柴油机原理与结构ppt课件.ppt

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1、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，通过曲柄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,柴油发动机介绍,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(启动系统)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,柴油发动机介绍,三、外观结构2,柴油发动机介绍,三、内部结构3,柴油发动机介绍,飞轮,活塞,活塞环,连杆,曲轴,四、工作原理,一、常用名词 1、活

2、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。4、工作容积、燃烧室容积、总容积、压缩比柴1622，汽59,柴油发动机介绍,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,柴油发动机介绍,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

3、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，到达上止点时，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。

4、,柴油发动机介绍,四、单缸四冲程工作原理示意图,柴油发动介绍,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,柴油发动机介绍,5.1、机体,柴油发动机介绍,5.2、汽缸盖,汽缸盖,气门弹簧,喷油器,气门,柴油发动机介绍,5.3、汽缸体,柴油发动机介绍,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,柴油发动机介绍,6.1、曲轴,柴油发动机介绍,6.2、连杆,柴油发动机介绍,6.3、活塞,柴油

5、发动机介绍,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,维护使用要点,使用维护要点：（1）要做好整机的清洁。保持整机的清洁和工作环境的清洁，可减少故障的产生，也便于发现漏水、漏油等现象。这样才能使整机的正常运转有进一步的保证。（2）柴油机工作一段时间后，会造成机件磨损。需要定期检测活塞环间隙、轴瓦间隙。其间隙的调整参见后续教材。P20（3）更换汽缸套或活塞环后或新安装的柴油机，必须进行磨合后才能投入使用。（见后）（4）多缸汽油机要注意点火顺序与作功顺序的配合，更换火花塞前要作好记号。P2

6、9（5）倾听机器在运行时内部有无异常敲击声。,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,柴油发动机介绍,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。（机械增压，涡论增压）,柴油发动机介绍,7.3、进气增压系统,柴油发动机介

7、绍,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。,柴油发动机介绍,7.4、进气增压系统,7.4、进气中冷器,柴油发动机介绍,7.5、排气系统,柴油发动机介绍,消音器,弹性吊码,绝热包扎,密封夹板,排烟管吊码,使用维护要点,（1）要注意进、排气系统的清洁。进气管的任何地方堵塞都会影响进气量，使柴油机燃烧情况恶化。排气管在工作中也往往被没有烧完的油料和窜出的机油积炭堵塞，使废气不能通畅排除，影响柴油机性能的正常发挥，导致功率不足，油耗增加。因此，应在柴油机工作100小时后清洗进、排气系统。（2）定期

8、清洗空气滤清器。干式纸质滤芯应根据使用地区空气中的灰尘多少，在柴油机工作了5001500小时后，用吹风从里往外吹洗或用毛刷轻刷。滤芯有破损的可更换。金属滤网滤芯可用汽油清洗并吹干。有的空气滤清器不用清洗，当清洁指示器出现红色标示时，更换空气滤清器。,（3）正常情况下柴油机的排气颜色是浅灰色，不正常时，排气颜色变成深灰色，超负载时排气颜色为黑色。气门间隙调整P49配气定时调整P51,八、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,柴油发动机介绍,8.1、

9、燃油系统,柴油发动机介绍,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、电子调速式，液压式。常见的是离心式。电子调速器的工作原理P73调速控制器DWC-2000P158,柴油发动机介绍,使用维护要点,（1）正确选用柴油的牌号。国产柴油分重柴油和轻柴油，重柴油适用于每分钟1000转以下的低速柴油机，1000转/分以上的柴油

10、机选用轻柴油。国产轻柴油根据凝点不同来编号，如：RC-Z10、RC-0、RC-10、RC-20其凝点温度分别为+10、0、-10、-20。一般夏季选用0号，冬季选用-10号。在四川大部分地区选用优质0号。（2）作好燃油的清洁，柴油机的喷油器和高压油泵是极其精密的零件，如稍有杂质混入，便会发生阻塞故障。因此在加柴油时，事先必须将柴油经过24小时的沉淀，加油时用专门加油的器皿，严格过滤，才能加进油箱，防止水和杂质混入。,（3）定期清洗柴油滤清器，每隔100小时打开放油塞排除燃油内的水分和杂质沉淀物。或每隔一年更换柴油滤清器。清洗或更换柴油滤清器后要及时排除油路中的空气。（4）注意油箱内的油量不要用

