12V240ZJ6F型柴油机介绍

12V240ZJ6F型柴油机1 柴油机工作原理当活塞由上向下运动时，外界的新鲜空气经过进气门被吸入气缸，而后活塞向上运动，对这部分新鲜空气进行压缩，使空气的温度和压力都有较大的升高。

这样的空气与从喷油器喷入气缸的柴油混合，能使柴油自行着火燃烧放出热能，此时燃气温度和压力急剧升高，而后急剧膨胀，推动活塞向下运动做功，经过连杆、曲轴输出扭矩。

柴油机的一个完整的工作过程是由进气、压缩、燃烧膨胀、排气四个冲程组成，即曲轴旋转两圈、活塞经过四个冲程。

1.2.1 进气冲程：在配气机构的作用下，进气门在活塞处于上止点前42º20’曲轴转角时开启，新鲜空气通过增压并冷却后，经稳压箱、进气支管、气缸盖进气道进入气缸内，当活塞运动到下止点后42º20’曲轴转角时，进气门关闭。

1.2.2 压缩冲程：当气门完全关闭时，活塞继续上行，压缩过程开始，随着活塞上行，气缸内的空气不断被压缩，其压力和温度不断升高，为柴油自燃创造了必要的条件。

当活塞到达上止点前21º时，柴油以雾状喷入燃烧室，与气缸内的高压高温的空气混合。

1.2.3 燃烧膨胀冲程：当喷入气缸内的柴油与高温高压空气混合后迅速燃烧，开始了燃烧过程，燃烧压力急骤上升，燃气最高温度可达1500℃。

1.2.4 排气冲程：当活塞到达下止点前42º20‘曲轴转角，排气门开启，开始了排气过程，这时气缸内经过膨胀做功的燃气开始排出，活塞经过下止点继续上行，直到活塞再次达到上止点后42º20‘曲轴转角，排气门完全关闭为止。

2 柴油机简要介绍2.1 柴油机总体结构12V240ZJ6F型柴油机为四冲程、V型、废气涡轮脉冲式增压、增压空气中间冷却、开式燃烧室的中速柴油机。

柴油机两排气缸Ｖ型排列，Ｖ型夹角为50°，活塞连杆装在气缸套内，连接在曲轴的曲柄销上，每个缸有六条气缸螺栓将气缸盖紧固在机体上。

柴油机曲轴输出端通过联轴节与主发电机的转子相连进行功率输出，机体的输出端通过连接箱与主发电机的定子连接。

齿轮系统布置在柴油机自由端，压装在曲轴自由端上的曲轴齿轮通过传动齿轮驱动凸轮轴。

泵支承箱布置在柴油机自由端，箱体上安装机油泵和高温、低温冷却水泵。

机体上的两侧上部腔内安装有凸轮轴，顶面布置有喷油泵、控制机构和配气机构，下部装有每个气缸的进水支管。

调速器设置在自由端A侧的上方，由A侧的凸轮轴传动齿轮通过调控传动装置变速后直接驱动。

Ｖ型夹角空腔下部为润滑主油道。

Ｖ型夹角空腔上部为空气腔，与安装其上的稳压箱共同形成进气稳压空腔。

增压器及中冷器均布置在稳压箱的两端。

稳压箱两侧的法兰孔和气缸盖进气支管之间用橡胶圈密封，便于拆装。

柴油机的排气管路是按照脉冲增压设计的，排气管之间采用波纹管联接。

油底壳布置在机体下部，与机体相连形成曲轴箱。

柴油机发电机组采用四点橡胶弹性支承，其中两个支承固定在机体侧面上，另外两个支承布置在连接箱体侧面上，支承座与机车车架相连。

2.2柴油机主要技术参数型号： 12V240ZJ6F气缸直径： 240mm活塞行程： 275mm压缩比： 12.5标定转速： 1000r/min标定功率： 2000kW(在大气压力0.1MPa，环境温度25℃，相对湿度30％，中冷器进水温度55℃和柴油机转速为1000r/min条件下)最大运用功率： 1840kW最低空载稳定转速： 430r/min标定功率时的平均有效压力： 1.6MPa标定功率时的最高爆发压力：≤13.5MPa最低空载稳定转速时的压缩压力： 2.75±0.1MPa供油提前角： 21°±1°标定功率时，增压空气压力不小于： 0.22MPa标定功率时，增压空气流量： 4 kg/s标定功率时，排气温度：气缸盖出口处≤500℃增压器涡轮进口处≤600℃标定功率时：增压器进气压力损失≤2500 Pa排气背压≤3000 Pa增压器涡轮进口最高承受温度650℃排气烟度：≤1.2Bosch标定功率时燃油消耗率：≤208+3% g/(kW·h)3柴油机主要零部件3.1焊接机体装配3.1.1 结构机体是安装柴油机所有零部件的刚性骨架。

