第四节 柴油机.doc

第四节 柴油机 一 柴油机的概述及分类 1、概述 自然界存在着许许多多种运动形式，如发热、发光、化合、分解、电流、机械运动等。它们在一定条件下可以互相转化。 人类在长期的生产实践中，逐步掌握了各种能源的特征，并利用它们之间的相互转化，为人类作功 。例如：利用风力带动风车，将风能变为机械能；利用水利带动水车，将水的势能转变为机械能；将燃料燃烧的热能转变为机械能，带动工作机械运转。 这些将一种能量变为机械能的机器，叫做发动机。 热机 把燃料燃烧的热能转变为机械能的机器，叫做热力发动机，简称热机。 热机可分为外燃机（如蒸汽机）和内燃机（如柴油机）。 以柴油作为燃料的热机，称为柴油发动机简称柴油机 内燃机的发展简史 按照燃料分：汽油机、柴油机、煤气机、天然气机等u 1678年 法国人浩特佛勒 使用火药的煤气机u 1873年 德国人奥拓 火花点燃四冲程煤气机u 1883年 英国人派司尔 四冲程汽油机u 1894年 法国的狄塞尔 压燃式四冲程柴油机u 1905年 瑞士 第一台二冲程柴油机u 1930年 德国 废气涡轮增压柴油机2、柴油机分类 u 按每一工作循环的冲程数分类 ： 可分为二冲程柴油机、四冲程柴油机u 按气缸数分类： 可分为单缸柴油机、多缸柴油机u 按气缸排列方式分类：a 直列卧式：所有气缸排成一列并卧置； b 直列立式：所有气缸排成一列并立置；c V型:气缸排成两列,两气缸中心线间夹角常取60或90。气缸成V型排列，可以缩短内燃机长度； d 对置式：当V型排列两列气缸轴线夹角成180时，称为对置式； e 星形：各列气缸呈辐射状。 气缸排列方式柴油机分类u 按进气压力分类：非增压式：吸入气缸的气体压力为大气压力； 增压式：利用增压器提高进气压力，然后充入气缸。可分为低增压、中增压、高增压几种。u 按冷却方式分类： 风冷：利用空气作冷却介质； 水冷：利用水作冷却介质。u 按额定转速分类：高速柴油机 额定转数在1000r/min以上； 中速柴油机 额定转数为6001000r/min之间； 低速柴油机 额定转数在600r/min以下。 二 柴油机产品名称及编制规则、旋转方 向及气缸编号 1、柴油机产品名称及型号编制规则 柴油机型号依次由首、中、尾三部分组成。其意义如下列：u 6135柴油机6缸、四冲程、缸径135mm、水冷柴油机。u 12V135柴油机12缸、四冲程、缸径135mm、水冷柴油机，两列气缸中心线间夹角为90o 。u 12E230C柴油机12缸、二冲程、缸径230mm、水冷船用柴油机。u 1E56F汽油机单缸、二冲程、缸径56mm、风冷汽油机。2、柴油机的旋转方向 u 柴油机的旋转方向是指功率输出轴的旋转方向。从功率输出端向自由端看，凡输出轴顺时针方向旋转的，称为“右旋”。反之，称为“左旋”。 3、柴油机气缸编号 GB726-65规划，不论柴油机气缸排列方式如何，均以自由端开始，向功率输出端依次进行编号。 两列以上的多列式柴油机进行编号时，就首先确定气缸列次，然后按上述规定编号。气缸列次的确定方法是：由功率输出端向自由端看，以垂直于输出轴中心线的水平线为基准，从该水平线的右端沿逆时针方向依次计，最先数到的为第一列，依次为第二列等等。三 柴油机组成 柴油机是比较复杂的机械设备。目前，国内外的柴油机种类形式繁多，结构也不尽相同，但是,一般地说，柴油机都是由两个机构和四个系统（曲柄连杆机构、配气机构、燃油供给系统、润滑系统、冷却系统、起动系统）组成。 u 工程机械一般使用四冲程发动机u 进气冲程 压缩冲程u 排气冲程 膨胀冲程u 四缸发动机曲轴每旋转180按1-3-4-2缸的顺序喷油u 六缸发动机曲轴每旋转120按1-5-3-6-2-4缸的顺序喷油发动机整体系统简图 1、机体与曲柄连杆机构 机体零件由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸盖等组成。它的作用是作为柴油机的骨架，用以支撑和固定柴油机所有的机件和辅助件，并且作为曲柄连杆机构、配气机构等的组成部分，气缸体和气缸盖共同组成燃烧室的一部分，曲轴箱容纳并支承曲轴。曲柄连杆机构u 曲柄连杆机构由活塞组、连杆组、曲轴飞轮组等组成。它的作用主要是通过运动方式的转换（变直线运动为旋转运动），将气体膨胀的功输出，带动工作机械。2、配气机构 配气机构由气门组、气门传动组、进排气系统等组成。它的作用是按照柴油机的需要，把清洁的新鲜空气送入气缸，并适时排废气。 3、燃油供给系统 柴油机燃油供给系统由油箱、柴油滤清器、输油泵、喷油泵、喷油器、调速器等组成。