柴油机原理.doc

大家好，今天由我和大家来研究一下柴油机的基本工作原理说到柴油机，大家都知道，就是喝柴油，然后给我们干活呗。但，为什么要选柴油机做燃料呢。因为柴油机具有一个非常优良的特性：自燃特性，也就是说。给柴油一定的温度，新鲜的空气。柴油不须引燃。就可以自己燃烧，释放出能亮。柴油的自燃特性与其中的一种化学成分十六烷值有关，十六烷值越高，柴油越容易自燃。也就是说，我们的柴油机必须要给柴油提供两个条件：新鲜的空气和一定的温度。大家知道我们用的柴油是什么型号的吗，没错，是0#的。等到冬天的时候，我们就要用-10#的。这个#说的是柴油另一个参数，凝点。0#就是说零度的时候柴油会凝固。-10#的柴油凝点就是-10度。会在温度-10度凝固，无法使用。就如刚才所说的，我们的柴油机要提供给柴油新鲜的空气和一定的温度，它是如何提供的呢。它是通过四个冲程来提供的。四个冲程为一个工作循环。柴油不断地进行着这个工作循环。消耗柴油，对外做功。所以说我们的柴油机又叫做四冲程柴油机。下面让我详细的给大家介绍一下这四个冲程第一个冲程是进气冲程，如图所示，活塞从上止点移动到下止点。进气门打开，气缸内充满了新鲜的空气。进气冲程结束后，进气门关闭。活塞从下止点向上止点移动。这就是压缩冲程。气缸内的空气受到压缩，随着容积的不断减小，空气的温度不断升高，压缩终点的温度可以达到750950度。远高于柴油的自燃温度543563.。足以保证柴油燃烧。好了，如我们上面所说的，柴油燃烧的条件都具备了。进入下个冲程，燃烧膨胀冲程。此时柴油喷入燃烧室，燃烧，释放能量，推动活塞下移。柴油燃烧后，燃烧室空气中的氧气被消耗了，只剩下没用的废气。为了使柴油机重新获得新鲜的空气，就要把废气排出去，这就需要最后一个冲程。排气冲程，此时，排气门打开，活塞从下止点运动到上止点。废气就被排出去了。至此柴油机完成了一个工作循环。让我们再回顾一下：进气。压缩。燃烧膨胀。排气。进气。压缩。燃烧。排气。进气。柴油机不断地进行着这四个冲程。持续的对外做功。我们说柴油机的基本工作原理，这四个冲程就是最基本的，也是最核心的。我们通常说的几个系统，配气系统，燃油供给系统，冷却系统，润滑系统都是为这四个冲程服务的。比如说配气系统，就是控制了进排气门的开关，该进气门开的时候进气门开，该排气门开的时候排气门开。比如说燃油供给系统，作用就是定时，定量的向燃烧室里面供给柴油。从这四个冲程里面我们可以看出柴油机工作的本质。将柴油的化学能转化为活塞上下运动的机械能，但我们知道，我们需要的不是上下运动，而是旋转运动，是吧，得把飞轮带起来。这就需要柴油机一个重要的部件，对，曲轴。柴油燃烧使活塞上下运动。活塞带动连杆运动。连杆与曲轴颈相连，带动曲轴旋转。上下运动转变成为了旋转运动。大家可不要小看这个曲轴，曲轴可是说是柴油机运动的动力源。为什么这么说呢。大家打开齿轮室盖就明白了。我们可以发现曲轴带动了喷油泵齿轮。为喷油系统提供了动力。带动机油泵齿轮旋转。为润滑系统提供了动力。带动了凸轮轴转动，为配气系统提供了动力。还带动了皮带，使水泵转动，为冷却系统提供动力。这里我们提到了柴油机的几个重要的系统。让我们一起来研究一下这几个系统我们知道，柴油机工作时，零件运动表面之间不能直接接触，因为零件表面即使加工再精密。也会有一定的表面粗糙度。如果他们直接接触。就会产生摩擦和损耗，严重的会使工作表面烧损。我们经常说的失油化瓦就是这个道理。因此必须进行润滑。在两零件之间加入一层润滑油，使其形成油膜。将零件隔开。处于液体摩擦状态。这样摩擦和损耗就会大为减少。润滑的方式有三种：压力润滑，飞溅润滑和定期润滑。我们的柴油机采用了压力润滑和飞溅润滑两种润滑方式。压力润滑，就如我们上面所讲的，利用油泵，将具有一定压力的润滑油源源不断的送往摩擦表面。比如主轴瓦，连杆瓦。使他们形成油膜。另一种方式就是飞溅润滑。靠柴油机运动零件飞溅起来的油滴或油雾润滑。让我们拿出一件凸轮轴。就可以清晰地看出这两种润滑方式。大家看。凸轮轴轴颈这里有个油孔。