【正文】 厘米（29404900kpa），溫度達(dá)500700度(750950k)，可以自燃。（當(dāng)環(huán)境壓力為30公斤／平方厘米時(shí)，柴油的自燃溫度為200度，一般為350度） 發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程行程活塞移動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)角進(jìn)氣門排氣門溫度壓力特點(diǎn)進(jìn)氣上止點(diǎn)－下止點(diǎn)180開關(guān)5070c空氣、高壓噴油、壓縮點(diǎn)火壓縮下止點(diǎn)－上止點(diǎn)180關(guān)關(guān)500700c3545爆發(fā)上止點(diǎn)－下止點(diǎn)180關(guān)關(guān)17002000c50100排氣下止點(diǎn)－上止點(diǎn)180關(guān)開400700c３、作功行程。壓縮行程接近終了，柴油經(jīng)噴油泵將油壓提高到100kg／平方cm以上，經(jīng)噴油嘴噴入燃燒室，與高溫空氣混合，形成可燃混合氣，迅速自燃爆發(fā)。此時(shí)，氣缸內(nèi)氣體壓力可達(dá)50—100kg/平方cm(58808830kpa)，溫度可達(dá)1700—2000c(18002200k)。此時(shí)進(jìn)排氣門皆關(guān)，活塞在高壓下向下運(yùn)行，通過(guò)連桿曲軸向外輸出動(dòng)力。隨著活塞向下運(yùn)行，活塞上方容積增大，溫度與壓力也隨之降低。至下止點(diǎn)時(shí)，此行程結(jié)束，此時(shí)氣體壓力約為34kg/平方cm，溫度約為800900c。４、排氣行程。作功行程終了，活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)行，排氣門開。氣缸內(nèi)燃燒過(guò)的廢氣，初期靠自身壓力排出氣缸，隨著活塞向上運(yùn)動(dòng)，將廢氣擠入大氣中?；钊竭_(dá)上止點(diǎn)后，排氣門關(guān)閉，行程結(jié)束。排氣行程中，由于燃燒室容積的存在和排氣系統(tǒng)阻力的影響，加上配氣相位的作用（下面將提到），廢氣不能順利地全部排出，還有一些殘留在氣缸內(nèi)（主要是燃燒室），有一定的壓力與溫度?！?。溫度為400700c。（五）四行程發(fā)動(dòng)機(jī)在四行程中只有一個(gè)行程是作功，其它三個(gè)行程為準(zhǔn)備，因此，單氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，曲軸每轉(zhuǎn)兩周中只有半周是由于膨脹氣體的壓力使曲軸旋轉(zhuǎn)的，其余一周半中，曲軸是利用飛輪在作功行程中所儲(chǔ)存的能量旋轉(zhuǎn)的。因此１、作功行程轉(zhuǎn)速大于其它三個(gè)行程轉(zhuǎn)速，使單缸機(jī)工作不穩(wěn)定。２、飛輪過(guò)大。３、為使工作平穩(wěn)，采用多缸機(jī)。缸越多，越平穩(wěn)。（六）柴油機(jī)與汽油機(jī)比較：１、壓縮比高，耗油率低（平均比汽油機(jī)低30%左右），價(jià)格低，經(jīng)濟(jì)性好。２、轉(zhuǎn)速低（高速柴油機(jī)通常不超過(guò)15002000轉(zhuǎn)／分），重量大，制造維修費(fèi)用高（高壓油泵、噴油嘴）３、噪聲大，工作粗暴。４、故障少。二、機(jī)體與曲軸連桿機(jī)構(gòu)（1課時(shí)）（一）機(jī)體 機(jī)體是發(fā)動(dòng)機(jī)的本體，由氣缸體－曲軸箱、氣缸蓋、下曲軸箱（油底殼）、氣缸墊等組成。發(fā)動(dòng)機(jī)大多數(shù)機(jī)件裝在機(jī)體上。前后端分別裝有正時(shí)齒輪室蓋、飛輪殼。１、氣缸體－曲軸箱：受力和裝配基件，應(yīng)有一定的剛度，因此，多缸機(jī)為一個(gè)整體鑄件（氣缸體）。由于氣缸（特別是上部）受高溫、高壓作用，還受燃?xì)夂湍Y(jié)燃油的侵蝕，所以要求耐高溫、耐磨損、耐腐蝕。