柴油机基本知识陈坚学习教案.pptx

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1、会计学1柴油机基本知识陈坚柴油机基本知识陈坚第一页，共35页。一、概述一、概述(i sh)柴油机是内燃机的一种，以柴油为燃料的将化柴油机是内燃机的一种，以柴油为燃料的将化学能转换为机械能的动力装置。学能转换为机械能的动力装置。内燃机是指将燃料在发动机的气缸内部内燃机是指将燃料在发动机的气缸内部(nib)(nib)燃烧，并直接利用燃料燃烧产生的高温、高压的燃燃烧，并直接利用燃料燃烧产生的高温、高压的燃气在气缸中膨胀做功，输出功率。在内燃机中，燃气在气缸中膨胀做功，输出功率。在内燃机中，燃料的化学能转变为热能，热能又转变为机械能，这料的化学能转变为热能，热能又转变为机械能，这两次能量转换都发生在气

2、缸内部两次能量转换都发生在气缸内部(nib)(nib)。柴油的燃烧是通过柴油油雾与空气混合后形成的可柴油的燃烧是通过柴油油雾与空气混合后形成的可燃混合气（称谓工质），经压缩后自行着火、燃烧，燃混合气（称谓工质），经压缩后自行着火、燃烧，所以柴油机又称为压燃式内燃机。所以柴油机又称为压燃式内燃机。燃料(rnlio)的化学能气体压力能机械能柴油机的能量转换过程柴油机的能量转换过程第1页/共35页第二页，共35页。曲轴旋转时，活塞所能到达的两个极限位置称作活曲轴旋转时，活塞所能到达的两个极限位置称作活塞的止点；塞的止点；距离距离(jl)曲轴旋转中心最远的称作活塞的上止点；曲轴旋转中心最远的称作活塞的

3、上止点；距离距离(jl)曲轴旋转中心最近的称作活塞的下止点；曲轴旋转中心最近的称作活塞的下止点；上下止点之间的距离上下止点之间的距离(jl)称作活塞的冲程（行程）。称作活塞的冲程（行程）。第2页/共35页第三页，共35页。活塞位于上止点时其顶部与气缸盖底部之间的气活塞位于上止点时其顶部与气缸盖底部之间的气缸容积称作压缩容积；缸容积称作压缩容积；活塞从上止点移到下止点所经过的容积称作工作活塞从上止点移到下止点所经过的容积称作工作(gngzu)容积；容积；活塞位于下止点时其顶部与气缸盖底部之间的气活塞位于下止点时其顶部与气缸盖底部之间的气缸容积称作气缸总容积；缸容积称作气缸总容积；所有气缸的工作所

4、有气缸的工作(gngzu)容积之和称为柴油机容积之和称为柴油机的排量。的排量。第3页/共35页第四页，共35页。气缸压缩容积、工作气缸压缩容积、工作(gngzu)(gngzu)容积、气缸总容积和总排容积、气缸总容积和总排量之间的关系：量之间的关系：气缸气缸(q n)(q n)总容积总容积VaVa压缩压缩(y su)(y su)容积容积VcVc工作容积工作容积VsVs柴油机排量柴油机排量VaVa气缸数气缸数工作容积工作容积VsVs=+L第4页/共35页第五页，共35页。二、柴油机分类二、柴油机分类(fn li)按冲程数分：有四冲程和二冲程。按冲程数分：有四冲程和二冲程。按冲程数分：有四冲程和二冲

5、程。按冲程数分：有四冲程和二冲程。四冲程：曲轴旋转两周完成一个工作循环。四冲程：曲轴旋转两周完成一个工作循环。四冲程：曲轴旋转两周完成一个工作循环。四冲程：曲轴旋转两周完成一个工作循环。二冲程：曲轴旋转一周二冲程：曲轴旋转一周二冲程：曲轴旋转一周二冲程：曲轴旋转一周(y zhu)(y zhu)完成一个工作循环。完成一个工作循环。完成一个工作循环。完成一个工作循环。按气缸排列方式分：有直列式、按气缸排列方式分：有直列式、按气缸排列方式分：有直列式、按气缸排列方式分：有直列式、V V型、型、型、型、WW型和星型排列等。型和星型排列等。型和星型排列等。型和星型排列等。按气缸数分：有单缸机和多缸机（二