它的作用是根据发动机负荷及转速的要求，定时、定压、定序、定量地向气缸内供给良好雾化的柴油，使之与气缸内空气充分混合，形成可燃混合气并充分燃烧。 4、润滑系统 润滑系统由机油泵、机油滤清器、机油散热器、油道等组成，它的作用是将润滑油通过不同方式输送到发动机运动机件的磨擦表面，起着减少磨擦，减轻磨损、清洗磨擦表面、冷却磨擦表面的作用。 5、冷却系统 水冷却系统由水泵、散热器、风扇、温度调节装置和水套等组成。它的作用是将柴油机多余的热量通过冷却水散发到大气中去，以保证柴油机正常的工作温度。 6、起动系统 柴油机起动系统的作用是使柴油机从静止状态进入起动状态并自行正常运转。起动的方法有多种，手摇起动、电动机起动、汽油机起动、压缩空气起动等。不同的起动方法有不同的构造，除手摇起动外，一般都包括起动机构及附属装置。四 135柴油机的使用 1、柴油机的起封与检查 135系列柴油机出厂封存有效期为一年。尤其是所购买的柴油机自出厂之日起超过上述规定封存期的，在首次使用前应特别要注意起封检查。2、柴油机的起动和预热 （1）起动前的准备 检查柴油机各部分是否正常，各附件连接是否可靠，并排除不正常的现象。 检查电起动系统电路接线是否正确，蓄电池是否充足。 向油底壳内加注机油至规定油面位置。 向冷却系统内加注冷却液，对采用开放式循环冷却系统的应接进水源。 向喷油泵、调速器内加注机油至规定油平面。 对装有黄油嘴处应注入规定的润滑脂。（1）起动前的准备 用燃油输油泵上的手泵，向燃油系统压注燃油，并旋松喷油泵上的放气螺钉；或旋松燃油滤清器上的放气螺塞，排除燃油系统中空气，直到放气处不断流出的燃油无气泡后将放气螺钉或放气螺塞旋紧。然后再继续泵油，直到回油管有回油后，将手泵旋紧。 依次松开各缸喷油器上的高压油管接头螺母，将调速手柄置于柴油机运转位置，转动柴油机，排出各高压油管内的空气。 对装有预供润滑油泵的柴油机，应先开动预供油泵，每次运转不得超过30S，如一次运转达不到要求，应停30S后再重复一次，直到机油压力表达到196.2294.3kPa(23kgf/cm2)为止。 对新机或停放5天以上未用的柴油机，起动前应先转动曲轴35转。对于平时停放作为应急用的柴油机，为便于在急用时能迅速起动运行，在停放期内，每隔35天应起运试运行一次至水、油温度达到60以上为止。 （2）柴油机的起动（1）常规起动： 脱开柴油机与负载起动装置。将喷油泵调速器操纵手柄推到空载，转速为700r/min左右的位置。将电钥匙打开（4缸柴油机无电钥匙，12缸V型柴油机电钥匙转向“右”位），按下起动按钮，使柴油机起动。如果在12S内未能起动，应立即释放按钮，过2min后再作第2次起动。如连续三次不能起动时，应停止起动，找出原因并排除故障再行起动。 柴油机起动成功后，应立即释放按钮，将电钥匙拨回中间位置（12缸V型柴油机应转向“左”位），接通充电回路，同时注意机油压力表，必须在起动后15S内显示读数，其读数应大于0.05kPa(0.5kgf/cm2)（当柴油机转速为500r/min时），然后让柴油机在750r/min左右的转速下空载35min运转，并检查柴油机各部分运转是否正常，例如可用手指感触配气机构运动件的工作情况，或掀开气缸盖；罩壳，观察摇臂等润滑情况，然后才允许加速及带负荷运转。 （2）低温起动 低温起动是指环境温度低于05时的起动。起动时，用户应根据实际使用的环境温度采用相应的低温起动辅助措施。然后按常规起动的步骤进行。一般采取的措施有如下几种： 将柴油机的机油和冷却液预热至6080。 在进气管内安置预热进气的装置或在进气管口采用简单的点火加热进气的方法（采用此法必须注意安全）。 提高机房的环境温度。 选用适应低温需要的柴油、机油和冷却液。 对蓄电池采取保温措施或采用加大容量的或特殊的低温蓄电池。（3）柴油机的预热 u 柴油机起动后，空载运转时间不宜超过5min，即可逐步增加转速到10001200r/min，并注入部分负荷运转。待柴油机的出水温度高于75、机油温度高于50、机油压力高于0.25kPa(0.5kgf/cm2)时，才允许进入全负荷运转。u 注意：特别是在低温起动后，转速的增加应尽可能缓慢，以确保轴承得到足够的润滑，并使油压稳定。 3、柴油机的磨合与使用 （1）柴油机的磨合 新的或经大修后的柴油机，在正式使用前须经60h磨合运转，方可投入全负荷使用。以改善柴油机各运动部件的工作状况，提高柴油机的运行可靠性和使用寿命。磨合应视柴油机用途和拖载方式的不同，考虑具体磨合方案。