东风4型内燃机车乘务员手册(最新版)

第一章东风4B型内燃机车柴油机

第一节副司机应知

二等刮司机(中级)

1．简述东风4B 型内燃机车柴油机主要技术参数

(1)型号：16V240ZJB 型。

(2)循环特眭：四冲程。

(3)气缸数：16；气缸直径240mm。

(4)气缸排列：V 形50°。

(5)增压方式：两个45GPS02－1A 型废气涡轮增压器，两个水冷式空气冷却器，定压增

压。

(6)喷射方式：直接喷射，开式燃烧室。

(7)柴油机标定功率：2650kW。

最大运用功率：2427kW。

(8)柴油机标定转速：1000r／min。

(9)柴油机最低空载稳定转速：430r／min。

(10)柴油机冷却水在+5℃时的最低发火转速：80～120r／min。

2．说明16V240ZJB 型柴油机气缸缸号的排列顺序

气缸排列顺序是：面对柴油机的输出端，以右排气缸靠自由端的第一个气缸为第1 缸，

由自由端向输出端方向依次为1、2、3、4、5、6、7、8；左排气缸靠自由端的第二个气缸为第9 缸，由自由端向输出端方向依次为9、10、11、12,13、14、15、16 缸。

3．东风4B 型内燃机车柴油机采用什么方式起动?其最高工作转速、最低空转转速各是多少?

(1)起动方式：电机起动。

(2)最低发火转速：80～120r／min(柴油机冷却水在+5℃时)。

(3)最低空转转速：430r／min。

(4)最高工作转速(标定转速)：1000r／min。

(5)超速停车转速(极限转速)：1120～1150r／min。

4．东风4B 型内燃机车油、水贮备量及燃油、机油消耗率各是多少?

(1)燃油箱容积：9000L。

(2)机油贮备量：1200kg。

(3)冷却水装载量：1200kg。

(4)燃油消耗率：不大于217g／(kW2h)(标定功率和标定转速时)。

(5)机油消耗率：不大于3．5g／(kW2h)。

5．10W240ZJB 型柴油机的固定部件包括哪些部分?

16V240ZIB 型柴油机的固定件主要由机体、油底壳、弹性支承、连接箱、泵支承箱、主

轴承、气缸、气缸盖以及曲轴箱防爆装置等组成。

6．简述柴油机机体的作用和工作条件

16V240ZJB 型柴油机的气缸体和曲轴箱做成一体，称为机体。采用铸造的主轴承座和机

体的顶板、侧板、隔板钢板焊接的铸焊混合结构。机体是整个柴油机的骨架和安装基础，柴

油机上的运动件、固定件及辅助设备都安装在它的内外四周。在机体内腔布置气道、水道、油道以保证柴油机换气、冷却和润滑的需要。另外，为了组装检修需要而设置了各种检查孔、

观察孔。

柴油机在工作状态时，气缸盖要承受燃气压力，气缸套要承受活塞的侧压力，曲轴要承

受连杆传来的力，这些力都要传递到机体上。因此，机体的受力状态是繁重而复杂的。为了

保证柴油机能可靠耐久的工作，就必须从结构上保证机体的强度和刚度。

7．简述气缸套的作用及工作条件

气缸的内表面和活塞顶面以及气缸盖底面共同构成柴油机的燃烧空间。同时，气缸对活

塞的往复运动起到导向作用，并且还向周围的冷却介质传递一部分热量。

气缸的工作条件是很恶劣的。在柴油机工作时，由于燃料直接在气缸内喷射燃烧，使气

缸受到高温、高压的作用。气缸直接承受周期性变化的气体压力和活塞侧压力，以及气缸盖

螺栓的预紧力。同时，由于气缸的内表面直接接触高温燃气，进气时又直接受到冷空气的吹

拂；其外表面受到冷却水的冷却，因此，内、外温差变化剧烈，使气缸受到很高的热应力。此外，气缸在润滑条件较差和活塞侧压力较高的情况下，承受着由于活塞高速滑动所产生的

严重磨损，以及燃气中所含硫分、水分和冷却水的腐蚀作用。

8．简述16V240ZIB 型柴油机气缸的构造及冷却方式

16V240ZIB 型柴油机的气缸，主要由固定在一起的气缸套和水套组成。气缸套用合金铸

铁制成，在气缸套的外壁铸有螺旋筋，它与水套内表面构成螺旋上升的冷却水道。这种螺旋

筋不仅加强了缸套的刚度，增加了缸套的散热面积，而且引导冷却水的流向，提高冷却效果。

为了保证气缸套与水套之间的水腔密封，在缸套与水套上部的两个支承法兰之间设有一

道橡胶密封圈。在水腔下部设有三道橡胶密封圈。水套外部下方与机体间设有两道胶圈，以

防冷却水漏入油底壳。

水套下部设有进水孔，冷却水对缸套进行冷却后，经缸套法兰周向均布的12 个出水孔

流出，进入气缸盖水腔。

9．简述气缸盖的功用及工作条件

气缸盖与活塞、缸盖一起组合成燃烧室。在气缸盖内腔布置有进、排气道，在气缸盖内、外还安装了喷油器，示功阀，进、排气阀及其驱动机构等。

在柴油机工作时，气缸盖底面直接承受燃气的高温、高压作用；同时，为了确保密封，

气缸盖螺栓的预紧力大大超过最大气体压力，使气缸盖产生很大的机械应力。由于气体压力

和温度的交变，使气缸盖产生的机械应力和热应力都具有交变的性质。实践证明，气缸盖底

面气阀座孔和喷油座孔之间所产生的裂纹，多半是由于热疲劳所造成的。所以，对气缸盖要

求要有足够的强度和刚度，良好的冷却，合理的进、排气通道，形状简单，布置对称，壁厚

均匀，气阀机构和喷油器等部件装拆、维修方便等特点。

10．简述16V240ZJB 型柴油机气缸盖的结构

16V240ZJB 型柴油机的单体式气缸盖为双层箱形结构。在位于柴油机内侧的侧壁上，设

有进气口和排气口，面对柴油机侧面看，右侧为进气口，左侧为排气口，其内部分别为气缸

盖内腔的进、排气通道。进、排气口周围设有与进、排气支管法兰连接用的6 个螺孔。气缸

盖顶面的中央，有上、下贯通的喷油器安装孔，以安装喷油器用。在气缸盖内专门设有喷油

器进油管安装孔。

在喷油器安装孔周围，铸有4 个气阀导管孔，将分别压入气阀导管。各气阀导管孔上部

周围设有安装气阀弹簧的凹穴。同名气阀导管孔之间，各设有1 个气阀横臂导杆安装孔。进、

排气道上方的顶板上(靠柴油机内侧)设有二=个孔，除作内腔铸造时清砂用外，左侧的孔还作为气缸盖水腔出水孔，其上与出水支管相连，这样在柴油机安装位置上，出水孔处于气缸

