农业机械—第一章内燃机第一节柴油机燃机(一)机体组

1、一、柴油机的工作过程一、柴油机的工作过程第一节第一节 柴油机柴油机柴油机的基本工作原理柴油机的基本工作原理是柴油在气缸内进行是柴油在气缸内进行燃烧，形成高温、高压气体推动活塞运动，燃烧，形成高温、高压气体推动活塞运动，并通过连杆带动曲轴对外输出动力，将燃料并通过连杆带动曲轴对外输出动力，将燃料的热能转化成机械能。的热能转化成机械能。(一一)单缸四冲程柴油机的工作过单缸四冲程柴油机的工作过程程 曲轴旋转第一个半圈（001800）活塞经过连杆由曲轴带动从上止点向下止点从上止点向下止点运动，此时排气门关闭排气门关闭，进气门开启进气门开启。活塞移动过程中，汽缸内容积逐渐增加，形成一定真空度，使汽缸内产

2、生真空吸力，此时进气门打开，于是经过滤清的新鲜空气，被吸入汽缸。由于进气系统有阻力，进气终了时，进气门关闭，此时汽缸内的压力压力约为约为0.08MPa0.095MPa。温度为温度为300K350K。（右图。（右图a所示）所示）进气行程图进气行程图1、进气行程、进气行程 曲轴转第二个半圈（18003600）。进气行程结束时，活塞在曲轴的带动下，从下止点向上从下止点向上止点止点运动，汽缸内容积减小，此时进、排气门均关闭进、排气门均关闭，进入汽缸的空气被压缩，至活塞到达上止点时，压缩结束。压缩行程中，气体温度、压力同时不断升高，压缩终了时，汽缸内的压力约为压力约为3MPa5MPa，温度可达温度可达7

3、50K1000K。（右图。（右图b所示）所示）压缩行程图压缩行程图3、作功行程、作功行程在压缩行程终了时，喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状呈雾状喷入汽缸内迅速汽化汽化，并与被压缩的高温空气形成可燃混合气，由于此时汽缸内的温度远高于柴油的自燃温度(约600K左右)，混合气便立即自行着火燃烧自行着火燃烧，放出大量热量。且此后一段时间内边喷油边燃烧，此时进、排气门仍都关闭，汽缸内压力、温度急剧升高，推动活塞向下运动作推动活塞向下运动作功功，通过连杆带动曲轴旋转第三个半圈（36005400），对外做功，此行此行程即是热能转换成机械能的过程，因程即是热能转换成机械能的过程，因此称为作功行程。此称为作功行程

4、。此行程燃烧时瞬时瞬时压力可达压力可达6MPa9MPa，瞬时温度可，瞬时温度可达达1900K2300K；当活塞到达下止；当活塞到达下止点作功行程终了时，压力下降为点作功行程终了时，压力下降为0.2MPa0.4MPa，温度约为，温度约为1000K1400K。（右图。（右图c所示）所示）作功行程图作功行程图4、排气行程、排气行程曲轴旋转第四个半圈（54007200），曲轴带动活塞从下止活塞从下止点向上运动点向上运动。此时排气门打开，进气门关闭，燃烧后的废气随活塞上移被排出汽缸之外。排气终了时，缸内温度700900K、压力0.10.12MPa）。（右图d所示）排气行程结束后，活塞完成了四活塞完成了四

5、个行程，柴油机完成了一个工个行程，柴油机完成了一个工作循环作循环，接着重复上述过程，使柴油机连续不断地运转，不断地对外输出机械能。.排气行程图排气行程图特别注意：内燃机进气、压缩、排气行程中，活塞的特别注意：内燃机进气、压缩、排气行程中，活塞的运动和进、排气门的启闭，其它辅助机构所需的动力运动和进、排气门的启闭，其它辅助机构所需的动力均来自上一工作循环作功行程贮存于飞轮中的能量。均来自上一工作循环作功行程贮存于飞轮中的能量。（二）多缸四行程柴油机机的工作过程（二）多缸四行程柴油机机的工作过程多缸柴油机是指具有两个或两个以上气缸。各缸的作功过程以相同的时间间隔，按一定的顺序交替进行，可使曲轴较均

6、匀的旋转，这个顺序称为柴油机工作顺序。拖拉机普遍采用四缸内燃机，曲轴每转两周，四个缸按工作顺序轮流作功一次，各缸完成一个工作循环。四缸内燃机的工作顺序有1-3-4-2和1-2-4-3两种。表表11 四缸四行程内燃机（四缸四行程内燃机（1-3-4-2）工作顺序）工作顺序二、柴油零部件系统构成及各系统工作原理柴油机外形下下右右左左油标尺油标尺加机油口加机油口水泵水泵张紧轮张紧轮节温器节温器柴油机外形风扇风扇减振器减振器油底壳油底壳飞轮壳飞轮壳起动机起动机柴油滤清器柴油滤清器进气管进气管喷油泵总成喷油泵总成充电发充电发电机电机柴油机外形机油滤清器机油滤清器涡轮增涡轮增压器压器排气管排气管机油冷却器机

