柴油机总体构造和基本原理
船舶用柴油发动机的结构与原理
四冲程柴油机工作原理
进气行程 220～２５０℃Ａ
压缩行程 燃烧和膨胀行程 排气行程
140°～160℃Ａ ｐz=5～8MPa
ｐｃ=3 ～6 MPa；
ｔz=1400～1800 ℃
ｔｃ= 600 ～700 ℃
柴油发动机
结构与原理
一、原动机
原动机的概述
热机
外燃机 内燃机
蒸汽机 蒸汽轮机 柴油机 汽油机 燃气轮机
原动机的概述
定义： 即带动机械设备运转的原始动力设备。
工作原理： 燃料通过燃烧，将化学能转为热
能以加工热工质，然后将这种具有热 能的工质导入发动机，把工质的热能 变为机械能。
二、柴油机工作原理及特点
• 多网纹小平台工艺使工件表面形成众多且 较密集的螺纹网络，造成许多诸油沟槽， 增强了蓄油能力。由于这些网纹沟槽相互 贯通及储油槽油压的作用，大大减少了油 膜中断的机率，从而明显改善了供油状况 和油膜分布状况；
• 小平台因网纹相互隔开，不可能形成连续 较大面积的干摩擦或边界摩擦区半干摩擦 区，大大降低熔着磨损扩大化的机率
气缸盖
作用：密封气缸的上平面，与活塞顶共同形成燃烧室 结构多样
YC4D
YC4E YC4G
YC6J
YC6A
YC6G
四气门结构的缸盖
气缸垫
气缸垫 1）.作用：保证缸体与缸盖间的密封，防止漏水、漏气、窜油 。 2）.材料：有弹性、耐热性、耐压性 3）.安装时注意方向 4）.分类：
气缸盖组件装配要点
柴油机的工作原理简述
●做功行程
当活塞压缩到上止 点，喷油器向燃烧室喷 入雾状柴油，油雾与压 缩空气充分混合，形成 高温高压的燃气，并开 始自行着火燃烧，混合 汽膨胀做功，推动活塞 向下运动，从而推动曲 轴转动，对外输出功。
课题一 发动机工作原理及总体构造
不同类型内燃机的图片展示
汽轮机 汽油机 柴油机
蒸汽机
直列式
V型
对置式 横直式
内燃机的发展简史 1678年 1678年 法国人浩特佛勒 使用火药的煤气机 1873年 1873年 德国人奥拓 火花点燃四冲程煤气机 1883年 1883年 英国人派司尔 四冲程汽油机 1879年 1879年 德国人狄塞尔 压燃式四冲程柴油机 1905年 1905年 瑞士 第一台二冲程柴油机 1922年 博世公司着手开发喷油泵和喷油嘴。 博世公司着手开发喷油泵和喷油嘴。 1922年 1927年 成功开发直列式喷油泵。 1927年 成功开发直列式喷油泵。 1930年 1930年 废气涡轮增压柴油机 1935年 G25拖拉机用自制汽油机 1935年 G25拖拉机用自制汽油机 1935年 D35推土机用自制柴油机 1935年 D35推土机用自制柴油机
水冷
如课本上还有一些例子（P3）
DEUTZ柴油机编号 DEUTZ柴油机编号 B F 6 M 20 12 C
E-不带整体式冷却水箱 不带整体式冷却水箱 P-强化型 强化型 空气中冷 行程126mm 行程 系列号，缸径 系列号，缸径101mm, 10-108mm 水冷， 风冷 水冷，L-风冷 汽缸数6 汽缸数 高速四冲程柴油机 涡轮增压
• ⑼ 压缩比：指气缸总容积与燃烧室容积的比值，即： 压缩比：指气缸总容积与燃烧室容积的比值， • ε＝Va/ Vc ＝
• 通常汽油机的压缩比为 ～ 10， 柴油机的压缩比较高 ， 通常汽油机的压缩比为6～ ， 柴油机的压缩比较高， 一般为16～22。 一般为 ～ 。
2、柴油机的工作原理 、 四行程柴油机工作原理
第二次世界大战后， 第二次世界大战后，增压技术开始在压燃式发动机上 得到广泛的应用，并逐步扩展到汽油机中 得到广泛的应用，
第1章 柴油机构造、拆装和试机(新)