盖冷却水腔的最高位；右侧的孔用三角法兰闷死。在左、右侧壁上还铸有若干个清砂孔，当

内腔砂全清除后，用螺堵将清砂口封住。

从顶面到底面，外边缘上布置6 个直径为φ38mm 的贯通孔，用以安装气缸盖紧固螺栓。气缸盖底面中央为喷油器安装孔，其周围布置二个进气阀座孔和二个排气阀座孔。进、

排气阀座圈压入气阀座孔中。为与气缸套顶面环状凸肩配合定位，气缸盖底面上设有圆形凹

肩，当气缸盖紧固在机体匕后，可将调整垫压紧，以密封气缸。

在气缸盖底面圆形凹肩的周围，均布有12 个直径φ10mm 的进水孔，通过连接管(“算

盘珠”)与气缸套水腔出水孔相连。

从气缸盖底面到左侧壁上有用钢管嵌装的孔道，在左侧壁面孔道的端部安装柴油机示功阀。

11．简述16V240ZJB 邪型柴油机气缸的发火顺序

柴油机曲轴转两圈，各气缸完成－个工作循环，各气缸均发火一次。

16V240ZJB 型柴油机发火顺序为：

12．简述柴油机油底壳、连接箱、泵支承箱及弹性支承的功用

(1)油底壳

由于16V240ZJB 型柴油机整机(柴油一发电机组)采用了4 个橡胶锥套弹眭支承，四个支

点分别设在机体和连接箱上，因此油底壳仅起到构成曲轴箱及储存汇流机油的作用。

(2)连接箱

柴油机通过连接箱将牵引发电机与机体连接起来，形成柴油一发电机组。

(3)泵支承箱

安装在柴油机自由端，其上、中部与机体自由端端板相连，下部与油底壳相连。在泵支

承箱上安装有燃油精滤器、高温及低温冷却水泵、主机油泵、机油离心精滤器等部件。

(4)弹性支承

①支承柴油一发电机组的全部重量。16V240ZIB 型柴油一发电机组总质量为28000kg，

通过4 个弹l 生支承安装在机车车架上。每个弹性支承约承受68．6kN 垂向载荷。

②，缓和柴油一发电机组与车架间的振动，同时在机车运行中对来自线路的冲击振动进

行缓和，其中的高频颤动可被弹性支承的锥形橡胶所吸收，从而改善了柴油一发电机组的工

作条件。使柴油机无论在低转速或高转速均可避免发生共振。

13．简述柴油机防爆安全阀的组成及功用

柴油机防爆安全阀由阀盖、阀杆、弹簧及密封圈等组成。

为了保证柴油机的正常工作，防止和避免因某种原因造成大量燃气向曲轴箱内漏泄，使

曲轴箱内压力升高，引起柴油机爆炸，在柴油机曲轴箱左侧各检查孔盖上设有防爆安全阀。当柴油机曲轴箱内压力超过安全值时，燃气压力作用于安全阀盖内侧，压缩弹簧，使安

全阀开启，从而使曲轴箱内压力燃气释放到大气中，以防柴油机爆炸。当压力低于安全阀调

整压力时，弹簧力使安全阀盖密贴于侧盖。弹簧压力可通过螺母来调整。

14．简述差示压力计的结构及作用原理

差示压力计设在机车动力室的后壁上，它是测示曲轴箱压力和在曲轴箱压力升高到一定

限度时，使柴油机自动停机的一种安全装置。

差示压力计体用有机玻璃制成，如图1-1-1 所示。在体内制有U 形管，在U 形管内装有

带颜色的导电液。U 形管上部有两个孔，左侧的孔通过管接头用铜管和曲轴箱相连通；右侧

的：孔通大气，并插入两根导线，分别与控制电路的有关电路相连接。在中间的刻度牌上刻

有导电液面高度的读数。U 形管两侧导电液面的高度差，反映出大气与曲轴箱内的压力差。在柴油机停机状态时，差示压力计两侧液面应与“0”刻线平齐；当柴油机正常工作时，

差示压力计显示曲轴箱正压力，两侧液面差为5～20mm 水柱；当柴油机曲轴箱压力超过规定

值，差示压力计液面差达到60mm 水柱时，右侧的导电液面上升使两根导线短路，并通过联合调节器使柴油机停机，以免产生严重的燃烧爆炸事故。

15．简述16V240ZJB 型柴油机“稳压箱式”差示压力计系统的作用原

理

图1-1-1 中的差示压力计的管接4 与导电液2 相通，即该端反映曲轴箱的压力。当曲轴

箱内的压力增大时，气压压向导电液液面，导电液通过压力计体所形式的U 形空腔进入右侧，

U 形体右侧的导电液液面升高，当液面升高到与导线6 接触时，使两个导线短路，联合调节

器上的电磁联锁动作，柴油机自动停机，起到保护柴油机的作用。

由于差示压力计的通气孔5 就在机车的动力室内，因此它只反映动力室内的气压，而不

能反映真正的大气压，在机车运用中，当动力室出现负压时(例如，冷却风扇在工作时，打开通冷却间侧门)常使差示压力计误动作，即曲轴箱内的压力完全在安全范围，而差示压力计却使柴油机停机。

为了保证机车正常运转，使差示压力计正常发挥保护作用，制造厂设计了“稳压箱式”

方案的差示压力计系统，如图1-1-2 所示。它利用车体底架横梁两块隔板之间的箱形空间构

成“稳压箱”，将差示压力计通大气端的一头通过管子与上述的“稳压箱”相连。而“稳压

箱”又与大气相通，这样既能反映外界气压状态，稳压效果好，又避免因动力室负压造成的

差示压力计误动作，保证机车的正常运用。

16．盘车机构包括哪些部件?有何作用?

