1、四行程柴油機工作原理,李義龍,一、柴油發(fā)動機的基本構造 和工作原理,柴油機的基本構造,柴油發(fā)動機的工作原理,多缸四行程柴油機工作順序,概述發(fā)動機分類,發(fā)動機常用術語, 概 述,發(fā)動機是將某一種形式的能量轉變成機械能的機器。,1、按燃料的使用不同分,一、發(fā)動機的定義：,二、發(fā)動機的分類 ：,現(xiàn)代拖拉機大多使用往復活塞式內燃機。它將燃料在發(fā)動機氣缸內部進行燃燒，把產生的熱能轉變成機械能。,柴油機與汽油機的主要區(qū)別,1.點火方式 汽油機是點燃；柴油機是壓燃。 2.壓縮比 汽油機一般為4-6；柴油機為16-22. 3.重量 汽油機材料多為鋁合金，塑料，重量輕；柴油機要承受高的壓縮比，材料多為鋼板，鐵板

2、。 4.用途 汽油機體積小，重量輕，噪音小，適用于汽車，飛機等，柴油機功率大載重能力強，適用于重型卡車，機車和船艦等。,2、按完成一個工作循環(huán)所需行程數(shù),發(fā)動機的分類,3、按冷卻方式不同,發(fā)動機的分類,4、按氣缸數(shù)及排列方式,單列式,型,對置式,發(fā)動機的分類,三 柴油機的基本結構,汽缸頂部由汽缸蓋密封,通過汽缸蓋上的進氣門吸進新鮮空氣、排氣門排出工作廢氣。柴油的燃燒和作功是由活塞、汽缸、汽缸蓋組成的封閉空間內進行的。活塞通過連桿與曲軸聯(lián)接，曲軸上固定有飛輪?；钊谄變茸髦本€往復運動，通過連桿變成曲軸的旋轉運動?；钊舷峦鶑鸵淮危S旋轉一圈。,1.進氣門 2.排氣門 3.汽缸蓋 4.噴油咀

3、5.汽缸 6.活塞 7.活塞銷 8.連桿 9.曲軸 11.飛輪,1 氣門室蓋,3 噴油嘴,2 高壓油管,4 導流罩,5 柴油濾清器,6 機油濾清器,7 曲軸箱,8 地腳,11 高壓油泵,9 機油底殼,10 機油尺,12 輸油泵,13 機油添加口,14 冷卻風扇,15 溢流回油管,16 進氣支管,17 風扇皮帶,18 風扇皮帶張緊輪,19 皮帶輪,20 發(fā)電機皮帶,22 空氣濾清器,21 斷帶報警開關,23 機油散熱器,24 發(fā)電機,25 呼吸管,26 起動機,27 排氣支管,28 飛輪,柴油機的系統(tǒng),曲軸連桿機構： 包括活塞、曲軸、飛輪等。是柴油機的主要運動部件。,配氣機構于進排氣系統(tǒng)：,包括

4、進排氣組建、挺柱、推桿、凸輪軸、傳動系統(tǒng)、進氣管、空氣濾清器、排氣管、消音滅火器等。它的作用是定時的排出廢氣、吸入新鮮空氣，提供燃料燃燒需要的充足氧氣。,燃料共給和調節(jié)系統(tǒng)：,包括噴油泵、噴油器、輸油泵、燃油泵、燃油濾清器和調速器等。它的作用是定時、定量的向燃燒室內噴入燃油，并創(chuàng)造良好地燃燒條件，滿足燃燒過程的需要。,潤滑系統(tǒng)：,包括及油泵、機油濾清器、機油離心濾清器、壓力調節(jié)和安全裝置等。它的作用是將機油送到運動部件的摩擦表面，以減少運動件的磨損和摩擦阻力。,冷卻系統(tǒng)：,包括水泵、風扇、散熱水箱、機油散熱器、空氣中間冷卻器、和節(jié)溫裝置等。它的作用是利用冷卻介質（水或空氣）將受熱零件所吸收的熱

5、量及時地傳送出去，保證柴油機各部件在高溫環(huán)境下正常的工作。,起動系統(tǒng),壓縮空氣起動系統(tǒng)是由空氣分配器、貯氣瓶、控制閥等組成。電機啟動系統(tǒng)是由起動電機、繼電器、蓄電池、起動按鈕等組成。輔助發(fā)動機起動系統(tǒng)是由啟動發(fā)動機、傳動裝置等組成。它們的作用是借助于外部能源帶著柴油機轉動，使柴油機實現(xiàn)第一次著火。,增壓系統(tǒng)：,增壓器-是進氣壓力增高，提高柴油機的有效功率。,四 四行程發(fā)動機工作原理,上止點,下止點,活塞行程(S),氣缸工作容積(V h ),燃燒室容積(Vc ),氣缸總容積(Va ),一、發(fā)動機基本術語,壓縮比,上止點： 活塞頂離曲軸中心線最遠的位置 下止點： 活塞頂離曲軸中心線最近的位置 活塞