6、缸和二缸以上的）。按气缸数分：有单缸机和多缸机（二缸和二缸以上的）。按气缸数分：有单缸机和多缸机（二缸和二缸以上的）。按气缸数分：有单缸机和多缸机（二缸和二缸以上的）。第5页/共35页第六页，共35页。按进气方式按进气方式按进气方式按进气方式(fngsh)(fngsh)(fngsh)(fngsh)：有自然吸气、增压和增压中：有自然吸气、增压和增压中：有自然吸气、增压和增压中：有自然吸气、增压和增压中冷。冷。冷。冷。按冷却介质分：有水冷和风冷柴油机。按冷却介质分：有水冷和风冷柴油机。按冷却介质分：有水冷和风冷柴油机。按冷却介质分：有水冷和风冷柴油机。按转速分：有高速机、中速机和低速机。按转速分：

7、有高速机、中速机和低速机。按转速分：有高速机、中速机和低速机。按转速分：有高速机、中速机和低速机。高速机高速机高速机高速机 n n n n1000r/min1000r/min1000r/min1000r/min 中速机中速机中速机中速机 600r/min 600r/min 600r/min 600r/minn1000r/minn1000r/minn1000r/minn1000r/min 低速机低速机低速机低速机 n600r/min n600r/min n600r/min n600r/min按用途分：固定用柴油机和移动式柴油机。按用途分：固定用柴油机和移动式柴油机。按用途分：固定用柴油机和移动式

8、柴油机。按用途分：固定用柴油机和移动式柴油机。第6页/共35页第七页，共35页。三、柴油机主要三、柴油机主要(zhyo)性能指标性能指标主要(zhyo)性能经济(jngj)性能可靠性维修性能排放性能动力性能第7页/共35页第八页，共35页。动力性能指标(zhbio)功率(gngl)转速(zhun s)扭矩动力性能指标是用来表示做功能力大小的指标。第8页/共35页第九页，共35页。功率：在单位时间内柴油机对外输出的有效(yuxio)功，单位为kW。转速：柴油机曲轴每分钟所转动的圈数，单位为r/min。扭矩：柴油机对外输出的有效(yuxio)扭矩转动力矩，单位为Nm Pe=Men/9550(kW)

9、第9页/共35页第十页，共35页。二、柴油机基本工作二、柴油机基本工作(gngzu)(gngzu)原理原理 柴油机的基本工作原理：新鲜空气被吸入气缸后，柴油机的基本工作原理：新鲜空气被吸入气缸后，柴油机的基本工作原理：新鲜空气被吸入气缸后，柴油机的基本工作原理：新鲜空气被吸入气缸后，与喷入气缸中的柴油油雾形成混合气，经压缩自行着火，与喷入气缸中的柴油油雾形成混合气，经压缩自行着火，与喷入气缸中的柴油油雾形成混合气，经压缩自行着火，与喷入气缸中的柴油油雾形成混合气，经压缩自行着火，继而在气缸内快速燃烧，产生继而在气缸内快速燃烧，产生继而在气缸内快速燃烧，产生继而在气缸内快速燃烧，产生(ch(ch

