柴油机范文10篇

配气机构是汽车、船舶等发动机的重要部件之一，它的功能是实现换气过程，以保证气缸吸人新鲜空气和排除燃烧废气HI2]．气门是配气机构的核心部件，在工作中承受极高的机械负荷、热负荷及腐蚀性气体的冲刷，润滑状态极为不良，因而在工作中磨损比较严重，常造成气门下沉，燃烧室的容积增大，使柴油机性能变坏，严重时影响柴油机的正常工作。J．据相关资料显示，配气机构的摩擦损失在柴油机总摩擦损失中占有较大的比例，特别是在低速、小负荷时，可能达20％以上．自20世纪40年代以来，由于因配气凸轮乃至配气机构其他元件引起的故障日益增多，人们开始了对配气机构及其元件的摩擦磨损展开了深人的研究，取得了一系列研究成果．Ootani5对使用耐热钢SUH3材料制成的气门和用烧结合金材料制成的气门圈座的冲击磨损试验进行了研究．LewisR提出了一种在试验台上检验柴油机气门与气门圈座的磨损问题的方法．程绍桐等提出当前车用柴油机气门失效的主要模式，并阐明了解决失效应重点从机械应力出发，从设计、制造和使用三个方面对失效原因进行分析．赵运才等对发动机气门一门座副的磨损失效过程进行了模拟实验研究．朱远志等分析了工况条件下化学介质、温度、应力等环境因素对重型发动机气门座圈材料磨损的影响．陆克久等分析了进气门与座圈磨损的主要影响因素．张春丰等分析了活塞组、曲柄连杆机构、喷油泵、配气机构等组件的机械损失．张松口指出了凸轮一挺柱间过大的接触应力是造成凸轮磨损失效的主要原因．综上所述，柴油机配气机构摩擦方面的研究取得了很大进展，但大部分的研究是围绕着凸轮一挺柱的摩擦磨损以及凸轮型线的设计而展开的，而在气门与气门座、气门与气门导杆间引入润滑油而减少配气机构磨损方面的研究几乎没有．目前，国外许多大功率柴油机已经采用气门润滑装置技术来解决进气门与其座圈的磨损问题，如MTU公司在396系列高强化、大功率柴油机上已普遍采用配气机构气门润滑技术．通过安装气门润滑装置，在气门与气门座、气门与气门导杆间引入润滑油对接触表面进行润滑，将极大地改善其摩擦磨损状况，提高柴油机的寿命及其工作可靠性．在国内，气门润滑装置的技术资料比较缺乏，到目前为止，主要依赖进口，应用在潜艇等军事领域．本文在分析柴油机配气机构润滑机理的基础上，对柴油机气门润滑装置进行结构设计和机理分析，进而实现在柴油机配气机构的气门与气门座、气门与气门导杆间引入润滑油对接触表面进行润滑，对于改善柴油机配气机构的摩擦磨损状况有一定的指导意义．

1配气机构运动规律分析

配气机构是柴油机的重要组成部分．目前，柴油机上常用的配气形式是凸轮轴式配气机构．包含的组件有：凸轮、挺柱、摇臂、摇臂轴、气门、气门弹簧等．它是由凸轮的旋转通过传动机构驱动气门按预定规律开启和关闭来实现配气过程．凸轮轴是配气机构中主要的驱动零件，凸轮的外形决定了气门的运动规律和发动机的配气相位．凸轮计算的任务是根据给定的最大凸轮升程和配气时间来确定挺柱的加速度、速度和升程与曲轴转角(或凸轮转角)之间的关系．在传动过程中，配气机构的当量质量的惯性力和弹簧力促使机构产生变形．凸轮型线设计的最佳效果是最终得到最佳的气门升程、速度和加速度曲线，在发动机标定转速和超速条件下，保证得到最小气门落座力和最小落座速度．由配气机构的运动规律可知，气门润滑装置运转过程中，若流量太大则烧机油严重，增加排放；若流量太小，气门与座圈润滑不足，磨损严重．为了实现气门润滑装置的供油量与配气机构的进气量相匹配，本文将气门润滑装置中的主动齿轮转速与配气机构的凸轮的转速相关联，利用凸轮的转速控制气门润滑装置每分钟的流量，从而实现在配气机构的气门与气门座之间引入适量润滑油对其接触表面进行润滑的目的．

