1、上海科泰電源股份有限公司2012-4-8版本編號：VO.0901-05Logo發動機發動機l柴油機是內燃機的一種，將柴油噴射到汽缸內與空氣混合，燃燒得到熱能轉變為機械能的熱力發動機，即依靠燃料燃燒時的燃氣膨脹推動活塞作直線運動，通過曲柄連桿機構使曲軸旋轉，從而輸出機械功。柴油發動機工作原理介紹Logol柴油機總體結構一般由以下幾大系統或機構組成： 機體作功系統 燃油系統 進排氣系統 冷卻系統 潤滑系統 電器操作系統 l由于汽缸數、汽缸排列和冷卻方式等不同，因此各種機型結構上略有差異。柴油發動機工作原理介紹Logo柴油發動機外觀結構介紹空濾增壓器機濾水濾啟動電機充電機缸蓋輸油泵柴濾 ECU油底殼

2、排煙出口散熱器風扇廢氣管預熱裝置Logo四、工作原理四、工作原理一、常用名詞常用名詞 1、活塞沖程：上、下止點的最小直線距離稱為活塞沖程（或行程）。 2、工作循環：內燃機中熱能與機械能的轉化是通過活塞在汽缸內工作，連續進行進氣、壓縮、膨脹、排氣四個過程來完成的。機器每進行這樣一個過程稱為一個工作循環。 3、上、下止點：活塞在汽缸中移動時，活塞在汽缸中的最高位置稱為上止點；活塞在汽缸中的最低位置稱為下止點。柴油發動機工作原理介紹Logo 四、工作原理四、工作原理二、四沖程二、四沖程 a、進氣沖程 b、壓縮沖程 c、膨脹沖程 d、排氣沖程柴油發動機工作原理介紹Logo 四、工作原理四、工作原理三、

3、四沖程工作過程l進氣沖程：活塞從上止點向下止點移動，目的是吸入新鮮空氣為燃燒作好準備， 此時進氣門打開，排氣門關閉。活塞到達下止點時進氣門關閉，進氣沖程結束。柴油發動機工作原理介紹Logo 四、工作原理四、工作原理三、四沖程工作過程l壓縮沖程：活塞從下止點向上止點移動，此時上下氣門關閉，氣缸內空氣受壓縮溫度、壓力提高，為燃燒提供條件，活塞到達上止點時壓縮沖程結束。柴油發動機工作原理介紹Logo 四、工作原理四、工作原理三、四沖程工作過程l膨脹（作功）沖程：在壓縮沖程結束前，噴油器將燃油噴入氣缸，與空氣混合形成可燃氣體并自燃，產生高溫、高壓推動活塞向下止點運動并帶動曲軸旋轉而作功，活塞到達下止點

4、時，氣缸內壓力下降，直至排氣門打開。 柴油發動機工作原理介紹Logo 四、工作原理四、工作原理三、四沖程工作過程l排氣沖程：作功結束后，氣缸內的氣體已成為廢氣，活塞從下止點向上止點運動，排氣門打開，進氣門關閉，活塞將廢氣排除氣缸，到達上止時，排氣沖程結束。排氣沖程結束后，排氣門閉，進氣門又打開，重復進行下一個循環，周而復始不斷對外作功。 柴油發動機工作原理介紹Logo機體作功系統 作用 發動機的機體，是發動機各系統、機構工作和裝配的基礎，承受發動機的各種負荷。柴油發動機工作原理介紹Logo機體作功系統 組成（1） 柴油發動機工作原理介紹Logo機體作功系統 組成（2） 柴油發動機工作原理介紹L

