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1、 65 发电车乘务员应知应会模块-业务知识-基础理论-培训资料 第一章 客车空调发电车概述 第一节 铁路客车的供电方式 目前我国铁路客车的供电方式主要有独立供电、集中供电和混合供电三种。一、独立供电 独立供电是指在单节客车上安装 12 套独立供电装置，可由本节客车提供电源的供电形式。因供电装置分散于每一节车厢，也叫分散供电。独立供电客车的供电设备主要有轴驱发电机供电和小型柴油发电机组供电两种类型。(一)轴驱发电机供电 这种供电方式是世界各国在普通客车上运用较广泛的一种供电形式，我国生产的 25B 型客车、国际联运客车、22 型和 23 型客车上使用这种供电方式。在客车轴驱式交流发电机供电装置中
2、，广泛使用三相感应子发电机，它属于同步发电机的一种，具有结构简单、维护方便、重量轻、功率大、节省材料等特点。这种供电方式的优点是设备简单，使用方便，利用车轮转动来驱动发电机，没有内燃机运转时产生的废气和强噪音对环境的污染。缺点是发电机功率小、列车停站时不能发电，车下安装的蓄电池较多，增加了车辆的自重。(二)小型柴油发电机组供电 这种供电方式是在车体下部安装一台或两台柴油发电机组，由其向车内负载供电。二、集中供电 集中供电是指由机车或在列车中编挂一辆发电车通过连接各车厢的电力连接器向全列车提供电源的供电形式。目前客车的集中供电主要有以下几种情况。按供电电源的制式分：有三相交流、频率50HzAC3
3、80V 和 DC600V 两种；按提供电源的设备分：有发电车供电和机车供电两种。三、混合供电 混合供电方式的客车，在独立供电装置中，既有轴驱发电机供电，也有柴油发电机组供电。第二节 发电车的组成 一、发电车的组成 客车空调发电车主要由车辆部分、柴油发电机组及附属装置、空调采暖装置等组成。(一)车辆部分 发电车的车辆部分由车体、转向架、车钩缓冲装置、制动装置及相应的监控装置组成。(二)柴油发电机组及辅助供给装置 发电车的供电部分为列车提供电源。由柴油发电机组，配电控制屏和机组的辅助供给装置组成。1 柴油发电机组是发电车的发电设备。从发电机的机组的装车功率看，主要有 3200kw、3300kw、2
4、480kW、2300 kW 等多种，数量最多的是 3300kW。2配电控制屏(也称控制屏)是柴油发电机组和发电车本车负载的配电控制部分。其作用是实现对柴油机启动、调速、停机等运行状态的控制，对发电机励磁、发电、调压、供电的控制，对机组其他状态的监控和保护；对本车各种用电设备的控制。一般采用柜式结构，后期制造的发电车也有台式结构的。3机组的辅助供给装置是指安装在柴油发电机组外部、为保证机组正常工作而设置的各种装置。主要包括燃油供给装置、冷却装置、润滑装置、进排气装置和启动电源等。(三)空调采暖装置及其他设施 空调采暖装置由空调机、电热器等组成，它的作用是调节配电间、生活间和机房的温度。第三节 发
5、电车的分类和主要技术参数 一、发电车的供电主要技术参数 1供电主要技术参数(1)柴油发电机组装车功率：主要有 3300kW、2480kW 两种。(2)最大输出功率：分别为 600kW，800kW，900kW。(3)发电机输出电压：AC400V230V 青藏发电车：DC600V。66(4)发电车本车电压制式有：AC4001V230V、频率 50Hz，DC24V，DC48V。(5)发电车最大输出流：每路 850A。(6)供电制式：交流三相四线制、工频(50Hz)和直流(如青藏发电车)两种，分两路供电。(7)发电机额定电流：557A(300kW)。(8)柴油发电机组额定转速：1500rmin。第二章
