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1、内燃机原理和构造一内燃机原理二柴油机构造一内燃机原理1功能:组织燃料燃烧,使化学能转化为机械能的动力输出.2工作过程:(1)由进气、压缩、燃烧-膨胀、排气四个工作过程组成.(2)汽油机燃料+空气燃烧室柴油机空气+燃料混合压缩热能压力能推动活塞(往复机械能)连杆曲轴旋转机械能(3).二冲程内燃机是在活塞两个行程内曲轴旋转一圈完成一个工作循环四冲程内燃机是在活塞四个行程内曲轴旋转二圈完成一个工作循环.四冲程柴油机吸气行程压缩行程膨胀行程排气行程活塞下行活塞上行活塞下行活塞上行进气门打开进气门关闭进气门关闭进气门关闭排气门关闭排气门关闭排气门关闭排气门打
2、开3燃料的总热量分布摩擦、轴承、缸套和气缸套和气缸盖的散热总冷却水带走的热量10~35%排气道(船用)散热热废气带走的热量25~50%量辅助机构损失热量2~5%100%转化为有用的机械能25~40%总热量(100%)转化为有用的机械能全负荷最低燃油消耗(g/kW.h)汽油机:25~30%270~325柴油机:30~40%214~285增压(增压中冷)柴油机35~45%190~2184燃料燃烧最高爆发压力及最高温度PZ(kPa)Tz(K)汽油机2940~4900(30~50kg/cm2)2200~2800柴油机5880~17640(60~180kg/
3、cm2)1800~22003燃料的总热量分布二柴油机构造1曲柄连杆机构和固定机件2配气机构3供油系统4润滑系统5冷却系统6进排气系统7起动系统二柴油机构造二柴油机构造1.曲柄连杆机构和固定机件1.1曲柄连杆机构组成:活塞、连杆组件和曲轴组件.功能:往复运动转化为旋转运动;燃料燃烧时产生的热能转变为曲轴输出的机械功.1.1曲柄连杆机构1.1.1曲轴组件曲轴组成:主轴颈、曲柄臂和连杆轴颈组成的曲柄、自由端(装曲轴箱机油密封、减震器及付动力输出)、飞轮端(曲轴箱机油密封,主动力输出)1.1.1曲轴组件工作状况:a.燃烧气体膨胀压力b.活塞连杆机构往复惯性
4、力、曲轴离心惯性力c.高速旋转结构形式:a.整体式:主轴颈、曲柄箱和曲柄臂组成一个整体,例如114、121、G6135.b.组合式(圆盘式):主轴颈由两个曲柄臂合成一个圆盘,圆盘外面装滚柱式主轴承.例135、180.其强度高、刚性好、质量大、成本高、噪音大.c.套合式:主轴颈、曲柄销及曲柄臂单独制造,热套成整体,通常用于低速大型柴油机.1.1.1曲轴组件设计要求:a.足够疲劳强度.b.大的弯曲刚度和扭转刚度.c.足够的承压面积和可靠润滑,轴颈有良好的耐磨性.材料:a.低指标(不增压或低增压柴油机:球墨铸铁).b.中、高增压柴油机:中碳钢、中碳合金钢
5、锻制.(1).工作状况:a.交变负荷作用,不能形成均匀、恒定的油膜.b.轴颈与轴承之间的相对运动速度可高达10m/s以上,要求高的耐磨性、耐蚀性.c.轴承座刚度要好,不致变形造成局部负荷集中,破坏轴承.d.有高嵌芷性,在轴承润滑油中,尽管通过滤清总有硬质颗粒含在其中,轴承能嵌芷杂质或金属碎粒,不致刮伤轴颈.轴承---主轴承、连杆轴承轴承---主轴承、连杆轴承(2)材料:a.白合金：锡锑铜合金或铝锡锑铜合金.强度低,耐磨性、嵌芷性、顺应性均好,主要用于大型低速柴油机.b.铜基合金:铜铝合金或铝青铜合金.承载能力大,疲劳强度高,表面性能差,主要用于中高
6、速大功率柴油机.c.铝基合金:钢背铝基合金表面镀铝锡合金的三层合金.厚度薄、强度高、抗疲劳性好,有一定表面性能,中小型柴油机使用较广.轴承---主轴承、连杆轴承(3)损坏特征:a.磨损、拉伤:由杂质磨损,颗粒大的拉伤表面,表现为表面合金磨损或表面有拉丝.b.咬合:润滑不良,油压低或断油引起.或大量杂质发生激烈磨损,表现为轴承材料熔化.c.疲劳:在交变负荷下产生破坏,表现为龟裂的裂纹,合金层小块剥落.d.蚀损:润滑油质氧化变质,对轴承腐蚀,使轴承表面粗糙;润滑油压力急剧变化,形成局部真空而产生气泡,导致轴瓦穴蚀.1.1.2连杆部件组成:连杆、连杆盖、
7、连杆螺栓、连杆轴承和连杆衬套.工作状况:受气体压力、活塞连杆组惯性力等交变负荷作用.结构形式(连杆大端):平切口、斜切口、船用式(大端与连杆体分开).1.1.2连杆部件结构形式(连杆大端):平切口、斜切口、船用式(大端与连杆体分开).主要考虑:达到要求强度,外形尺寸不大于缸套内径.1.1.2连杆部件设计要求:连杆的断裂一会损坏整个柴油机,二会出现人身事故.(1)足够的疲劳强度.(2)足够刚度.(3)轴瓦、衬套有足够的耐磨性和抗疲劳性.材料:优质碳钢(35、45)、优质合金钢35CrMoA、42CrMoA、18Cr2NiWA.1.1.3活塞部件组成:
8、主要零部件有活塞、活塞销、气环、油环及卡簧等.1.1.3活塞部件活塞(1)组成:火力岸、活塞环槽部、活塞销座、裙部.1.1