通过主油道，机油被输送到这里，形成了油膜。就是压力润滑。大家再看看凸轮轴与挺住接触的这个地方。没有什么油道。靠得就是曲轴旋转时澎起来的油滴润滑。这就是飞溅润滑。这个应该很好理解。就好比我们洗澡，无非就是用喷头冲着洗，再就是接一盆水。然后自己用手泼着洗。这个喷头洗就好比是压力润滑。这个用手泼着洗就好比是飞溅润滑。大家可以看出飞溅润滑比较简单。一般不会出问题。让我们先看一下这个压力润滑部分。机油从油底壳，经由机油机滤器被机油泵吸出，经机油滤清器过滤后，进入主油道，主油道内德机油被送至各主轴瓦，连杆瓦，齿轮系，高压油泵等等。比较复杂，也比较容易出问题，我们通常说的润滑系统出了问题，一般都是说的压力润滑部分出了问题。比如说，前一阵我们的R4105出现了压力低的状况。首先我们怀疑是机油的问题。如果机油质量不好，温度一高，机油就变稀了，想水一样了。当然就没有压力了。可当我们换了好机油。压力还是低。不对，不是机油的问题。再有，我们想到了限压阀的问题。是不是调整的最大压力低了呢。首先我给大家讲一下这个限压阀的原理，其实很简单用一个弹簧，顶着一个钢珠。机油在达到最大压力之间。由于有这个弹簧顶着，限压阀不会打开。一旦机油超过了设定的最大压力。机油的劲比这个弹簧的劲大了。弹簧就会被顶开。限压阀就会被打开了。从而起到了保护油路的作用。那现在会不会是设定的最大压力本身就低了，也就是说限压阀不对呢。结果我们换来了华丰的限压阀。上了以后，发现还没用。不对。还不是这里的问题最后，我们想到了轴瓦间隙。是否是轴瓦间隙过大，引起了泄漏，致使压力低了呢。经过测量，轴瓦间隙还在公差之内。不过属上差，也就是说这个间隙在公差可允许的最大值上。这时我们华天的领导经过研究决定，使用加厚瓦。把间隙控制在下差上。换上加厚瓦以后，压力低的问题解决了。加厚瓦也从此被大量的使用了。前一阵咱厂子的4R105ZLD还出现了个问题，功率不足。首先我们怀疑的就是供油系统的问题。供油系统有什么用。定时，定量向燃烧室内喷射柴油。如果不定时，喷早了，温度还不到那么高，柴油燃烧不充分。功率不足。喷晚了，温度最高的时候已经过去了。柴油还是得不到充分的燃烧。功率不足。同样地道理，油量的控制也很重要，少了不够燃烧的，多了，燃烧不充分。都会引起功率不足。所以我们先换了泵。润泽的换汇尔的，汇尔的换恒远的。有点作用。润泽的油泵拉200就不行了。汇尔的能拉到400。但还是功率不足。然后我们想到了喷油器。喷油器如果雾化不良的话。柴油燃烧还是不充分。造成功率不足。再换喷油器，没用。供油系统没有问题。我们又想到了增压器。增压器如果质量不好的话。进气不充分，也会功率不足。然后就换增压器呗。没用。这时我就想，是不是这个节温器的事。也就是说是冷却系统的问题。冷却系统分为两个循环：大循环和小循环。小循环是水走水泵，走机体，冷却缸套，再走气缸盖，最后水返回水泵。大循环水走水泵，机体，气缸盖，然后走水箱，走完水箱冷却完之后再返回机体。很明显。大循环要比小循环的冷却效果好。节温器控制着大小循环。温度低于度的时候，启动小循环，温度大于度的时候走大循环。那为什么要设计大小循环呢。因为柴油机开始启动的时候需要预热。预热的时候你就没必要再去费大劲冷它了吧。所以走小循环。一旦柴油机热起来了，就开始走大循环了。我就想了。是不是节温器坏了，一直走小循环不走大循环了。使柴油机过热了。大家知道热胀冷缩的原理。气体一热就膨胀，密度就小了，进的就少了，功率不足。结果我去这么一问。咱节温器早就拆下来了。就没有这个东西。行了。也不是这里的毛病了。那是不是配气系统的问题呢。配气系统控制着进排气门的开关。该开得时候不开。进不来气了呢。先然我们看一下配气系统。曲轴带动凸轮轴转动。凸轮转动顶起挺柱。挺柱推动推杆。推杆顶起摇臂。摇臂控制气门开合。好吧。该量的量量，该换得就换，可还是没用。就在我在徐海那不知道怎么修的时候，吴总说换换缸盖吧，是不是进排气不通畅的事。换了缸盖，出了。这次的功率不足的原因也算是找到了。大家可能也发现了。