点：活塞在气缸中运动的最下端位置3、冲程（S）：又称行程，是活塞在上下止点间的直线距离4、气缸直径（D）：气缸的名义内径5、压缩室容积（Vc）：活塞位于上止点时，活塞顶与气缸盖之间的气缸室容积，又称燃烧室容积6、余隙高度（顶隙）：活塞位于上上止点时，活塞与气缸盖底面之间的垂直距离7、气缸工作容积（Vh）：活塞从上止点到下止点所扫过的气缸容积8、气缸总容积（Va）：活塞位于上止点时，活塞顶以上的全部气缸容积9、压缩比ξ①气缸总容积与压缩室容积的比值，亦称为几何压缩比②压缩比表明压缩过程中进入气缸内的空气被压缩的程度，它是柴油机的主要性能参数之一，压缩比越大，压缩终点的温度和压力就超高，对光滑的发火，柴油机的启动有利，而且热效率也超高。