5、ogo機體作功系統 組成（3） 柴油發動機工作原理介紹Logo活塞活塞環連桿柴油發動機內部結構泵噴嘴組成（4）Logo飛輪活塞活塞環增壓器連桿曲軸柴油發動機內部結構凸輪軸氣門搖臂氣門頂桿正時齒輪中間齒輪曲軸齒輪氣門導管組成（5）Logo機體作功系統 組成（6） 柴油發動機工作原理介紹柴油發動機工作原理介紹燃油系統 作用 按照柴油機工作過程的需要，將一定數量的柴油，在一定的時間內以一定的壓力使柴油霧化噴入汽缸，與壓縮空氣形成均勻的可燃混合氣而燃燒。組成油箱、輸油泵、濾清器、噴油泵、噴油器柴油發動機工作原理介紹燃油系統 柴油發動機工作原理介紹燃油系統 調速器的功用與類型：功用：柴油發電機組工作時，

6、其負載是變化的，這就要求發電機組輸出的功率也要有相應的增加或減少。此外，供電的頻率是要求穩定，這就需要柴油機工作時的轉速保持穩定。因此一般柴油機都裝有調速器。類型：調速器按其工作原理可分為：離心式、氣動式、液壓式。常見的是離心式。 柴油發動機工作原理介紹燃油系統 噴油泵的功用與類型：功用：將柴油按發動機功況定時定量噴射到汽缸內與空氣混合燃燒類型：直列泵、轉子泵、單體泵、PT泵 柴油發動機工作原理介紹燃油系統 噴油器位置 柴油發動機工作原理介紹燃油系統 噴油器結構 柴油發動機工作原理介紹燃油系統 噴油器工作原理 Logo 七、冷卻系統l作用 將承受高熱機件的熱量散到大氣中去。l組成 水泵、散熱器

7、（水箱）、風扇、分水管、機體、缸蓋內的水套、恒溫閥。柴油發動機工作原理介紹Logo 七、冷卻系統 柴油發動機工作原理介紹Logo 七、冷卻系統 柴油發動機工作原理介紹Logo 七、冷卻系統 柴油發動機工作原理介紹Logo 八、潤滑系統l作用 將潤滑油供給運動見的摩擦表面以減少磨擦阻力，減輕機件的磨損，并部分地冷卻磨擦零件；清潔和冷卻磨擦表面；提高活塞環和汽缸壁間的密封性能；對所有運動件起防銹作用。l組成 滑油泵、滑油濾清裝置、滑油冷卻裝置、滑油管路柴油發動機工作原理介紹Logo 八、潤滑系統 柴油發動機工作原理介紹Logo進排氣系統進排氣系統 l作用 通過配氣機構實現進氣和排氣過程，使新鮮空氣

8、及時充入氣缸并及時從氣缸中排出廢氣。l組成 氣門組件、氣門傳動組件柴油發動機工作原理介紹Logo進排氣系統進排氣系統 柴油發動機工作原理介紹Logo進排氣系統進排氣系統 廢氣渦論增壓是利用柴油機排出的廢氣能量來驅動增壓器，將空氣壓縮后再輸送入氣缸。 增壓的目的是增加進入氣缸的空氣量，在柴油機容積不變的情況下增加氣缸內的空氣密度，使柴油機能燃燒更多的柴油以提高其輸出功率，這是最經濟最有效的方法。柴油發動機工作原理介紹Logo進排氣系統進排氣系統 l中間冷卻器 廢氣渦輪增壓器的主要性能指標是空氣壓力的升高比k，當1.8 時 就采用中冷器。以降低壓氣機出口的空氣溫度，使進入汽缸的空氣密度增大。 柴油

9、發動機工作原理介紹Logo進排氣系統進排氣系統 柴油發動機工作原理介紹Logo進排氣系統進排氣系統 柴油發動機工作原理介紹消音器彈性吊碼絕熱包扎密封夾板排煙管吊碼Logo 十、電器操作系統十、電器操作系統l作用作用 控制發動機啟動/噴油、蓄電池充電、發動機停機 起動馬達起動同時，電磁閥將調速器油門拉到適當位置，向氣缸供油燃燒，使氣缸著火轉動。 組成組成 起動馬達、電子調速機構（如果有）、充電發電機、蓄電池、燃油開啟或關閉電磁閥柴油發動機工作原理介紹Logo調速控制系統的功用與類型：功用：柴油發電機組工作時，其負載是變化的，這就要求發電 機組輸出的功率也要有相應的增加或減少。此外，供電 的頻率是

