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1 概述
以(yi)燃(ran)燒油(you)(you)料（汽(qi)油(you)(you)或柴油(you)(you)）的(de)(de)內燃(ran)機(ji)(ji)為(wei)動力(li)(li)，驅動發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)發(fa)(fa)電(dian)(dian)的(de)(de)技術，已有(you)近百年(nian)的(de)(de)歷(li)史。隨著社會經濟(ji)及科學技術的(de)(de)發(fa)(fa)展，雖然以(yi)核能、燃(ran)煤、水力(li)(li)為(wei)能源的(de)(de)大型電(dian)(dian)站及其(qi)電(dian)(dian)力(li)(li)網(wang)(wang)的(de)(de)建設與普及日益完(wan)善。然而(er)仍有(you)一(yi)(yi)些(xie)電(dian)(dian)力(li)(li)網(wang)(wang)還未能到達(da)或電(dian)(dian)力(li)(li)供給不(bu)太可靠的(de)(de)地區(qu)，需要用油(you)(you)機(ji)(ji)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)組(zu)為(wei)生活和設備提供電(dian)(dian)能。這就使它們以(yi)其(qi)自成一(yi)(yi)體(ti)，移動、使用方便，發(fa)(fa)出與市電(dian)(dian)性質一(yi)(yi)樣的(de)(de)電(dian)(dian)能，直接帶動負(fu)荷、操作簡單等特點(dian)成為(wei)電(dian)(dian)力(li)(li)網(wang)(wang)的(de)(de)得力(li)(li)配角。
油機和發(fa)電(dian)(dian)(dian)機技術經(jing)過不(bu)斷地(di)采(cai)用新技術，使其(qi)自(zi)身(shen)更加趨于完善和成(cheng)熟。機組的(de)輸出(chu)功率從0.5kVA到(dao)2500kVA，形成(cheng)了系列化(hua)的(de)產品，可滿足各方(fang)面(mian)的(de)需要。通常以(yi)(yi)(yi)燃燒汽油的(de)內燃機為(wei)(wei)動(dong)力(li)的(de)發(fa)電(dian)(dian)(dian)機組稱為(wei)(wei) 汽油發(fa)電(dian)(dian)(dian)機組 。由(you)于汽油內燃機的(de)特點，使其(qi)適合組成(cheng)的(de)功率從0.5kVA到(dao)20kVA，輸出(chu)電(dian)(dian)(dian)壓以(yi)(yi)(yi)單相(xiang)220V為(wei)(wei)主的(de)發(fa)電(dian)(dian)(dian)機組。而以(yi)(yi)(yi)燃燒柴油的(de)內燃機為(wei)(wei)動(dong)力(li)構成(cheng)的(de) 柴油發(fa)電(dian)(dian)(dian)機組 ，以(yi)(yi)(yi)其(qi)特點可以(yi)(yi)(yi)組成(cheng)功率30kVA至2500kVA，輸出(chu)電(dian)(dian)(dian)壓為(wei)(wei)三相(xiang)380V的(de)中、大型機組，作為(wei)(wei)后(hou)備電(dian)(dian)(dian)源，大都(dou)采(cai)用的(de)是它們(men)。
我國(guo)正向信息(xi)化社會邁進，信息(xi)設備對供(gong)電電源提(ti)出了很高的(de)(de)(de)要求。UPS與柴油發電機組以它們各(ge)自的(de)(de)(de)特點，相(xiang)輔相(xiang)成地(di)構(gou)成不間斷供(gong)電系(xi)統應運而(er)生，并且得(de)到(dao)廣泛地(di)應用。這也使(shi)柴油發電機組從傳統的(de)(de)(de)應用范疇走(zou)向一個新的(de)(de)(de)廣闊領域。
發(fa)(fa)展低(di)碳經濟，勵行節(jie)能減排(pai)(pai)。對柴(chai)油(you)發(fa)(fa)電機(ji)(ji)組制造領域尤(you)為(wei)重(zhong)要，需要做的(de)(de)事還很(hen)多。就(jiu)柴(chai)油(you)發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)而言，使單位油(you)耗轉(zhuan)換成更大(da)的(de)(de)動(dong)(dong)(dong)能、再減少排(pai)(pai)出廢氣中(zhong)有害(hai)物質的(de)(de)含量(liang)、繼(ji)續降(jiang)低(di)發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)的(de)(de)噪聲(sheng)，是(shi)其改進(jin)的(de)(de)重(zhong)點(dian)。經過不斷地(di)研(yan)發(fa)(fa)和(he)實踐，進(jin)氣增壓、中(zhong)冷技術、共軌式燃油(you)噴射系統、電子調(diao)速、電子控制等先進(jin)成果被廣(guang)泛采用。