6、 柴油机 第一节柴油机的总体构造 一、柴油机的构造 (一)机体机体是柴油机的骨架，所有运动部件和辅助系统都支承和安装在它上面。(二)曲柄连杆机构是柴油机的基本机构。在燃油燃烧时，活塞气体膨胀的压力，并通过连杆使曲轴旋转，将活塞的往复直线运动变为曲轴的旋转运动而输出动力。主要部件是气缸体、气缸盖、活塞、连杆、带有飞轮的曲轴和曲轴箱。(三)配气机构的功用是按柴油机的工作循环和着火顺序，定时地启闭各缸的进、排气门，以保证新鲜空气适时充人气缸，并将燃烧后的废气即时排出气缸。由气门机构(气门、气门弹簧、气门导管、气门座圈等)和气门驱动机构(凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂及正时齿轮等)组成。根据气门安装的位置和
7、不同，配气机构的布置形式主要有侧置式(也叫直立式)和顶置式(也叫倒立式)。(四)燃油供给系统燃油供给系统的功用是定时、定量、定压地将柴油喷人燃烧室内，并创造良好的燃烧条件，满足燃烧过程的需要。燃油供给系统由柴油箱、输油泵、燃油滤油器、喷油泵和喷油器、调整器等部件组成。(五)进、排气系统由进、排气管与空气滤清器等组成。其作用是按一定要求排出废气，引入清洁的新鲜空气。对增压柴油机，进排气系统中还有增压器，它使得进气空气的压力提高，从而可加大进气量；功率较大的柴油机还有中间冷却器，其作用是将经过增压器的空气进行冷却，以提高进气密度，如发电车上安装的 MTU396 柴油机。(六)润滑系统润滑系统的功用
8、是将机油(润滑油)送到柴油机各运动件的摩擦表面，起减磨、冷却、净化、密封和防锈等作用，用以减小摩擦阻力和减小磨损，并带走摩擦产生的热量，从而保证柴油机能正常工作并延长使用寿命。它主要由机油泵、机油滤清器、机油冷却器、阀门和各种管路等组成。(七)冷却系统冷却系统的功用是将受热零件所吸收的部分热量及时传导出去，使柴油机在工作时能保持正常温度，不致因过热而损坏机件，影响柴油机的运转。冷却系统可分为水冷式和风冷式两种。水冷式冷却系统主要由气缸套与气缸体间及气缸盖内的冷却水腔、水泵、风扇、散热器等组成。风冷式冷却系统则主要由气缸体及气缸盖上的散热肋片、导流罩和风扇等组成。二、柴油机(内燃机)的基本名词术
9、语 (一)工作循环 柴油机(内燃机)中热能与机械能的转化，是通过活塞在气缸内工作，连续进行进气、压缩、工作、排气四个过程来完成的，每进行这样一个过程称为一个工作循环。(二)上止点(TDC)、下止点(BDC)1上止点：活塞顶处在气缸中的最高位置叫上止点(TDC)。2下止点：活塞顶处在气缸中的最低位置叫下止点(BDC)。这两个术语用来帮助识别正时过程中活塞的位置。(三)缸径和行程(冲程)发动机的缸径和行程用于确定发动机的排量。发动机的缸径为气缸的直径。发动机的行程指的是活塞从顶部到底部的移动距离，也就是从上止点到下止点的距离。即：活塞在上、下止点之间所走的距离称为活塞行程(或冲程)，如：发电车上采
10、用的康明斯 KTAl9 一 G2 型柴油机缸径为 159 mm，活塞行程为 159 mm；MTUl83 柴油机缸径为 128 mm，活塞行程为 142 mm。活塞行程由曲轴的结构确定。如果发动机的行程发生改变，曲轴的行程也将有所不同。活塞每走一个冲程，曲轴旋转半圈(180)。(四)气缸容积 67 活塞在气缸内作往复运动的过程中，气缸内的工作容积是不断变化的。当活塞位于上止点位置时，活塞顶上面的气缸空间叫燃烧室，这个空间的容积称为燃烧室容积(也叫压缩容积)，用符号CV来表示。活塞从上止点移动到下止点所扫过的气缸容积叫做工作容积。活塞位于下止点时，活塞顶上部的全部气缸容积称为气缸总容积，它等于燃烧