10、要求穩定，這就需要柴油機工作時的轉速保持 穩定。因此柴油機都裝有調速器。類型：調速控制系統按其工作原理可分為：機械式,電子式,電噴式柴油發動機調速系統Logo柴油發動機電噴系統Volvo Interface UnitsBusinterface connectorDeutsch 8 poleBat. switchedBat +Bat -CAN J1939CAN J1939J1708/1587J1708/1587 J1708/1587Diagnostics CAN J1939Control, monitoring and diagnosticsStopCustomer designedCAN in

11、terfaceDisplay Unit (DU) OptionalLogo十、電器操作系統十、電器操作系統l啟動馬達結構 柴油發動機工作原理介紹Logol啟動方法：1、人力啟動； 2、電動機啟動；3、壓縮空氣啟動l電動機啟動：廣泛用于各種柴油機，用鉛酸蓄電池作電源，由直流電動機拖動發動機的曲軸旋轉，將發動機發動起來，為保證啟動可靠，延長電池的壽命，每次啟動通電時間不得超過15s，連續啟動不得超過3次。l電磁線圈及保持線圈通電，鐵心移動帶動驅動桿擺動，使啟動機的齒輪與飛輪齒圈嚙合，鐵心繼續移動接通直流電動機電路開始運轉工作，直至柴油機啟動 柴油發動機啟動系統Logo 十、電器操作系統十、電器操作

12、系統l充電系統l電啟動的發動機一般都有充電設備，以供蓄電池放電后能及時補充充電。柴油發動機工作原理介紹Logol電啟動的發動機一般都有充電設備，以供蓄電池放電后能及時補充充電。l充電設備：充電機、調節器柴油發動機充電發電機第一節第一節 發動機的發動機的工作原理及構造工作原理及構造 概述概述 四四行程發動機工作原理行程發動機工作原理 發動機的總體構造發動機的總體構造 第二章第二章 汽車發動機構造汽車發動機構造發動機的主要性能指標與特性發動機的主要性能指標與特性 1 概概 述述 發動機是將某一種形式的能量轉變成機械能的機器。發動機是將某一種形式的能量轉變成機械能的機器。1 1、按燃料的使用不同分、

13、按燃料的使用不同分汽油機汽油機柴油機柴油機1.1 發動機的定義發動機的定義： 1.2 發動機的分類發動機的分類 ： 現代汽車大多使用往復活塞式內燃機。它將燃料在現代汽車大多使用往復活塞式內燃機。它將燃料在 發動機氣缸發動機氣缸內部進行燃燒，把產生的熱能轉變成機械能。內部進行燃燒，把產生的熱能轉變成機械能。4 4、按冷卻方式不同、按冷卻方式不同水冷發動機水冷發動機風冷發動機風冷發動機2 2、按完成一個工作、按完成一個工作 循環所需行程數循環所需行程數四行程發動機四行程發動機二行程發動機二行程發動機 3 3、按照進氣狀態、按照進氣狀態非增壓非增壓發動機發動機增壓增壓發動機發動機5 5、按氣缸數及排

14、列方式、按氣缸數及排列方式單缸發動機單缸發動機多缸發動機多缸發動機單列式單列式型型對置式對置式單列式單列式型型對置式對置式1.3 內燃機名稱及型號編制規則內燃機名稱及型號編制規則 首部首部：為產品系列符號和換代標志符號，由制造廠根據需要自選相應字為產品系列符號和換代標志符號，由制造廠根據需要自選相應字母表示，但需主管部門核準。母表示，但需主管部門核準。 中部中部：由缸數符號、沖程符號、氣缸排列形式符號和缸徑符號等組成。由缸數符號、沖程符號、氣缸排列形式符號和缸徑符號等組成。 后部：后部：結構特征和用途特征符號，以字母表示。結構特征和用途特征符號，以字母表示。 尾部尾部：區分符號。同一系列產品因