2结构设计

1)结构设计如图1所示，气门润滑装置主要有泵油系统、传动系统和调整系统3部分组成．泵油系统主要包括齿轮顶柱、弹簧、油泵体和限位螺钉，传动系统主要包括主动齿轮和从动齿轮，调整系统主要包括调整轴、顶销、顶柱和弹簧等．

(1)泵油系统泵油系统的主要构件为柱塞，本文选用轴向柱塞泵的结构形式．轴向柱塞泵的柱塞与缸体柱塞孔之间为圆柱面配合，加工工艺性好，易于获得很高的配合精度，且密封性能好，泄漏少，能在高压下工作，容积效率高，流量容易调节．在柴油机配气机构中，凸轮轴每转动一周，排气和进气门各工作一次．为了保证配气机构的进气量与气门润滑装置的流量相匹配，必须使气门润滑装置的从动齿轮在凸轮转动一周的过程中也转动一周，同时与从动齿轮做成一体的柱塞走完一个行程，气门润滑装置出油口供油两次．齿轮过渡阶段(3O。)，在柱塞上开宽为2mm的槽(对应中心角约33。)，如图3所示，通过齿轮转角决定柱塞吸油和供油．在泵体上设置两个相互连通的出油孔，以满足两个出油口同时供油的要求．如图4(a)所示，当柱塞上的通孔与出油孔连通时，两个出油口同时供油；如图，4(b)所示，当柱塞上孔与出油孔断开时，两出油口同时关闭。

一、进一步优化燃烧系统，特别重视开发和选择喷射系统

Perkins公司的Ouadram燃烧室、日野公司的HMMS燃烧室，小松公司的MTEC燃烧室及五十铃公司的四角形燃烧室等，都在试验开发阶段，其基本特点是由一个中央涡流及四周的微涡流使空气燃料快速而充分地混合，并配合以合适的燃油喷射系统。

目前，喷射系统已进入一个较快的发展时期，现正在研究开发lms内完成一次喷射，并在有限时间内正确控制喷射量的方法。喷射压力已提高到160—180MPa，实验室内已到200MPa。如共轨式喷射系统及分段预喷射系统等，可根据发动机的负荷与转速自动控制合理的喷射规律和喷油压力。

二、增压及可变气门配气定时

当今柴油机增压和增压中冷已成为标准特点，随着发动机的轻量化与小型化，为了降低车辆油耗，提高车辆装载效率，必须继续提高增压比及增压器效率。在进一步提高大负荷区的过量空气系数a时可以减少颗粒排放，同时通过稀燃化，减少热损失，提高循环效率，进而同时降低油耗，随着高增压和高a化，组装有多个增压器的复合系统已成为可能。另外，增压器固定的涡轮几何形状也将由可用于多用途的电控可变几何形状所取代。

目前，在小缸径柴油机上4气门和喷油嘴垂直中置技术得到广泛的应用，为了减少换气损失，使混合气的形成进一步优化，现正在研究采用可变气门配气定时，从而使发动机在整个转速范围内的气门升程和定时得到最佳优化。

柴油机在使用运行过程中。最为常见的磨损是柴油机气缸套磨损。气缸套磨损后，使柴油机械的工作能力急剧下降。严重的影响了柴油机的使用寿命。为此，对柴油机的气缸磨损原因进行正确分析．并采取相应的技术对策加以预防．是延长柴油机使用寿命，节约农用机械生产成本的关键环节，应在生产中加以推广应用。

