柴油机工作原理.ppt

1、四行程柴油机工作原理,李义龙,一、柴油发动机的基本构造 和工作原理,柴油机的基本构造,柴油发动机的工作原理,多缸四行程柴油机工作顺序,概述发动机分类,发动机常用术语, 概 述,发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。,1、按燃料的使用不同分,一、发动机的定义：,二、发动机的分类 ：,现代拖拉机大多使用往复活塞式内燃机。它将燃料在发动机气缸内部进行燃烧，把产生的热能转变成机械能。,柴油机与汽油机的主要区别,1.点火方式 汽油机是点燃；柴油机是压燃。 2.压缩比 汽油机一般为4-6；柴油机为16-22. 3.重量 汽油机材料多为铝合金，塑料，重量轻；柴油机要承受高的压缩比，材料多为钢板，铁板

2、。 4.用途 汽油机体积小，重量轻，噪音小，适用于汽车，飞机等，柴油机功率大载重能力强，适用于重型卡车，机车和船舰等。,2、按完成一个工作循环所需行程数,发动机的分类,3、按冷却方式不同,发动机的分类,4、按气缸数及排列方式,单列式,型,对置式,发动机的分类,三 柴油机的基本结构,汽缸顶部由汽缸盖密封,通过汽缸盖上的进气门吸进新鲜空气、排气门排出工作废气。柴油的燃烧和作功是由活塞、汽缸、汽缸盖组成的封闭空间内进行的。活塞通过连杆与曲轴联接，曲轴上固定有飞轮。活塞在汽缸内作直线往复运动，通过连杆变成曲轴的旋转运动。活塞上下往复一次，曲轴旋转一圈。,1.进气门 2.排气门 3.汽缸盖 4.喷油咀

3、5.汽缸 6.活塞 7.活塞销 8.连杆 9.曲轴 11.飞轮,1 气门室盖,3 喷油嘴,2 高压油管,4 导流罩,5 柴油滤清器,6 机油滤清器,7 曲轴箱,8 地脚,11 高压油泵,9 机油底壳,10 机油尺,12 输油泵,13 机油添加口,14 冷却风扇,15 溢流回油管,16 进气支管,17 风扇皮带,18 风扇皮带张紧轮,19 皮带轮,20 发电机皮带,22 空气滤清器,21 断带报警开关,23 机油散热器,24 发电机,25 呼吸管,26 起动机,27 排气支管,28 飞轮,柴油机的系统,曲轴连杆机构： 包括活塞、曲轴、飞轮等。是柴油机的主要运动部件。,配气机构于进排气系统：,包括

4、进排气组建、挺柱、推杆、凸轮轴、传动系统、进气管、空气滤清器、排气管、消音灭火器等。它的作用是定时的排出废气、吸入新鲜空气，提供燃料燃烧需要的充足氧气。,燃料共给和调节系统：,包括喷油泵、喷油器、输油泵、燃油泵、燃油滤清器和调速器等。它的作用是定时、定量的向燃烧室内喷入燃油，并创造良好地燃烧条件，满足燃烧过程的需要。,润滑系统：,包括及油泵、机油滤清器、机油离心滤清器、压力调节和安全装置等。它的作用是将机油送到运动部件的摩擦表面，以减少运动件的磨损和摩擦阻力。,冷却系统：,包括水泵、风扇、散热水箱、机油散热器、空气中间冷却器、和节温装置等。它的作用是利用冷却介质（水或空气）将受热零件所吸收的热

5、量及时地传送出去，保证柴油机各部件在高温环境下正常的工作。,起动系统,压缩空气起动系统是由空气分配器、贮气瓶、控制阀等组成。电机启动系统是由起动电机、继电器、蓄电池、起动按钮等组成。辅助发动机起动系统是由启动发动机、传动装置等组成。它们的作用是借助于外部能源带着柴油机转动，使柴油机实现第一次着火。,增压系统：,增压器-是进气压力增高，提高柴油机的有效功率。,四 四行程发动机工作原理,上止点,下止点,活塞行程(S),气缸工作容积(V h ),燃烧室容积(Vc ),气缸总容积(Va ),一、发动机基本术语,压缩比,上止点： 活塞顶离曲轴中心线最远的位置 下止点： 活塞顶离曲轴中心线最近的位置 活塞