10、 nshng)nshng)的高温高压的的高温高压的的高温高压的的高温高压的燃气在气缸中膨胀，推动活塞做往复直线运动，再通过燃气在气缸中膨胀，推动活塞做往复直线运动，再通过燃气在气缸中膨胀，推动活塞做往复直线运动，再通过燃气在气缸中膨胀，推动活塞做往复直线运动，再通过由曲轴和连杆组成的曲柄连杆机构实现运动方式的转变，由曲轴和连杆组成的曲柄连杆机构实现运动方式的转变，由曲轴和连杆组成的曲柄连杆机构实现运动方式的转变，由曲轴和连杆组成的曲柄连杆机构实现运动方式的转变，将活塞的往复运动变为曲轴的回转运动，带动工作机械将活塞的往复运动变为曲轴的回转运动，带动工作机械将活塞的往复运动变为曲轴的回转运动，带

11、动工作机械将活塞的往复运动变为曲轴的回转运动，带动工作机械组成动力机组。组成动力机组。组成动力机组。组成动力机组。第10页/共35页第十一页，共35页。柴油机一个工作循环由四个工作冲程组成，即：柴油机一个工作循环由四个工作冲程组成，即：进气冲程（进气冲程（吸入或压入新鲜空气至气缸中）吸入或压入新鲜空气至气缸中）压缩冲程（通过压缩提高空气的压力和温度）压缩冲程（通过压缩提高空气的压力和温度）做功冲程（向气缸中喷射柴油，呈雾化状，并与压缩空气做功冲程（向气缸中喷射柴油，呈雾化状，并与压缩空气混合，自行着火燃烧，膨胀做功）混合，自行着火燃烧，膨胀做功）排气冲程（将做完功的废气自气缸中排出）排气冲程（

12、将做完功的废气自气缸中排出）柴油机的连续运转柴油机的连续运转(ynzhun)是由无限个工作循环构成。是由无限个工作循环构成。在柴油机四个工作冲程中，只有燃烧做功冲程在柴油机四个工作冲程中，只有燃烧做功冲程对外做功，其他对外做功，其他(qt)三个冲程消耗能量。三个冲程消耗能量。柴油机工作柴油机工作(gngzu)(gngzu)的四个过程的四个过程第11页/共35页第十二页，共35页。吸气吸气(x q)冲程冲程 压缩压缩(y su)冲冲程程 做功做功(zugng)冲程冲程 排气冲排气冲程 180CA180CA180CA180CA进气阀进气阀 排气阀排气阀 第12页/共35页第十三页，共35页。进气冲

13、程进气冲程 活塞由上止点向活塞由上止点向下止点移动，进下止点移动，进气阀打开，排气气阀打开，排气阀关闭。阀关闭。在柴油机进气冲在柴油机进气冲程中，纯净程中，纯净(chnjng)(chnjng)空气空气被吸入气缸，为被吸入气缸，为柴油燃烧提供氧柴油燃烧提供氧气。气。第13页/共35页第十四页，共35页。压缩压缩(y su)(y su)冲程冲程 活塞由下止点向上止点移活塞由下止点向上止点移动，进气阀和排气阀全部关动，进气阀和排气阀全部关闭。闭。柴油机压缩柴油机压缩(y su)(y su)比较比较大，压缩大，压缩(y su)(y su)终点时气终点时气缸内气体压力可高达缸内气体压力可高达35MPa3

14、5MPa，温度可达，温度可达310340K310340K，为气，为气缸内油气混和与点火做好准缸内油气混和与点火做好准备。备。第14页/共35页第十五页，共35页。做功冲程做功冲程 活塞由上止点向下活塞由上止点向下(xin xi)(xin xi)止点移动，止点移动，进气阀和排气阀同时关进气阀和排气阀同时关闭。闭。压缩冲程结束时喷入压缩冲程结束时喷入燃烧室内的柴油，与高燃烧室内的柴油，与高温高压气体混和并燃烧。温高压气体混和并燃烧。燃气受热膨胀，推动活燃气受热膨胀，推动活塞下移，对外做功。塞下移，对外做功。第15页/共35页第十六页，共35页。排气冲程排气冲程 活塞由下止点向上活塞由下止点向上止点