一、气缸套的磨损类别

1．积碳磨损。积碳磨损是指进入气缸的空气中的灰尘和飞溅重叠气缸壁上的润滑油中的杂质以及燃烧产生的积碳所引起的磨料磨损。

2．腐蚀磨损。腐蚀磨损是指燃料燃烧过程中含酸性成分的生成物引起的气缸壁的腐蚀磨损。

3．熔着磨损。气缸套与活塞环在润没膛良情况下滑动．时，两者有极微小部分金属面直接接触摩擦形成局部高热．使之熔融粘着、脱落并逐步扩大面积。即所谓的熔着磨损。

4．综合磨损。柴油机工作时，各种磨损往往同时存在，又相互影响。如腐蚀磨损产生的颗粒会引起磨料磨损．由于磨料磨损使所缸套和活塞环磨损严重，造成大量漏气，破坏正常润滑，又会引起熔着磨损。

论文摘要:系统介绍了新技术和先进设计方法在柴油机配气机构设计中的应用，并就各种新技术对柴油机性能的影响进行了详尽分析，同时对配气机构的先进设计方法和传统设计方法的优缺点进行了综合比较。

论文关键词:柴油机配气机构动态设计

配气机构对发动机性能具有重要影响。它的主要功能是实现柴油机的换气过程，根据气缸的工作次序，定时地开启和关闭进、排气门，以保证气缸吸人新鲜空气和排除废气’。在柴油机设计中，配气机构设计占有重要地位，其设计一质量不仅直接影响柴油机的技术性能、工作可靠性、耐久性和平稳性，而且还决定了发动机的结构紧凑性和制造、使用的成本，因此国内外对配气机构的研究都非常重视。

现今对柴油机的设计，一方面希望气门加速度较大，以使气门能够迅速开、关，从而得到较好的换气效果，以提高动力性和经济性;另一方面，希望载荷保持相对较小，以减少加速度，从而减少振动和噪声，延长使用寿命、2。随着计算数学和电子计算机在配气机构设计阶段的运用，通过选用不同的凸轮型线、包角、重叠角、气门直径、升程等参数，进行多种方案的计算，可从中选出最接近于所希望要求的方案，也可以通过设计参数的调整，从而获得接近于理想的充气效率和配气正时。目前，配气机构的研究在技术应用和设计方法上都取得了一定的进展。

1技术应用

1.1顶置凸轮轴技术

摘要：柴油机净化的关键是如何有效地消除NOχ和微粒碳烟的生成量。文章从喷油系统出发，提出了改进排放的五种切实可行的方法，具有明显的现实意义。

关键词：柴油机；排放控制；措施

柴油机的有害排放取决于柴油机混合气形成及缸内燃烧过程，而这些归根到底是由喷油、气流、燃烧系统以及缸内工作特质的配合所决定的。柴油机净化的关键，是如何有效地消除NOχ和微粒碳烟的生成量。恰恰这两项排放物的生成规律常常是互相矛盾的。因此，任何一个单项措施总有它的负面影响。人们总是在采取某项措施的同时，应用另一项措施来加以补救和平衡。最后，常常是多项措施的综合应用，才使排放性能达到一个新的水平。柴油机是一个多性能、多工况、多因素综合影响的统一体，再加上各种各样的排放净化措施，如何进行优选、折中和综合控制是一个极为困难和复杂的问题。柴油机的电子控制和综合管理是有效解决这一问题的最佳途径，也是使各种机内净化措施得以充分发挥效用的保证。在所有净化措施中，喷油系统的改进无疑是最为重要的环节。

车用柴油机中常用的机械燃油喷射系统有两大类，直列泵系统和转子分配泵系统。直列泵系统包括直列多缸泵、单体泵和泵喷嘴系统，多用于大、中型车用柴油机上。转子分配泵系统有端面凸轮驱动的VE泵系统，和内凸轮驱动的径向对置柱塞系统，多用于轻型客车和柴油轿车的小型高速柴油机上。上述各系统都是应用柱塞往复运动、脉动供油的方式工作。以下是五种控制柴油机排放的具体措施：