11、尽，以免空气进入燃油系统，造成运行中断。油路中空气的排除喷油器喷油压力的检查P82喷油提前角的调整P68电子喷油装置,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,柴油发动机介绍,9.1、润滑系统,柴油发动机介绍,9.2、润滑系统,柴油发动机介绍,使用维护要点,（1）机油牌号的选用，机油颜色为浅黄和绿棕色，一般北方的冬季选HC-8、南方的冬季和北方的夏季选HC-11，南方的夏季选HC-14号，或选用美孚1330。

12、（2）机油的清洁。加机油时，应把合格的机油用60#筛网（每平方厘米有232孔）过滤后加入。机油对柴油机来说除了润滑与冷却作用外，还有清洗各摩擦面间的金属碎屑的功能。机油使用时间过长，杂质过多，氧化变质将失去润滑作用，加速机器磨损。因此，柴油机工作100小时后，必须清洗机油滤清器，或更换机油滤清器，更换时先向滤清器中加注新机油，再上到滤清器座上。新机运行50小时后须更换机油，以后每250小时后更换机油。,（3）油机启动前应检查机油液面高度和机油是否变质。机油液面偏低，检查是否漏油。机油可能从润滑系统各接头处漏失。当油机停机后，如果发现油机下面有漏油现象，即使是少量的也不可忽视，必须进行检查，找出

13、原因，如果不能纠正，开机后机油会较多损失，有断油的危险。机油液面偏高，检查是否漏水，如果曲轴箱内机油量反常地增加，并且机油内含有水珠，即表示冷却系统有水漏入曲轴箱内。其原因可能是汽缸垫损坏，此时排气管出口处将能看到水雾喷出，也可能缸套下端橡皮水封圈损坏，这时在排气中便看不到有水雾喷出现象。机油变质时颜色变黑、变浑浊。更换机油时先热机，放掉变质机油后用汽油清洗油底壳。,（4）柴油机工作平稳后，机油温度应保持在7090，油温过高，会使机油粘度变小，油膜不易形成，从而造成润滑不良。油温过低，会使机油粘度变大，会增加摩擦阻力，传热慢，降低功率，启动困难。（5）保持正常的机油压力，启动时机油压力应为（1

14、.53.0）kg/，待油稳升高到45后，逐步加载。油机正常工作状况下，机油压力应为（1.54.0）kg/，压力过高、过低都不行。（6）各人工加油润滑点应按规定时间加润滑油。,启动前的预润滑1、周期性自动预润滑2、一次性注人式润滑,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。,柴油发动机介绍,10.1、冷却系统示意图,10.2、冷却水中冷管路图,柴油发动机介绍,10.3、水箱冷却管路,膨胀水箱,机油冷却器,散热器,水泵,柴油发动机介绍,使用维护要点,（1）柴油机冷却水的出水温度以保持在7585之间为最好。进、出水温差

15、不应超过20，更不允许有断水现象。如果工作温度过低，则热损失大。如果工作温度过高，则零件强度降低，配合部分的正常间隙被破坏，机油粘度降低，磨损加剧，机油消耗量增大。积炭增多，活塞环易胶结，功率下降。（2）冷却水的清洁过滤。柴油机是用水来循环冷却的。冷却水必须是清洁过滤后的软水，不应有泥沙和棉纱纤维等杂物。有上述杂物混入冷却水系统，水道将会堵塞，使机器温度升高，机体、缸盖便有开裂的危险。,（3）油机在使用中不可使它骤冷骤热，机器启动后，要在轻负载下逐步升温，油机发热后，逐步加载。当机组温度过高或水箱中的冷却水开锅时，切不可开盖加水，以免伤人或引起水箱破裂。此时应当紧急停机，待机器温度降低到405

16、0之后，再加水开机，绝对禁止不加冷却水启动油机。（4）冷却水应加防冻剂，防冻剂一般由甘油、酒精、乙二醇按比例配置而成。使用不加防冻剂的冷却水，在室温低于5时，停机后应放出冷却水，以免涨裂冷却水道。,风扇皮带的检查（1020MM）P149,十一、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。,柴油发动机介绍,11.1、操纵系统,柴油发动机介绍,11.2、操纵系统,柴油发动机介绍,11.3、启动马达,柴油发动机介绍,直流电动机,电磁铁,电池线,11.4、启动机构,启动方法：1、人力启动 2、电动机