一般用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵制造，有時(shí)加入少量合金。主要有氣缸筒、水套、氣門室、進(jìn)排氣道等。Ａ、氣缸筒（氣缸）：中空?qǐng)@筒，引導(dǎo)活塞上下運(yùn)動(dòng)，是氣體膨脹作功場(chǎng)所。內(nèi)表面十分光滑、耐磨。工作條件：高溫、高壓、高速，潤(rùn)滑差，化學(xué)腐蝕重。為延長(zhǎng)氣缸使用期限，有時(shí)將耐磨材料（合金鑄鐵或合金鋼）制成氣缸套鑲?cè)霘飧左w內(nèi)，形成氣缸的工作表面。（此種發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體可用普通鑄鐵（價(jià)格低）或鋁合金（輕）制造）。氣缸套：干式－－在原有的與氣缸體鑄成一體的氣缸筒中再鑲?cè)胍粋€(gè)氣缸套，因此，干式氣缸套的外表不直接與冷卻水接觸。濕式：鑲?cè)氲臍飧滋着c冷卻水直接直接接觸。缸套鑲?cè)霘飧左w后，套頂面略高于氣缸體頂面（），以使氣缸蓋能壓緊在缸套上。柴油機(jī)因工作載荷大，一般采用濕式缸套。Ｂ、水套：氣缸與缸蓋中充水過(guò)水的空腔。都是相通的。柴油機(jī)一般是水冷。Ｃ、氣門室：安裝氣門機(jī)構(gòu)零件的場(chǎng)所。Ｄ、進(jìn)排氣道。與進(jìn)排氣管相連。在頂置式氣門的發(fā)動(dòng)機(jī)中，其氣門與進(jìn)排氣道都在氣缸蓋中。Ｅ、上曲軸箱：在氣缸體下部，通過(guò)螺絲與下曲軸箱相連。有主軸承座、主軸承蓋等。曲軸懸置其中。多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的排列形式有單列式雙列式等。① 單列式（直列式）比較常見(jiàn)，各缸排成一列，一般是垂直布置，也有臥式的。4146柴，6135柴等。② 雙列式：左右兩氣缸中心線夾角小于180度，稱為Ｖ型發(fā)動(dòng)機(jī)，多用于８缸以上機(jī)。如上海ＳＨ380車的12Ｖ135Ｑ柴油機(jī)等③ 夾角等于180度的發(fā)動(dòng)機(jī)為對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)。２、氣缸蓋。①功用與結(jié)構(gòu)：封閉氣缸上部，與氣缸上部及活塞頂構(gòu)成燃燒室。通過(guò)螺絲緊固在氣缸上。頂置氣門式發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋除有冷卻水套外，還有進(jìn)排氣道及氣門裝置的一些機(jī)件。柴油機(jī)氣缸蓋一般用灰鑄鐵鑄造，機(jī)械強(qiáng)度與耐熱性能好。②氣缸蓋螺栓的擰緊：須按一定順序以規(guī)定的扭矩?cái)Q緊。一般說(shuō)來(lái)是從中央向四周均勻交替地逐次進(jìn)行。對(duì)鑄鐵氣缸蓋，冷車時(shí)初步擰緊后，發(fā)動(dòng)機(jī)熱起后再緊一次，防止螺栓受熱后伸長(zhǎng)較多而影響緊度。鋁合金的氣缸蓋則不用。３、氣缸墊。在氣缸體與氣缸蓋之間，保證密封、不漏水與氣。多用銅皮或鐵皮與石棉夾制而成。安裝時(shí)，鑄鐵缸蓋的缸墊翻邊應(yīng)朝上，鋁合金缸蓋的缸墊翻邊應(yīng)朝下。４、下曲軸箱（機(jī)油底）貯存潤(rùn)滑油，有放油塞、穩(wěn)油板（中間隔板，防止油前后激濺）等。（二）活塞連桿組。由活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿等組成。１、活塞①功用、工作條件及要求：其頂部與缸蓋、缸壁、氣缸墊等共同組成燃燒室，接受氣缸內(nèi)燃燒氣體壓力，經(jīng)過(guò)連桿將力傳給曲軸。是工作強(qiáng)度最高的機(jī)件之一。（承受高溫、高壓，作功行程，每個(gè)活塞頂部的壓力都在幾千公斤以上），所以，必須有足夠的強(qiáng)度。為保證足夠的強(qiáng)度，要求活塞有大的尺寸與厚度。但是，活塞在氣缸中的運(yùn)動(dòng)是不等速的高速直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)：在止點(diǎn)時(shí)，速度是零。