盘车机构安装在柴油机输出端的端板上，位于弹性联轴节的右方。它包括支架装配、轴承体装配及行程开关等。

盘车机构主要用于盘车检查柴油机运动部件的运动状态。在主动盘外圆周上刻有圆周角度数，用以准确的按度数安装有关部件。

为了保证在盘车过程中不会因启动柴油机而发生事故，所以设有行程开关联锁。盘车时，由于取下了定位止钉，行程开关的触头伸出，切断了柴油机启动电路，柴油机无法启动，保证了盘车安全。

17．简述使用盘车机构时的注意事项

柴油机停机状态下才能使用盘车机构。盘车时，拔起定位销上的手柄套，将滑动支架推

向弹性联轴节，使盘车机构上的蜗杆与弹性联轴节上的齿轮盘相啮合，此时凸块将行程开关

的触头松开，行程开关将柴油机启动电路切断，从而使柴油机在盘车期间不能启动运转，以

免发生意外。

一盘车工作完成后，再拔起定位销上的手柄套，将滑动支架拉向外侧复位，使蜗杆从弹

性联轴节的齿轮盘上脱开，及时恢复原位，同时检查行程开关应良好。

18．16V240ZJB 型柴油机运动部件由哪几部分组成?其功用是什么?

运动部件主要由活塞组、连杆组、曲轴组等组成。其功用一方面是将活塞在燃气压力作

用下的往复直线运动，通过连杆转变为曲轴的旋转运动，对外作功；另一方面，利用曲轴的

旋转运动推动活塞完成其他辅助工作过程，使柴油机的工作循环持续进行。

19．活塞组的主要功用有哪些?

(1)由不同形状的活塞顶与气缸盖底面相配合构成不同形式的燃烧室。

(2)将燃气压力通过连杆传递给曲轴，使曲轴旋转并向外输出功率。

(3)由于活塞环与活塞、气缸套内壁的严密配合，使燃烧室保持良好的密封性，可防止

燃气由燃烧室窜人曲轴箱或机油窜人燃烧室。又可将燃油燃烧时产生热量的一部分，由活塞

组传给气缸壁和冷却水。

20．活塞的冷却方式有哪几种?

活塞的冷却方式有以下三种：

(1)喷射冷却采用喷射冷却方式的活塞在其裙部开有进油孔，当活塞行至下止点位置时，

设在机体匕的喷嘴正好对准进油口，机油通过喷嘴喷到活塞顶的内腔，使活塞顶得到冷却。机油完成冷却任务后，带着热量回到油底壳。

(2)内油路冷却冷却活塞的机油经连杆体上的油路及活塞销内孔进入活塞内的冷却油腔

蛇形管或扁油槽，在活塞的内油路中进行循环冷却，然后流回油底壳。

(3)振荡冷却活塞的振荡冷却是指在活塞顶的贮油腔内保持一定油量。当活塞在气缸内

往复运动时，由于机油本身的惯性作用，这部分机油便在腔内反复振荡，使活塞顶部特别是

活塞环带得到较好的冷却。

21．简述活塞组的组成及其功用

活塞组通常由活塞体、活塞环(气环与油环)、活塞销、活塞套、挡圈等零件组成。

活塞体自上而下又可分成活塞顶、活塞环带、活塞裙三部分。

活塞环带用来安装活塞环。

活塞裙主要承受活塞侧推力并起导向作用。

活塞销起到连接活塞与连杆的作用。

活塞销挡圈用来限制活塞销的轴向移动。

气环主要作用是阻止燃烧室中的新鲜空气及燃气漏泄到曲轴箱中去，并将活塞工作时受

到燃气加热的部分热量传给缸量。

油环主要作用是阻止曲轴箱内的机油进入燃烧室，又使机油均匀分布在缸套工作面上。

16V240ZJB 型柴油机采用的整体锻铝活塞由活塞体、活塞套、气环、油环、活塞销、弹

簧卡环、螺堵等零件组成。活塞体和活塞套相互制成两层台阶的过盈配合。

在16V240ZJB 型柴油机上也同时采用整体薄壁球墨铸铁活塞。具有强度高、耐磨耐热、

线膨胀系数小的优点。球铁活塞顶部的燃烧室形状与铝活塞相同。

球铁活塞总高度比铝活塞小15mm，气环由原4 道改为3 道，油环由原2 道改为1 道。

球铁活塞头部为一箱体结构。它一方面加强了活塞头部的结构刚度，另一方面形成了一个大

面积的冷却油腔。当活塞作高速往复运动时，机油在油腔内进行振荡冷却，提高了冷却效果。

22．简述柴油机活塞组冷却方式及其内部冷却油通道

16V240ZJB 型柴油机的活塞组采用活塞体内环形管式冷却并由连杆小头向活塞内顶部

喷油的联合冷却方式。在活塞体上部的外圆面上车削出三道冷却油槽；在活塞套的内圆面上

车削出一道油槽，并使其与活塞体上的第一道环槽相配合。活塞体上第一道与第二道、第二

道与第三道环槽各有垂直槽相通。活塞内部的冷却机油是通过活塞销座上直径为12mm 的通孔引到第一油环槽，冷却机油沿环槽分两路流动汇合后向下，再经第二道油环槽内又分两路，