11、室容积与气缸工作容积之和。多缸柴油机(指具有两个或两个以上气缸的柴油机)所有气缸工作容积的总名称为柴油机的排量(也叫活塞排量)。排量大，内燃机输出功率也大。因此，排量常作为表征内燃机性能的主要结构参数之一。(五)压缩比 压缩前与压缩后体积之比，也就是气缸总容积与燃烧室容积的比值称为压缩比。压缩比的大小说明了气缸内的空气(或混合气)经压缩后体积缩小的倍数，也表明了气体被压缩的程度，柴油机的压缩比都比汽油机的大。(六)燃 烧 空气、燃油和点火是发动机的三个工作条件，即必须有足够的空气进行燃烧、适量的燃油与空气混合气以及某种点火类型启动燃烧。当这三个因素存在时，燃烧就会发生。(七)正 时 正时是识别
12、空气、燃油和点火何时相结合以产生燃烧的过程，它是通过与活塞和曲轴的位置相关联来实现的，为使发动机有效地工作，空气和燃油混合气必须在正确的时刻进入气缸，也就是说进气门必须在正确的时刻打开和关闭，排气门也必须在正确的时刻打开和关闭。空气和燃油的点火也必须在精确的时刻发生。点火正时随速度和负荷变化。当进气门和排气门的正时设置得正确，并且点火在正确的时刻发生时，化学能向机械能的转换就能产生最大的动力。三、柴油机的工作过程 从柴油机完成一个工作循环所需的冲程数来看，有四冲程柴油机和二冲程柴油机。1第一冲程进气冲程 活塞从上止点移动到下止点。这时进气门打开，排气门关闭。2第二冲程压缩冲程 活塞从下止点移动
13、到上止点。这期间进、排气门都关闭。压缩冲程中，曲轴在飞轮惯性作用下带动旋转，通过连杆带动活塞向上移动，气缸内气体容积逐渐减小，气体被压缩其压力和温度随之升高。3第三冲程作功冲程(燃烧膨胀冲程)活塞从上止点移动到下止点，这期间进、排气门仍关闭着。由于喷入气缸中的燃料在高温空气中着火燃烧，产生大量热能，使气缸内气体的温度和压力急剧升高。高温高压气体推动活塞向下移动，通过连杆带动曲轴旋转。因为只有在这一冲程才实现了热能转化为机械能，因此，通常把这一冲程称为作功冲程。4第四冲程排气冲程 活塞从下止点移动到上止点。此时排气门开启，进气门保持关闭。排气冲程开始时，气缸内充满着燃料燃烧后并已膨胀作功的废气。
14、排气门打开后废气在缸内压力的作用下冲出排气门，使气缸内压力迅速降低。随着活塞的上移，低压废气被推出气缸外。排气冲程结束时，活塞又回到上止点位置。四、柴油机的分类 柴油机按照其工作循环、结构类型和用途等，大致分类如下：(一)按工作循环的冲程数分类 柴油机的工作循环由进气、压缩、燃烧膨胀和排气四个工作过程组成。按照完成一个工作循环所需的冲程数可将柴油机分为两类：活塞连续运行四个冲程(即曲轴旋转两圈)完成一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机；活塞连续运行两个冲程(即曲轴旋转一圈)完成一个工作循环的柴油机称为二冲程柴油机。(二)按气缸数目及其排列方式分类。68 按气缸数目可分为单缸柴油机和多缸柴油机两
15、类。(三)按冷却方式分类 利用水作为冷却介质的称为水冷式柴油机；利用空气作为冷却介质的称为风冷式柴油机。(四)按进气方式分类 柴油机上没有增压器，空气是靠活塞的抽吸作用进入气缸内的称为非增压式(或自然吸气式)柴油机。柴油机上装有增压器，空气通过增压器提高压力后进人气缸内的称为增压式柴油机。五、柴油机的性能与特性 (一)柴油机的性能指标 1指示指标以工质对活塞作功为基础的内燃机动力性和经济性指标，称为内燃机性能的指示指标。(二)柴油机的特性 柴油机特性内容较多，其中主要是使用特性。实际上，柴油机经常在类似于使用特性工况下工作，柴油机的使用特性有：1速度特性柴油机在保持供油量不变的情况下(即高压油
