【正文】 11 17 ?連桿組 ? 連桿組包括 連桿體 、 連桿蓋 、 連桿螺栓 和 連桿軸承 等零件，如圖 。 小 頭桿 身大 頭連 桿 襯 套連 桿連 桿 螺 栓連 桿 軸 瓦連 桿 蓋連 桿 螺 母 （ a）連桿構(gòu)造 （ b）連桿組件 圖 66 連桿示意圖 第 6章 油機(jī) 2022/2/11 18 ? 曲軸飛輪組 ? 由 曲軸 、 飛輪 、 扭轉(zhuǎn)減震器 等組成 ? 曲軸 ? 曲軸是引擎的主要 旋轉(zhuǎn) 機(jī)件，如圖 67所示。 ? 對(duì)于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)來說，每四個(gè)活塞沖程作功一次，即只有作功沖程作功，而排氣、進(jìn)氣和壓縮三個(gè)沖程都要消耗功。為了改善這種狀況，在曲軸后端裝置飛輪 曲 軸連 桿活 塞飛 輪圖 活塞、連桿、曲軸與飛輪示意圖 第 6章 油機(jī) 2022/2/11 20 ? 配氣機(jī)構(gòu) ?配氣機(jī)構(gòu)的功用 ?根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和工作過程， 定時(shí) 開啟 和 關(guān)閉 進(jìn)氣門 和 排氣門，使 可燃混合氣 或 空氣 進(jìn)入氣缸，并 使廢氣從氣缸內(nèi)排出 ，實(shí)現(xiàn)換氣過程。 ?進(jìn)氣量 ? 進(jìn)入氣缸內(nèi)的新氣數(shù)量或稱 進(jìn)氣量 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響很大 。 ? 因此，配氣機(jī)構(gòu)首先要保證進(jìn)氣充分，進(jìn)氣量盡可能地多；同時(shí)，廢氣要排除干凈，因?yàn)闅飧變?nèi)殘留的廢氣越多，進(jìn)氣量將會(huì)越少。 ?在氣門式配氣機(jī)構(gòu)中， 發(fā)動(dòng)機(jī) 的 配氣機(jī)構(gòu) 按其 功用 都可分為 ? 氣門組 – 氣門組包括氣門、氣門導(dǎo)管、氣門座、彈簧座、氣門彈簧、鎖片等零件。氣門傳動(dòng)組的組成視配氣機(jī)構(gòu)的形式而有所不同，它的功用是定時(shí)驅(qū)動(dòng)氣門使其開閉。 ?柴油機(jī)的供油系統(tǒng) ?柴油機(jī)的供油系統(tǒng) 一般由 油箱 、 柴油濾清器 、 低壓油泵 、 高壓油泵 、噴油嘴 等部分組成。 第 6章 油機(jī) 2022/2/11 24 ? 潤滑系統(tǒng) ?油機(jī)工作時(shí)，各部分機(jī)件在運(yùn)動(dòng)中將產(chǎn)生摩擦阻力，為子 減輕機(jī)件磨損 ， 延長使用壽命 ，必須設(shè)計(jì)潤滑系統(tǒng)。并 對(duì)零件表面進(jìn)行清洗 和 冷卻 。 ?機(jī)油濾清器的作用 ? 是濾除機(jī)油中的雜質(zhì)，以減輕機(jī)件摩損并延長機(jī)油的使用期限。 第 6章 油機(jī) 2022/2/11 25 ? 冷卻系統(tǒng) ?油機(jī)工作時(shí)，溫度很高（燃燒時(shí)最高溫度可達(dá) 2022度）， 長時(shí)間工作將使機(jī)件膨脹變形，摩擦力增大 。 ?為了避免溫度過高，油機(jī)中通常都裝有水冷卻系統(tǒng)，以保證油機(jī)在適宜的溫度（ 80～ 90度）下正常工作。 ?冷卻系的組成 ?水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系通常由水箱、水管、冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、散熱器、節(jié)溫器等組成。 第 6章 油機(jī) 2022/2/11 26 ? 點(diǎn)火系統(tǒng) ?在 汽油機(jī) 中，氣缸內(nèi)的可燃混合氣是靠 電火花 點(diǎn)燃的，為此在汽油機(jī)的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內(nèi)。 ?點(diǎn)火系統(tǒng)組成 ?蓄電池 ?發(fā)電機(jī) ?分電器 ?點(diǎn)火線圈 ?火花塞 第 6章 油機(jī) 2022/2/11 27 ? 啟動(dòng)系統(tǒng) ?內(nèi)燃機(jī)不能從 停車 狀態(tài) 自行轉(zhuǎn)入 運(yùn)轉(zhuǎn) 狀態(tài)，必須使用外力轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，使之起動(dòng)。 ?啟動(dòng)的兩種方式 ?電起動(dòng) ?人力起動(dòng) ?油機(jī)電啟動(dòng)系統(tǒng)組成 ?蓄電池 ?啟動(dòng)馬達(dá) ?交流發(fā)電機(jī) ?輔助啟動(dòng)系統(tǒng)等組成 ?當(dāng)按下啟動(dòng)開關(guān)， 接通蓄電池電路 的時(shí)候，蓄電池給啟動(dòng) 馬達(dá)供電帶動(dòng)內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)，當(dāng) 發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí) ，由一個(gè) 小的交流發(fā)電機(jī) 通過 整流后給蓄電池充電 。 ? 減壓機(jī)構(gòu) ? 減壓機(jī)構(gòu)的作用是在柴油機(jī)啟動(dòng)時(shí)，人為地將配氣機(jī)構(gòu)推桿頂起，使氣門處于開啟狀態(tài)，減小啟動(dòng)時(shí)的壓縮阻力，使啟動(dòng)轉(zhuǎn)速迅速提高。有利于混合氣的形成和燃燒，效果比較明顯，在低溫下，利用它往往能迅速啟動(dòng)柴油機(jī) ? 冷卻水預(yù)熱裝置 第 6章 油機(jī) 2022/2/11 29 油機(jī)發(fā)電機(jī)組的工作原理 ? 油機(jī)工作原理 ?發(fā)動(dòng)機(jī)基本參數(shù)及常用術(shù)語 ?(1) 上止點(diǎn)和 下止點(diǎn)： 活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí) ， 其頂部能到達(dá)的 最高位置 和 最低位置 分別叫上止點(diǎn)和下止點(diǎn) ， 如圖 (a)、 (b)所示 。 活塞每運(yùn)行一個(gè)行程 ， 曲軸旋轉(zhuǎn)半周 (180176。 ? (4) 氣缸工作容積： 活塞自上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所經(jīng)過的空間 ， 稱為氣缸工作容積 。 ? (5) 氣缸總?cè)莘e： 活塞位于下止點(diǎn)時(shí) ， 其頂部與氣缸 、 氣缸蓋之間的空間 ， 稱為氣缸總?cè)莘e 。 ? (6) 壓縮比： 氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比 ， 稱為壓縮比 。 壓縮比越大 ， 氣體被壓縮后的密度 、 溫度和壓力也越高 。 ? (7) 工作循環(huán)： 內(nèi)燃機(jī)每產(chǎn)生一次動(dòng)力 ， 必須經(jīng)過進(jìn)氣 、 壓縮 、 燃燒膨脹和排氣過程 ， 該過程稱為內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán) 。它是通過在氣缸內(nèi)不斷進(jìn)行 進(jìn)氣 、 壓縮 、 工作 和 排氣 四個(gè)過程 即一個(gè)工作循環(huán)來將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，完成能量轉(zhuǎn)換。 ） 來完成一次工作循環(huán)，這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)叫做二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。 ） 完成一次工作循環(huán)時(shí)，叫做四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。 圖 四行程汽油機(jī)工作過程 第 6章 油機(jī) 2022/2/11 33 ?1. 進(jìn)氣行程 ?進(jìn)氣行程前 ， 活塞位于上止點(diǎn) ， 此時(shí)進(jìn) 、 排氣門均關(guān)閉 。 此時(shí)凸輪軸上的凸輪頂開進(jìn)氣門 (排氣門仍關(guān)閉 )， 在壓力差的作用下 ， 混合氣進(jìn)入氣缸 ， 如圖 (a)所示 。 ? 2. 壓縮行程 ?進(jìn)氣行程結(jié)束后 ， 曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn) ， 活塞離開下止點(diǎn)上行 。 曲軸旋轉(zhuǎn)半周后 ， 活塞到達(dá)上止點(diǎn) ， 混合氣被壓縮到燃燒室內(nèi) ， 壓縮行程結(jié)束 。 混合氣燃燒后產(chǎn)生很高的壓力 ， 該壓力作用在活塞頂上 ， 迫使活塞下行 ， 活塞通過連桿驅(qū)動(dòng)曲軸和飛輪 ， 使其按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn) ， 從而帶動(dòng)其他機(jī)器工作 ， 如圖 (c)所示 。 ?4. 排氣行程 ?做功行程結(jié)束后 ， 氣缸內(nèi)充滿燃燒后的廢氣 。 在飛輪旋轉(zhuǎn)慣性力的作用下 ， 曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn) ， 活塞離開下止點(diǎn)上行 ， 廢氣經(jīng)排氣門排出氣缸 。 第 6章 油機(jī) 2022/2/11 35 ?四行程柴油機(jī)工作原理 ? 由于 柴油機(jī)構(gòu)造的特殊性 ， 所以其 工作原理與汽油機(jī)也有一定的差異 。 由于外力的作用 ， 曲軸按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn) ， 活塞離開上止點(diǎn)下行 ， 活塞上方的氣缸容積增大 ， 氣缸內(nèi)壓力降低 ， 與此同時(shí) ， 凸輪軸將進(jìn)氣門打開， 外界空氣在壓力差的作用下 ， 經(jīng)進(jìn)氣門流入氣缸 ， 如圖 (a)所示 。 ?2. 壓縮行程 ?曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn) ， 活塞離開下止點(diǎn)上行 ， 由于進(jìn) 、 排氣門均關(guān)閉 ， 氣缸內(nèi)的空氣被壓縮 ， 空氣溫度和壓力升高 ， 如圖 (b)所示 第 6章 油機(jī) 2022/2/11 36 圖 四行程柴油機(jī)工作過程 第 6章 油機(jī) 2022/2/11 37 ? 3. 燃燒及膨脹行程 ? 壓縮行程終了時(shí) ， 氣體溫度高達(dá) 500～ 750℃ ， 壓力達(dá) 30～ 50 kg/cm2。 高溫高壓氣體在氣缸內(nèi)迅速膨脹 ， 以巨大的壓力推動(dòng)活塞向下移動(dòng)做功 ， 如圖 (c)所示 。 此時(shí) ， 排氣門打開 ， 燃燒后的廢氣經(jīng)排氣門排出缸外 ， 如圖 (d)所示 。 ? 汽油機(jī)與柴油機(jī)的主要差別 ? ① 汽油機(jī)進(jìn)氣過程中， 進(jìn)入氣缸的是汽油和空氣組成的可燃混合氣 ? ② 汽油機(jī)中的可燃混合氣是由火花塞的電火花點(diǎn)燃的。 二行程汽油機(jī)與四行程汽油機(jī)的主要區(qū)別是沒有單獨(dú)的配氣機(jī)構(gòu) ， 而是在氣缸壁上開了 3 個(gè)高度不同的孔： 進(jìn)氣孔 、 排氣孔和換氣孔 。 