一、推迟喷油提前角降低NOχ排放

喷油提前角是喷油始点早于汽缸压缩上止点的角度。柴油机都要求喷油提前，这是因为从喷油到着火有一段滞燃期，为保证实际燃烧放热中心能接近上止点，避免燃烧拖后，经济性下降，所以喷油要提前。单从动力、经济性角度出发，最佳提前角随转速上升而增大；随负荷加大而略有增加。车用柴油机因为在宽广的转速范围内工作，所以有专设的转速自动提前装置来满足此要求。同一工况，若提前角改变，会使滞燃期改变。一般推迟喷油时，因初期喷油更接近上止点，故缸内压力、温度较高，滞燃期缩短。其结果是滞燃期的预混喷油量减少。当然，若喷油太迟，使滞燃期挪到上止点之后，则缸内压力、温度未必上升。这种情况一般难于碰到。预混燃烧阶段是影响NOχ排放最重要的时期。预混油量及混合气量的减少将使速燃期中压力、温度上升程度降低，从而大大减少NOχ的排放量。同时，由于压力升高率的下降，噪声也大大降低。因此推迟喷油提前角这一措施，是最早应用的有效降低NOχ排放和噪声的对策。推迟喷油，直喷机的NOχ大幅下降，而间接喷射式涡流室柴油机的下降幅度则小一些。但是喷油过迟，则燃油消耗率和烟度都会恶化，对CO和HC也有不利影响。油耗和烟度的恶化是喷油推迟，燃烧跟着推迟以及缓燃期油量增加，燃烧时期也拉长的必然结果。早期控制排放的措施不多，为了排放达标，不得不牺牲经济性能。近期已可通过提高喷射压力等多种办法来综合解决这一问题。

摘要：本文以铸铁HT250飞轮壳进行结构优化，将飞轮壳材料由HT250优化为YL112，降低飞轮壳整体重量为目标，通过优化计算得出，优化后飞轮壳的最大主应力值为100MPa，较HT250飞轮壳的最大主应力在161.2MPa小得多，疲劳安全系数略小于HT250的飞轮壳；并且通过计算两张材料下的动力总成模态频率，采用YL112的飞轮壳1阶模态频率要高于HT250飞轮壳的1阶模态频率，说明优化后飞轮壳的刚度得到一定的提升；通过优化后最终飞轮壳的重量减轻4.5kg，轻量化效果明显。

关键词：飞轮壳；轻量化；动力总成；模态

近年来，由于环境污染，严重的雾霾不断出现，对于环境保护的要求也越趋于严格，随着国五排放标准的实施和国六排放标准的实施计划，对汽车排放NOx、HC和PM标准及燃油耗标准的进一步严格限制，因此急需快速改善汽车的排放指标及降低整车油耗，而汽车轻量化对汽车排放指标和降低整车燃油消耗率带来了巨大的利好。柴油机作为汽车的核心动力总成，其重量占汽车比重的很大一部分，对柴油机进行轻量化设计已经成为汽车轻量化设计的重要目标。柴油机轻量化设计能够改善发动机的比功率及整车动力性和经济性。零部件的轻量化设计能够给汽车带来降低NOX、HC及PM等排放污染物，使得汽车能够满足国家制定的国五和国六排放法规的效果，并且还能够降低燃油消耗量，有试验表明：汽车的总重量每降低10%，则燃油消耗量可以降低6-8%，排放污染物可以降低4%。目前，汽车的轻量化主要采用的有效措施为采用高强度碳钢、复合材料、工程塑料、铝合金、镁合金及蠕墨铸铁等，在这些材料中，由于镁合金材料价格较高，因此更得采用铝合金材料，铝合金材料具有较高的抗拉强度、加工性能、环保性能和耐腐蚀性能，同时铝合金材料的密度较之铸铁材料更小，约1/3，说明铝合金材料成为轻量化设计的首选材料之一，尤其是针对柴油机轻量化来算，铝合金材料尤为重要。对柴油机产品重要特性为C级的铸铁零部件进行统计，包括空调压缩机支架、发电机支架、动力转向泵支架和飞轮壳等部件，发现这些铸铁件总重量超过20kg，有些产品达到40kg，甚至更高的重量。通过调研发现，压铸铝的飞轮壳已经在国内市场上投入使用。压铸铝飞轮壳不仅使用在乘用车，而且商用柴油车上也得到应用，例如东风货车、曼发动机、五十铃、大众等，从目前的状况来看，将发动机飞轮壳由HT250更改为压铸铝，从而降低发动机整机质量成为一种趋势。

