柴油机考试要点分析.doc

活塞顶端离曲轴中心最远点称为上止点，离曲轴中心最近处，称为下止点。上下止点间的距离S称为活塞行程。上下止点所包容的气缸容积称为气缸工作容积，VS 活塞位于上止点时,活塞上面的容积称为燃烧室容积，也成压缩容积，Vc 气缸工作容积与燃烧室容积之和称为气缸总容积，Va 气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。 四冲程内燃机工作原理：进气，活塞从上止点向下止点移动，这时在配气机构的作用下进气阀打开，排气阀关闭。由于活塞的下移，气缸内容积增大，压力降低，新鲜空气经滤清器、进气管不断吸入气缸。由于进气系统存在阻力，使进气终了气缸内的气体压力低于大气压力。压缩，活塞由下止点向上止点运动，进、排气阀关闭，气缸内容积不断减少，气体被压缩，温度和压力不断被提高。作功，在压缩过程即将终了时，喷油器将柴油以细小的油雾喷入气缸燃烧，放出大量的热量，气缸中气体温度和压力急剧升高，活塞在高温高压的气体作用下向下运动，通过连杆使曲轴转动，对外做功。排气，当工作冲程活塞运动到下止点附近时，排气阀打开，进气阀关闭，活塞在曲轴和连杆的带动下由下止点向上止点运动，并把废气排出汽缸外。 二冲程内燃机工作原理：第一行程，活塞从下止点向上止点运动。当活塞处于下止点时，排气阀和进气孔早已打开，压缩空气进入汽缸内，并冲向排气阀，这就产生清除废气的作用，同时使汽缸充满新鲜空气，当活塞由下止点向上止点运动时，进气孔首先由活塞关闭，然后排气孔也关闭，空气在汽缸内受到压缩。第二冲程，活塞由上止点向下止点运动。当活塞行至上止点前，喷油器将燃油喷入燃烧室内，压缩空气产生的高温，立刻点燃雾化的燃油，燃料产生的压力推动活塞下行，直至排气孔为止。燃烧后的废气在内外压差的作用下，自行从排气阀排出，当进气孔被打开后，气缸内进行扫气过程。曲轴每转一转，活塞走两冲程就完成一个循环。 在相同的汽缸尺寸和转速下，二冲程发动机的功率理应比四冲程发动机增加一倍，但实际上，由于扫气容积的损失，充气时间较短，废气清除困难以及扫气泵要消耗一部分功率等原因，使二冲程发动机的功率只增加50%-70%左右。（扭矩的均匀性比四冲程好） 采用增压的原因：提高柴油机功率的有效方法是增加进入气缸的空气量和燃料，使用增压器后，进气量增加，燃烧更加充分，喷油量增加，燃油消耗率降低，提高了经济型 增压方式可分为四种：机械增压系统，废气涡轮增压系统，复合增压系统 废气涡轮增压原理：利用柴油机排出的具有一定温度和压力的废气能量，经过涡轮转化为转子的回转机械能，从而带动与其同轴的压气机转子旋转，将新鲜空气加压提高密度后经进气道进入汽缸。废气涡轮增压器与内燃机没有机械联系，且结构简单可靠。 内燃机技术指标（动力性）：有效功率，平均有效压力，活塞平均运动速度 经济型：燃油消耗率，滑油消耗率 内燃机运转时滑油经活塞环窜入燃烧室或由气阀导管流入气缸内烧掉，未烧掉则随废气排出；有一部分滑油由于在曲轴箱内雾化和蒸发而由曲轴箱通风口排出。 内燃机运动机件：曲柄连杆机构，包括活塞组，连杆组，曲轴 活塞结构：活塞顶部（平顶，凸顶，凹顶）是燃烧室组成部分，形状与燃烧室形状和压缩比有关，活塞头部是指由活塞顶部到油环槽下端面之间的部分，活塞裙部是活塞头部以下的部分，活塞销座位于裙部，裙部起导向作用，并承受侧压力。 活塞分为非冷却式活塞和冷却式活塞（滑油冷却，活塞内有冷却管道） 组合式油冷活塞：原因：活塞头部热负荷高，需要耐高温材料，其他地方不需要耐高温，可以采用轻型材料，减低往复惯性力，减轻重量 方法：用耐热材料制成活塞头部，用铝合金或铸铁制造活塞裙部，然后用螺栓连接两部分 特点：内外腔支撑部分面积大，气体压力引起应力小，顶部可以做的较薄，减小了热应力；由于活塞头与裙部是分体的，所以冷却腔的布置受工艺限制少，能更好的满足冷却的要求，特别是环槽区可加强冷却，冷却油出口设在油腔高度的中部，已形成振荡冷却。 活塞环：气环，保证活塞与汽缸壁密封，防止气缸内的混合气和高温燃气漏入曲轴箱，并将活塞顶部接受的热量传给汽缸壁，避免活塞过热。矩形环，锥面环，桶面环，梯形环，扭曲环 油环，刮除飞溅到缸壁上的多余润滑油，并将润滑油均布在气缸壁上，既能防止润滑油上传到活塞顶部而引起燃烧室积碳和润滑油消耗，又能改善润滑条件，减小摩擦和磨损。安装在气环下面。 活塞销的功用是连接活塞与连杆，将活塞承受的力传给连杆，通常做成中空的圆柱体，与连杆小头及活塞销座连接方式为两种：活塞销固定于连杆，在连杆小头和活塞销座中浮动。 连杆组：连杆的功用是连接曲轴和活塞，把作用在活塞上的力传给曲轴，并将活塞的往复直线运动变为曲轴的旋转运动。连杆承受活塞传来的气体压力、往复运动质量惯性力的作用以及它本身摆动所产生的惯性力的作用。 连杆的结构：连杆体（大头、小头和杆身），连杆盖，连杆轴瓦，连杆衬