汇合后通过垂直槽流向第三道环槽，再分两路流动汇合，然后在销座另一端上方直径为10mm 的通孔流回曲轴箱内。如图1-1-3 所示。

16V240ZJB 型柴油机采用整体薄壁球墨铸铁活塞时，采用振荡式强制冷却方式。球铁活

塞的头部是－个箱形结构，形成一个大面积的冷却油腔(总容积1000cm3)。由连杆杆身油孔来的机油，到达连杆小端后，一部分机油从连杆小端顶部喷射到活塞顶部外表面上；另一部

分机油通过活塞销孔的油腔经活塞销座的半周沟槽，再通过直径11mm 的孔进入活塞头部油腔，当活塞作高速往复运动时，机油在油腔内进行振荡冷却，提高了冷却效果。循环冷却后

的机油从回油孔，流回柴油机曲轴箱内。

23．简述16V240ZJB 型柴油机连杆组的组成及其功用

16V240ZJB 型柴油机连杆组由连杆小头、杆身、连杆大头、连杆螺栓、连杆盖、连杆瓦及小端衬套等组成，如图1-1-4 所示。

柴油机连杆组的功用是把活塞和曲轴连接起来。柴油机工作时，将作用在活塞上的燃气压力传递给曲轴，带动曲轴旋转。

24．简述柴油机曲轴的功用及曲轴两端的组成部件

曲轴是柴油机中最重要的部件之一。活塞的往复运动通过连杆转变为曲轴的旋转运动，

通过曲轴输出柴油机的功率，并由曲轴直接或间接地驱动配气机构、喷油泵、机油泵、水泵

等部件。

如图1－1－5 所示，曲轴的输出端通过法兰与弹性联轴节相连接，并通过弹性联轴节带

动牵引发电机。曲轴的自由端装有正时齿轮、减振器、泵传动齿轮、万向联轴节叉形接头，通过这些零件驱动凸轮轴、气阀、联合调节器、转速表、水泵、机油泵以及机车的辅助装置

等。

25．简述柴油机曲轴的结构及内部机油通道

16V240ZJB 型柴油机曲轴由9 个主轴颈、8 个连杆颈和16 个曲柄臂组成的8 个曲柄以及

自由端、输出端等部分组成。9 个主轴颈支承在机体的主轴承内。连杆颈上并列安装有左、右两列气缸的活塞连杆组。主轴颈和连杆颈的轴颈重叠度为70mm。曲轴全长为3775mm、采用稀土钼铜合金球墨铸铁铸造，净重为1730kg。

主轴颈及连杆颈的芯部设有铸孔，既减少曲轴旋转质量又作为曲轴内部的机油通道。曲

柄臂上都铸有20mm 的孔道，沟通了主轴颈与连杆颈的铸孔。铸孔的两端用油堵加挡圈密封。机体主油道机油进入曲轴主轴承内，流经主轴承盖、主轴瓦后，其中一部分机油润滑主

轴承，而大部分机油进入主轴颈内油腔，经曲柄油道进入连杆颈，然后流入连杆大端、连杆

杆身油道、连杆小端和活塞。

曲轴输出端的端面中部设有油堵。其芯部有小孔，机油还可由此小孔进入弹性联轴节内腔。

26．简述柴油机减振器的种类、组成及作用原理

为了避免曲轴产生强烈的扭转共振，在机车柴油机上均装有减振器。减振器一般均安装在扭转振幅最大的曲轴自由端。根据工作原理的不同，减振器可以分为两类：

(1)动力式减振器依靠减振器自身的动力作用产生反力矩来抵消干扰力矩，在工作转速

范围内对某几阶扭振起到减振作用；或者通过它改变轴系的固有频率，从而使扭振临界转速

移出工作范围以外(如10L207E 型柴油机采用的摆式减振器)。

(2)阻尼式减振器主要是利用阻尼元件吸收外加给曲轴系统干扰力矩的能量，以起到衰

减振动的目的(如10L207E 型柴油机采用的硅油减振器)。

16V240ZJB 型柴油机采用动力式与阻尼式相结合的硅油簧片式减振器，其中硅油起阻尼作用，簧片起动力作用。

硅油簧片式减振器由减振器体、惯性体、弹簧片、滚柱、端盖和硅油等组成，如图1－

1－6 所示。

当柴油机曲轴发生扭振时，减振器体随曲轴轴系一起扭摆，而惯性体由于没有约束故按惯性保持等速运转，因此与减振器体产生相对位移，使弹簧片受力弯曲变形，并使粘度很高

的硅油层受到剪切，同时由弹簧片变形而产生的弹性反力矩压迫硅油运动，于是产生与振动

方向相反的硅油粘性阻尼力矩和簧片弹性阻尼力矩，从而抑制和减弱了曲轴系统的扭振，使

扭振振幅减小，降低了曲轴的扭转应力，这时干扰力矩加给曲轴轴系的一部分扭振能量转换

为热能，并通过硅油和减振器体、盖向外散逸。

27．试述柴油一发电机组中弹性联轴节的组成及功用

弹性联轴节－般为橡胶或弹簧等弹性元件。一方面起到传递扭矩的作用，另一方面在扭

转方向上起弹性和阻尼作用。也就是说，它可以同时起到联轴节和减振器的作用。

16V240ZJB 型柴油机在曲轴输出端法兰与牵引发电机之间采用了簧片弹性联轴节，它由

主动件、从动件及其中间的滚动轴承组成。主动件为一花键轴，与曲轴连接。从动件由齿轮

盘、主动盘、从动盘、刚性锥套、弹性锥套、支承块、簧片组、连接螺栓等组成，其中刚性

锥套和弹性锥套通过压装，将12 组簧片组和支承块紧箍在一起，形成联轴节组件。从动盘与电机轴连接。12 组簧片的主片自由地插入花键槽内，以弹性的形式传递扭矩，同时由于它具有较大柔性，既能起到缓和主动轴的振动和冲击，又起到调频作用。联轴节内部充满机