16、泵调节齿条位置固定)，其功率、扭矩、油耗率等性能参数随转速的变化关系，称为速度特性。油量调节机构固定在标定功率循环供油量位置时的特性称为柴油机全负荷速度特性(一般称外特性)。它代表该柴油机使用中允许达到最高性能。2柴油机的调速特性 调速器的作用是根据负荷变化自动调节供油量而改变扭矩，使柴油机的转速变化不超过允许范围，在调速器的作用下，柴油机的扭矩、功率、燃油消耗率等性能参数的变化关系称为调速特性。3柴油机的负荷特性 柴油机的负荷特性是在转速保持一定数值不变时，通过改变喷油泵调节杆的位置，用增加或减少供油量的方法来改变载荷，在这种情况下，每小时燃料消耗量和燃料消耗率和排气温度及排气烟度随柴油机负
17、荷改变而变化的关系。六、柴油机的型号含义 (一)、康明斯柴油机型号意义 1柴油机系列：用字母 B、C、N、V、L、K 等表示发动机系列。其中对 B、C 系列须加上气缸缸数，如“4B”、“6C”。2吸气方式：用字母组表示：T增压；TA增压并中冷；TT两级增压；TTA两级增压并中冷。无字母组者为自然吸气。3工作总容积(总排量)：柴油机工作总容积用数字表示，单位为 L。4应用符号：用字母表示柴油机的用途。如 A农业；B公共汽车；C工程；F消防；G发电机组等。如 KTAl9 一 G2 型柴油机。K系列，T增压，A中冷，19总排量为 19 L，G发电用柴油机，2设计号。目前国内有些柴油机汽缸编号方法与国
18、家标准不完全相符。一些外国进口柴油机汽缸编号也不统一。在实际工作中，应以产品使用说明书的规定为准。七、发电车主型柴油机的主要技术参数 (一)康明斯 KTAl9 一 G2 型柴油机的主要技术参数 形式：直立水冷增压中冷四冲程 气缸数：6 气缸直径：159 mm 活塞行程：159 mm 活塞总排量：约 189 L(1 150 立方英寸)额定功率：364 kW(495 马力)持续功率：330 kW(450 马力)燃油消耗率：210 gkWh 启动方式：电启动 气缸发火顺序：153624 喷油器柱重行程：(772003)mm 机油温度：74107 冷却水温度：7491 机油压力：怠速时 105 kPa
19、，额定转速时 352497kPa(油温 107时)69 气门间隙：进气门 0.36mm 排气门 069 mm (冷却水温度低于 50时)额定转速：1 500 rmin；最高转速 2100 rmin；怠速 650 rmin 燃油牌号：春秋 0 号；冬季-10号(北方可选择-35号)机油牌号：CD 级及以上牌号的机油 冷却水：加 DCA 防腐剂的软化自来水，冬季可根据气候特点添加防冻液(二)MTU 12V183TAl2 型柴油机的主要技术参数 形式：V 形水冷增压四冲程 气缸排列：V 形090夹角 气缸数：12 缸 气缸直径：128 mm 活塞行程：142 mm 总排量：21.93 L 功率：36
20、0 kW(490 马力)持续功率：330 kw(450 马力)燃油消耗率：208 gkWh 启动方式：电启动 发火次序：11258310 一 6721149 机油温度：油底壳机油温度120 机油压力：最低为 150 kPa，最高为 600kPa 气门间隙：进气门问隙：0.40 mm；排气门间隙：0.60 mm (冷却水温度低于 50时)额定转速：1500 rmin；最高转速 2300rmin；怠速 600 rmin 燃油牌号：春秋 0 号；冬季一 10 号(北方可选择一 35 号)机油牌号：CD 级及以上牌号的机油 冷却水：防腐抗冻型，如 G48、壳牌全效防冻液(OAT)一 30 第二节 机