7、油冷却器空压机空压机厂牌厂牌起吊环起吊环放水阀放水阀柴油机的基本构成两大机构曲柄连杆机构配气机构 五大系统五大系统l进排气系统进排气系统l燃料供给系统燃料供给系统l润滑系统润滑系统l冷却系统冷却系统l起动系统起动系统机体组气缸体气缸套曲轴箱气缸盖油底壳 内燃机是由许多机构和系统组成的复杂机器。汽油机通常由两大机构五大系统五大系统组成，柴油机通常由两大机构四大系统组成（无点火系）曲柄连杆机构配气机构(进、排气系统)燃油供给系润滑系冷却系点火系（仅汽油机有）启动系(一)、机体组柴油机的基本构成机体组是发动机的骨架，用于安装和支撑发动机各总成零部件，由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫组

8、成。曲轴箱曲轴箱气缸体气缸体气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸气缸油道和水道油道和水道油底壳油底壳机体-曲轴箱气缸体用来安装气缸套，曲轴箱用来安装曲轴。水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为机体，一般用灰铸铁铸成。气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋，挺柱腔、冷却水套和润滑油道、水道等。 气缸体的分类1）根据气缸的排列方式（1）直列式：多用于六缸以下的发动机。（2）V型式：缩短了发动机的长度和高度，多用于八缸以上发动机。（3）对置式：是V型的特殊形式。 结构简单、加工结构简单、加工容易，但发动机容易，但发动机长度和高度较大

9、。长度和高度较大。缩短了机体的长度和高缩短了机体的长度和高度，增加了刚度，减轻度，增加了刚度，减轻了发动机的重量；形状了发动机的重量；形状复杂，加工困难。复杂，加工困难。高度小，总体布置方便。对置气缸式发动机对置气缸式发动机油底壳油底壳安装平安装平面和曲面和曲轴旋转轴旋转中心在中心在同一高同一高度。度。气缸体上曲气缸体上曲轴的主轴承轴的主轴承孔为整体式。孔为整体式。2 2）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为油底壳安装油底壳安装平面低于曲平面低于曲轴的旋转中轴的旋转中心。心。3 3）根据冷却方式不同）根据冷却方式不同(1)(1)、水冷、水冷(2)(2)、风

10、冷、风冷4）整体式气缸体和镶嵌式气缸体）整体式气缸体和镶嵌式气缸体(1)、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。(2)、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。机体-曲轴箱功用：贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。功用：贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。构造：构造：（1 1）用薄钢板冲压而成。）用薄钢板冲压而成。 (2)(2)内部设有稳油挡板，以防止汽车振动时油底壳油面产生较大的波动。内部设有稳油挡板，以防止汽车振动时油底壳油面产生较大的波动。 (3)(3)最低处有放油塞最低处有放油塞。 (4) (4) 曲轴箱与油底壳之间有密

11、封衬垫。曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫。四冲程内燃机，曲轴箱内有润滑油，四冲程内燃机，曲轴箱内有润滑油，有通气管和大气相通，减轻有通气管和大气相通，减轻活塞运动阻力，并防止机油变质。活塞运动阻力，并防止机油变质。二冲程的内燃机曲轴箱兼作换气二冲程的内燃机曲轴箱兼作换气作用，密封严格，不放机油。作用，密封严格，不放机油。 下曲轴箱（下曲轴箱（油底壳油底壳）气缸套机体上部气缸孔内镶嵌有气缸套。是燃烧、能量转换的场所，是活塞运动的导轨。目的：解决成本与寿命之间的矛盾。气缸内镶了用耐磨的高级铸铁材料制成的气缸套，而缸体则可用价廉的普通铸铁或质量轻的铝合金制成，这样，既延长了使用寿命，又节省了好材料。 气缸套分干式和湿式两种：强度和刚度强度和刚度都较好，加都较好，加工复杂，拆工复杂，拆装不便，散装不便，散热不良。热不良。散热良好、冷散热良好、冷却均匀、加工却均匀、加工容易。强度和容易。强度和刚度不如干缸刚度不如干缸套，易漏水、套，易漏水、生锈、穴蚀。生锈、穴蚀。干式缸套、湿式缸套气缸盖作用：密封气缸的上平面，与活塞顶共同形成燃烧室作用：密封气缸的上平面，与活塞顶共同形成燃烧室结构多样结构多样：盖上加工有喷油器或火花塞安装孔，铸有进排气道和冷却水道。：盖