6、行程（ S ）： 上下止點間的距離 S=2R,活塞處于上止點 活塞處于下止點,活塞處于下止點,燃燒室容積（Vc）： 活塞在上止點時其上方的容積 汽缸工作容（Vh）： 活塞由上止點到下止點運動掃過的容積 氣缸總容積（Va）： 活塞在下止點時其上方的全部容積 Va=Vc+Vh,發(fā)動機基本術語,發(fā)動機基本術語,壓縮比: 氣缸總容積與燃燒室容積之比稱為壓縮比. 柴油機壓縮比一般 為1622。,壓縮比是柴油機主要性能參數(shù)之一，表示缸內氣體被壓縮程度。壓縮比愈大，被壓縮終點的壓力、溫度愈高，柴油機易起運，熱效率也高；但壓縮比過高將使柴油機工作粗暴，機械負荷過大，磨損加劇，消耗壓縮功增大，機械效率降低，輸出

7、功率減小。 壓縮比可通過改變燃燒室容積來調節(jié)。,發(fā)動機基本術語 動態(tài)演示,四行程柴油機各沖程示意圖,新鮮空氣,進氣行程,壓縮行程,作功行程,排氣行程,柴油燃燒,壓縮氣體,廢氣排出,進氣行程,作用： 吸入新鮮空氣 活塞運動: 從上止點向下止點 曲軸轉角: 0o180 o 氣門狀態(tài): 進氣門打開排氣門關閉 終了壓力: 0.080.095MPa 終了溫度: 300340K,壓縮行程,作用： 壓縮空氣，為燃燒創(chuàng)造條件 活塞運動: 從下止點向上止點 曲軸轉角: 180o360 o 氣門狀態(tài): 進、排氣門均關閉 終了壓力: 35 MPa 終了溫度: 750950K,作功行程,作用： 燃燒高溫高壓氣體膨脹做

8、功 活塞運動: 從上止點向下止點 曲軸轉角: 360o540 o 氣門狀態(tài):進、排氣門均關閉 最高壓力: 6 9 Mpa 最高溫度:18002200K 至排氣門打開時壓力: 0.5MPa 至排氣門打開時溫度: 10001200K 終了壓力: 0.3 Mpa,排氣過程,作用： 排出膨脹做功后的廢氣 活塞運動: 從下止點向上止點 曲軸轉角: 540o720 o 氣門狀態(tài): 進氣門關閉、排氣門打開 終了壓力: 0.1050.12MPa 終了溫度: 700900 K,四行程柴油機工作特點,1）四沖程柴油機的工作過程，包括進氣、壓縮、作功和排氣四個行程； 2） 每個工作循環(huán)中，曲軸旋轉兩周 （720），

9、進、排氣門各開閉一次。每個行程，活塞在上、下止點間移動一次，曲軸旋轉半周（180）； 3）四個行程中，只有作功行程對外做功，其余都是消耗功的輔助行程； 4）柴油是利用壓縮后的高溫高壓氣體來壓燃的； 5）發(fā)動機啟動時，必須借助外力使曲軸轉動，氣缸進氣、壓縮、作功后，依靠曲軸和飛輪儲存的能量，使以后的行程繼續(xù)進行。,綜上所述： 活塞經(jīng)歷進氣行程、排氣行程、作功行程和排氣行程，曲軸旋轉二周（720）后，完成了柴油機的一個工作循環(huán)。由于飛輪的慣性作用，使曲軸繼續(xù)旋轉，因而帶動活塞再次從上止點向下止點移動，此時則開始進行下一個工作循環(huán)。這樣周而復始，使柴油機不停運轉，同時驅動工作機械作功。,四行程柴油機

10、工作原理,多缸柴油機構造圖,多缸柴油機工作,多缸柴油機各缸的工作原理和單缸柴油機的一樣. 為保證轉速均勻,各缸作功行程應均勻分布于一個工作循環(huán)中,因此多缸機各汽缸是按照一定順序工作的,其工作順序與汽缸排列和各曲柄的相互位置有關.,發(fā)火順序的選擇要考慮以下2點： 1.曲軸曲拐（軸頸及它兩端的曲柄）要盡可能對稱均勻 2.連續(xù)作功的兩缸相隔盡量遠些,多缸機工作順序,曲拐,為了保證發(fā)動機運轉均勻性和平衡性的要求，對四行程柴油機曲軸轉動兩轉（720 ）內，每個氣缸都必須完成一個循環(huán)。因此各缸應相隔一定的轉角而均勻的發(fā)火。 若對缸數(shù)為i的四行程發(fā)動機而言，則發(fā)火間隔角為720/i, 四缸四行程發(fā)動機的發(fā)火順序和曲拐布置,四缸機工作順序,點火順序：各缸完成同名行程的次序。1342或1243,功,功,功,功,1 3 4 2,六缸四行程發(fā)動機點火順序,一定要清楚，此時每兩組活塞之間的運動，是通過曲軸曲柄之間120夾角完成的。也就是說，當1，6缸在上止點時，2，5缸36和3，4缸是處于中間位置的。順著曲軸推理再轉120