柴油机结构及工作原理ppt课件

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柴油机概述
4．排气行程 做功行程终了，曲轴靠飞轮的转动惯性继续旋转，
推动活塞越过下止点向上止点移动。这时排气门开启， 进气门仍关闭。由于膨胀后的废气压力仍高于外界大 气压力，所以废气在此压差作用下，以及受活塞的排 挤作用下，迅速从排气门排出。出于受到排气系统的 阻力作用，因此排气终了时的缸内废气压力仍略高于 大气压力，约为1.05—1.25Kg.f/cm2．温度约为300一 700℃(在排气门附近)。
柴油机结构及工作原理
2011年1月
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柴油机概述
柴油 机每循环 冲程数 （行程） 可分为二 冲程柴油 机和四冲 程柴油机。
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柴油机概述
上止点 下止点 活塞行程 曲柄半径 气缸工作容
积 燃烧室容积 气缸最大面
积 内燃机排量 压缩比
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柴油机概述
四冲 程柴油机 工作循环 如图所示， 由进气冲 程、压缩 冲程、做 功冲程和 排气冲程 组成一个 工作循环。
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柴油机概述
1、进气过程 进气过程是由进气门开始开启到进气门关闭为止。
为了获得较多的进气量，活塞到达上止点前进气门就 开始开启。当活塞到达上止点时，进气门和进气门座 之间已有一定的通道面积。活塞由上止点下行不久， 气缸内的压力很快低于大气压力，形成了真空，空气 在大气压力作用下经空气滤清器、进气管道、进气门 充入气缸。当活塞到达下止点时，空气还具有较大的 流动惯性继续向气缸内充气，为了充分利用气体流动 的动量，使更多的空气充入气缸，进气门在下止点之 后才关闭。
曲轴可分为整体式和组合式两种。
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曲柄连杆机构
飞轮
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曲柄连杆机构
活塞连杆组成： 活塞 活塞环 活塞销 连杆
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1、2-- 连杆轴瓦 3--活塞肖 4--连杆体 5--连杆盖 6--连杆螺栓 7--连杆衬套 8--活塞 9--挡圈 10--梯形环 11--锥面环 12--螺旋撑簧油环
曲柄连杆机构
常用的气缸套有干式和湿式两种。
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机体组件
飞轮壳 飞轮壳上一般铸有耳形平台，经铣
削加工，其中下端两侧平台与发动机后 支撑连接固定于车架上，起发动机支撑 作用。
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机体组件
气缸盖 气缸垫 气缸盖螺栓
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曲柄连杆机构
曲轴 飞轮
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曲柄连杆机构
曲轴 曲轴的功用是承受、 传百度文库连杆传来
的力，并驱动其它机构或装置工作。它 通常由曲轴前端、主轴颈、连杆轴颈、 曲柄臂、曲轴后端等部分组成。
活塞 活塞的主要作用是承受气缸中气体
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柴油机概述
在进气门关闭之前，由于气体流动惯性的作用使 气缸内的气体压力有所回升，但由于气体流动的节流 损失，气缸内的压力仍低于外界大气压力Pa，进气终 点压力Ps约为(0.8—0.95)Pa。充入气缸的空气与燃烧 室壁及活塞顶等高温机件的接触，以及与上一循环没 有排净而留在气缸内残余废气的混合，使进气温度升 高。进气终点温度Ts可达30一65℃。 2、压缩过程 当进气行程终了时，活塞继续在曲轴的推动下越过下 止点而向上止点移动。由于此时进气门和排气门都关 闭，所以活塞上移时气缸容积逐渐减小，缸内空气逐 渐被压缩，其压力和温度也随之逐渐升高直至活塞到 达上止点时，空气完全被压缩至燃烧室内，此时压力 可达30—50 Kg.f/cm2，温度可达680—730℃，这就为
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机体组件
机体组件主要由气缸体、 气缸套、 气缸盖和气缸垫等零部件组成。柴油机 上几乎所有的零部件都安装在机体上， 所以机体是柴油机的基础和骨架。
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机体组件
机体组件主要由气缸体、 气缸套、 气缸盖和气缸垫等零部件组成。柴油机 上几乎所有的零部件都安装在机体上， 所以机体是柴油机的基础和骨架。
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机体组件
由于燃烧室占有一定的容积，以及上述排气阻力 的影响，因此废气不可能完全排出，留下的残余废气 在下一工作循环进气时与新鲜空气混合而成为工作混 合气。残余废气愈多，对下一工作循环的不良影响愈 大，因此希望废气排得愈干净愈好。
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柴油机概述
柴油机一般由以下机构和系统组成： 曲柄连杆机构和机体组件 配气机构 燃料供给系 润滑系 冷却系 起动系
在压缩行程接近终了，活塞到达上止点前的某一 时刻，柴油开始(并经历一小段时间)从喷油嘴以高压喷 入燃烧室而形成油雾状，并在高温压缩空气中迅速蒸 发而混合成可燃混合气(这种在气缸内部形成可燃混合 气的方式称为“内混合”)，随后便自行着火燃烧放出 大
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柴油机概述
量热量，使气缸中的气体温度和压力急剧升高，最高 温度可达2000℃左右，最高爆发压力可达60一90 Kg.f/cm2 (随燃烧室的结构型式不同而有所差异，增压 及增压中冷柴油机此数值还要更高)。由于此时进气门 和排气门是关闭着的，所以高温高压气体便膨胀而推 动活塞内上止点迅速向下止点移动，并通过连杆的传 递而迫使曲轴旋转对外输出动力。这样，热能便转化 成了机械功。随着活塞的下移，气缸内的气体压力和 温度也随之逐渐降低，待活塞接近下止点时，做功行 程便告终了，此时缸内压力降到3—4 Kg.f/cm2。，而 温度降到800一900℃。
气缸体
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机体组件
气缸套 由于气缸在高温、高压、活塞高速往复运动以及
润滑不良的情况下工作，磨损是很大的。 为了提高气 缸表面的耐磨性，有些发动机的气缸体用加入少量合 金元素，如镍、钼、铬、 磷、硼等元素的优质铸铁材 料制成。但气缸体全部使用优质耐磨材料，将会造成 材料的极大浪费。 所以，近年来广泛采用在机体内镶 入单独制成的气缸套结构。这样就可以用更加耐磨的 材料做气缸套， 以延长气缸的使用寿命。而气缸体则 用一般铸铁材料做成，以降低成本。
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柴油机概述
柴油喷入气缸后的着火燃烧和充分膨胀创造了必要条件。 柴油的自燃温度约在300℃左右，为保证柴油喷入气缸 后能及时迅速燃烧和冷启动时可靠着火，其压缩终点 温度应高出于柴油自燃温度的一倍左右。压缩终了的 状态参数主要决定于空气的压缩程度，也就是压缩前 活塞处于下止点时气缸中气体所占有的容积(即气缸总 容积Vt)与压缩后活塞处于上止点时气体所占有的容积 (即燃烧室容积Vc)之比，此比值称为压缩比，以符号εC 表示。εC=Vt/VC=1+VS/VC、做功行程(膨胀行程)