油，起到阻尼、润滑和散热作用。

28．简述凸轮轴传动装置的组成及功用

凸轮轴传动装置由曲轴齿轮、中间齿轮、左右侧齿轮和凸轮轴齿轮组成，如图1－1－7

所示。

16V240ZJB 型柴油机是通过齿轮由曲轴驱动凸轮轴的。凸轮轴传动装置布置在柴油机自

由端机体传动齿轮箱内减振器的上部内侧’外部装有机体端盖装配，构成箱形结构。

由于四冲程柴油机的曲轴每转两圈完成一个工作循环，各气缸的进、排气阀应启闭一次，因此凸轮轴的转速应是曲轴转速的－半，它们之间的传动比是0．5，这个传动比就是由曲轴到凸轮轴间的传动装置来保证的。

29．简述柴油机泵传动装置和万向联轴节的组成与功用

泵传动装置由泵传动主动齿轮和机油泵传动装置组成。泵主动齿轮驱动的是一个斜齿轮系、它的上方左、右两侧分别与高、低温冷却水泵的驱动齿轮直接啮合，传动比为2.05；下方与主机油泵的传动齿轮相啮合，传动比为1．36。

泵传动装置装在泵支承箱内，由套装在曲轴减振器轮毂上的泵传动主动齿轮直接驱动

高、低温冷却水泵和主机油泵传动装置。

万向联轴节设在曲轴的自由端，装在减振器体的内孔中，花键套及辅助设备与连接轴上

的花键轴联接，将曲轴的动力传递给静液压传动箱。

30．简述16V240ZJB 型柴油机曲轴、连杆、活塞的机油通路

油底壳→主机油泵→饥油滤清器→柴油机左侧总进油口→V 形夹角主油道→主轴承座

油孔→主轴颈油孔→曲轴主轴颈内油腔→曲拐臂油道→连杆颈内油腔→连杆大端

→活塞销座油孔→活塞进油孔→活塞第一道环槽→第二道环槽→第三道环槽→活塞四

油孔→飞溅流回油底壳。

球铁活塞内部油路：→活塞销座油孔→活塞进油孔→活塞头部大油腔→振荡冷却→活塞

回油孔→飞溅流回油底壳。

31．简述16V240ZJB 型柴油机配气机构的组成及作用

16V240ZJB 型柴油机的配气机构由两部分组成，如图1-1-8 所示。

(1)气阀机构包括气阀、气阀座、气阀导管、气阀锁夹及锁夹套。

(2)气阀驱动机构包括凸轮轴、推杆、推杆导筒、顶杆、摇臂、横臂、横臂导杆、摇臂

轴及座、调整螺钉、导块、滚轮及示功阀等。

配气机构的任务是保证柴油机的换气过程按配气正时的要求，准确无误地进行。即在规

定的时刻，在一定的时间内将气缸内的废气排出，将新鲜空气引入，以保证工作循环的不断

进行。

32．简述配气机构的工作过程

16V240ZJB 型柴油机采用气阀凸轮式换气机构。通过曲轴经凸轮轴传动装置驱动凸轮

轴，使凸轮轴的转速为曲轴转速的一半，再通过凸轮经过推杆、顶杆、摇臂、横臂控制气阀

的启、闭。

曲轴通过凸轮轴传动装置驱动凸轮轴旋转，凸轮顶起推杆推动顶杆上升，顶杆推动摇臂

一端使摇臂摆动，摇臂的另一端通过横臂压缩两个气阀弹簧，使两个同名气阀下移，气阀开

启。当推杆越过凸轮顶点后，摇臂逐渐减小对气阀弹簧的压缩，靠气阀弹簧的伸张力使气阀

落座，气阀关闭。

33．简述柴油机配气机构的总体布置

16V240ZJB 型柴油机的配气机构采用顶置式四气阀结构，如图1-1-9。四个气阀采用进、

排气同名气阀排成两列的布置形式，即两个进气阀和两个排气阀分别设在气缸盖中部的左侧

和右侧(面对进气口道)。气阀安装在气缸盖上的气阀导管内，由凸轮轴通过推杆、顶杆、摇

臂和横臂等控制其启、闭。在气阀上部装有内、外气阀弹簧，弹簧的一端支承在气阀导管中

部的法兰上；另一端顶在气阀杆上部的锁夹套下面。

横臂安装在同名气阀间的横臂导杆上，供导杆定位导向，对同名气阀起到同时启闭的作用。摇臂安装在摇臂轴上，摇臂轴安装在摇臂轴座上。在摇臂摇动时，为了避免它与横臂、顶杆的连接处产生滑动，在其两端的连接处采用由压球和压球座构成的活动连接。为了便于