15、改進等原因需要區分時，由制造廠選區分符號。同一系列產品因改進等原因需要區分時，由制造廠選用適當符號表示。用適當符號表示。一、內燃機型號由以下四部分組成一、內燃機型號由以下四部分組成二、內燃機型號的排列順序及符號所代表的意義二、內燃機型號的排列順序及符號所代表的意義（GB/T 7251991）(1) (1) 汽油機汽油機 1E65F1E65F： 表示單缸，二行程，缸徑表示單缸，二行程，缸徑65mm65mm，風冷通用型，風冷通用型 4100Q-44100Q-4： 表示四缸，四行程，缸徑表示四缸，四行程，缸徑100mm100mm，水冷車用，第四種變型產品，水冷車用，第四種變型產品 TJ376QTJ3

16、76Q： 表示三缸，四行程，缸徑表示三缸，四行程，缸徑76mm76mm，水冷車用，水冷車用，TJTJ表示系列符號表示系列符號 CA488CA488： 表示四缸，四行程，缸徑表示四缸，四行程，缸徑88mm88mm，水冷通用型，水冷通用型，CACA表示系列符號表示系列符號 (2) (2) 柴油機柴油機 195195： 表示單缸，四行程，缸徑表示單缸，四行程，缸徑95mm95mm，水冷通用型，水冷通用型 165F165F： 表示單缸，四行程，缸徑表示單缸，四行程，缸徑65mm65mm，風冷通用型，風冷通用型 6135Q6135Q： 表示六缸，四行程，缸徑表示六缸，四行程，缸徑135mm135mm，水

17、冷車用，水冷車用 X4105X4105： 表示四缸，四行程，缸徑表示四缸，四行程，缸徑105mm105mm，水冷通用型，水冷通用型，X X表示系列代號表示系列代號 三、型號編制舉例三、型號編制舉例 上止點上止點 下止點下止點 活塞行程活塞行程(S) (S) 曲柄半徑曲柄半徑(R) (R) 氣缸工作容積氣缸工作容積(V h ) (V h ) 燃燒室容積燃燒室容積(Vc ) (Vc ) 氣缸總容積氣缸總容積(Va ) (Va ) 發動機結構基本術語發動機結構基本術語 壓縮比壓縮比發動機排量發動機排量工作循環工作循環2 發動機的工作原理發動機的工作原理動態演示動態演示 動態演示動態演示 壓縮比壓縮比

18、 氣缸總容積與燃燒室容積之比稱為壓縮氣缸總容積與燃燒室容積之比稱為壓縮比，用比，用表示表示。 例如：例如：現代化油器式發動機壓縮比一般為現代化油器式發動機壓縮比一般為8 811(11(轎車有的達轎車有的達1010以上以上) )。柴油機。柴油機壓縮比一般為為壓縮比一般為為16162222。V Va a 氣缸總容積；氣缸總容積； V Vh h 氣缸工作容積；氣缸工作容積； V Vc c 燃燒室容積；燃燒室容積；工作循環工作循環 對于往復活塞式發動機，每進行一次能量轉換，均對于往復活塞式發動機，每進行一次能量轉換，均要經過進氣、壓縮、作功、排氣四個過程。這種周而要經過進氣、壓縮、作功、排氣四個過程。

19、這種周而復始的連續過程，稱為發動機的一個工作循環。復始的連續過程，稱為發動機的一個工作循環。 多缸發動機各氣缸工作容積的總和，稱為發動機多缸發動機各氣缸工作容積的總和，稱為發動機排量排量 ，用用表示表示V VL L 。發動機排量發動機排量VL= V h i V Vh h氣缸工作容積氣缸工作容積 （氣缸排量）（氣缸排量） i i 氣缸數目氣缸數目觀觀看看演演示示 1 1、進氣行程、進氣行程 2 2、壓縮行程、壓縮行程 3 3、作功行程、作功行程 4 4、排氣行程、排氣行程 2 .1 四沖程汽油四沖程汽油機工作原理機工作原理 2 發動機發動機工作原理工作原理 四行程四行程汽油機汽油機的工作原理的工