当柴油机工作时，它承受燃气燃烧时的爆发压力、活塞运动的侧压力、曲柄连杆机构引起的倾覆力矩和轴系未平衡力矩等。

柴油机机体采用铸焊组合结构。

曲轴孔中心距底面450mm。

每位主轴承盖用两条M48×2贯穿式螺栓紧固，两侧采用侧肩定位，并用两条M30×2横拉螺钉使轴承盖与机体牢牢紧固，与机体形成封闭式结构，以增强机体的总刚度，主轴承孔装有20高锡铝合金钢背轴瓦，输出端装有两半式止推挡圈。

机体横截面呈六边形。

气缸孔Ｖ型夹角为50°，A、B两列气缸中心前后错开74mm，同侧气缸孔距为400mm，每个气缸孔周围有六个M36×2紧固气缸盖的螺栓孔，气缸孔外侧对应设有二个进、排气推杆孔和一个喷油泵孔，其下方布置隧道式凸轮轴孔。

Ｖ型夹角内设有进气稳压腔和润滑主油道。

机体输出端有连接箱安装座板，自由端有齿轮和泵支承箱安装端板。

机体两侧各有六个曲轴箱检查孔和凸轮轴检查孔。

在曲轴箱侧盖中有五个装有防爆安全阀，左右侧还各有一个机油加油口。

3.1.2 组装方法及技术要求a) 主油道须冲洗干净。

焊修后须做1MPa的水压试验，保持20min不泄漏。

b) 机体上各种双头螺柱栽入前应清洗干净；喷油泵下体螺柱、靠机体外侧的气缸螺栓栽入机体时，须涂耐油密封润滑脂；气缸螺栓和连接箱用螺栓栽入机体时，须涂二硫化钼；其余双头螺柱栽入时均涂密封胶。

c) 主轴瓦在压紧状态下，瓦背与机体主轴承孔的接触面积不少于总面积的60%。

d) 主轴承螺栓的紧固螺栓伸长量为0.87±0.03mm（铸焊组合机体），横拉螺钉的紧固力矩为1000N·m。

e) 主轴瓦与主轴颈间的径向间隙为0.25~0.30mm，同一台柴油机径向间隙允差0.03 mm，相邻位允差0.02 mm。

f) 主轴瓦、主轴承盖和主轴承孔的端面突出量不大于0.5 mm。

g) 机体止推挡圈与曲轴止推面间的轴向总间隙为0.25~0.35 mm，主发电机安装后，此间隙应不小于0.18 mm，组装前后的间隙减少量应不超过0.10 mm，在组装时允许修研止推挡圈背面（贴机体止推轴承孔侧），修研量不得超过0.02 mm。

h) 机体止推挡圈在合口面处的间隙为0.4~0.75 mm。

3.1.3检修周期、限度位mm3.1.4 主要螺栓、螺母的拧紧力矩3.2气缸套装配3.2.1 结构柴油机的气缸套与气缸盖、活塞共同组成柴油机的燃烧室；气缸套对活塞工作时起支承和导向作用，并导出活塞在工作时所承受的部分热量。

柴油机采用湿式气缸套组，它由气缸套和水套组成，其间空腔为冷却水腔。

气缸套内壁直接受高温、高压燃气作用，同时承受活塞运动的侧向压力，其工作条件是很复杂的。

气缸套由合金铸铁制成。

水套用20号优质碳素钢的水套体和水套上座焊接而成。

水套上方有12个φ12mm的出水孔与气缸盖进水孔用套管接通，并用橡胶圈密封。

气缸套与水套上端结合面用一个氟橡胶密封圈密封，下端用三个橡胶圈密封。

在水套下端设有二个橡胶密封圈与机体密封，以防止进水孔处冷却水漏泄到曲轴箱去。

气缸套的使用寿命是决定柴油机修程的主要因素之一，其使用寿命主要取决于缸套的耐磨性和抗蚀性，特别是在活塞上止点第一道活塞环处，由于受到高温、高压的燃气冲刷，工作条件恶劣，磨损更加严重。