再加之高(gao)精度(du)智能化加工中(zhong)心已成為(wei)制造過程的(de)(de)主(zhu)體(ti)。現代柴(chai)油(you)發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)的(de)(de)機(ji)(ji)械效率可達87%左右。滿負(fu)荷下油(you)耗低(di)到191～199g/kW.h，排(pai)(pai)出廢氣中(zhong)有害(hai)物質含量(liang)大(da)為(wei)減少，例如NO氧化氮類，每立(li)方米小于(yu)2克，符合歐Ⅲ排(pai)(pai)放(fang)標準。同等功率的(de)(de)中(zhong)、大(da)型(xing)柴(chai)油(you)發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)的(de)(de)運行噪聲(sheng)也比從(cong)前降(jiang)低(di)了(le)5～6dB。
發(fa)(fa)展和創(chuang)新理念也深入到(dao)柴油發(fa)(fa)電(dian)機(ji)(ji)組的(de)技術領域(yu)。現(xian)在已有(you)燃(ran)汽輪機(ji)(ji)發(fa)(fa)電(dian)機(ji)(ji)組和燃(ran)燒(shao)天(tian)然氣的(de)內燃(ran)機(ji)(ji)發(fa)(fa)電(dian)機(ji)(ji)組，可(ke)輸出10kV高電(dian)壓的(de)發(fa)(fa)電(dian)機(ji)(ji)組也已形成(cheng)(cheng)產品。從部(bu)件(jian)到(dao)整機(ji)(ji)，新的(de)探索及成(cheng)(cheng)果還在不斷涌現(xian)。
2 柴油機的工作原理
柴(chai)油(you)(you)(you)發(fa)電(dian)機(ji)組是(shi)由作(zuo)為(wei)動力的(de)(de)柴(chai)油(you)(you)(you)機(ji)（也(ye)稱柴(chai)油(you)(you)(you)內(nei)燃(ran)機(ji)、柴(chai)油(you)(you)(you)發(fa)動機(ji)）和將機(ji)械能(neng)(neng)轉換為(wei)電(dian)能(neng)(neng)的(de)(de)發(fa)電(dian)機(ji)（俗稱電(dian)球）組裝在一個(ge)底座(zuo)上(shang)構(gou)成的(de)(de)。柴(chai)油(you)(you)(you)機(ji)將燃(ran)燒(shao)柴(chai)油(you)(you)(you)產生的(de)(de)熱能(neng)(neng)轉為(wei)機(ji)械能(neng)(neng)是(shi)柴(chai)油(you)(you)(you)發(fa)電(dian)機(ji)組的(de)(de)基礎。
2.1 柴油機的基(ji)本結構
柴(chai)油(you)機的基本結構(gou)如圖(tu)1所(suo)示：有氣(qi)缸(gang)、活塞、連桿(gan)、曲軸、飛輪(lun)。
氣(qi)缸的頂部(bu)有(you)噴油(you)嘴、進氣(qi)門(men)和排氣(qi)門(men)，底部(bu)與(yu)儲存著潤滑油(you)的油(you)底殼(ke)相連接。
活(huo)(huo)塞是(shi)個圓柱體，它緊靠(kao)著氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸內壁(bi)。活(huo)(huo)塞上還(huan)裝有防止漏(lou)氣(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)活(huo)(huo)塞環(huan)和刮(gua)去(qu)飛濺在(zai)缸壁(bi)上的(de)機油的(de)刮(gua)油環(huan)。活(huo)(huo)塞在(zai)燃油爆燃時產生的(de)高(gao)溫高(gao)壓氣(qi)(qi)(qi)(qi)體推(tui)動下(xia)，沿著氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸壁(bi)向下(xia)運動。
連(lian)桿(gan)是上與(yu)活塞(sai)、下與(yu)曲軸活動連(lian)接的(de)(de)一個(ge)零件，其作用(yong)是將活塞(sai)受(shou)到(dao)的(de)(de)壓力傳給曲軸。由于(yu)連(lian)桿(gan)的(de)(de)長度是一定的(de)(de)。所以當活塞(sai)運(yun)動到(dao)氣(qi)缸最(zui)(zui)(zui)下端(duan)時(shi)，它通(tong)過連(lian)桿(gan)也將曲軸推到(dao)了(le)最(zui)(zui)(zui)下端(duan)，此時(shi)活塞(sai)的(de)(de)位(wei)置(zhi)稱(cheng)作下止(zhi)點。同理，當曲軸運(yun)動到(dao)垂直(zhi)方向(xiang)的(de)(de)最(zui)(zui)(zui)高點時(shi)，它通(tong)過連(lian)桿(gan)也將活塞(sai)推到(dao)了(le)最(zui)(zui)(zui)高點，此時(shi)活塞(sai)的(de)(de)位(wei)置(zhi)稱(cheng)為上止(zhi)點。活塞(sai)在上、下止(zhi)點間每運(yun)動一次，叫(jiao)做一個(ge) 工作沖程 。