20、作原理汽油發動機四個行程的圖示1.1.進氣行程進氣行程. .壓縮行程壓縮行程. .作功行程作功行程4.4.排氣行程排氣行程每一行程工作的具體分析如下每一行程工作的具體分析如下 1 1、進氣行程、進氣行程排氣門關閉排氣門關閉進氣門開啟進氣門開啟大氣壓力線大氣壓力線PVra示功圖示功圖上止點上止點下止點下止點示功圖示功圖：表示活塞在不表示活塞在不同位置時氣缸內氣體壓力的同位置時氣缸內氣體壓力的變化情況。變化情況。進氣終了時氣缸內進氣終了時氣缸內壓強壓強為為0.0750.0750.09Mpa0.09Mpa，溫度溫度上上升至升至370370400K400K 活活塞塞下下行行2 2、壓縮行程、壓縮行程進

21、氣門關閉進氣門關閉排氣門關閉排氣門關閉PVra示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線c上止點上止點下止點下止點壓縮終了時氣缸內壓縮終了時氣缸內壓強壓強上升至上升至0.60.61.2Mpa1.2Mpa，溫度溫度繼續繼續上升至上升至600600700K700K 。活活塞塞上上行行3 3、作功行程、作功行程進氣門關閉進氣門關閉排氣門關閉排氣門關閉PVra示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線cZb上止點上止點下止點下止點作功中氣缸內作功中氣缸內最高壓強最高壓強可達可達3 35Mpa5Mpa，最高溫度最高溫度可達可達220022002800K2800K；作功終了時氣缸內；作功終了時氣缸內壓強壓強下降至下降至0.3

22、0.30.5Mpa0.5Mpa，溫度溫度下降至下降至130013001600K1600K。 活活塞塞下下行行4 4、排氣行程、排氣行程進氣門關閉進氣門關閉排氣門打開排氣門打開PVr示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線cZb上止點上止點下止點下止點殘余廢氣殘余廢氣排氣終了時氣缸內排氣終了時氣缸內壓強壓強下降至下降至0.1050.1050.115Mpa0.115Mpa，溫度溫度下降至下降至9009001200K1200K a 活活塞塞上上行行2.2 2.2 四行程四行程柴油機柴油機工作原理工作原理 與汽油機工作原理相與汽油機工作原理相比，只有一個行程即作功比，只有一個行程即作功行程中，柴油機由于用的行

23、程中，柴油機由于用的柴油粘度比汽油大、不易柴油粘度比汽油大、不易蒸發，且自然溫度又較汽蒸發，且自然溫度又較汽油低，所以采用的是油低，所以采用的是 壓縮自燃式點火壓縮自燃式點火。進氣行程進氣行程壓縮行程壓縮行程作功行程作功行程排氣行程排氣行程新鮮空氣新鮮空氣四行程柴油機各行程示意圖四行程柴油機各行程示意圖開始噴油開始噴油分析和比較汽油機、柴油機的工作分析和比較汽油機、柴油機的工作異同異同?首先分別看一下汽油機和柴油機的圖示首先分別看一下汽油機和柴油機的圖示火花塞火花塞 噴油器噴油器 汽油機、柴油機的工作汽油機、柴油機的工作相同相同點：點： 每個工作循環曲軸轉兩周每個工作循環曲軸轉兩周; ; 每一

24、行程曲軸轉半周每一行程曲軸轉半周; ; 只有作功行程產生動力。只有作功行程產生動力。 汽油機汽油機柴油機柴油機汽油與空氣缸外混合，汽油與空氣缸外混合，進入可燃混合氣進入可燃混合氣進入氣缸的是純空氣進入氣缸的是純空氣電火花點燃混合氣電火花點燃混合氣高溫氣體加熱柴油燃燒高溫氣體加熱柴油燃燒有點火系有點火系無點火系無點火系無噴油器無噴油器有噴油器有噴油器汽油機、柴油機的工作汽油機、柴油機的工作不同不同點：點：汽油機、柴油機的汽油機、柴油機的優缺點優缺點：汽油機汽油機柴油機柴油機轉速轉速高高低低質量質量小小大大噪聲噪聲小小大大啟動啟動容易容易困難困難制造及制造及維修費用維修費用低低高高經濟性經濟性差差

