1、柴油发动机概述柴油发动机概述2013.01 2013.01 一、柴油机的发展一、柴油机的发展二、柴油机类型二、柴油机类型三、柴油机特点三、柴油机特点四、柴油机基本结构参数四、柴油机基本结构参数五、柴油机型号五、柴油机型号六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构主要内容主要内容一、柴油机的发展一、柴油机的发展u柴油机的形成：柴油机的形成：1818世纪中叶，瓦特（英）发明了世纪中叶，瓦特（英）发明了蒸气机蒸气机。18071807年，富尔顿年，富尔顿(美美)将蒸汽机用于船舶。将蒸汽机用于船舶。18291829年，史蒂芬孙（英年，史蒂芬孙（英）将创造了）将创造了“火箭火箭”号蒸汽机车，开创了铁路时代。号蒸
2、汽机车，开创了铁路时代。18161816年，斯特林（苏格兰）发明了年，斯特林（苏格兰）发明了外燃机外燃机，又称斯特林发动机。，又称斯特林发动机。18581858年，里诺（法）发明了煤气发动机是年，里诺（法）发明了煤气发动机是内燃机内燃机的雏形。的雏形。，18761876年，奥托（德）提出年，奥托（德）提出四冲程四冲程理论，是内燃机的理论基础。理论，是内燃机的理论基础。18801880年，年，D.clerkD.clerk和和J.Robson(J.Robson(英英)，K.Benz(K.Benz(德德)开发了开发了二冲程二冲程内燃内燃机。机。18921892年，狄塞尔（德）研制出年，狄塞尔（德）研
3、制出压燃式柴油机压燃式柴油机。18971897年，年，MANMAN公司制成第一台实际使用的柴油机。公司制成第一台实际使用的柴油机。一、柴油机的发展一、柴油机的发展u柴油机发展：柴油机发展：(二十世纪二十世纪)19041904年，柴油机首次用于年，柴油机首次用于船舶船舶推进装置推进装置。19261926年，年，A AJ BachiJ Bachi（瑞士）设计了一台（瑞士）设计了一台废气祸轮增压废气祸轮增压柴油机。柴油机。19271927年，柴油机上使用了由年，柴油机上使用了由R.BoschR.Bosch发明的发明的泵嘴喷油器泵嘴喷油器系统。系统。3030年代，柴油机开始在年代，柴油机开始在轿车轿车
4、上使用。上使用。5050年代以后，两大阵营在坦克功率方面军备竞赛，加速了柴油机技年代以后，两大阵营在坦克功率方面军备竞赛，加速了柴油机技术的发展。术的发展。7070年代后，博世把电控汽油机喷射技术引用回柴油机，开发了年代后，博世把电控汽油机喷射技术引用回柴油机，开发了电控电控喷油泵喷油泵技术。从而柴油机进入技术。从而柴油机进入柴油机电控喷射技术柴油机电控喷射技术新纪元。新纪元。目前，最主要的技术：电控泵喷嘴技术和目前，最主要的技术：电控泵喷嘴技术和高压共轨喷射技术高压共轨喷射技术。蒸汽机蒸汽机外燃机外燃机斯特林发动机斯特林发动机在一个气缸内有两个活塞作规律的相对运动，冷腔与热腔之间用冷却器、在
5、一个气缸内有两个活塞作规律的相对运动，冷腔与热腔之间用冷却器、回热器和加热器连接，配气活塞推动工质在冷热腔之间往返流动。回热器和加热器连接，配气活塞推动工质在冷热腔之间往返流动。四冲程内燃机四冲程内燃机二冲程内燃机二冲程内燃机柴油机柴油机柴油机柴油机二、柴油机类型二、柴油机类型热机：热机：把热能转换成机械能的动力机械。把热能转换成机械能的动力机械。蒸汽机蒸汽机 外燃机外燃机 汽轮机汽轮机 燃料燃烧在气缸外部，效率低燃料燃烧在气缸外部，效率低 热机热机 汽油机汽油机 内燃机内燃机 柴油机柴油机 燃料燃烧在气缸内部，效率高燃料燃烧在气缸内部，效率高 燃汽轮机燃汽轮机煤气机煤气机1 1按工作循环分类
6、：按工作循环分类：四冲程四冲程和和二冲程二冲程 2 2按是否增压分类：按是否增压分类：增压增压和和非增压非增压 3 3按曲轴转速分类：按曲轴转速分类：高速高速、中速中速和和低速低速（1 1）低速柴油机：）低速柴油机：n300r/minn1000r/minn1000r/min，V Vm m9m/s9m/s。二、柴油机类型二、柴油机类型4 4按结构特点分类：按结构特点分类：（1 1）筒状活塞式：活塞起导向作用，缸壁承担侧推）筒状活塞式：活塞起导向作用，缸壁承担侧推力。力。（2 2）十字头式：）十字头式：活塞不起导向活塞不起导向作用，缸套没有侧推力的作用，作用，缸套没有侧推力的作用，导向作用由十字头
7、滑块承担，侧导向作用由十字头滑块承担，侧推力由导板承担。气缸下部加设推力由导板承担。气缸下部加设一一横隔板横隔板，把气缸与曲轴箱隔开，把气缸与曲轴箱隔开，以防气缸中的污油、结炭或燃气以防气缸中的污油、结炭或燃气漏入曲轴箱污染滑油。十字头式漏入曲轴箱污染滑油。十字头式柴油机可靠性较筒形活塞式高。柴油机可靠性较筒形活塞式高。二、柴油机类型二、柴油机类型二、柴油机类型二、柴油机类型5 5按气缸排列分：按气缸排列分：（1 1）直列：气缸数小于）直列：气缸数小于1212缸缸（2 2）V V型：气缸夹角有型：气缸夹角有9090、6060、4545。6 6按转向分：按转向分：右旋机：由飞轮端（功率输出端）向