发动机的废气对涡 轮做功 压气机把发动机的 进气压缩
中冷器把进气温度 降低
后 退
前 进
废气涡轮增压柴油机工作过程
压缩行程
发动机的废气对涡 轮做功 压气机把发动机的 进气压缩
中冷器把进气温度 降低
后 退
前 进
废气涡轮增压柴油机工作过程
做功行程
发动机的废气对涡 轮做功 压气机把发动机的 进气压缩
四冲程自然吸气式柴油机每个工作循环的工作过程是： ①进气行程：进气门打开，排气门关闭，活塞从上止点移动 到下止点，吸入新鲜空气。 ②压缩行程：进排气门都关闭，活塞从下止点移动到上止 点，空气被压缩，温度升高。 ③作功行程：进排气门都关闭，喷油器喷入气缸的柴油在 高温的空气中着火燃烧，气缸内压力升高，推动活塞往下运 动，通过连杆带动曲轴旋转，对外做功。 ④排气行程：进气门关闭，排气门打开，活塞从下止点移 动到上止点，排出气缸内的废气。
起吊环 排气管
空压机
涡轮增压器
厂牌
放水阀
机油冷却器
后 退
机油滤清器
前 进
7.柴油机的外形结构
上 右 张紧轮 左
下
节温器
油标尺 加机油口 水泵
后 退
返回
8.汽油机和柴油机的比较
比较内容 燃料 混合气形成 点火方式 压缩比 热效率 燃料消耗率 汽油机 汽油 一般为缸 外 点燃 低 20%-30% 高 柴油机 柴油 缸内 压燃 高 30%-40% 低 比较内容 转速 工作平稳 性 启动性 主要排放 物 制造成本 使用寿命 汽油机 高 柔和 容易 柴油机 低 粗暴 较难
1． 柴油机的作用和基本工作原理 ； 2． 曲柄连杆机构的构造； 3． 配气机构的构造； 4． 进、排气系统的构造； 5． 燃料供给系统的构造； 6． 润滑系统的构造；
单缸柴油机工作原理
单缸柴油机工作原理
单缸柴油机是一种内燃机，它通过燃烧柴油燃料来产生动力。
其工作原理可以简要概括如下：
1. 进气过程：柴油机通过进气门将新鲜空气引入气缸内。
气缸活塞在上行过程中，将气缸内的废气排出。
2. 压缩过程：气缸活塞在上行过程中压缩进入气缸的空气。
柴油机的压缩比较高，通常在15:1到22:1之间，以确保燃烧效
率的提高。
3. 燃烧过程：柴油机采用压燃式燃烧。
当活塞接近气缸顶点时，柴油燃料被喷射到高温高压的压缩气体中。
由于高压和高温，柴油燃料在瞬间被点火燃烧，释放出巨大的能量。
4. 排气过程：燃烧后的废气通过排气门排出气缸。
气缸活塞在下行过程中将废气推出。
5. 动力输出：在燃烧过程中，废气通过活塞的运动将燃烧产生的能量转化为机械能，推动曲轴旋转。
曲轴的旋转运动通过连杆与活塞相连，进而传递给其他机械装置，实现单缸柴油机的功率输出。
以上是单缸柴油机的简要工作原理，通过不断重复上述过程，单缸柴油机能够稳定地提供动力。
需要注意的是，单缸柴油机只有一个气缸，通常用于小型机械设备或发电机组等低功率应
用。
真实的单缸柴油机结构和工作过程可能会更加复杂和多样化，以上仅为一般原理的简要描述。
发动机总体结构与工作原理
五大系统之－－点火系
作用：按规定时刻及时点燃气缸内的混合气。 组成：由蓄电池、分电器、点火线圈、火花塞等组成。
五大系统之－－起动系
作用：使静止的发动机起动。 组成：由起动机及附属装置组成。
三、发动机基本术语
工作循环：每完成一次热功转换的工作过程。 上止点：活塞离曲轴回转中心最远处。 下止点：活塞离曲轴回转中心处。 曲柄半径R ：连杆与曲轴连接中心至曲轴旋转中心的距离。 活塞行程S：上、下两止点间的距离（mm），S=2R；
五大系统之－－润滑系
作用：润滑、冷却、清洗、防腐、密封等。 组成：由机油泵、滤清器、限压阀、油道等组成。
五大系统之－－燃料系（汽油车）
