1、第二章 发动机结构 原理内容简介n1.发动机原理n2.发动机外围结构介绍n3.内部主要结构/工作原理介绍n4.发动机常用名词解释1.发动机原理n本文讲解的是运用最广泛的轻柴油发动机n柴油发电机组中的柴油机是动力的输出部分，以柴油为燃料，靠气缸中被压缩后形成的高温高压空气使喷入的雾状柴油燃烧膨胀而做功，把热能转变为机械能。 （播放动画片）（播放动画片）n它通过进气、压缩、做功、排气四个过程完成一个工作循环，又称为四冲程发动机n为了降低零件温度，机体内布满水道，由水泵推动冷却机组，称为水冷式机组（例如：VOLVO、三菱、MTU）n小功率发动机也有采用空气对发动机进行冷却，称为风冷机组（例如：DEU
2、TZ1011/912两个系列）n（将先学习结构认识零件后在详细讲述原理）（将先学习结构认识零件后在详细讲述原理）n2、发动机外围结构介绍三菱发动机：三菱发动机：发动机外围件认识：空气滤 摇臂室罩盖空气管道马达底架执行器高压油泵换向电磁阀柴油滤空气加热器空气中冷器散热器扇叶外观结构外观结构柴油发动机介绍外观结构外观结构柴油发动机介绍3、内部主要结构、工作原理介绍飞轮活塞活塞环增压器连杆曲轴作用作用 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。组成组成 汽缸盖、汽缸体、曲轴箱柴油发动机介绍气缸体气缸体 D12发动机采用优质铸铁的气缸体，气缸套为湿式，为保证有足够的强度
3、和降低噪声，机体做成钟状剖面，同时在纵向有加强筋。适合承载更大的负荷。内部机油道更长，更合理分布的更长，更合理分布的气缸盖螺栓气缸盖螺栓大大延长了使用寿命大大延长了使用寿命及提高了可靠性及提高了可靠性挡火圈挡火圈大大提高了气缸垫的大大提高了气缸垫的使用寿命使用寿命先进合理的气缸盖设计先进合理的气缸盖设计气缸盖气缸盖-喷油器喷油器整体式气缸盖，这为采用顶置是凸轮轴提供了可能；在气缸盖上除装有凸轮轴和进、排气门外还装有喷油单元。曲轴曲轴 采用整体式曲轴，在曲轴的前端装有扭转减振器。曲轴的轴颈经过特别的硬化处理以提高其耐磨性。作用作用 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
4、复直线运动变为曲轴的旋转运动输出机械能。组成组成 活塞组件、连杆组、曲轴飞轮组柴油发动机介绍气缸套和活塞气缸套和活塞采用可更换的湿式气缸套，使维修更加方便、经济；第一道活塞环镶有耐热圈，提高了活塞的耐热强度，同时，活塞采用润滑油喷射冷却，保证了其高负荷使正常的工作温度，延长了其使用寿命；柴油发动机介绍2.基本原理（四冲程工作过基本原理（四冲程工作过程）介绍：程）介绍：n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
5、，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。 四冲程四冲程 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四、单缸四冲程工作原理示意图四、单缸四冲
6、程工作原理示意图 柴油发动介绍3.柴油发动机内部系统结构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 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。作用作用 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。 组成组成 油箱、输油泵、滤清器、喷油泵、喷油器柴油发动机介绍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 箱发动机调速器类别发动机调速器类别1.机械调速器燃油供给系统机械调速器燃油供给系统2.电子调速器燃油
7、供给系数电子调速器燃油供给系数3.PT泵燃油供给系统泵燃油供给系统4.电子喷射燃油供给系统电子喷射燃油供给系统发动机供油控制不同特点 发动机发展到今天，大同小异，一般仅在燃油供给方面有所区别： 机型形式Deutz1015Deutz 1011912913VOLVOD5/D7 VOLVOD9VOLVO720/721VOLVOD12VOLVOD16MTU2000系列DAEWOO系列喷油形式电子控制喷油泵机械泵机械泵电子控制喷油器电子控制喷油泵电子控制喷油器电子控制喷油器电子控制喷油器电子调整喷油泵特点不光可以电子调正油泵，且可以发动机故障报警稳定性差稳定性差真正的电喷不光可以电子调正油泵，且可以发动
8、机故障报警真正的电喷真正的电喷真正的电喷仅可以电子调正油泵备注和VOLVO720、721相同1). 机械调速器机械调速器柴油发动机介绍 机械调速器原理机械调速器原理RQ调速器调速器Bosch机械调速器能保机械调速器能保持稳态调整率在持稳态调整率在+/- 0.8%范围内范围内RSV 单弹簧设计使改变单弹簧设计使改变额定转速更容易额定转速更容易RQ 型双弹簧调速器更有型双弹簧调速器更有力力，1500及及 1800 rpm 需用不同的弹簧需用不同的弹簧 RSV 调速调速n2）电子调速柴油发动机介绍4).电子燃油喷射系统电子燃油喷射系统低惯量增压器低惯量增压器快速反应快速反应燃油喷射燃油喷射系统系统
9、良好的加载性能良好的加载性能及短的恢复时间及短的恢复时间加载性能加载性能TAD1242GE燃油消耗率与其它机型的比较 1801902002102202302402502602702802900100200300400500kw g/kwh1242 151242 18TWD1630 15TWD1630 18Target作用作用 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柴油发动机介绍润滑系统润滑系统 主滤清器发动机润滑
10、油油压和油温由EDC监控所有的润滑油压力阀均可方便地在发动 机外部找到。经滤器的使用延长了润滑油的换油间隔。进入增压器的润滑油是经过精滤器过滤的。134562编号.123456作用安全阀 (在气缸体上).机油冷却器旁通阀. 机油滤清器上的溢流阀.活塞冷却喷嘴控制阀.去增压器的旁通阀.减压阀（在气缸体上）精滤器/通增压器润滑系统润滑系统大容量的油泵及高效的机油冷却器及全通机油滤清器组成了高效的润滑系统减少部件的磨损延长发动机的使用寿命VOLVO机组润滑油冷却器和润滑油泵作用作用 将承受高热机件的热量散到大气中去。组成组成 水泵、散热器（水箱）、风扇、分水管、机体、缸盖内的水套、恒温阀。膨胀水箱机
