柴油机原理与结构

濮阳移动公司,苏金杰2008年11月,目录,1、发动机的介绍2、电机的介绍3、发电机的日常维护,一、柴油发动机,柴油机是内燃机的一种，将柴油喷射到汽缸内与空气混合，燃烧得到热能转变为机械能的热力发动机，即依靠燃料燃烧时的燃气膨胀推动活塞作直线运动，通过曲轴连杆机构使曲轴旋转，从而输出机械功。,柴油发动机介绍,二、总体结构,柴油机总体结构一般由以下几大系统或机构组成：机体燃油系统曲轴连杆机构进排气系统润滑系统冷却系统操纵系统由于汽缸数、汽缸排列和冷却方式等不同，因此各种机型结构上略有差异。,三、外观结构1,三、外观结构2,三、内部结构3,飞轮,活塞,活塞环,连杆,曲轴,四、工作原理,一、常用名词1、活塞冲程：上、下止点的最小直线距离称为活塞冲程（或行程）。2、工作循环：内燃机中热能与机械能的转化是通过活塞在汽缸内工作，连续进行进气、压缩、膨胀、排气四个过程来完成的。机器每进行这样一个过程称为一个工作循环。3、上、下止点：活塞在汽缸中移动时，活塞在汽缸中的最高位置称为上止点；活塞在汽缸中的最低位置称为下止点。,四、工作原理,二、四冲程a、进气冲程b、压缩冲程c、膨胀冲程d、排气冲程,三、四冲程工作过程,进气冲程：活塞从上止点向下止点移动，目的是吸入新鲜空气为燃烧作好准备，此时进气门打开，排气门关闭。活塞到达下止点时进气门关闭，进气冲程结束。压缩冲程：活塞从下止点向上止点移动，此时上下气门关闭，气缸内空气受压缩温度、压力提高，为燃烧提供条件，活塞到达上止点时压缩冲程结束。膨胀（作功）冲程：在压缩冲程结束前，喷油器将燃油喷入气缸，与空气混合形成可燃气体并自燃，产生高温、高压推动活塞向下止点运动并带动曲轴旋转而作功，活塞到达下止点时，气缸内压力下降，直至排气门打开。排气冲程：作功结束后，气缸内的气体已成为废气，活塞从下止点向上止点运动，排气门打开，进气门关闭，活塞将废气排除气缸，到达上止点，排气冲程结束。排气冲程结束后，排气门关闭，进气门又打开，重复进行下一个循环，周而复始不断对外作功。,柴油发动机介绍,四、单缸四冲程工作原理示意图,五、机体,作用发动机的骨架，是发动机各系统、机构工作和装配的基础，承受发动机的各种负荷。组成汽缸盖、汽缸体、曲轴箱,5.1、机体,5.2、汽缸盖,汽缸盖,气门弹簧,喷油器,气门,5.3、汽缸体,气缸套,冷却水道,六、曲轴连杆机构,作用曲轴连杆机构是将活塞承受的气体压力通过连杆传给曲轴，并将活塞的往复直线运动变为曲轴的旋转运动输出机械能。组成活塞组件、连杆组、曲轴飞轮组,6.1、曲轴,6.2、连杆,6.3、活塞,6.4、活塞连杆组,七、进、排气系统,作用通过配气机构实现进气和排气过程，使新鲜空气及时充入气缸并及时从气缸中排出废气。组成气门组件、气门传动组件,7.1、进气系统,凸轮轴,气门摇臂,气门顶杆,正时齿轮,中间齿轮,曲轴齿轮,气门导管,7.2、进气增压系统,废气涡论增压是利用柴油机排出的废气能量来驱动增压器，将空气压缩后再输送入气缸。增压的目的是增加进入气缸的空气量，在柴油机容积不变的情况下增加气缸内的空气密度，使柴油机能燃烧更多的柴油以提高其输出功率，这是最经济最有效的方法。,7.3、进气增压系统,中间冷却器废气涡轮增压器的主要性能指标是空气压力的升高比k，当1.8时就采用中冷器。以降低压气机出口的空气温度，使进入汽缸的空气密度增大。