15、移动，进气阀关止点移动，进气阀关闭，排气阀打开。闭，排气阀打开。通过活塞将废气通过活塞将废气(fiq)(fiq)排出气缸，排出气缸，为下一个工作循环做为下一个工作循环做好准备。好准备。第16页/共35页第十七页，共35页。一般的柴油机总体结构组成可以概括为：一个基础，两个核心，一般的柴油机总体结构组成可以概括为：一个基础，两个核心，十个系统（装置）。十个系统（装置）。一个基础：指机体、机座，柴油机绝大部分零部件、系统装置，一个基础：指机体、机座，柴油机绝大部分零部件、系统装置，都附装在机体（或称机身）上；都附装在机体（或称机身）上；两个核心：指燃烧两个核心：指燃烧(rnsho)(rnsho)室

16、组件和曲柄连杆结构。燃烧室组件和曲柄连杆结构。燃烧(rnsho)(rnsho)室就是柴油燃烧室就是柴油燃烧(rnsho)(rnsho)的空间，是由气缸盖底面、活塞顶面和缸的空间，是由气缸盖底面、活塞顶面和缸套顶部圆柱面组成，它是柴油机中温度最高、热负荷最重、可靠性套顶部圆柱面组成，它是柴油机中温度最高、热负荷最重、可靠性和使用寿命最难解决的零部件；曲柄连杆机构是柴油机中机械负荷和使用寿命最难解决的零部件；曲柄连杆机构是柴油机中机械负荷最大、制造难度最大的零部件；柴油机的专业技术除增压外，大都最大、制造难度最大的零部件；柴油机的专业技术除增压外，大都是围绕这两个核心进行的。是围绕这两个核心进行的

17、。十个系统（装置）：起动系统，配气装置，增压系统，燃油喷射十个系统（装置）：起动系统，配气装置，增压系统，燃油喷射系统，调速装置，燃油（重油）供给系统，机油润滑系统，冷却水系统，调速装置，燃油（重油）供给系统，机油润滑系统，冷却水系统，换向系统，操纵系统。系统，换向系统，操纵系统。五、柴油机的基本五、柴油机的基本(jbn)组成组成第17页/共35页第十八页，共35页。柴油机的基本(jbn)组成 机体(jt)组件曲柄(qbng)连杆机构配气机构燃油供给系统润滑系统冷却系统启动系统第18页/共35页第十九页，共35页。（一）机体组件（一）机体组件【功能】各机构和系统的装备骨架，并作某些系【功能】各

18、机构和系统的装备骨架，并作某些系统的组成部分统的组成部分(z chn b fn)。【组成】气缸盖、气缸体、曲轴箱、油底壳等零【组成】气缸盖、气缸体、曲轴箱、油底壳等零部件。部件。第19页/共35页第二十页，共35页。汽缸汽缸(qgn(qgng)g)体体曲轴箱曲轴箱第20页/共35页第二十一页，共35页。（二）曲柄连杆机构（二）曲柄连杆机构【功能】将活塞的往复运动转换为曲轴【功能】将活塞的往复运动转换为曲轴(qzhu)的旋转运动，从而实现热能向的旋转运动，从而实现热能向机械能的转换；曲轴机械能的转换；曲轴(qzhu)飞轮组还飞轮组还承担着柴油机功率输出的功能。承担着柴油机功率输出的功能。【组成】

19、活塞组、连杆组、曲轴【组成】活塞组、连杆组、曲轴(qzhu)飞轮组。飞轮组。第21页/共35页第二十二页，共35页。活塞活塞(husi)(husi)连杆连杆(lin(lin n)n)曲轴曲轴(qzhu)(qzhu)飞轮飞轮第22页/共35页第二十三页，共35页。（三）配气机构（三）配气机构【功能】定时向柴油机气缸内提供充足而干【功能】定时向柴油机气缸内提供充足而干净的新鲜空气，并将燃烧后的废气净的新鲜空气，并将燃烧后的废气(fiq)排出气缸体。排出气缸体。【组成】进、排气门、摇臂、凸轮轴、正时【组成】进、排气门、摇臂、凸轮轴、正时齿轮、气门挺杆、气门弹簧等。齿轮、气门挺杆、气门弹簧等。第23页