21、体 柴油机的机体由气缸体、气缸盖、曲轴箱三部分组成。一、气缸体 气缸体是气缸的机体，通常用铝合金或铸铁制成.二、气缸盖 气缸盖又称气缸头，装在气缸体的上部，用缸盖螺栓紧固在气缸体上。其作用密封气缸上部，与气缸上部及活塞顶构成燃烧室。柴油机的气缸盖上根据不同情况装有进排气门、气门摇臂和喷油器等零部件，并布置有进、排气道。为了保证气缸盖与机体的结合紧密，各处压力均匀，气缸盖螺栓必须按一定的顺序以规定的扭矩拧紧。气缸盖螺栓的拧紧一般应由中央向四周均匀交替地逐次进行。对铸铁气缸盖，为防止螺栓受热后伸长较多而影响紧度，一般在冷车时拧紧后，还要在发动机走热后再拧紧一次。为了保证气缸盖的密封性，在缸盖与缸体
22、的接合面之间加装气缸垫。气缸垫用金属皮中间夹石棉制成。气缸垫具有一定的弹性和强度。它对防止漏气、漏水、漏油关系甚大，其厚薄程度还会影响柴油机的压缩比和工作性能，因此，在使用和维修柴油机时应注意保证气缸垫良好，更换时按原来厚度选用。三、气缸套 (一)气缸套的结构 水冷式发动机的气缸套有两种：干式缸套和湿式缸套。（二）气缸套的磨损 气缸套磨损有正常磨损和不正常磨损两类；不正常磨损又分为熔着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损三种情况。气缸套正常磨损情况。其最大磨损位置在活塞位于上止点时第一道活塞环附近，这是因为该处温度最高，摩擦力最大，尘土随空气从上部吸人，积炭也是在上部产生，故磨损最甚，中部次之，下部最小。
23、(三)气缸套的穴蚀 1穴蚀现象 70 气缸套的穴蚀是指气缸套与水接触的外表面被腐蚀成一个一个的孔洞。穴蚀破坏也是影响柴油机寿命和可靠性的重要问题。国外一些公司除规定气缸套内壁的磨损限量外，还明确规定允许穴蚀的程度。如MTU 公司规定气缸套外壁穴蚀深度为气缸壁厚度的 50时即应报废。2穴蚀部位 穴蚀主要发生在连杆摆动平面的两侧，其中以活塞侧压力较大的一侧的上部到中央居多。其次是冷却水流动方向或速度变化较大的部位，如进水口、水夹层等处，另外，气缸套与机体配合的凸缘处也可见到穴蚀现象。3穴蚀的原因 气缸套的振动和水流的急剧变化最有可能引起穴蚀。4预防气缸套穴蚀的措施 预防气缸套发生穴蚀的措施很多，但
24、主要是三个方面：减少气缸套的振动；改进水系统和水质；提高气缸套自身抗穴蚀能力。对使用维修人员来讲主要是前两个方面。一是合理选配活塞与气缸套的间隙，在保证不拉缸的前提下使这一间隙尽可能减小；适当选择气缸套支承与机体或水套间的配合尺寸，配合问隙太小，不能适应缸套的热变形，间隙太大则不利于阻碍气缸套的振动。二是改善冷却水质，使之尽可能清洁，或加入抗穴蚀物质(如 NL 型乳化防锈油、DCA 等)均有利于抑制穴蚀的发生。第三节 曲柄连杆机构 一、曲柄连杆机构的运动及受力 柴油机(内燃机)的汽缸、活塞、连杆、曲轴等组成一个曲轴连杆机构。内燃机通过曲轴连杆机构将活塞的往复运动转换为曲轴的回转运动。活塞、连杆
25、和曲轴是曲轴连杆机构的三个运动件，它们具有不同的运动形式：活塞沿汽缸中心线往复直线运动。连杆运动情况比较复杂。连杆小头与活塞一起作往复直线运动，连杆大头与曲轴一起绕曲轴中心转动，所以整个连杆的运动是复杂的平面运动。曲轴绕曲轴中心转动。曲轴连杆机构工作时的作用力有：1活塞顶部的气体压力；2机件运动产生的惯性力；3各相对运动表面的摩擦阻力和摩擦阻力矩；4工作负荷(即作用在曲轴上的阻力矩)。二、活塞组 活塞组包括活塞、活塞环、活塞销等机件组成。(一)活 塞 活塞的作用是与气缸、气缸盖组成工作室，并通过活塞销和连杆向曲轴传递机械能。活塞的基本上可分为顶部、环槽部、裙部和销座四个部分。1活塞顶部 活塞顶