作用：按需要向气缸内供应已配制好的可燃混合气，燃烧后排出废气。 组成：化油器式由燃油箱、汽油泵、化油器、进排气管、滤清器等组成。
五大系统之－－燃料系（柴油车）
作用：向气缸内供应纯空气并在规定时刻向 气缸内喷入柴油，燃烧后排出废气。
发动机总体结构与工作原理
一、发动机的分类
发动机是将其它形式的能量转变为机 械能的机器。
分类： 按使用燃料分：汽油机、柴油机等。
按工作循环分：四冲程发动机、二冲程发动机。
按冷却方式分：水冷式、风冷式
按气门装置位置分：侧置式、顶置式
按气缸排列分：直列式发动机、V型发动机。
按气缸数分：单缸发动机、多缸发动机。
柴油机 165F：表示单缸，四行程，缸径65mm，风冷通用型 495Q：表示四缸，四行程，缸径95mm，水冷车用 X4105： 表示四缸，四行程，缸径105mm，水冷通用型，X表示系列代号
结语
谢谢大家！
冲程：活塞由一个止点到另一个止点运动一次的过程； 气缸工作容积（Vh）：活塞从上止点到下止点所让出的空间容积。 发动机工作容积（Vl）：发动机所有气缸工作容积之和，也叫发动机的排量。
柴油发电机组基本原理及维护规程ppt课件
月
5
检查冷却液、润滑油、柴油是否充足
月
6
检查风冷机组的进风、排风风道是否畅通
月
7
检查有无异味、异响和四漏现象
月
8
清洁油机空气过滤器
月
9
检查传动皮带张力
月
10
检查消防器材，照明是否正常
月
11
清洁设备
季
12
检查启动、冷动、润滑、燃油系统是否正常
季
13
加载试机15～30分钟
半年
14
校正仪表
年
15
检查机壳接地及绝缘
5.冷却系统
二、油机的总体构造
启动系统
❖ 6.启动系统
油机启动系统大致有 蓄电池、起动马达、交流 发电机、辅助起动系统等 组成。如图所示。当按下 起动开关，接通蓄电池电 路的时候，蓄电池给启动 马达供电带动内燃机起动， 同时一个小的交流发电机 通过整流后给蓄电池充电。
三、油机发电机的工作原理
❖ 1.油机工作原理
配气机构
二、油机的总体构造
2.配气机构
配气机构工作原理
二、油机的总体构造
❖ 3.供油系统 柴油机的供油系统一般由油箱、柴油滤清器、低压油
发动机工作原理和总体构造
（四）飞轮的作用： 四冲程发动机工作循环的四个活塞行程中，只有一个行程是作功的，其余三个行程是依靠飞轮的惯性
（b）表面点火： 在火花塞点火之前，由于燃烧室内灼热表面（如排气门头部、火花塞电极处、积碳处）点燃可燃混合气
而产生的另一种不正常燃烧现象，称为表面点火。 表面点火现象：
表面点火发生时，也伴有强烈的敲缸声（较沉闷），产生的高压会使发动机机件机械负荷增加，寿命降 低。
（c）汽油机压缩比的选择： 应在避免引起爆燃和表面点火的前提下尽可能提高压缩比，以提高发动机功率，改善燃油经济性。
冷却系—水泵9由曲轴14上的皮带轮带动，将来自散 热器冷却后的冷却水泵入气缸7燃烧室周围的冷却水 套，经过气缸盖6中的冷却水套，热水由气缸盖上部 的出水口流往散热器。
（三）发动机基本术语
上止点（T.D.C.）：
活塞顶离曲轴中心最远处。
下止点（B.D.C.）： 活塞行程 S ：
活塞顶离曲轴中心最近处。
（b）压缩行程
（a）爆燃： 由于压缩比过高导致压缩终了时气体压力和温度过高，在火花塞点火之后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现象，称为爆燃。 爆燃现象：
爆燃时，火焰以极高的速率传播，温度和压力急剧升高，形成压力波，以声速推进，当这种压力波撞击 燃烧室壁时就发出尖锐的敲缸声。同时还会引起发动机过热、功率下降、燃油消耗率增加等一系列不良后果， 严重爆燃时甚至造成排气门烧废、轴瓦破裂、活塞顶熔穿、火花塞绝缘体被击穿等机件损坏现象。