8、自由端看，右旋机：由飞轮端（功率输出端）向自由端看，正车时按有顺时针方向旋转的柴油机。正车时按有顺时针方向旋转的柴油机。左旋机：由飞轮端（功率输出端）向自由端看，左旋机：由飞轮端（功率输出端）向自由端看，正车时按有逆时针方向旋转的柴油机。正车时按有逆时针方向旋转的柴油机。7 7按可否逆转分：按可否逆转分：有不可逆转和可逆转柴油机有不可逆转和可逆转柴油机三、柴油机特点三、柴油机特点 柴油机柴油机是一种在气缸内进行两次能量转换压缩发火的往复是一种在气缸内进行两次能量转换压缩发火的往复式内燃机。是式内燃机。是热效率最高热效率最高的一种内燃机。的一种内燃机。（1 1）优缺点：）优缺点：柴油的能量密度最
9、高。比柴油的能量密度最高。比NGNG高出近高出近1 1倍，比汽油高倍，比汽油高10%10%。压缩比高，热效率高，经济性好。可达压缩比高，热效率高，经济性好。可达50%50%。功率范围广。功率范围广。扭矩大，最大功率的转速低。扭矩大，最大功率的转速低。HCHC、COCO和和CO2CO2的排放远低于汽油机。的排放远低于汽油机。柴油发动机由于比较笨重，升功率指标不如汽油机。柴油发动机由于比较笨重，升功率指标不如汽油机。成本高，噪声、振动较高。成本高，噪声、振动较高。炭烟与颗粒炭烟与颗粒(PM)(PM)排放比较严重。排放比较严重。柴油不易蒸发，冬季冷车时起动困难。柴油不易蒸发，冬季冷车时起动困难。柴油
10、机：155270g/KWh汽轮机：4351200g/KWh燃气轮机：245350g/KWh汽油机：245350g/KWh三、柴油机特点三、柴油机特点 柴油机与汽油机虽然都是内燃机，但是它们在使用燃料、柴油机与汽油机虽然都是内燃机，但是它们在使用燃料、可燃混合气形成、发火方式、性能及压缩比等方面均有区别。可燃混合气形成、发火方式、性能及压缩比等方面均有区别。汽油机汽油机柴油机柴油机使用燃料使用燃料 汽油汽油柴油（重油）柴油（重油）油气混合方式油气混合方式外部外部（化油器）（化油器）内部内部（喷油器）（喷油器）发火方式发火方式 火花塞点火火花塞点火 压缩发火压缩发火 压缩比压缩比 小（小（6-10
11、）大（大（12-22）热效率热效率低低15-40%高高30-55%性能性能 低温起动性能好，工作柔低温起动性能好，工作柔和，噪音小和，噪音小 低温起动性能差，工作粗低温起动性能差，工作粗暴，噪音大暴，噪音大（2 2）柴油机与汽油机的区别）柴油机与汽油机的区别（1 1）上止点（上止点（T.D.C.T.D.C.）：）：（2 2）下止点（下止点（B.D.C.B.D.C.）：）：（3 3）行程：即）行程：即S=2RS=2R。（R R为曲柄半径）为曲柄半径）（4 4）气缸直径：气缸直径：D D（5 5）气缸工作容积）气缸工作容积V Vs s：（6 6）燃烧室容积（余隙容积）燃烧室容积（余隙容积）V VC
12、 C（7 7）气缸总容积气缸总容积VaVa：（8 8）汽缸数）汽缸数i i、冲程、冲程（9 9）压缩比压缩比e e：=Va/V=Va/VC C=（V Vs s+V+VC C）/V/VC C=1+V=1+Vs s/V/VC C四、柴油机基本结构参数四、柴油机基本结构参数五、柴油机型号五、柴油机型号五、柴油机型号五、柴油机型号五、柴油机型号五、柴油机型号船舶柴油机的型号船舶柴油机的型号六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-机体组机体组六、柴油机基本结构六、
13、柴油机基本结构-机体组机体组六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-机体组机体组六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-气缸体气缸体六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-气缸套气缸套六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-气缸套气缸套六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-气缸盖气缸盖六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-气缸垫气缸垫六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-油底壳油底壳六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-曲柄连杆机构曲柄连杆机构作用：作用：将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动。将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动。组成：组成：活塞连杆组、曲轴飞轮组等活塞连杆组、曲轴飞轮组等六、