26、部承受高温燃气的压力需要有足够的强度。2环槽部分 活塞顶的下方沿周向车有几道环槽，上面的 23 道环槽是安装气环用的，下面的一道环槽用于安装油环，在油环槽的底面上钻有许多径向小孔，被油环从气缸壁上刮下来的多余的润滑油，通过这些小孔流回油底壳，两个环槽之间的部分称为“环岸”。3活塞裙部 活塞裙部是自环槽部分的油环下端面起至活塞底的一段高度。它用作引导活塞在气缸内作直线运动和承受侧压力，并把连杆的侧向力传给气缸壁，因此，应有足够的承压面积。4活塞销座 活塞销座是活塞上安装活塞环的座孔。它可以将作用于活塞顶部的气体压力经过活塞销传递给连杆。71 销座一般通过铸筋与活塞内壁相连，一些强化程度比较高的柴
27、油机，由于作用于活塞顶部的燃气压力较大，销座孔上侧承受的压力比下侧原大，为减小销座孔上侧的比压，常把活塞销座做成一些特殊的形状。(二)活塞环 活塞环是具有弹性的金属开口圆环，按其功用不同可分为气环和油环两种。气环的作用是密封活塞与气缸之问的间隙，防止高温、高压燃气从该间隙中大量漏入曲轴箱；并将活塞所吸收的热量传给气缸壁进入冷却系统。它是活塞散热的主要路径，特别是第一道环，能够传递全部热量的 4050。油环的作用是将飞溅在缸壁上过多的机油刮下，并在气缸壁上铺涂一层均匀的油膜。这样可以防止机油窜入燃烧室燃烧，导致积碳和消耗润滑油。还可以减小活塞环与气缸垢磨损，减小摩擦阻力。油环(刮油环)分为普通油
28、环和组合式油环两种。普通油环一般是用合金铸铁制造的。组合式油环由片环与衬环两部分组成 康明斯柴油机的活塞环安装到活塞时，应将有记号(TOP)的一面朝向活塞顶，并使几个环的开口相互错开 1200 并且开口不得对着活塞销座方向，以保证气缸的密封。(三)活塞销 活塞销是用来连接活塞与连杆的机件，通过它将活塞承受的气体压力传给连杆。三、连杆组 连杆是将活塞与曲轴连接起来的部件。柴油机工作时连杆承受气体压力和活塞组的惯性力都急剧变化，其载荷带有冲击性，而且连杆本身摆动，工作时承受弯曲、拉伸和压缩等复杂应力，因此，要求连杆必须有足够的强度和刚度，而且每组连杆的质量和重心位置偏差应在允许的范围内。四、曲轴飞
29、轮组 曲轴飞轮组总成包括曲轴、轴承、飞轮、阻尼器、正时齿轮，以及前、后油封等部分组成。(一)曲轴的构造 曲轴由主轴颈、连杆轴颈、曲臂、前端轴、后端凸缘和平衡重等部分组成。曲轴的组成部分主要包括：1曲拐从曲轴主轴颈中心线到连杆轴颈中心线的距离。一个连杆轴颈和它两端的曲臂构成曲拐。2主轴颈指曲轴与缸体相连接的部位。主轴颈由多道组成，顺排在一条水平线上。主轴颈装在主轴承座内，通过主轴承螺栓把曲轴紧固在缸体上，使曲轴在曲轴箱内旋转。主轴承有滑动轴承和滚动轴承两类。滑动轴承上有油孔和主油道相通，以润滑主轴颈和主轴承。3连杆轴颈指曲轴与连杆相连接的部分。连杆轴颈装在连杆大头的轴承内。连杆轴承多采用滑动轴承
30、(二冲程汽油机多采用滚动轴承，以利于润滑)，采用滑动轴承的连杆轴颈上有油孔，此油孔与曲轴油道相通，以润滑连杆轴颈和轴承。为减小发动机运转时的惯性力，有些发动机曲轴的连杆轴颈制成空心的。4平衡重在曲轴上铸造或锻造出的配重，用来保持平衡。每个曲拐都有一个平衡重来平衡运动。根据发动机的不同，平衡重可以是一个重块，也可以是另一个连杆轴颈。平衡重的功能是平衡连杆大头、连杆轴颈、曲臂等产生旋转惯性力(离心力)和活塞连杆组作往复直线运动时所产生的往复惯性力，以减轻内燃机的振动。5前端轴(自由端)曲轴的前端轴上装有正时齿轮、风扇皮带轮、前油封和挡油圈及启动爪等。有些靠飞轮上的风扇鼓风冷却的机器，前端轴装有飞轮