11、油冷却器散热器水泵柴油发动机介绍Oil Cooler Built into the FIP side of theblockNo external pipesImproved reliability (leaks)One position onlyCoolant By-pass to Coolant Pump Coolant to Oil Cooler End Cover O Ring Seal Sectioned View D9/D16冷却系统AB Thermostat Thermostats and Housing Coolant Air Vent Thermostat Housing /
12、 Coolant Passage By-pass passage return to the Coolant Pump Thermostat Seal Flow passage to Radiator Thermostat 干式风冷发动机冷却方式介绍 发动机最大特点：采用强制输送空气对发动机缸体、机油等所有部分进行冷却 优点：体积小重量轻、适合高海拔/高温地区使用 公司配套的DEUTZ发动机是世界上质量最好的干式发动机，使用机械调试器作用作用 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。组成组成 气门组件、气门传动组件n 废气涡论增压是利用柴油机排出的废气能量
13、来驱动增压器，将空气压缩后再输送入气缸。n 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。 Single Stage High Boost Turbochargers No oil priming required 2806 Model S500 (Borg Warner) 2306 Model GT 50 (Allied Signal) Turbocharger 中间冷却器中间冷却器 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
14、入汽缸的空气密度增大。 7.4、 1.空气中冷:风扇对空气冷却器进行冷却 (目前本公司机组多采用该种) 2.水中冷:冷却液对空气冷却器进行冷却中冷器中冷器分为两种:柴油机的进排气系统 多数Volvo Penta 生产的柴油机采用了增压中冷技术。由于增压中冷技术的采用，降低了进气温度，增加了增压后的空气密度，从而增加了进气流量，使柴油机能多喷油，提高功率、扭矩，并可降低燃油消耗率。同时，还能减少噪声、降低废气排放中的氮氧化合物（NOx），改善发动机的低速性能。使得Volvo Penta 柴油机在应对新的排放法规要求新的排放法规要求和高原使用环境高原使用环境等方面具有突出的优势。Radiator
15、and Air Charge Cooler C O O L A N T A I R 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Valve Assemblies (4 Valves per cylinder) Inlet Valve 30 Seat Inner Spring Outer Spring Valve Rotor In / Ex Improves service life Minimises carbon deposits Exhaust Valve 45 Seat Lower Spring Seat Collets 中冷器中冷器由水泵将冷却水送入机体上的中冷
16、由水泵将冷却水送入机体上的中冷器冷却增压器增压后的进气，然后冷器冷却增压器增压后的进气，然后冷却水再由水泵送至其它冷却部位，最却水再由水泵送至其它冷却部位，最后又返回水箱由风扇冷却后又返回水箱由风扇冷却水对空中冷能将进气由水对空中冷能将进气由150冷却冷却至至90 空气增压提高进气中的含氧量，从空气增压提高进气中的含氧量，从而使燃烧更充分，降低燃油消耗率及而使燃烧更充分，降低燃油消耗率及减少排放减少排放空气增压能减少热应力空气增压能减少热应力 ，提高耐久，提高耐久性，降低机油消耗率性，降低机油消耗率一、一、水对空水对空(TWD)中冷器置于水箱前部中冷器置于水箱前部，靠风扇吹来的风冷却靠风扇吹来
17、的风冷却增压器增压后的进气增压器增压后的进气空对空中冷能将进气由空对空中冷能将进气由150冷却至冷却至50 空气增压提高进气中的含氧量，从而使燃烧空气增压提高进气中的含氧量，从而使燃烧更充分，降低燃油及机油消耗率，减少排放更充分，降低燃油及机油消耗率，减少排放空气增压能减少热应力空气增压能减少热应力 ，提高耐久性，延长，提高耐久性，延长使用寿命使用寿命二、空对空二、空对空(TAD)增压器增压器利用废气的能量从增压器利用废气的能量从而提高了能量利用率而提高了能量利用率优点优点- 提高输出功率提高输出功率- 降低燃油消耗率降低燃油消耗率- 排气更清洁排气更清洁- 减少高频噪声减少高频噪声- 延长使
18、用寿命延长使用寿命消音器弹性吊码绝热包扎密封夹板排烟管吊码直流电动机电磁铁电池线n启动方法：1、人力启动 2、电动机启动 3、压缩空气启动n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。n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 启动马达结构n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。n充电设备：充电机 n 充电发电机皮带阻尼轮风扇叶动力输出端适用于整个速度范围，柔性减适用于整个速度范围，柔性减震器比橡胶减震器性能更优越震器比橡胶减震器性能更优越高可靠性高可靠性柔性减震器柔性减震器MITSUBISHI型号含义水对空空对空发动机相关名词/参数缸数：发动机设计缸体数量直列缸：缸体均垂直而立，活塞上下运动做功V型缸：缸体分列两边V型成60度排量：发动机活塞面积乘行程乘缸数压缩比：缸体中空气被压缩的比例排风量：发动机风扇排出的风量燃气量：发动机吸入用于燃烧的空气量排烟量：排烟口出烟量排气温度：发动机排烟出涡轮增压器口的温度，一般300600度左右