圖 二行程汽油機(jī)工作過程 第 6章 油機(jī) 2022/2/11 39 ? 1. 第一行程 ? 第一行程開始前 ， 活塞位于下止點(diǎn) ， 排氣孔和換氣孔打開 ， 進(jìn)氣孔關(guān)閉， 氣缸中已充滿了在上一循環(huán)中進(jìn)入的混合氣 。 另一方面 ， 由于活塞上行 ， 曲軸箱內(nèi)容積增大 ， 氣體壓力降低 。 ? 2. 第二行程 ? 第一行程結(jié)束時(shí) ， 火花塞產(chǎn)生的電火花 ， 將氣缸內(nèi)的混合氣點(diǎn)燃 ， 氣體膨脹推動(dòng)活塞離開上止點(diǎn)下行 ， 活塞又通過連桿將動(dòng)力傳給曲軸 ， 使曲軸仍按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn) ， 如圖 (c)所示 。 當(dāng)活塞把排氣孔打開時(shí) ， 氣缸內(nèi)的廢氣靠自身的壓力經(jīng)排氣孔排出 。 第 6章 油機(jī) 2022/2/11 40 ? 柴油機(jī)的組成 ? 柴油機(jī)主要 二大機(jī)構(gòu) 四大系統(tǒng) 組成 ? 二大機(jī)構(gòu) ?曲軸連桿機(jī)構(gòu) ?配氣機(jī)構(gòu) ? 四大系統(tǒng) ?燃油系統(tǒng) ?潤滑系統(tǒng) ?冷卻系統(tǒng) ?起動(dòng)系統(tǒng) 。 ? 曲軸連桿機(jī)構(gòu)可分為固定機(jī)件和活動(dòng)機(jī)件兩大部分 。 運(yùn)動(dòng)機(jī)件包括： 活塞組 、 連桿組 、 曲軸和飛輪等 。燃料在氣缸中燃燒時(shí)，溫度可高達(dá) 1500～ 2022℃，因此，油機(jī)中必須采用冷卻水散熱，為此，氣缸壁都做成中空的夾層，兩層之間的空間稱為水套。因此，活塞必須具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)熱性能，并且應(yīng)當(dāng)用質(zhì)量較輕的鋁合金鑄造，以減小慣性。 活塞 第 6章 油機(jī) 2022/2/11 43 ? （ 3）連桿與曲軸：連桿將活塞與曲軸連接起來，從而將活塞承受的壓力傳給曲軸，并通過曲軸把活塞的往返直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)閳A周運(yùn)動(dòng)。配氣機(jī)構(gòu)由進(jìn)氣門、排氣門、凸輪軸、推桿、挺桿和搖臂等部件組成。 ?圖示柴油機(jī)工作時(shí)，柴油從機(jī)箱中流出，經(jīng)粗濾器過濾，低壓油泵升壓，又經(jīng)細(xì)濾器 (也稱精濾器 )進(jìn)一步過濾，高壓油泵升壓后，通過高壓油管送到噴油嘴，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)通過噴油嘴將柴油以霧狀 噴入氣缸壓燃。為了減輕機(jī)件摩損，延長使用壽命，必須采用機(jī)油潤滑。如圖所示。機(jī)油濾清器的作用是濾除機(jī)油中的雜質(zhì)，以減輕機(jī)件摩損并延長機(jī)油的使用期限。此外，機(jī)油也可能因溫度過高而變稀，從而降低潤滑效果。 ?冷卻系統(tǒng)包括水套、散熱器、水管和水泵等，如圖所示。循環(huán)途徑為：水箱 → 下水管 → 水泵 → 氣缸水套 → 氣缸蓋水套 → 節(jié)溫器 → 上水管 → 水箱。 第 6章 油機(jī) 2022/2/11 49 ? ?油機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)大致有蓄電池、起動(dòng)馬達(dá)、交流發(fā)電機(jī)、輔助起動(dòng)系統(tǒng)等組成。當(dāng)按下起動(dòng)開關(guān)，接通蓄電池電路的時(shí)候，蓄電池給啟動(dòng)馬達(dá)供電帶動(dòng)內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)，同時(shí)一個(gè)小的交流發(fā)電機(jī)通過整流后給蓄電池充電。 ?（ 1）減壓機(jī)構(gòu) ?減壓機(jī)構(gòu)的作用 是 在柴油機(jī)啟動(dòng)時(shí)，人為地將配氣機(jī)構(gòu)推桿頂起 .使氣門處于開啟狀態(tài)，減小啟動(dòng)時(shí)的壓縮阻力 .使啟動(dòng)轉(zhuǎn)速迅速提高 .當(dāng)柴油機(jī)曲軸達(dá)到足夠高的轉(zhuǎn)速時(shí)，恢復(fù)氣門正常工作，并利用飛輪慣性幫助柴油機(jī)啟動(dòng)。因此， 低溫環(huán)境使用的柴油機(jī)的油低殼內(nèi)常設(shè)有機(jī)油加熱裝置 .在啟動(dòng)柴油機(jī)時(shí)可先給潤滑加熱，以減小啟動(dòng)阻力。這種方法有利于混合氣的形成和燃燒，效果比較明顯，在低溫下，利用它往往能迅速啟動(dòng)柴油機(jī)。 第 6章 油機(jī) 2022/2/11 52 ? 柴油機(jī)供油系統(tǒng) ? 柴油機(jī)供油系統(tǒng)通常由 油箱 、 輸油泵 (也稱低壓油泵 )、 柴油濾清器 、 高壓油泵 、 高壓油管 、 噴油嘴 、 調(diào)速器 、 空氣濾清器 、 進(jìn) 、 排氣管和消音器等組成 ， 如圖 所示 。 高壓油泵類型很多 ， 目前應(yīng)用最廣泛的是轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞式高壓油泵 。 由柱塞和柱塞套筒偶件 、 出油閥與閥座偶件 ， 以及傳動(dòng)用的凸輪 、 挺柱等組成 。 ?尾部裝有柱塞轉(zhuǎn)臂 (油量調(diào)節(jié)臂 )， 它與柱塞套筒組成精密的配合偶件 ， 不能隨意互換 。 柱塞在凸輪和柱塞彈簧的交替作用下 ， 在柱塞套筒中作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng) ， 也可以在油量調(diào)節(jié)臂的帶動(dòng)下繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng) 。 閥座與柱塞套筒頂端配合構(gòu)成柱塞頂部空腔 (又稱柱塞上腔 )， 柴油就是從這個(gè)空腔經(jīng)出油閥 、 高壓油管和噴油嘴壓向燃燒室的 第 6章 油機(jī) 2022/2/11 54 圖 柱塞式高壓油泵 第 6章 油機(jī) 2022/2/11 55 ?3) 高壓油泵的工作原理 ?當(dāng)凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過滾輪時(shí) ， 柱塞受柱塞彈簧的作用向下移動(dòng) ， 柱塞上腔的空間逐漸增大 ， 從而產(chǎn)生吸力 。 凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)到與滾輪接觸時(shí) ， 克服柱塞彈簧的彈力推動(dòng)柱塞上移 ， 柱塞封閉進(jìn) 、 回油孔后 ， 柱塞上腔成為密封空間 ， 吸入的柴油被柱塞壓縮 ， 油壓急劇上升 。 柱塞繼續(xù)上移 ， 高壓柴油不斷經(jīng)出油閥泵出 ， 完成泵油過程 。 第 6章 油機(jī) 2022/2/11 56 ? 柱塞在套筒中的轉(zhuǎn)動(dòng)是靠油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)完成的 。 撥叉式油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)如圖 所示， 由拉桿 、 調(diào)節(jié)臂 、 調(diào)節(jié)叉等組成 。 其油量調(diào)節(jié)是靠齒桿帶動(dòng)齒輪套使柱塞轉(zhuǎn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的 。