调整横臂位置和气阀间隙，在横臂和摇臂的一端都设有调整螺钉。

顶杆和顶杆套筒安装在摇臂和推杆之间。推杆安装在机体两侧凸轮轴箱的上部。在推杆

导块和推杆盖间装有弹簧；推杆导块的下部设有和凸轮构成滚动接触的滚轮。

34．简述柴油机配气机构的机油通路

润滑柴油机配气机构的机油从气缸盖机油总管通过摇臂轴端进入摇臂轴衬套内，然后分

成两个通路：－个通路是从摇臂一端经过调整螺钉、压球、顶杆套筒流至推杆压球，再经滚

轮和凸轮流入曲轴箱内；另－个通路是从摇臂另一端经过压球座进入横臂的油孔，然后再分

成三个通路：其中两个通路流经气阀杆顶面，对气阀杆和气阀导管进行润滑、冷却；第三个

通路流至横臂导杆进行润滑，这三个通路汇合后沿气缸盖顶面流经顶杆套筒润滑推杆，最后

流至曲轴箱内。

35．简述凸轮轴的功用及组成结构

凸轮轴由曲轴驱动，准确地控制进、排气阀的开启和关闭，并使喷油泵定时供油。

16V240ZJB 型柴油机采用两根凸轮轴分别布置在机体左、右侧的凸轮轴箱内，用以驱动

两列气缸的进、排气阀和单体式喷油泵。为避免凸轮轴太长，每根凸轮轴又由四节轴段组成，

通过带有对中凸肩的法兰盘，使各段通过绞孔螺栓连成一体。以保证各缸凸轮之间的相对关

系。每节轴段上配置有与各气缸相对应的进排气凸轮供油凸轮各两个。

为了提高凸轮轴的刚度，在机车柴油机上采用全支承结构。每个凸轮轴有9 个轴承，安

装时从柴油机的一端插入机体凸轮轴座孔中。

为减轮凸轮轴的重量，凸轮轴制成中空式，轴芯空腔又形成油道。从主机油道来的机油

通过中空油道对各凸轮轴承进行润滑后流回油底壳。

36．绘出16V240ZJB 型柴油机的配气相位图并写出配气相位

16V240ZJB 型柴油机配气相位(图1-1-10)：

进气阀开：排气上止点前42°20′

进气阀关：进气下止点后42°20′

排气阀开：膨胀下止点前42°20′

排气阀关：排气上止点后42°20′

气阀重叠角84°40′

37．简述柴油机增压系统的组成及其功用

16V240ZJB 型柴油机采用废气涡轮恒压增压系统，它由空气滤清器、两台45CP802-1A

型涡轮增压器、两台扁管筋片式空气中间冷却器、弯管、进气稳压箱、进气支管、排气支管

和排气总管组成，如图1-1-11、图1-1-12 所示。

柴油机增压系统是指实现增加进入气缸的空气压力，即提高空气比重的一个系统。所谓

增压是指提高柴油机吸人气缸新鲜空气的压力，这样可以喷人更多的燃油，与新鲜空气充分

混合，得到充分燃烧而提高平均有效压力，这样，在不使柴油机增大重量和体积的情况下，增大柴油机的功率输出和提高经济性。

38．柴油机为什么要设增压器和空气中间冷却器?

柴油机设置增压器的目的是为了使进入气缸的空气预先进行压缩，使柴油机在进气过程中，充入气缸中的空气量增大。

由于充入气缸内的空气量增加了，在气缸里就可以使更多的燃油充分燃烧，从而提高了

柴油机的做功能力，因此，同一台柴油机采用增压后，比不增压能发出更大的功率。采用增

压时，柴油机的结构基本保持不变或变化很小，因而能有效地降低单位功率的金属消耗量，而目柴油机增压后，柴油机的经济性也得到提高。采用增压尽管使柴油机的结构复杂了些，但由于具有以上优点，所以各种大功率柴油机都采用增压方式来提高功率，改善其经济性。由于进入气缸的空气进行预先压缩，必将导致空气温度的升高。一般柴油机增压器的空

气出口温度在100℃以上，由于温度的升高导致空气密度小，从而使充人气缸中的空气量相对减少，影响了柴油机功率的提高。为了提高压缩后空气的密度，所以在进气系统中设置了

空气中间冷却器，对增压后的空气进行冷却。

39．简述废气涡轮增压器的组成及工作原理

废气涡轮增压器由涡轮、压气机、支承装置、密封装置、冷却系统、润滑系统、喷嘴环、扩压器、壳体等组成，如图1-1-13 所示。

东风4B 内燃机车柴油机的涡轮增压器由单级离心式压气机和单级轴流式涡轮组成。所谓

离心式压气机是指它的空气流向是沿轴向流人而沿径向流出。而燃气涡轮是一种叶片动力机

械，借助于装有叶片而旋转的转子，将废气的动能和热能转变为涡轮轴上的机械能。

柴油机工作时，涡轮增压器利用具有能量的废气冲击涡轮叶片，推动涡轮高速转动，与

涡轮同轴的离心式压气机叶轮也被带着旋转并进行工作，空气受压气机工作轮的离心力作用

而被压缩并甩出工作轮外缘，气体得到了能量。根据能量守恒定律，用一套气体流道截面不

断增大的装置使气体流速减少，动能转为压力能，气体的压力增加。再经过冷却使其密度加

大，然后进入气缸。

40．试述16V240ZJB 型柴油机使用的45GP802-1A 型涡轮增压器的主要技术参数

16V240ZJB 型柴油机在标定功率2647kW 时，与其配套的45GP802-1A 型增压器的主要技

术参数如下：

增压压力(绝对)(MPa)? .? .? .? .? .? .? .? .? .? .?．258

增压空气流量(kg/s)? .? .? .? .? .? .? .? .? .? .? .2．6

额定转速(r／min)? .? .? .? .? .? .? .? .? .? .? .?3500

增压器效率(％)? .? .? .? .? .? .? .? .? .? .? .? .>55

涡轮前最高允许温度(℃)? .? .? .? .? .? .? .? .? .? .≤650

增压器增压压力(kPa)? .? .? .? .? .? .? .? .? .? .? .240

机油进口压力(kPa)? .? .? .? .? .? .? .? .? .? .?45～M3

机油进口温度(℃)? .? .? .? .? .? .? .? .? .? .? .40～80

机油出口温度(℃)? .? .? .? .? .? .? .? .? .? .? .?≤95

冷却水出口温度(℃)? .? .? .? .? .? .? .? .? .? .? .≤90

增压器极限允许转速(r/min)? .? .? .? .? .? .? .? .? .25200

41．试述45GP802-1A 型涡轮增压器的轴承油封和润滑通路

增压器采用内置轴承，两个轴承布置在压气机工作轮和涡轮工作轮内侧。为了防止轴承

处机油的大量漏泄，在两个径向轴承的外侧均设有油封。压气机端的轴承，借气封圈上和涡轮轴转向相反的梯形螺纹，将漏人的机油在转动时向回油道侧推出。涡轮端的轴承，借气封圈和涡轮轴法兰的径向间隙和涡轮轴上的梯形螺纹，使机油密封。此外，为了提高密封效果，在涡轮增压器中还采用气障法密封机油。漏过压气机气封的压力空气，通过涡轮出气壳体内连通涡轮工作轮和压气机工作轮内侧的气孔，引至涡轮轴法兰内侧，将从轴承处漏泄的机油推回，使其流入回油道内。润滑轴承的机油由柴油机的机油系统供给。机油从涡轮出气壳上部侧面的孔进入，经过两端的轴承(包括止推轴承)，从涡轮出气壳下方的回油管经过机体顶板流回曲轴箱内，如图