气缸套的磨损还与空气滤清器的状态、机油、燃油的品质和清洁度、油水温度等有关，严重时会发生“拉缸”故障。

3.2.2 检修周期、限度检修周期：36个月3.3组合活塞3.3.1 结构活塞是柴油机最重要的运动部件之一，它直接承受燃气爆发压力的冲击，在强大的燃气冲击压力(在标定功率下燃气爆发压力可达13.5MPa)和往复运动惯性力的作用下，活塞各部位均会受到强烈的机械负荷，活塞销将受到强烈的弯曲、剪切应力和变形，而活塞裙则受到侧压力作用。

活塞顶直接与高温燃气接触（可达1500℃），燃气通过对流和辐射将一部份热量传给活塞，高温将导致活塞材料强度下降，变形加大，机油积碳和结胶。

活塞在气缸内的运动速度很高（标定转速时的平均速度达9.17m/s）。

影响活塞磨损的因素很多，如活塞的运动线速度、摩擦面之间的配合（包括活塞环、活塞裙部和气缸套的材料选择、表面处理、硬度匹配，活塞外形型线，活塞环形状、尺寸、数量、摩擦面上的润滑状态及机油品质等）。

气缸壁上的油膜状态除与机油有关外，还与它的温度条件有关，超过一定温度，气缸壁面上很难形成油膜，即使形成，也难以保护，将导致不正常摩损。

因此为了减小磨损，必须供给足够的机油，并通过冷却手段把活塞、缸套温度控制在允许范围内。

2 检修周期、限度2.1 检修周期：1个中修期。

2.2 限度表3.4连杆装配3.4.1 结构及原理连杆是柴油机主要运动件之一。

它把活塞的往复运动变为曲轴的回转运动，并传递作用力。

连杆工作时主要承受气体压力和活塞连杆组往复运动惯性力，这些力的大小和方向都发生周期变化，使连杆处于拉伸、压缩、弯曲状态，使连杆产生疲劳和变形。

连杆由42CrMo合金钢模锻制成，经调质、喷丸处理，使连杆疲劳强度提高。

连杆体与连杆盖采用40°剖分面，使连杆能从气缸孔内抽出来。

连杆体与连杆盖轴向采用一个φ37mm的定位套来定位。

柴油机采用并列连杆，用两条M33×2的连杆螺钉将连杆体和连杆盖联接在一起。

连杆轴瓦采用钢背铝基薄壁轴瓦，下连杆瓦上开有油槽和油孔，润滑油由这些油孔经连杆杆身的细长油孔，流到连杆小端，润滑小端衬套和冷却活塞。

上、下连杆瓦的背面各有一个定位销孔，用销钉定位。

连杆小端装有衬套。

从连杆杆身流来的润滑油经活塞销到活塞冷却油腔，以冷却活塞。

3.4.2 检修周期、限度检修周期：36个月。

检修周期：1个中修期。

限度表3.5曲轴装配3.5.1 结构及原理曲轴是柴油机最重要的部件之一，活塞的往复运动通过连杆转变为曲轴的旋转运动，柴油机的功率由此输出，并通过传动机构和泵传动装置驱动配气机构、机油泵、水泵和机车辅助传动装置。

曲轴的受力情况是很复杂的，主要受以下三方面的作用力：a). 曲轴受燃气压力和往复运动质量惯性力的交变作用，使曲轴经受强烈弯曲和扭转，承受交变的疲劳应力。

b). 曲轴是一个弹性系统，它在交变扭矩作用下，产生轴系扭转振动。

当扭振频率与轴系自由振动频率相同时，将发生“共振”。

共振是一个破坏性很大的振动，将使柴油机工作条件恶化。

c). 制造和运用中的一些因素，使曲轴产生附加应力。

例如轴颈不同轴、轴承磨损、机体主轴孔不同轴以及在运用过程中机体变形等，使曲轴在不平直状态下工作，增加了曲轴的附加应力。