向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，前半個(gè)行程是加速運(yùn)動(dòng)，往復(fù)部分的慣性力向上；后半個(gè)行程是減速運(yùn)動(dòng)，往復(fù)部分的慣性力向下；到下止點(diǎn)時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)速度又變?yōu)榱恪Ｏ蛏现裹c(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，前半個(gè)行程慣性力向下，后半個(gè)行程慣性力向上。所以，活塞與連桿小頭的重量越大，曲軸轉(zhuǎn)速越高，則往復(fù)慣性力也越大。為了減少慣性力，要盡可能減少活塞重量。由此看來(lái)，減少慣性力與保證足夠的強(qiáng)度是一對(duì)矛盾。同時(shí)，由于高溫和散熱差，活塞強(qiáng)度與耐磨性也降低。活塞與缸筒之間間隙大，則密封不好，壓力低；間隙過(guò)小則因膨脹有滯?。ㄕ掣祝┑奈ｋU(xiǎn)。同時(shí)，活塞頂部積炭，也破壞了正常燃燒，所以選用材料與結(jié)構(gòu)時(shí)，也應(yīng)考慮到導(dǎo)熱性與膨脹性。如何解決？一是采用合理結(jié)構(gòu)；二是選用適當(dāng)?shù)牟牧稀＂?活塞的結(jié)構(gòu)和材料：基本結(jié)構(gòu)：頂部，頭部，裙部柴油機(jī)的活塞頂部要形成特殊的燃燒室，所以形狀比較復(fù)雜頭部要加厚。因?yàn)樵谒厦嬗谢钊h(huán)槽。柴油機(jī)一般有45道，上面是氣環(huán)槽，下面是油環(huán)槽?；钊艿牧νㄟ^(guò)銷座傳遞，所以銷座部分必須加厚?；钊h(huán)槽以下為活塞裙部。作用是為活塞導(dǎo)向并將活塞的側(cè)壓力傳給氣缸壁。柴油機(jī)側(cè)壓力較大，裙部也較長(zhǎng)。選用的材料：一是鑄鐵。耐磨，強(qiáng)度高，熱膨脹系數(shù)小。缺點(diǎn)是重量大（慣性力大），導(dǎo)熱差。二是鋁合金。重量輕，導(dǎo)熱系數(shù)大，慣性力小，使發(fā)動(dòng)機(jī)可采用高的轉(zhuǎn)速和壓縮比。被廣泛采用，一般高速柴油機(jī)都是。③活塞與氣缸壁間的間隙。鋁合金活塞，因熱膨脹系數(shù)大（），在正常的間隙下，可能在熱車時(shí)發(fā)生滯住、粘缸的現(xiàn)象。所以應(yīng)有較大的間隙。但間隙過(guò)大，冷車起動(dòng)時(shí)，易敲缸、漏氣、竄機(jī)油。所以，應(yīng)有適合的間隙，而且在冷車或熱車時(shí)，變化應(yīng)不大。故在結(jié)構(gòu)上：一是把活塞制成直徑上小下大的階梯形或截錐形。二是將活塞制成橢圓形，其長(zhǎng)軸與活塞銷座方向垂直（）。這是因?yàn)榛钊共吭阡N座方向上較厚，膨脹量大；活塞所受側(cè)壓力在垂直方向上大等原因。為使熱狀態(tài)下的裙部接近正園，所以制成橢圓形。三是在活塞裙部切槽。槽有縱向與橫向槽。常為Ｔ形或丌形，減少頭部傳到裙部的熱量，并使裙部具有一定的彈性?？v向槽有貫通到底的，也有不到底的。四是在活塞中嵌入膨脹系數(shù)小的鋼片（恒范鋼）。一般柴油機(jī)因氣缸壓力較大，活塞多不開槽，而是采用梯形、裙部橢圓形。裝配間隙也比汽油機(jī)大。２、活塞環(huán)①功用、工作條件和對(duì)活塞環(huán)的要求氣環(huán)（密封環(huán)、壓縮環(huán)），裝在活塞頭部上端。油環(huán)（刮油環(huán)）裝在氣環(huán)之下。氣環(huán)功用：保證氣缸密封，盡量使氣缸內(nèi)的氣體不漏入曲軸箱；將活塞上部的熱量傳給氣缸壁。油環(huán)功用：將氣缸表面多余的潤(rùn)滑油刮下，不使進(jìn)入燃燒室，并使氣缸壁上油膜均勻分布，改善活塞組潤(rùn)滑條件。工作條件：高速、高溫、少潤(rùn)，從而機(jī)械性能下降，彈性下降，磨損重。要求：一是要有足夠的彈力，使環(huán)的外園柱面緊貼在氣缸壁上。