发动机的工作原理和总体构造
Vst= Vs×i
压缩比：气缸总容积与燃烧室容积的比值,它表示 进气过程中进入气缸内的气体在压缩冲程终了时 被压缩的程度。 ε =Va/Vc=(Vs+Vc)/Vc= Vs/Vc+1
上止点
下止点
2 四冲程发动机的工作原理
一、四冲程汽油机的工作原理 四冲程发动机的一个工作循环包括四 个活塞行程。 （1）进气行程 （2）压缩行程 （3）作功行程 （4）排气行程 曲轴转动两圈，一个行程相当与 曲轴转动180度。
பைடு நூலகம்
思考
四冲程汽油机和柴油机的工作循环有什么不同呢？ 四冲程汽油机和柴油机的工作循环有什么相同之处呢？
由于二冲程发动机主要在摩托车和大型的船用发动 机上使用，其工作原理就不具体介绍了，属于自学 内容。
§1.4 发动机的总体构造
机体组 两大机构
曲柄连杆机构、配气机 构
五大系统
起动系、 供给系 冷却系、 润滑系 点火系
（2）经济性指标
燃油消耗率be：发动机每发出1kW有效功率，在1h内所
消耗的燃油质量，燃油消耗率越低，经济性越好。
B 3 be 10 (g / kW h ) Pe
式中：B——每小时的燃油消耗量（kg/h）； Pe——表示发动机的有效功率（kW）
（3）运转性能指标 排气品质：发动机排出的有害排放物：NOx ， HC ，CO以及颗粒。有害排放需满足排放法规。 噪声：噪声需满足噪声限值。 起动性：在一定温度下，发动机能迅速而可靠 的起动，起动消耗的功率越少，磨损就越少。
Ttq n 2 n 3 Pe Ttq 10 (kW ) 60 9550
式中：Ttq——有效转矩Ttq（N· m） n——曲轴的转速（r/min） 转速 n:曲轴在一分钟内转过的圈数
德国道依茨柴油机总体构造及功用
德国道依茨公司，是现今历史悠久的发动机独立制造厂商。
作为全系列发动机制造商，道依茨提供功率范围从25KW到520KW的水冷和风冷发动机，可广泛应用于工程机械、发电机组、农用机械，商用车辆、铁路机车和船舶，以及军用车辆，并应用于各种专业配套用途领域。
道依茨柴油机具有体积小、功率大、噪音低、排放好、冷起动容易等特点，能满足当今世界苛刻的排放法规，具有广泛的市场前景。
道依茨柴油机的总体结构主要包括：机体、曲柄连杆机构、配气机构、燃油系统、润滑系统、冷却系统、电器系统。
1、机体：是柴油机的骨架，由它来支撑和安装其它部件，包括：缸体、缸套、缸盖、缸垫、油底壳、飞轮壳、正时齿轮壳、前后脚。
2、曲柄连杆机构：是柴油机的主要运动件，它可以把燃料燃烧产生的能量，通过活塞，活塞销，连杆，曲轴、飞轮转变成机械能传出去。
包括曲轴、连杆、活塞、活塞销、活塞销卡簧、活塞销衬套、活塞环、主轴瓦、连杆瓦、止推轴承、曲轴前后油封、飞轮、减震器等。
3、配气机构：是定时把进、排气门开启和关闭。
包括正时齿轮、凸轮轴、挺柱、顶杆、摇臂、气门、气门弹簧、气门座圈、气门导管、气门锁块、进排气管、空气滤清器、消音器、增压器等。
4、燃油供给系：是按柴油机的需要，定时、定量的把柴油供给燃烧室燃烧。
包括柴油箱、输油管、柴油滤清器、喷油泵、喷油器等。
5、润滑系：是把润滑油供给各运动摩擦副，包括机油泵、机油滤清器、调压阀、管路、仪表、机油冷却器等。
6、冷却系：是把柴油机工作时产生的热量散发给大气。
包括水箱、水泵、风扇、水管、节温器、水滤器、风扇皮带、水温表等。
7、电器：是启动、照明、监测、操作的辅助。
柴油机的燃烧过程一般分为着火延迟期、速燃期、缓燃期和后燃期四个阶段。