原则上随着磨合时间的增加分阶段逐步提高柴油机的转速和负载，在整个磨合期内负荷以12小时标定功率的50%80%为宜，转速应大于标定转速的80%。（2）柴油机的正常使用 柴油机投入正常使用后，应经常注视所有仪表的指示值和观察整机运行的动态，要经常检查冷却系统和各部分润滑油的液面，如发现有不符规定要求或出现损漏时，应立即给予补充或检查原因预以排除。 在运行过程中，特别是当突减负荷时，应注意防止因调速器失灵使柴油机转速突然升高（俗称飞车）超过规定值，当出现此类情况应先迅速采取紧急停车措施，然后再查清原因。4、柴油机的停车 （1）正常停车 停车前，先卸去负荷，然后调节调速器操纵手柄，逐步降低转速至750 r/min左右，运转35 min后再拨动停车手柄停车；尽可能不要在全负荷状态下很快将柴油机停下，以防出现过热等事故。对12缸V型柴油机，停车后应将电钥匙由“左”转向“中间”位置，以防止蓄电池电流倒流。在寒冷地区运行而需停车时，应在停车后立即打开机体侧面、淡水泵、机油冷却器（或冷却水管）及散热器等处的放水阀，放尽冷却水以防止冻裂。若用防冻冷却液时则不需打开放水阀。对需要存放较长时间的柴油机，在最后一次停车时，应将原用的机油放掉，换用封存油，再运转2 min左右进行封存，如使用的是防冻冷却液亦应放出。（2）紧急停车 在紧急或特殊情况下，为避免柴油机发生严重事故可采取紧急停车。此时应按下图所示的方面拨动紧急停车手柄即可达到目的。五柴油机的维护保养u 日常维护（每班工作）；u 一级技术保养（累计工作250小时或每隔一个月）；u 二级技术保养（累计工作500小时或每隔六个月）；u 三级技术保养（累计工作10001500小时或每隔一年）。1、日常维护日常维护项目如下：（1）检查燃油箱燃油量；（2）检查油底壳中机油平面；（3）检查喷油泵调速器机油平面；（4）检查三漏（水、油、气）情况；（5）检查柴油机各附件的安装情况；（6）检查各仪表；（7）检查喷油泵传动连接盘；（8）清洁柴油机及附属设备外表。2、一级技术保养除日常维护项目外，尚须增添的工作如下：（1）检查蓄电池电压和电解液比重；（2）检查三角橡胶带的张紧程度；（3）清洗机油泵吸油粗滤网；（4）清洗空气滤清器；（5）清洗燃油滤清器；（6）清洗机油滤清器；（7）更换油底壳中的机油。3、二级技术保养除一级技术保养项目外，尚须增添工作项目如下：（1）检查喷油泵、喷油器以及喷油提前角；（2）检查气门间隙及进排气门的密封情况；（3）检查水泵及气缸套封水圈的封水情况；（4）检查冷却水散热器、机油散热器；（5）检查电器设备；（6）清洗机油燃油系统管路；（7）清洗冷却系统水管路。 六柴油机常见故障u 柴油机被起动电机带动后不发火。回油管无柴油。u 按下起动按钮后无反应，或起动电机转速低，不发火。 u 喷油量足够但不发火，或发火一下又停车，排气管内有燃油。 u 柴油机运转时有不正常的响 声或杂声。 柴油机常见故障u 排气冒黑烟 排气冒白烟 排气冒蓝烟无机油压力，压力表指针不动。 油底壳机油平面升高。 飞车 填空题1、柴油机按冷却方式分类，可分为（ ）和（ ）。2、柴油机的旋转方向是指（ ）的旋转方向，从功率输出端向自由端看，凡输出轴（ ）方向旋转的，称为“右旋”，反之，称为“左旋”。3、柴油机的曲柄连杆机构是由（ ）、（ ）、（ ）等组成。4、柴油机燃油供给系统是由（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）等组成。 5、柴油机的润滑系统是由（ ）、（ ）、（ ）、（ ）等组成。6、一般地说，柴油机是有两个机构和四个系统组成。两个机构是指（ ）和（ ），四个系统是指（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。选择题1、以下对热机的说法中不正确的是（ ）。A柴油机是以柴油作为燃料的热机。B把燃料燃烧的热能转变为机械能的机器，叫热力发动机，简称热机。C第一台柴油机是法国的狄塞尔博士发明的。D汽油机、天然气机和水力发动机都属于热机。2、某柴油机的型号是12V135 ，那么，以下说法中正确的是（ ）A此柴油机有12个气缸且气缸的直径是135。B此柴油机气缸成V型排成两列，两列气缸中心线间夹角为90o。 C此柴油机是风冷柴油机。 D此柴油机是增压型柴油机。 。3、以下对柴油机润滑系统的描述中正确的是（ ）A它的作用是将润滑油输送到发动机运动件的摩擦表面。B输送润滑油的方式只有一种，即压力润滑。C它起着减小摩擦、减轻磨损的作用，但不能清洗摩擦表面。D它能起到清洗摩擦表面的作用，但不能冷却摩擦表面。4、以下对柴油机冷却