1-1-14 所示。为了防止因回油道内气压过高而使增压器窜油，在涡轮出气壳回油道上方接有经过机体顶板通至曲轴箱的连通管。此外，为了保证一定的机油压力和提高滤清效果，在

通至增压器的机油管上设有调定压力为245kPa 的保压阀和机油精滤器。保压阀安装在机油精滤器上部的旁通支路中，用以限制进入增压器的机油压力和流量。因为柴油机在高负荷运

转时，进入增压器的机油压力过高，易使机油窜人空气和燃气侧，沾污压气机和涡轮叶片；并使气缸内产生后燃，造成排气温度升高，喷嘴和涡轮叶片积碳，从而使增压器的工作恶化。

增压器隋转时的供油是从结构上来保证的。),AVE 油精滤器到增压器进油管接头间有一

段高于进油管接头的下弯管；在柴油机停机后隋转时，在水平位置的进油管和下弯管内的存

油，借惯性力和重力进入增压器轴承。

42．简述柴油机空气中间冷却器的组成与作用

增压柴油机普遍采用空气中间冷却器(简称中冷器)，对增压空气进行冷却，以降低增压

空气温度，进一步提高空气密度，从而提高柴油机功率和降低其热负荷。空气冷却器根据内

部管形不同，有扁管、椭圆管和圆管及管带式等几种形式。16V240ZJB 型柴油机前、后端上

方各布置－个中冷器，借扩散弯管和收敛弯管连接在增压器和进气稳压箱之间。

空气中间冷却器由壳体，冷却组，上、下端盖，隔板和水管弯头等组成。壳体用钢板焊

接而成。在壳体内装有6 个扁管肋片式冷却组。冷却组采用双层布置，与壳体经氩弧焊连接

成－体，在冷却组间焊有隔板，以夹持冷却组。每个冷却组由68 根冷却扁管,496 片冷却片、

4 片端部冷却片、管板、侧护板和支承管等组成，如图1-1-1

5 所示。

当柴油机工作时，由柴油机水泵来的低温冷却水，从空气冷却器进水腔的下角的水管弯

头流入，经冷却器扁管单程流过，再从出水腔上角的水管弯头流出；增压空气经空气冷却器

进气道，从空气冷却器上方进入，经过6 组冷却组的冷却片由空气冷却器出气道进入稳压箱。

从而形成了水、气横流状态，达到降低空气温度的效果。

43．简述东风4B 型内燃机车空气滤清器的功用、组成及结构

为了防止灰砂等杂质随新鲜空气进入增压器以及气缸内，造成压气机性能恶化和活塞、

缸套、气阀等异常磨损，因此在东风4B 型内燃机车上装有两级空气滤清装置。一级为旋风式空气滤清器，二级为板网式空气滤清器。

旋风式空气滤清器每组为一箱形体，其内部均布21 个旋风式除尘器(分三行七列排列)，

箱体下部为集尘槽，槽底设有4 个带橡胶元件的排尘口，可定期清除汇集在槽内的灰尘。箱

体面板的轮廓尺寸与车体侧面叶窗相同，用橡胶压条将一组旋风式空气滤清器安装在板式空

气滤清器风道外侧的窗口处。除尘后的空气经内圆筒体进入内侧的板网式滤清器进入第二级

滤清。旋风式空气滤清器的滤清度可达90％以上，这样大大减轻了第二级滤清器的负担。两组板网式空气滤清器分别安装在机车动力室左前、右后部车体侧墙上，以供柴油机前、后增压器进气滤清用。每个空气滤清器中装有8 个空气滤清器单节，滤清器单节由滤网、过

框、弹簧、卡钩、拉手等组成。

板网式空气滤清器单节由4 组滤清元件组成。每一组滤清元件由分别位于外侧的两层粗

滤网和中间4 层细滤网组成。相邻两滤网按其孔眼方向互差90°组装，使空气经滤清器时迂回流过，以提高滤清效果，6 层网装在同一边框内，边框角上留有开口。经试验鉴定，这