着火延迟期是指从燃料开始喷射到着火，其间经过喷散、加热蒸发、扩散、混合和初期氧化等一系列物理的和化学的准备过程。
它是燃烧过程的一个重要参数，对燃烧放热过程的特性有直接影响。
在着火延迟期内喷入燃烧室的燃料，在速燃期内几乎是同时燃烧的，所以放热速度很高，压力升高也特别快。
第2章 柴油机的总体结构及主要零部件
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
柴油机总体构造和基本原理
培训人：
培训对象：
日期：2018.5
目录
第一章概述 (2)
第二章柴油机的基本知识 (2)
第三章柴油机的总体构造 (5)
第四章柴油机的基本工作原理 (7)
第五章柴油机发展趋势 (9)
第六章机组控制系统介绍 (10)
第七章产品的使用和维护 (14)
第一章概述
柴油机是一种将柴油燃料燃烧释放出来的热能转变为有用机械能的一种动力装置。
这种能量的转换是柴油燃料在气缸中与空气充分混合进行燃烧，产生高温、高压的工作气体，高温、高压的气体作为热能的载体推动活塞，通过连杆、曲轴向外输出机械功。
柴油机由于油耗低、热效率高、功率范围宽广、适应各种转速、启动迅速、运行安全、维修方便、使用寿命长等优点，在国民经济和国防建设中得到了广泛应用。
下面，简单给大家介绍一下有关柴油机的基本知识、总体构造、基本原理以及柴油机发展趋势。
第二章柴油机的基本知识
一、柴油机分类
柴油机的分类方法很多，常用的有以下几种分类方式：
1、按气缸数量分，可分为单缸机、双缸、多缸柴油机；
2、按转速分，可分为高速、中速、低速柴油机；
3、按冷却方式分，可分为水冷机和风冷机；
4、按工作循环所需行程数分，可分为四冲程和二冲程柴油机；
5、按进气状态分，可分为自然进气柴油机和增压柴油机；
6、按气缸布置形式分，可分为直列式、V型、卧式柴油机；
7、按用途分分，可分为汽车用、工程机械用、农用、发电机用、机车用、船舶用、摩托车用、军用等柴油机。
例如：在太钢4350m3高炉项目中用到的VOLVO TAD740GE型柴油机根据以上分类方法就可以描述为6缸高速水冷直列四冲程增压中冷柴油机。
二、柴油机性能
柴油机性能的优劣可从五个方面，即动力性、经济性、运转性、可靠性和耐久性来衡量。
1、柴油机的动力性主要指柴油机的功率、扭矩、转速和最低转速；
2、柴油机的经济性主要指每马力小时或每千瓦小时柴油机所消耗的燃油量和润滑油量，以及柴油机能国燃用劣质油（如重油、渣油）的能力；
3、柴油机的运转性主要指柴油机在低温环境的冷车启动性能、倒转性能、噪音以及排气中的污染成分等；
4、柴油机的可靠性指柴油机在运转中发生故障的可能性，它包括主要零部件以及辅助系统零部件发生故障的可能性；
5、柴油机耐久性则指柴油机在两次大修之间的时间长短；
衡量一部柴油机的性能质量，除了上述五种性能外还有许多其他因素，例如它的结构形式是否便于检查维修，对工艺材料是否有特殊要求，制造成本是否在市场上有竞争能力等。
柴油机的五种性能之间以及和它的结构、工艺、材料、价格之间又常是互相矛盾互相制约的。
在设计和选用柴油机时，经常是根据柴油机的不同用途进行综合考虑，对上述某种性能的要求有所侧重。
三、柴油机的型号
1、国内柴油机的型号
国内柴油机型号按国家规定的要求来编制（如下图），通过柴油机型号我们可以基本了解柴油机一些性能参数。
企业品牌柴油机气缸数柴油机缸径
例如：YC6105型柴油机就是指广西玉林柴油机生产的6缸、缸径为105mm的柴油机；DF12V135型柴油机就是指上海柴油机厂生产的V型12缸、缸径为135mm的柴油机。
2、国外柴油机型号。