1计算边界条件及计算目标

利用UGNX6.0建立附件模型，由于结构相对较为复杂，因此采用二阶四面体单元，在考虑计算机性能的前提下，尽量要求飞轮壳的网格更加细致。在分析时，为减少计算量，计算过程中按动力总成及飞轮壳零部件强度计算。根据表1-表3参数设计计算目标，柴油机转速为800-3600rpm，则其二阶发火频率为26-120Hz，要求柴油机附近支架频率大于（1.3±0.1）*120HZ=144-168HZ，则附件支架的安全系数为1.2-1.4。动力总成有限元模型的建立，通过利用有限元软件建立机体-飞轮壳-变速箱的动力总成模型如图1。由于有限元计算无法完成非线性模态分析，因此机体与飞轮壳之间通过RBE单元连接螺栓孔，飞轮壳与变速箱支架通过RBE连接螺栓孔，有限元网格采用3.5mm的C3D10M，其中机体节点1404978，单元820410，飞轮壳节点共619164个，单元共186018个；变速总成节点739602个，单元共1427224个。

2飞轮壳静强度计算

摘要：本文针对船用柴油机大型曲轴机械加工工艺研究，分析了整个研究中的工艺运行控制要点，并且详细的分析了整个工艺加工中的控制流程，同时还进行了对应的机械加工工艺运行处理，对于提升船用柴油机曲轴机械加工运行能力具有重要性帮助。

关键词：船用柴油机；大型曲轴；机械加工工艺

0引言

随着我国现代化经济建设发展水平逐渐提升，对于船用航行工艺的应用研究越来越重视，并且在整个工艺运行控制中对于船用柴油机研究越来越重视，通过对船用柴油机研究中的曲轴分析能够实现整个曲轴机械加工工艺运行控制能力提升，对于保障船用柴油机运行控制能力具有重要性保障意义。同时在本文的研究中针对船用柴油机大型曲轴机械加工工艺研究能够具体的工艺研究控制，将整体的工艺实施要点控制好，对于保障整个船用柴油机曲轴机械加工工艺运行控制具有重要性研究意义。

1船用柴油机大型曲轴机械加工工艺分析

1.1曲轴特点及加工工艺措施处理

摘要：防爆柴油机车是近年来发展较快的一种矿井运输工具，在现代化矿井中有代替蓄电池电机车的趋势。本文就CCG10/9S防爆柴油机车的使用环境、工作原理、安全保护装置以及应用中的实际效果和产生的经济效益进行了系统的分析和研究。

关键词：矿用防爆柴油机车工作原理保护装置应用分析

引言

防爆柴油机是一种以柴油为燃料的新型矿用动力机车。经过技术论证和实际运用，它适用于矿山井下具有爆炸性气体的环境，是近年来被逐渐推广的矿山运输设备。CCG10/9S防爆柴油机车目前在板集煤矿得到了实际运用，逐步替代了板集煤矿传统的蓄电池机车。

1柴油机车的基本结构

CCG10/9S防爆柴油机车为900mm轨距，液力—机械传动内燃机车，它由车体、车架、走行和制动等组成。机车为0-2-0轴列式的调车型机车。

一、进一步优化燃烧系统，特别重视开发和选择喷射系统

Perkins公司的Ouadram燃烧室、日野公司的HMMS燃烧室，小松公司的MTEC燃烧室及五十铃公司的四角形燃烧室等，都在试验开发阶段，其基本特点是由一个中央涡流及四周的微涡流使空气燃料快速而充分地混合，并配合以合适的燃油喷射系统。

目前，喷射系统已进入一个较快的发展时期，现正在研究开发lms内完成一次喷射，并在有限时间内正确控制喷射量的方法。喷射压力已提高到160—180MPa，实验室内已到200MPa。如共轨式喷射系统及分段预喷射系统等，可根据发动机的负荷与转速自动控制合理的喷射规律和喷油压力。