曲(qu)軸(zhou)，顧名(ming)思義就是有(you)許多(duo)彎曲(qu)的(de)一(yi)(yi)根軸(zhou)，有(you)幾個氣缸(gang)就對應著幾個彎曲(qu)。曲(qu)軸(zhou)是將(jiang)活塞沿氣缸(gang)壁往(wang)復(fu)上下運(yun)動變為(wei)曲(qu)軸(zhou)的(de)旋轉(zhuan)運(yun)動并輸出(chu)機(ji)械能的(de)重要部件，也是柴油機(ji)中最精密(mi)的(de)部件之(zhi)一(yi)(yi)。
飛(fei)輪(lun)安裝在曲(qu)軸的(de)一端，如圖(tu)2所示。曲(qu)軸帶(dai)動它旋(xuan)(xuan)轉，而它旋(xuan)(xuan)轉產生的(de)慣性力又通過曲(qu)軸推動活塞運動。對于柴油發(fa)電(dian)機組而言(yan)，飛(fei)輪(lun)殼還與(yu)發(fa)電(dian)機的(de)前端蓋的(de)軸向采用(yong)(yong)凸肩定(ding)位(wei)直(zhi)接(jie)連接(jie)構成(cheng)一體，并采用(yong)(yong)圓(yuan)柱型的(de)彈性聯(lian)軸器由飛(fei)輪(lun)直(zhi)接(jie)驅動發(fa)電(dian)機旋(xuan)(xuan)轉。
2.2 工作原理
柴油機(ji)(ji)是(shi)靠(kao)柴油霧氣的(de)燃(ran)燒產生高(gao)溫高(gao)壓氣體推動活塞向下(xia)運動而產生機(ji)(ji)械能的(de)。因(yin)此，只(zhi)有柴油霧氣有規(gui)律的(de)間歇(xie)燃(ran)燒，才能使(shi)柴油機(ji)(ji)不停地運動，其(qi)規(gui)律如圖3所示。
（1）吸入新(xin)鮮空氣 進(jin)氣沖程
由于(yu)飛輪的慣性運動(dong)，通(tong)過(guo)曲軸、連桿將(jiang)活塞推至上(shang)止點時，進氣(qi)門打開，飛輪帶動(dong)活塞繼續(xu)向(xiang)下(xia)運動(dong)，則氣(qi)缸(gang)內空間逐(zhu)漸(jian)擴(kuo)大(da)(da)，缸(gang)內的氣(qi)壓(ya)(ya)(ya)低(di)于(yu)大(da)(da)氣(qi)壓(ya)(ya)(ya)68～93kPa（一個大(da)(da)氣(qi)壓(ya)(ya)(ya)約101kPa），缸(gang)外(wai)的新鮮空氣(qi)吸(xi)入缸(gang)內，活塞向(xiang)下(xia)到下(xia)止點時進氣(qi)門關閉，缸(gang)內吸(xi)滿新鮮（含(han)氧(yang)量多）空氣(qi)，如圖3（a）所示。
（2）壓(ya)縮空氣 壓(ya)縮沖程(cheng)
慣性運動的飛輪將(jiang)處于下止點的活塞再(zai)次(ci)向上推(tui)動。由于氣門關閉，氣缸(gang)內的新鮮空氣被壓縮，溫度隨即(ji)上升。
當(dang)活塞快到(dao)(dao)上(shang)止點(dian)時，空氣溫度可達到(dao)(dao)500～700℃，壓力達到(dao)(dao)3000～5000kPa，如(ru)圖(tu)3（b）所(suo)示。
（3）膨(peng)脹(zhang) 作(zuo)功沖(chong)程(cheng)
空氣達到了高溫高壓(ya)程度(du)后，噴(pen)油(you)嘴開(kai)啟，將柴油(you)霧(wu)氣噴(pen)入缸內，并(bing)立即(ji)自(zi)燃，空氣驟然膨脹(zhang)，氣缸內壓(ya)力上升到6000～9000kPa，溫度(du)達到1800～2200℃。在高溫、高壓(ya)氣體的推動(dong)下活塞向下運動(dong)，并(bing)驅動(dong)曲軸(zhou)旋轉而(er)作功，直到下止點，如圖3（c）所示(shi)。
這里順便指(zhi)出的(de)(de)(de)是(shi)(shi)：汽(qi)油(you)機(ji)(ji)(ji)是(shi)(shi)在活塞(sai)快到上止點時噴入汽(qi)油(you)霧(wu)氣，然后靠(kao)電(dian)火花(hua)塞(sai)產(chan)生的(de)(de)(de)電(dian)火花(hua)而點燃的(de)(de)(de)。柴(chai)油(you)機(ji)(ji)(ji)不用火花(hua)塞(sai)而是(shi)(shi)靠(kao)自燃，這是(shi)(shi)柴(chai)油(you)機(ji)(ji)(ji)與(yu)汽(qi)油(you)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)重要區別。
（4）排氣 排氣沖程
作功沖程結(jie)束后，缸內的(de)氣體壓力下降(jiang)到294～392kPa，溫(wen)度也降(jiang)到800～900℃，在飛(fei)(fei)輪(lun)的(de)旋(xuan)轉慣(guan)性(xing)作用(yong)下，活塞(sai)從下止(zhi)點向上運(yun)動(dong)，此時(shi)排(pai)(pai)氣門打開，將作功后的(de)氣體排(pai)(pai)出氣缸內。當活塞(sai)運(yun)動(dong)到上止(zhi)點時(shi)排(pai)(pai)氣門關閉。在飛(fei)(fei)輪(lun)慣(guan)性(xing)的(de)驅動(dong)下，活塞(sai)繼續向下運(yun)動(dong)，此時(shi)進氣門打開，又(you)重復進行新一次(ci)循環(huan)，如圖3（d）所示。