25、好好應用應用轎車和輕型貨轎車和輕型貨大貨車和客車大貨車和客車3 發動機的總體構造發動機的總體構造兩兩大大機機構構曲柄連桿機構曲柄連桿機構配氣機構配氣機構五五大大系系統統燃料系燃料系潤滑系潤滑系冷卻系冷卻系點火系點火系起動系起動系點此觀看錄像點此觀看錄像 桑塔納發動機結構示意圖桑塔納發動機結構示意圖桑塔納發動機的曲柄連桿機構桑塔納發動機的曲柄連桿機構桑桑塔塔納納發發動動機機的的配配氣氣機機構構桑塔納轎車汽油供給系桑塔納轎車汽油供給系桑塔納發動機冷卻系桑塔納發動機冷卻系桑塔納發動機潤滑系示意圖桑塔納發動機潤滑系示意圖桑桑塔塔納納發發動動機機點點火火系系桑桑塔塔納納轎轎車車起起動動機機4 發動機的主

26、要性能指標發動機的主要性能指標一、動力性指標一、動力性指標 1 1、有效轉矩有效轉矩：發動機通過飛輪對外輸出的轉矩稱為發動機的有效轉矩，用：發動機通過飛輪對外輸出的轉矩稱為發動機的有效轉矩，用TeTe表示表示 。2 2、有效功率有效功率：發動機通過飛輪對外輸出的功率成為發動機的有效功率，用：發動機通過飛輪對外輸出的功率成為發動機的有效功率，用PePe表示。表示。 式中：式中：T Te e 有效扭矩，單位為有效扭矩，單位為N Nm m； n n 曲軸轉速，單位為曲軸轉速，單位為r/minr/min 3 3、二者關系、二者關系: : 二二、經濟性指標、經濟性指標 燃油消耗率：燃油消耗率：只發動機每

27、發出只發動機每發出1KW1KW有效功率，在有效功率，在1 1小時內所消耗的燃油質量，稱為燃小時內所消耗的燃油質量，稱為燃油消耗率，用油消耗率，用g g表示，單位表示，單位g/(kWg/(kWh)。 小 結發動機發動機常用術語常用術語工作原理工作原理發動機是將某一種形式的能量轉變成機械能的機器發動機是將某一種形式的能量轉變成機械能的機器。分類分類定義定義按不同的分類方法大致分為四大類按不同的分類方法大致分為四大類十個基本術語十個基本術語汽油發動機汽油發動機柴油發動機柴油發動機（重點）（重點）區別于汽油機的工作過程區別于汽油機的工作過程四個行程的工作過程四個行程的工作過程發動機發動機總體構造：總體

28、構造：汽油機（兩大機構五大系統），汽油機（兩大機構五大系統）， 柴油機（兩大機構四大系統）柴油機（兩大機構四大系統） 內燃機名稱及內燃機名稱及型號編制規則型號編制規則熟練識認內燃機名稱和規格熟練識認內燃機名稱和規格 復習題復習題 1發動機由哪些機構系統組成發動機由哪些機構系統組成? ?各部分功用是什么各部分功用是什么? ? 2 2柴油機與汽油機在工作原理和總體構造上有何異同及優缺點柴油機與汽油機在工作原理和總體構造上有何異同及優缺點? ? 第一章 柴油機的類型和工作原理第一節 柴油機的類型第二節 柴油工作原理第一節 柴油機的類型一、柴油機的基本概念二、柴油機的分類熱機外燃機內燃機蒸汽輪機蒸汽機柴油機汽油機燃氣輪機一、柴油機的基本概念 柴油機使用揮發性較差的柴油或劣質燃料油作燃料；采用內部混合法形成可燃混合氣；缸內燃燒采用壓縮式發火。柴油機的優點1 經濟性好。2 功率范圍寬廣3 尺寸小，重量輕4 機動性好5 適應船舶航行的各種工況要求柴油機的缺點振動和噪音工作條件惡劣柴油