,7.4、进气增压系统,7.4、进气中冷器,7.5、排气系统,消音器,弹性吊码,绝热包扎,密封夹板,排烟管吊码,八、燃油系统,作用按照柴油机工作过程的需要，将一定数量的柴油，在一定的时间内以一定的压力使柴油雾化喷入汽缸，与压缩空气形成均匀的可燃混合气而燃烧。组成油箱、输油泵、滤清器、喷油泵、喷油器,8.1、燃油系统,喷油器,油水分离器,手摇泵,高压油泵,滤清器,油箱,8.2、燃油系统,调速器的功用与类型：功用：柴油发电机组工作时，其负载是变化的，这就要求发电机组输出的功率也要有相应的增加或减少。此外，供电的频率是要求稳定，这就需要柴油机工作时的转速保持稳定。因此一般柴油机都装有调速器。类型：调速器按其工作原理可分为：离心式、气动式、液压式。常见的是离心式。,九、润滑系统,作用将润滑油供给运动见的摩擦表面以减少磨擦阻力，减轻机件的磨损，并部分地冷却磨擦零件；清洁和冷却磨擦表面；提高活塞环和汽缸壁间的密封性能；对所有运动件起防锈作用。组成滑油泵、滑油滤清装置、滑油冷却装置、滑油管路,9.1、润滑系统,9.2、润滑系统,十、冷却系统,作用将承受高热机件的热量散到大气中去。组成水泵、散热器（水箱）、风扇、分水管、机体、缸盖内的水套、恒温阀。,10.1、冷却系统示意图,10.2、冷却水中冷管路图,10.3、水箱冷却管路,机油冷却器,散热器,水泵,十一、操纵系统,作用起动马达起动同时，电磁阀将调速器油门拉到适当位置，向气缸供油燃烧，使气缸着火转动。组成电子调速机构或机械调速、启动马达、油门索制。,11.1、操纵系统,11.2、操纵系统,11.3、启动马达,直流电动机,电池线,11.4、启动机构,启动方法：1、人力启动2、电动机启动3、压缩空气启动电动机启动：广泛用于各种柴油机，用铅酸蓄电池作电源，由直流电动机拖动发动机的曲轴旋转，将发动机发动起来，为保证启动可靠，延长电池的寿命，每次启动通电时间不得超过15s，连续启动不得超过3次。电磁线圈及保持线圈通电，铁心移动带动驱动杆摆动，使启动机的齿轮与飞轮齿圈啮合，铁心继续移动接通直流电动机电路开始运转工作，直至柴油机启动,11.5、启动马达结构,十二、充电系统,电启动的发动机一般都有充电设备，以供蓄电池放电后能及时补充充电。充电设备：充电机调节器,发电机介绍,新时代公司总部/工厂(斯坦福),同步发电机的基本结构,交流发电机的基本结构形式分为旋转电枢式和旋转磁场式。旋转电枢绕组发出的电能一般采用电刷和滑环来引接，所以不易引接出大电流，并容易产生火花及磨损。只适用于小容量、低电压交流发电机。一般交流发电机采用旋转磁场式结构。发电机的磁极结构可分为凸极式和隐极式。隐极式转子为圆柱形，与定子间气隙是均匀的，无明显磁极。凸极式转子有明显的磁极，南、北极相间排列，气隙不均匀，极弧低下气隙小，极间部分气隙大。转子直径受到离心力的影响，有一定限制。隐极发电机适用于高速结构；为了增加容量，只能增加转子的长度。凸极发电机适用于中、低转速结构。,康明斯/斯坦福凸极同步发电机,主定子和转子,永磁发电机转子和永磁体定子,电磁场概念,电荷：物质的固有属性之一。电量守恒定律：电荷在转移前后，其总电量不变。电场：电荷周围空间存在的一种特殊物质。磁场：电流周围空间存在的一种特殊物质。电场与磁场共同存在。变化的电场可以产生磁场；变化的磁场可以产生电场。