31、。6后端凸缘(输出端)曲轴的后端，有安装飞轮的凸缘，凸缘上有固定飞轮的螺孔和销钉。另外，还有挡油凸环及回油螺纹，以防曲轴后端漏油。7止推面在曲轴上加工出的平面，用来吸收轴向运动或推力。轴向运动是沿曲轴轴线方向的前后运动，是由曲轴的总体运动产生的，也可由曲轴上带有斜齿的正时齿轮产生。这种类型的齿轮称为斜齿圆柱齿轮。随着发动机转速的增加和降低，作用在斜齿圆柱齿轮上的载荷使曲轴沿其轴线方向前后运动。这种运动通过曲轴上加工的止推面或利用止推轴承得以吸收。8内圆角有助于减小应力。(二)轴 承 曲轴是通过主轴承和主轴承盖定位的。通常主轴承盖的数量比气缸数多一个。但根据发动机的不同，也可 72 能比气缸数少
32、。主轴承(包括连杆轴承)由上、下两片轴瓦组成。康明斯 N 系列柴油机每一个轴瓦都有一个将定位圈的槽，装配时此槽应靠紧机体的定位圈止口孔，主轴承用螺钉坚固在机体的轴承座孔内。(三)油 道 为了使曲轴能够得到适当的润滑，润滑油必须通过曲轴传递到轴承上。润滑系统中的压力油经主油道供给缸体然后再传递到各主轴承上。(四)曲轴油封 曲轴的前后端采用油封将润滑油保持在发动机内。曲轴的后油封置于后主轴承盖和缸体内。(五)飞 轮 飞轮的功能是将做功冲程中曲轴所得到能量的一部分储存起来，以带动曲轴、连杆和活塞等完成其他冲程；并保证曲轴运转均匀，克服发动机瞬时过载。(六)曲轴的常见故障 曲轴的常见损坏形式主要是两类
33、：一是轴颈磨损，二是疲劳裂纹。1曲轴轴颈在柴油机工作时很容易磨损。一旦发现轴颈磨损超差，就及时磨修或更换。2疲劳裂纹疲劳裂纹是曲轴运用中最大的问题。其产生原因是交变应力和严重的应力集中。9、曲轴轴颈在柴油机工作时很容易磨损。一旦发现轴颈磨损超差，就及时磨修或更换。（）第四节 配气机构 发动机的配气机构是实现发动机进气过程和排气过程的控制机构。其作用是根据柴油机的发火顺序和配气相位，适时地开启和关闭进、排气门，并与进排气系统相配合，保证柴油机各气缸尽量干净地排除废气，尽可能多的吸入新鲜气体。对配气机构的要求是保证进气充分、排气干净、进、排气门开与闭的时刻准确，关闭时严密可靠。配气机构的布置形式有
34、顶置气门式和侧置气门式两种。柴油机广泛采用顶置气门式。顶置式配气机构装在气缸盖上。它的机件除有气门、气门弹簧、气门推杆、凸轮轴外，还有挺杆、摇臂等零件。顶置式配气机构的优点是：能形成较紧凑的燃烧室，减少进、排气阻力，气门间隙调节也方便，由于进、排气门的顶部刚好对着活塞顶，所以不需要再增设气门开启的空隙，燃烧室可以设计得很小，热损失也可以减少，保证在压缩比很高的情况下，气缸的高度可以适当降低，减小了发动机的体积。侧置气门式配气机构因进、排气门都装在机体上的一侧，其动作过程与顶置气门机构类似。侧置气门式配气机构因进、排气道不紧凑、拐弯多、排气阻力大等，目前已较少采用。二、气门组件 气门组件的作用是
35、用来控制进、排气道与气缸的通路，开启时应通畅，关闭后应确保密封。(一)气 门 气门是进、排气道的阀门。它是由气门顶、气门杆、气门脚等组成。气门的作用是控制进、排气道的开启和关闭。分为进气门和排气门两种。(二)气门导管 气门导管的作用是在气门作往复直线运动时为其导向，保持气门与气门座在同一中心线上正常工作，并传导气门的部分热量到冷却介质，起散热作用。气门导管的工作温度较高，约为 200300 度，润滑条件很差，仅靠配气机构飞溅出来的机油润滑，容易磨损。因此常用灰铸铁制成或粉墨合金材料制造。气门导管的内表面与气门杆间隙配合，配合问隙一般为 0.050.12 mm，以使气门杆能在导管中自由移动。间隙