种板网式滤清器在额定空气流量860kL／h 时，原始阻力很小，只有88．2Pa,滤清效率达97 ％，但滤清器部分堵塞时，滤清效果急剧下降，因此必须定时清洗。

滤清器元件先经柴油清洗晾干后，再浸入柴油机机油中，浸透后提出静置，待不滴油时

即可应用。

44．简述4B 型柴油机的进气与排气通路

大气→旋风筒式空气滤清器→板网式空气滤清器→增压器压气机→扩散弯管→空气中

间冷却器→收敛弯管→进气稳压箱→进气支管→气缸盖进气道→进气阀→进入气缸经压缩、

燃烧膨胀做功→汽阀→气缸盖排气道→排气支管→排气总管→增压器涡轮(驱动增压器废

气

涡轮旋转)→排姻道→大气。

45．试述燃油系统的功用及其主要组成部件

燃油系统的功用是保证定时、定量、定质地向气缸内提供清洁的燃油。所谓定时，是指

燃油喷射的开始和结束要满足配气定时图的要求。所谓定量，是指柴油机每个工作循环喷入

气缸的燃油数量必须适应柴油机负荷变化的要求。所谓定质，是指进入气缸的燃油不仅清洁，

而且必须具有良好的雾化质量。

燃油系统主要由燃油箱、燃油输送泵、燃油粗滤器、燃油精滤器、喷油泵、喷油器、限

压阀、燃油预热器、污油箱及各管路等组成。

46．简述柴油机燃油系统的通路

①→逆止阀→安全阀→燃油预热器→燃油箱。

②→逆止阀→燃油精滤器→左、右燃油总管→各气缸喷油泵→各缸高压油管→各缸喷油

器→气缸。

(2)油压超过120kP 埘，燃油总管→限压阀→燃油预热器→燃油箱。

各喷油泵、喷油器漏泄燃油经回油管流回污油箱。

47．简述燃油箱的功用及其结构

燃油箱的容积为9000L，约可装7500kg 燃油，由4 个连结板和4 个螺杆将其吊装在机

车中部底架下。燃油箱外表敷以一层保温层，燃油箱前、后两端均设有油表，以示箱内油面

高度。

箱体中部两侧均设有加油口，加油口内设有过滤网。中部左侧设有吸油筒，它以30°

倾角斜插至燃油箱底。吸油筒内一根较粗的管子为吸油管，管端呈喇叭形，另一根较细的管

子为回油管，下部弯曲部分对准喇叭口，以减少回油对箱底脏物的搅动，在冬季时，预热后

的燃油回到燃油箱时可直接吸人吸油管输送到柴油机。

48．试述燃油输送泵的功用及齿轮泵工作原理

燃油输送泵为齿轮式燃油泵，由一台直流电动机驱动，二者之间采用十字形橡胶弹性联轴节连接，共同固定在－个铸铁底座上构成燃油泵电机组。它工作时源源不断地向柴油机供

应燃油，并迫使燃油净化循环。

齿轮泵有两个齿轮，在泵体内啮合，将燃油泵分为吸油腔和出油腔，如图1-1-16。

当主动齿轮带动从动齿轮旋转时，吸油腔侧两啮合的齿相分离，同时油又被两边的齿刮走，于是造成局部真空，在压力差的作用下油被连续吸入此空间，随齿轮的旋转，油得到补

充；在出油腔侧，由于分离的齿相啮合，使两边刮来的油从齿中间挤出，于是油压增高，随

齿轮不断地转动，就可以不断地送出带有压力的油。

49．简述燃油精滤器的构造和滤清过程

燃油精滤器由滤清器体、滤芯弹簧、滤网筒盖、下心杆、滤网筒、隔板、毛毡滤片(近

期使用纸质滤芯)、上心杆、滤芯罩、压板等组成，其构造见图1－1－17。

在滤清器体上并联地设有四组滤芯。在滤芯的内部为圆形钢质滤网筒。在滤网筒的上下焊有上下盖，在其中部焊有加强隔板。在滤网筒中心的上下方设有上下心杆，下心杆的下方

紧固在滤清器体的出油道上。在下心杆内钻有与滤网内部和出油道相通的油孔。上心杆实际

是一根长螺钉，它的一端紧固在下心杆上，使滤芯罩压紧在滤清器体上。在滤网筒下盖和滤

清器体之间设有弹簧，使滤芯筒上盖的锥面压紧在上心杆的锥面上。

在网筒外套有一层丝质滤网。在丝网外面分隔套压着两种不同厚度的毛毡滤片，以便调整压紧度。滤网罩上方的最高处设有集中放气的放气管和放气阀，以排除管路中的空气。滤清器工作时，燃油从滤清器体一端的进油口进入滤清器体和各个滤芯罩之间的空腔，然后经过滤芯上的毛毡滤片、丝网和铜网到滤芯内，并从下心杆内的油孔进入滤清器体下

的

出油道，再经过出油接头流到柴油机两侧的供油管，以便将清洁的燃油送到各个喷油泵。

50．试述东风4B 型内燃机车采用的RC-30W 型燃油粗滤器的结构特点

东风4B 型内燃机车RC-30W 型燃油粗滤器由粗滤器座、滤清器体、滤片网芯、心杆、垫

片和螺母等组成，如图1-1-18 所示。

滤器座用铸铝制成，上有进油孔、出油孔和安装法兰。滤器体制成圆筒形壳体。滤片网

芯由中间支承、支承网和滤网组成盘形件。支承网为30 目铜丝网，滤网为200、260、360、500 目的细铜丝网。盘形件套装在外壁带有长形孔的空心管心杆上，叠装组成滤芯组。盘形

元件之间有垫片密封，调整螺母可压紧盘形件。心杆与滤器座安装面之间、盖形螺母与滤器

体之间均有橡胶密封圈密封。滤清器体用四个螺栓紧固在滤器座上。

51．试述柴油机喷油泵的分类和特点

在柴油机上使用的喷油泵(高压燃油泵)分为单体式和组合式。组合式油泵是将各缸的喷

油泵集中安装在－个或两个壳体中，并往往与调速器结合成－体，各喷油泵与相对的气缸间

分别用高压燃油管连接。组合式油泵的特点是结构紧凑，在机体上易于布置，检查、维修、校验均较方便，缺点是各缸喷油器的高压燃油管较长，不利于控制喷油规律，因

此，在缸径尺寸不太大的柴油机上采用，例如12V180Zl 型柴油机。当缸径尺寸较大时，

多采用单体泵，例如16V2d0ZIB,12V240 刁型柴油机。单体式喷油泵是在每个气缸边上分别安装－个，因此连接喷油器的高压燃油管较短，喷油规律易于控制。调速器也单独设立，但

驱动喷油泵工作的凸轮轴较长，几乎贯穿机体的总长，为了保证作精度，因此工艺要求较高。

52．16V240ZJB 型柴油机喷油泵的组成及主要技术参数

喷油泵由5 个部分组成，即传动机构(包括滚轮推杆，有的还包括凸轮轴在内)、柱塞偶件、油量调节机构、出油阀偶件、泵体及其他附件。

16V240ZJB 型柴油机喷油泵的主要性能参数如下：

喷油泵形式单体柱塞泵；

出油阀卸载容积385mm3；

标定工况下的供油频率500 次／min。

16V240ZJB 型柴油机喷油泵由喷油泵上体装配和下体装配两部分组成，上、下体之间有

调整垫片。

喷油泵的上体装配由柱塞偶件、油量调节齿杆、出油阀接头及泵体、弹簧等零件组成。53．试述喷油泵出油阀的构造和作用

喷油泵的出油阀压装在柱塞套上端面，与高压油管螺母连接。

出油阀由阀座、阀、弹簧、止挡、出油阀接头、压紧螺套及密封圈等组成，如图1-1-19。出油阀的作用是使高压油管内的油压能迅速升高到喷射压力，出油阀弹簧被压缩，出油

阀开启，具有一定压力的燃油定时喷入气缸。当柱塞的螺旋槽边缘打开柱塞套筒油孔后，柱