电磁感应定律：当穿过任何闭合回路所界定面积中的磁通量发生变化时，在回路中产生的感应电动势等于该磁通量对时间的变化率的负值：e=dF/dt(V),同步发电机工作原理,利用磁场与导体之间的相对运动而使导体感应产生电动势发出电能。在定子铁心的槽内放置导线，导线按一定规律联成绕组；转子上装有磁极和激磁绕组。当激磁绕组通以直流电流后，电机内就会产生磁场。转动转子，则磁场与定子导线之间有相对运动，就会在定子导线中感应出交流电势。交流电势的频率f取决于电机极对数p和转子转速n。f=pn/60(Hz),同步发电机的基本结构,发电机日常维护,每日保养,1.检查燃油位、润滑油位和水位2.检查燃油滤清器3.检查空气滤清器清洁指示器,每三个月保养,1.检查启动蓄电池2.更换机油及机油滤清器3.检查V型皮带张紧力每半年检查调整气门间隙,每年保养,1.清洁曲轴箱排气管3.检查进气管和连接4.更换燃油滤清器5.分析冷却水含量6.检查/维修进气系统7.检查冷却系统,每两年保养,1.发动机调整2.检查柴油机转速，必要时调整3.调校发动机阀门间隙4.检查燃油系统5.检查涡轮增压器系统6.检查曲轴减振器7.清洗冷却系统，更换节温器8.冷却系统压力测试9.检查空气滤清器，必要时更换,每日保养与维护,每天开机前要做如下检查：用油尺检查油位机油位不能超过有滚花区域（D）。机油位在箭头范围（C）或滚花区域（D）均正常,油尺（A）&加油口(B)的位置,油尺（A）&加油口(B)的位置,油尺,更换机油滤清器的方法,1.开机5分钟后停机。2.在机油热时拧下机油排放塞放油。,机油排放塞,更换机油滤清器的方法,3.用滤清器专用工具取下滤清器。4.清洁滤清器安装底座。,5.按说明书所标力矩拧紧新滤清器。,更换机油滤清器的方法,6.装上机油排放塞。7.从加油口（B）或（C）加注机油，注意不要过量。,更换机油滤清器的方法,8.开机检查有无漏油。,更换机油滤清器的方法,9.开机再检查机油位，机油位应在（C）或（D）之间。,更换机油滤清器的方法,皮带的松紧,皮带太松：将容易打滑，发热，加快磨损。皮带太紧：同样会使皮带过热，及给齿轮轴施加过大的应力甚至损坏齿轮轴。注意：有双皮带的发电机，仅检查前面一根。,每半月保养与维护,定时地检查燃油滤清器有无积水及杂质重要说明：定期把燃油滤清器的水排放掉。,燃油滤清器排水的方法,1.将排水塞（B）拧松2至3圈。2.将排气螺栓（A）拧松2圈，放掉废水直到柴油流出。3.在柴油流出的同时拧紧排水塞（B）。,燃油滤清器排水的方法,4.用手油泵（C）泵油直至从排气螺栓流出的燃油无气泡。5.在柴油流出的同时拧紧排气螺栓（A），然后继续泵油几次，将手油泵（C）手柄推至靠近机体。,更换柴油滤清器,1.关掉油门。2.清洁柴油滤清器及周围部分。3.拧松排放塞（C）放油。,不要随意更改油路,不要随意更改油路，否则保修失效。,高压油泵前排空气,拧松高压油泵前进油管处接头（A）用手油泵泵油直到无气泡冒出拧紧回油管（16N.m)将手油泵把手推至靠近机体。,喷油嘴处排气,喷油嘴处排气:1.打开油门。2.用2个扳手拧松喷嘴处油管接头。3.用启动马达盘车（但不要开机），直到无气泡冒出，拧紧接头（27N.m)。4.其它喷油嘴重复13步排气。,滤芯更换,如果没有指示器，则每运行600小时或12个月（先到为准）更换一次滤芯。,粗滤的更换,当排气背压大于625kPa或指示器变红时，必须更换粗滤。更换粗滤方法：拧松螺母（A），更换滤芯（B）。,精滤的更换,只有在粗滤有破洞时才需更换精滤，只