二、增压及可变气门配气定时

当今柴油机增压和增压中冷已成为标准特点，随着发动机的轻量化与小型化，为了降低车辆油耗，提高车辆装载效率，必须继续提高增压比及增压器效率。在进一步提高大负荷区的过量空气系数a时可以减少颗粒排放，同时通过稀燃化，减少热损失，提高循环效率，进而同时降低油耗，随着高增压和高a化，组装有多个增压器的复合系统已成为可能。另外，增压器固定的涡轮几何形状也将由可用于多用途的电控可变几何形状所取代。

目前，在小缸径柴油机上4气门和喷油嘴垂直中置技术得到广泛的应用，为了减少换气损失，使混合气的形成进一步优化，现正在研究采用可变气门配气定时，从而使发动机在整个转速范围内的气门升程和定时得到最佳优化。

【摘要】柴油机净化的关键是如何有效地消除NOχ和微粒碳烟的生成量。文章从喷油系统出发，提出了改进排放的五种切实可行的方法，具有明显的现实意义。

【关键词】柴油机；排放控制；措施

柴油机的有害排放取决于柴油机混合气形成及缸内燃烧过程，而这些归根到底是由喷油、气流、燃烧系统以及缸内工作特质的配合所决定的。柴油机净化的关键，是如何有效地消除NOχ和微粒碳烟的生成量。恰恰这两项排放物的生成规律常常是互相矛盾的。因此，任何一个单项措施总有它的负面影响。人们总是在采取某项措施的同时，应用另一项措施来加以补救和平衡。最后，常常是多项措施的综合应用，才使排放性能达到一个新的水平。柴油机是一个多性能、多工况、多因素综合影响的统一体，再加上各种各样的排放净化措施，如何进行优选、折中和综合控制是一个极为困难和复杂的问题。柴油机的电子控制和综合管理是有效解决这一问题的最佳途径，也是使各种机内净化措施得以充分发挥效用的保证。在所有净化措施中，喷油系统的改进无疑是最为重要的环节。

车用柴油机中常用的机械燃油喷射系统有两大类，直列泵系统和转子分配泵系统。直列泵系统包括直列多缸泵、单体泵和泵喷嘴系统，多用于大、中型车用柴油机上。转子分配泵系统有端面凸轮驱动的VE泵系统，和内凸轮驱动的径向对置柱塞系统，多用于轻型客车和柴油轿车的小型高速柴油机上。上述各系统都是应用柱塞往复运动、脉动供油的方式工作。以下是五种控制柴油机排放的具体措施：

一、推迟喷油提前角降低NOχ排放

喷油提前角是喷油始点早于汽缸压缩上止点的角度。柴油机都要求喷油提前，这是因为从喷油到着火有一段滞燃期，为保证实际燃烧放热中心能接近上止点，避免燃烧拖后，经济性下降，所以喷油要提前。单从动力、经济性角度出发，最佳提前角随转速上升而增大；随负荷加大而略有增加。车用柴油机因为在宽广的转速范围内工作，所以有专设的转速自动提前装置来满足此要求。同一工况，若提前角改变，会使滞燃期改变。一般推迟喷油时，因初期喷油更接近上止点，故缸内压力、温度较高，滞燃期缩短。其结果是滞燃期的预混喷油量减少。当然，若喷油太迟，使滞燃期挪到上止点之后，则缸内压力、温度未必上升。这种情况一般难于碰到。预混燃烧阶段是影响NOχ排放最重要的时期。预混油量及混合气量的减少将使速燃期中压力、温度上升程度降低，从而大大减少NOχ的排放量。同时，由于压力升高率的下降，噪声也大大降低。因此推迟喷油提前角这一措施，是最早应用的有效降低NOχ排放和噪声的对策。推迟喷油，直喷机的NOχ大幅下降，而间接喷射式涡流室柴油机的下降幅度则小一些。但是喷油过迟，则燃油消耗率和烟度都会恶化，对CO和HC也有不利影响。油耗和烟度的恶化是喷油推迟，燃烧跟着推迟以及缓燃期油量增加，燃烧时期也拉长的必然结果。早期控制排放的措施不多，为了排放达标，不得不牺牲经济性能。近期已可通过提高喷射压力等多种办法来综合解决这一问题。