14、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-曲柄连杆机构曲柄连杆机构曲拐布置与发动机工作顺序：曲拐布置与发动机工作顺序：发火间隔角为：发火间隔角为：720720/4/4180180工作顺序为：工作顺序为：1 12 24 43 3或或1 13 34 42 2 发火间隔角为：发火间隔角为：720720/6/6120120工作顺序为：工作顺序为：1 15 53 36 62 24 4或或1 14 42 26 63 35 5发火间隔角为：发火间隔角为：720720/8/89090工作顺序为：工作顺序为：R1-L1-R4-L4-L2-R3-L3-R2R1-L1-R4-L4-L2-R3-L3-R2或或 L1-R4-L
15、4-L2-R3-R2-L3-R1 L1-R4-L4-L2-R3-R2-L3-R1 六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-曲柄连杆机构曲柄连杆机构曲轴飞轮组：曲轴飞轮组：包括曲轴、曲轴轴承、飞轮、曲轴油封、曲包括曲轴、曲轴轴承、飞轮、曲轴油封、曲轴扭转减震器、曲轴平衡机构等。轴扭转减震器、曲轴平衡机构等。六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-曲柄连杆机构曲柄连杆机构作用：作用：将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动。将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动。组成：组成：活塞连杆组、曲轴飞轮组等活塞连杆组、曲轴飞轮组等六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-曲柄连杆机构曲柄连杆机构活塞连杆组：活塞
16、连杆组：活塞连杆组：活塞连杆组：六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-曲柄连杆机构曲柄连杆机构六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-配气机构配气机构六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-配气机构配气机构六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-配气机构配气机构六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-配气机构配气机构六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-配气机构配气机构六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-进排气系统进排气系统六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-进排气系统进排气系统六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-进排气系统进排气系统中冷器：中冷器：六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-进排气系
17、统进排气系统六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-燃油供给系统燃油供给系统六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-冷却系统冷却系统1-1-百叶窗百叶窗 2-2-散热器散热器 3-3-散热器盖散热器盖 2-2-风扇风扇 5-5-水泵水泵 6-6-节温器节温器7-7-气缸盖水套气缸盖水套 8-8-水温表水温表 9-9-机体水套机体水套 10-10-分水管分水管 11-11-放水阀放水阀六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-冷却系统冷却系统小循环小循环冷却水温度低于规定值（如冷却水温度低于规定值（如7676）时，节温器阀关闭，冷却液经）时，节温器阀关闭，冷却液经水泵返回柴油机。水泵返回柴油机。大循环大
18、循环当温度升高并达到一定温度（如当温度升高并达到一定温度（如8686）后，节温器完全打开，并）后，节温器完全打开，并关闭冷却水通道关闭冷却水通道4 4，全部冷却液经散热器和节温器阀后经水泵流回柴油机。，全部冷却液经散热器和节温器阀后经水泵流回柴油机。混合循环混合循环当冷却液温度达到规定值（如当冷却液温度达到规定值（如76768686）后，这时部分冷却液）后，这时部分冷却液经由散热器和节温器阀，再经水泵流回柴油机，其余部分冷却液直接经水泵流回经由散热器和节温器阀，再经水泵流回柴油机，其余部分冷却液直接经水泵流回柴油机。柴油机。六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-润滑系统润滑系统组成：组成：机油盘，机油泵，机油冷却器，机油滤清器，主油道和各路机油盘，机油泵，机油冷却器，机油滤清器，主油道和各路机油管组成。机油管组成。作用：作用：润滑，密封、冷却、净化、清除磨合微粒润滑，密封、冷却、净化、清除磨合微粒方式：方式：飞溅式、压力式、复合式。飞溅式、压力式、复合式。六、柴油机基本结构六、柴油机基本结构-起动系统起动系统