20、/共35页第二十四页，共35页。喷油泵齿轮喷油泵齿轮(chln)(chln)中间中间(zhngjin)(zhngjin)齿轮齿轮曲轴曲轴(qzhu)(qzhu)齿齿轮轮机油泵齿轮机油泵齿轮凸轮轴齿轮凸轮轴齿轮第24页/共35页第二十五页，共35页。凸轮轴凸轮轴挺柱挺柱挺杆挺杆第25页/共35页第二十六页，共35页。（四）燃油供给系统（四）燃油供给系统【功能】按照柴油机工作循环【功能】按照柴油机工作循环(xnhun)所所规定的时间及柴油机负荷情况，向柴油规定的时间及柴油机负荷情况，向柴油机气缸内喷入适量的柴油。机气缸内喷入适量的柴油。【组成】柴油箱、低压油管、输油泵、滤【组成】柴油箱、低压油管、

21、输油泵、滤清器、高压油泵、高压油管及喷油器等清器、高压油泵、高压油管及喷油器等零部件。零部件。第26页/共35页第二十七页，共35页。喷油器喷油器高压高压(goy)(goy)油泵油泵低压低压(dy)(dy)油管油管柴滤器柴滤器(lq)(lq)高压油管高压油管第27页/共35页第二十八页，共35页。（五）润滑系统（五）润滑系统【功能】将清洁的润滑油以一定的压力不间断地送【功能】将清洁的润滑油以一定的压力不间断地送到柴油机各摩擦表面或高温零件冷却表面，以到柴油机各摩擦表面或高温零件冷却表面，以减少摩擦阻力和零件的磨损，并带走摩擦时产减少摩擦阻力和零件的磨损，并带走摩擦时产生的热量和金属屑，以及高温

22、零件所吸收的热生的热量和金属屑，以及高温零件所吸收的热量，保证量，保证(bozhng)柴油机长期可靠工作。柴油机长期可靠工作。【组成】滑油泵、滑油滤清器、滑油冷却器和滑油【组成】滑油泵、滑油滤清器、滑油冷却器和滑油管路等。管路等。第28页/共35页第二十九页，共35页。机油泵机油泵机油机油(jyu)(jyu)冷却冷却器器机油机油(jyu)(jyu)滤滤清器清器油底壳油底壳第29页/共35页第三十页，共35页。（六）冷却系统（六）冷却系统【功能】对柴油机的高温零件进行适当冷却，【功能】对柴油机的高温零件进行适当冷却，以保证其正常的工作温度，这也是保证柴以保证其正常的工作温度，这也是保证柴油机长期

23、可靠油机长期可靠(kko)工作的必要条件之一。工作的必要条件之一。【组成】水泵、水箱、散热器及节温器和管路【组成】水泵、水箱、散热器及节温器和管路等。等。第30页/共35页第三十一页，共35页。节温器节温器出水管出水管水泵水泵(shubng)(shubng)出水口出水口进水口进水口风扇风扇(fng(fngshn)shn)第31页/共35页第三十二页，共35页。（七）启动系统（七）启动系统【功能】为柴油机的启动提供外部动力，并保证【功能】为柴油机的启动提供外部动力，并保证启动的安全性和可靠性。启动的安全性和可靠性。【组成】电启动方式【组成】电启动方式(fngsh)：启动钥匙和开：启动钥匙和开关，启动电源，启动线路和电动马达等。关，启动电源，启动线路和电动马达等。第32页/共35页第三十三页，共35页。发电机发电机第33页/共35页第三十四页，共35页。谢谢 谢谢 大大 家家 ！第34页/共35页第三十五页，共35页。