17、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,柴油发动机介绍,11.5、启动马达结构,8、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,柴油发动机介绍,要点,（1）机组启动前，应先检查冷却水位、机油位、柴油位正常，机组无零件松动，机组上无其它

18、工具、物品。（2）油机发电机组采用电启动时，每次启动不超过57秒，连续启动不超过4次，间隔不小于10秒。以避免蓄电池过放电。（3）油机发电机组启动成功后，应先低速运转一段时间，然后再逐步调速到额定转速。决不允许刚启动后就猛加油，使转速突然增高。,（4）油机启动成功后，要注意观察，待柴油机水温在50以上，机油温度在45以上，机油压力在（1.53.0）kg/，电压、频率（转速）达到规定要求后，方可供电。在带负载时，也要逐步地均匀地增加，除特殊情况外，应尽量避免突然增加负载或突然卸去负载。一次性投入负载最好不要超过机组额定容量的60%。（5）油机不宜在低速情况下长期运转。其原因是：柴油雾化质量的好坏

19、，决定于喷油压力和凸轮轴转速，喷油压力越高及凸轮轴转速越快，柴油雾化质量越好，而凸轮轴的转速是随着曲轴的转速而变化的。当柴油机曲轴转速低于额定转速时，柴油雾化就变坏，时间一久就会导致机器运转不正常。,（6）正常关机：当市电恢复供电或试机完成后，应先切断负荷、空载运行35分钟，再关闭油门停机。（7）故障停机：当出现油压低、水温高、转速高、电压异常等故障时，应能自动或手动停机。（8）紧急停机：当出现转速过高（飞车），机油压力表指针突然下降或无压力，冷却水开锅，或其他有可能发生人身事故或设备危险情况时，应立即切断油路和（进）气气路紧急停机。,（9）启动电池应经常处于稳压浮充状态，每月检查一次充电电压

20、及电解液液位。如液位偏低，应添加纯水或蒸馏水。（10）电气系统的清洁。电启动系统的故障与它的清洁程度有直接关系，如蓄电池电解液不清洁并混有金属杂质，可能造成蓄电池内短路；整流方面的污垢会使电刷在电刷座内卡住。各接触点、接线柱的污垢会增加接触电阻，容易发热。如果因为污垢而接触不良，就会产生很大的火花。或使接线柱和接点等烧毁。,同步发电机工作原理,1、同步发电机的基本结构磁极（激磁线圈），电枢。定子，转子。2、旋转磁极式同步发电机3、无刷励磁交流发电机4、发电机的励磁方式他励、自励（自励的建立过程）、三次谐波励磁,同步发电机输出电压的调整,1、电抗器移相式相复励励磁装置负载电流的增加（负载电流对端

21、电压的影响，可借助于电流互感器LH组成的复励回路来实现调压）负载功率因数的减小（功率因数对端电压的影响，可通过移相电抗器DK组成的回路来实现调压）对频率变化、绕组发热、磁路饱和带来的电压偏差无改善2、电容器移相式相复励励磁装置3、可控相复励自励恒压装置4、DVR2000E自动电压调节器P139,油机发电机组的性能指标,1、通信专用机组的技术要求（YD/T502-2000）1）使用条件2）选用要求3）技术要求4）自动化机组技术要求,机组的主要性能指标,1、稳定电压调整率2、稳态频率调整率3、不对称负载下运行电压的稳定度4、机组的并机性能,机组的标定功率和功率修正,1、15min功率2、1H功率3、12小时功率4、持续功率5、功率修正P4（与环境温度，海拔高度，传动系数，损耗功率有关）,油机发电机组自动控制原理,1、自动化机组的分级（1、2、3级P1462、自动化机组的技术要求（YD/T502）3、自动化机组的系统结构及控制原理P147、P1654、柴油机的电子管理系统P1125、自动化机组的组成和特点,噪声控制,1、机组的主要噪声源1P1842、噪声控制方法1P2053、机组、机房降噪工程与应用1P210,安装规范,1、发电机组的安装2P1992、试机与磨合2P2033、技术保养2P213,