二是它的端面（上下兩端與環(huán)槽接觸的面）應(yīng)平整光滑，貼合良好，以便密封、傳熱與刮油。三是有很好的耐磨性，能在高溫下保持足夠的機(jī)械強(qiáng)度與彈性。②結(jié)構(gòu)與材料是開口的園環(huán)。通常用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵制成。自由狀態(tài)時(shí)，外徑略大于氣缸直徑，裝入氣缸后，靠彈力緊壓在氣缸上，開口處有一定的間隙（開口間隙或端隙，）。安裝時(shí)，各環(huán)的開口處應(yīng)錯(cuò)開（180或120度），防止漏氣。為防止氣環(huán)的泵油作用，一般柴油機(jī)安裝了扭曲環(huán)。什么是泵油作用：發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，當(dāng)活塞向下時(shí)，在環(huán)與缸壁間磨擦力和環(huán)的慣性力作用下，環(huán)就緊壓在環(huán)槽的上端面，刮下來(lái)的油進(jìn)入環(huán)下面和環(huán)背面的間隙中。當(dāng)活塞向上時(shí)，環(huán)又壓在環(huán)槽的下端面，使把油擠壓向上。如此反復(fù)，油進(jìn)入了燃燒室。燃燒，形成積炭，影響燃燒，增大潤(rùn)滑油消耗。扭曲環(huán)的結(jié)構(gòu)與作用：內(nèi)緣上邊緣或外緣下邊緣切去一部分，形成臺(tái)階形斷面。這種斷面內(nèi)外不對(duì)稱，裝入氣缸受到壓縮后，在不對(duì)稱壓力作用下，產(chǎn)生明顯的斷面傾斜，使環(huán)的外表面形成上小下大的錐面。這就減少了環(huán)與氣缸壁的接觸面積，使環(huán)易磨合。而且環(huán)的上下端面在相應(yīng)的地方接觸，既增加了密封性，又可防止泵油和磨損。注意：安裝時(shí)，內(nèi)缺口要朝上，外缺口要朝下，第一道環(huán)一定要內(nèi)缺口。幾道環(huán)的缺口一定要錯(cuò)開相應(yīng)的角度。柴油機(jī)一般是兩道油環(huán)。３、活塞銷：連接活塞與連桿。中間穿過(guò)連桿小頭孔，兩端支承在活塞銷座孔中。用優(yōu)質(zhì)碳鋼或低碳合金鋼制造?；钊N安裝方法：浮式安裝法：發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，活塞銷在連桿小頭及活塞銷座中都能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。磨損比較均勻。半浮式：活塞銷固定在連桿小頭上，在銷座中轉(zhuǎn)動(dòng)。為防銷竄動(dòng)刮傷缸壁，兩端有卡環(huán)限位。由于鋁合金活塞熱膨脹大于鋼活塞銷，為防止工作時(shí)銷在銷痤中松動(dòng)，冷狀態(tài)裝配時(shí)，銷在座孔中應(yīng)有一定的緊度（過(guò)盈配合。軸大于孔。裝時(shí)，先加熱活塞，用7090度的水或油，然后裝銷。）４、連桿①功用：將活塞承受力傳給曲軸，并一同把活塞往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在準(zhǔn)備行程中，連桿又將曲軸的旋轉(zhuǎn)力傳給活塞，帶動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。②結(jié)構(gòu)：連桿一般采用中碳鋼或合金鋼（40號(hào)、45號(hào)），由連桿小頭、連桿身、連桿大頭等組成。連桿小頭孔內(nèi)有青銅襯套。小頭頂端鉆有噴油孔，連桿身中有油道，使?jié)櫥涂蓮拇箢^流向小頭潤(rùn)滑連桿襯套，并由小頭頂端的噴油孔噴向活塞頂?shù)撞?，以冷卻活塞頂。連桿身制成“工”字形，使重量小，強(qiáng)度和剛度大。連桿大頭可分，下半部叫連桿蓋，兩部分用連桿螺栓緊固。連桿螺栓的要求較高，用合金鋼經(jīng)精加工、熱處理制成，安裝時(shí)按規(guī)定扭力交替擰緊（4146Ａ型柴油機(jī)為1522公斤米）③連桿軸承（軸瓦）是分開式滑動(dòng)軸承。