6、行程（ S ）： 上下止点间的距离 S=2R,活塞处于上止点 活塞处于下止点,活塞处于下止点,燃烧室容积（Vc）： 活塞在上止点时其上方的容积 汽缸工作容（Vh）： 活塞由上止点到下止点运动扫过的容积 气缸总容积（Va）： 活塞在下止点时其上方的全部容积 Va=Vc+Vh,发动机基本术语,发动机基本术语,压缩比: 气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比. 柴油机压缩比一般 为1622。,压缩比是柴油机主要性能参数之一，表示缸内气体被压缩程度。压缩比愈大，被压缩终点的压力、温度愈高，柴油机易起运，热效率也高；但压缩比过高将使柴油机工作粗暴，机械负荷过大，磨损加剧，消耗压缩功增大，机械效率降低，输出

7、功率减小。 压缩比可通过改变燃烧室容积来调节。,发动机基本术语 动态演示,四行程柴油机各冲程示意图,新鲜空气,进气行程,压缩行程,作功行程,排气行程,柴油燃烧,压缩气体,废气排出,进气行程,作用： 吸入新鲜空气 活塞运动: 从上止点向下止点 曲轴转角: 0o180 o 气门状态: 进气门打开排气门关闭 终了压力: 0.080.095MPa 终了温度: 300340K,压缩行程,作用： 压缩空气，为燃烧创造条件 活塞运动: 从下止点向上止点 曲轴转角: 180o360 o 气门状态: 进、排气门均关闭 终了压力: 35 MPa 终了温度: 750950K,作功行程,作用： 燃烧高温高压气体膨胀做

8、功 活塞运动: 从上止点向下止点 曲轴转角: 360o540 o 气门状态:进、排气门均关闭 最高压力: 6 9 Mpa 最高温度:18002200K 至排气门打开时压力: 0.5MPa 至排气门打开时温度: 10001200K 终了压力: 0.3 Mpa,排气过程,作用： 排出膨胀做功后的废气 活塞运动: 从下止点向上止点 曲轴转角: 540o720 o 气门状态: 进气门关闭、排气门打开 终了压力: 0.1050.12MPa 终了温度: 700900 K,四行程柴油机工作特点,1）四冲程柴油机的工作过程，包括进气、压缩、作功和排气四个行程； 2） 每个工作循环中，曲轴旋转两周 （720），

9、进、排气门各开闭一次。每个行程，活塞在上、下止点间移动一次，曲轴旋转半周（180）； 3）四个行程中，只有作功行程对外做功，其余都是消耗功的辅助行程； 4）柴油是利用压缩后的高温高压气体来压燃的； 5）发动机启动时，必须借助外力使曲轴转动，气缸进气、压缩、作功后，依靠曲轴和飞轮储存的能量，使以后的行程继续进行。,综上所述： 活塞经历进气行程、排气行程、作功行程和排气行程，曲轴旋转二周（720）后，完成了柴油机的一个工作循环。由于飞轮的惯性作用，使曲轴继续旋转，因而带动活塞再次从上止点向下止点移动，此时则开始进行下一个工作循环。这样周而复始，使柴油机不停运转，同时驱动工作机械作功。,四行程柴油机

10、工作原理,多缸柴油机构造图,多缸柴油机工作,多缸柴油机各缸的工作原理和单缸柴油机的一样. 为保证转速均匀,各缸作功行程应均匀分布于一个工作循环中,因此多缸机各汽缸是按照一定顺序工作的,其工作顺序与汽缸排列和各曲柄的相互位置有关.,发火顺序的选择要考虑以下2点： 1.曲轴曲拐（轴颈及它两端的曲柄）要尽可能对称均匀 2.连续作功的两缸相隔尽量远些,多缸机工作顺序,曲拐,为了保证发动机运转均匀性和平衡性的要求，对四行程柴油机曲轴转动两转（720 ）内，每个气缸都必须完成一个循环。因此各缸应相隔一定的转角而均匀的发火。 若对缸数为i的四行程发动机而言，则发火间隔角为720/i, 四缸四行程发动机的发火顺序和曲拐布置,四缸机工作顺序,点火顺序：各缸完成同名行程的次序。1342或1243,功,功,功,功,1 3 4 2,六缸四行程发动机点火顺序,一定要清楚，此时每两组活塞之间的运动，是通过曲轴曲柄之间120夹角完成的。也就是说，当1，6缸在上止点时，2，5缸36和3，4缸是处于中间位置的。顺着曲轴推理再转120