36、过大会导致气门运动时不稳定，产生摆动冲击，造成气门座磨损不均，引起漏气、漏油、甚至使气门烧损；问隙过小，气门杆部受热膨胀易产生气门卡死故障。(三)气门弹簧及锁紧装置 气门弹簧是用来关闭气门，并使气门与气门座保持紧密贴合密封。要求它具有很强的弹力，以保证气门关闭时所需要的运动速度。三、气门传动组件 气门传动组件由凸轮轴、挺杆、推杆和摇臂等零、部件组成。它们的作用是把凸轮的运动传递到气门组件上，以控制气门的开闭。73 三、配气相位与气门间隙 (一)四冲程柴油机的配气相位 在柴油机实际工作过程中，由于进、排气阀的开启和关闭都需要一定的时间，不可能在活塞到达上止点或下止点的瞬间完成开启或关闭气阀的动作
37、。另外，为加大进气量、减少进气损失和加速排气过程、降低排气阻力，进、排气阀相对于上、下止点都是提前开启和滞后关闭的。通常，柴油机的进气阀是设计成在活塞到达上止点前 400700 曲轴转角开启的。当气缸内废气的压力低于进气管压力时开始进气，即进气过程开始。进气阀开启时刻至活塞到达上止点时刻对应的曲轴转角，称为进气前角。如果进气阀提前开启的角度太大，进气阀开启时气缸内废气的压力会高于进气管压力，使废气倒流人进气管；若提前开启角度过小，将使进气量减少。同样理由，进气阀迟闭的角度太大，会在活塞上行时推出一部分已进入气缸的新鲜空气；迟闭角度过小则会减少进气量，即进气气流的惯性未得到充分利用。因此进气阀的
38、开启提前角和关闭落后角有一个最佳值。柴油机的排气阀也是设计成在活塞到达下止点前开启、活塞到达上止点之后才关闭的。提前开启是为了避免排气冲程开始时活塞上行阻力太大；迟后关闭也是为了利用废气流出时的惯性。因为随着活塞的上行推动，缸内的废气以一定的流速流出排气门，利用这一流动气流的流动惯性，可进一步使气缸内废气排干净，以利于多进新鲜空气。活塞在上止点附近时，进、排气门是同时开着的，称为气门重叠。同时开启时期对应的曲轴转角称为气门重叠角。气门重叠期间，进、排气管与气缸全部沟通，新鲜空气可以通过进气门到燃烧室再到排气管，这种现象称为燃烧室扫气。由于排气阀的提前开启和滞后关闭，也使得排气过程大于一个冲程，
39、因此，排气过程不同于排气冲程。柴油机的进，排气门开启和开启关闭终了的时刻，通常用相对于上、下止点时曲柄位置的曲轴转角来表示，称为配气相位或配气定时，作环形图来表示，称为配气相位图。(二)气门间隙 发动机工作时，由于受热，在高温的作用而伸长，但不工作时又会收缩恢复原状，因此，配气机构在冷态时必须预留一定的间隙，通常称为气门(冷态)间隙。气门间隙在气门杆顶面与摇臂之间(顶置式)或气门顶面与挺柱之间(侧置式)，以保证在凸轮不作用于气门时，气门能完全密闭。气门间隙应适当，气门间隙过小受热后气门被传动件顶住，使气门顶开而关闭不严，造成漏气或气门被烧坏等故障，反之，若气门间隙过大，则使气门迟开早关，缩短气
40、门的开启时间，影响换气量，而且还会产生较大的气门冲击，加速零件磨损。通常气间隙在 0.200.45 mm 之间。若采用液力挺力住或无噪摇臂等带补偿热膨胀量装置的柴油机，可不必预留气门间隙。发动机在工作过程中，各零件必然会磨损使气门间隙有所改变，故对气门间隙必须定期检查和调整，检查或调整时应注意，气门间隙有冷问隙和热间隙之分，冷间隙是指发动机运转前冷状态时的间隙数值，热间隙是指发动机运转时，在工作温度下的间隙数值。前者是在冷态时调整数值，后者是在运转中停机后调整的数值，进行调整时，首先，转动曲轴使第一缸活塞恰好处于压缩冲程上止点的位置，然后调整第一缸进排气门间隙，调整完毕再按发动机说明书规定的发火顺序，依次对各缸气门逐一进行调整。调整气门间隙和方法，先拧松锁紧螺冒，再旋转调整螺钉，用塞尺(即厚薄规)插入气门杆与摇臂之间进行测量是否符合要求，调整完毕后拧紧锁紧螺帽。