厚13mm的鋼帶作瓦背。上面有油孔與油槽。（三）曲軸與飛輪。１、曲軸的功用與要求功用：將連桿傳來(lái)的氣體作用力轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ?，然后傳給傳動(dòng)裝置。同時(shí)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)各機(jī)構(gòu)。曲軸承受不斷變化的氣體壓力、慣性力和扭矩，所以要有足夠的剛度、強(qiáng)度，各軸頸要耐磨。曲軸大多用碳鋼或合金鋼模鍛而成。表面用高頻電流淬火硬化。２、曲軸的結(jié)構(gòu)曲軸軸頸、連桿軸頸、曲柄、前端、后端、平衡重組成。曲軸通過(guò)主軸頸被主軸承支承在氣缸體曲軸箱上。一般采用全支承，即主軸頸數(shù)比連桿軸頸數(shù)多一個(gè)，每個(gè)連桿軸頸的兩端都有支承點(diǎn)（主軸頸）。（4146135等）。這種結(jié)構(gòu)抗彎曲強(qiáng)度高，曲軸軸承負(fù)荷小。但制造和結(jié)構(gòu)復(fù)雜、長(zhǎng)度大。非全支承式是每?jī)蓚€(gè)連桿軸頸共用一個(gè)支承點(diǎn)，可以縮短發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度（ＮＪ70），結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。主軸頸與曲軸之間是主軸承。主軸承有滑動(dòng)軸承（軸瓦）。也有裝滾動(dòng)軸承的（如6135型柴油機(jī)），其特點(diǎn)是壽命長(zhǎng)，阻力小，但成本高。這種軸承是分段組合的。曲柄連接主軸頸和連桿軸頸，連桿軸頸連同其兩端的曲柄稱為一個(gè)曲拐。在主軸頸、曲柄、連桿軸頸中有貫通的油道，使從上曲軸箱主軸承座上油道來(lái)的潤(rùn)滑油，可以從主軸承到連桿軸承進(jìn)行潤(rùn)滑。有的曲柄上制有或裝有平衡重，使旋轉(zhuǎn)部分的離心力得到更好的平衡。多缸機(jī)離心力、離心力矩可自行平衡（整體而言），但兩個(gè)力矩Ｍ形成對(duì)曲軸的彎曲負(fù)荷。所以應(yīng)裝平衡重。平衡重產(chǎn)生的離心力Ｆ，可以消除上述對(duì)曲軸的彎曲負(fù)荷及由此引起的對(duì)主軸承的負(fù)荷，從而也消除了在這一方面使曲軸變形和主軸承磨損加劇的因素。但是否加平衡重，視實(shí)際情況而定。曲軸前端一般有正時(shí)齒輪、皮帶輪等。３、曲軸的軸向移動(dòng)限制為保證曲軸連桿機(jī)構(gòu)的正確位置，并使曲軸受熱膨脹時(shí)有自由伸長(zhǎng)的余地，曲軸的軸向移動(dòng)應(yīng)加以限制，稱之為曲軸的軸向游隙。為限制軸向移動(dòng)，有的柴油機(jī)（如4146）在曲軸前端裝有青銅止推盤；有的柴油機(jī)（如4125）的某一道主軸承上采用帶凸肩的軸瓦。４、曲軸的形狀和發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序曲軸的形狀及連桿軸頸間的相互位置與氣缸數(shù)、氣缸排列方式（單列或Ｖ型等）和各氣缸工作行程發(fā)生的順序（工作順序或發(fā)火順序）有關(guān)。同時(shí)應(yīng)滿足慣性力的平衡和發(fā)動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)。四行程發(fā)動(dòng)機(jī)，曲軸轉(zhuǎn)兩周，每個(gè)氣缸作功一次，發(fā)火間隔為720度／缸數(shù)。①四缸機(jī)：發(fā)火間隔的曲軸轉(zhuǎn)角為720/4=180。其四個(gè)連桿軸頸布置在一個(gè)平面內(nèi)，一、四缸的在一側(cè)，二、三缸的在一側(cè)這種四缸機(jī)有兩種工作順序。一是１３４２(4144125等) 曲軸轉(zhuǎn)角一缸二缸三缸四缸0180進(jìn)氣壓縮排氣作功180360壓縮作功進(jìn)氣排氣360540作功排氣壓縮進(jìn)氣540720排氣進(jìn)氣作功壓縮二是１２４３（ＢＪ２１２等