這四(si)(si)個熱力工作過(guo)程稱為一(yi)個工作循環，每個工作過(guo)程又叫做(zuo)一(yi)個沖(chong)程。柴油(you)機(ji)正是按照(zhao)這個循環工作的，所以叫做(zuo)四(si)(si)沖(chong)程柴油(you)機(ji)。
以柴油(you)機(ji)為動力的(de)(de)車輛或機(ji)械根(gen)據其設計負(fu)荷量，通(tong)常安(an)裝1個至20個氣缸(gang)，這些(xie)缸(gang)呈一行或平行兩行排列。垂(chui)直排列的(de)(de)稱(cheng)為直列式，以V型排列的(de)(de)稱(cheng)為 V型排列式 。
2.3 工作保障系統
要想使柴油(you)機每個沖程工作(zuo)(zuo)都(dou)很好，整機都(dou)處于低損耗(hao)、高(gao)(gao)效率、高(gao)(gao)可靠的(de)工作(zuo)(zuo)狀態，必須(xu)建立必要的(de)供油(you)、供氣、散熱(re)、排(pai)氣、潤滑等保障系統。
（1）燃油供給系統
由油管將燃(ran)油箱、輸油泵、燃(ran)油濾(lv)清(qing)器(qi)（粗濾(lv)和細濾(lv)）、噴(pen)油泵、噴(pen)油器(qi)、溢流閥等部件組成一個閉合循環供(gong)油系(xi)統(tong)，如(ru)圖4所示。
在這里，柴(chai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)先被輸油(you)(you)(you)(you)(you)(you)泵從油(you)(you)(you)(you)(you)(you)箱抽出，經(jing)過粗濾去除(chu)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)中的雜質(zhi)后到達精濾器(qi)，再(zai)次濾除(chu)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)中的細小雜質(zhi)、氣泡。然后進入(ru)(ru)由噴油(you)(you)(you)(you)(you)(you)泵、燃(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)軌或燃(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)集(ji)合管、噴油(you)(you)(you)(you)(you)(you)器(qi)及電子調(diao)速器(qi)構成的燃(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)噴射(she)系(xi)統。燃(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)被加壓、計量、定時和控制(zhi)，再(zai)經(jing)噴油(you)(you)(you)(you)(you)(you)嘴以霧化的柴(chai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)氣噴入(ru)(ru)氣缸。剩余的燃(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)則經(jing)溢流閥流回油(you)(you)(you)(you)(you)(you)箱。
燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)噴(pen)射系(xi)統(tong)最重要的(de)作(zuo)用(yong)是(shi)保證噴(pen)油(you)(you)(you)(you)器(qi)(qi)正時、定量(liang)地將(jiang)柴油(you)(you)(you)(you)霧化氣(qi)噴(pen)射到氣(qi)缸(gang)(gang)中。柴油(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)能否精(jing)確地調速(su)(su)(su)，燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)能否充(chong)分(fen)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)，整機(ji)(ji)效(xiao)率(lv)如何全(quan)靠它的(de)調控。所(suo)以(yi)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)噴(pen)射系(xi)統(tong)是(shi)柴油(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)的(de)控制(zhi)中心或心臟。以(yi)電(dian)子(zi)調速(su)(su)(su)器(qi)(qi)為核心的(de)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)噴(pen)射系(xi)統(tong)即(ji)電(dian)噴(pen)技術，其(qi)特(te)點是(shi)將(jiang)精(jing)濾以(yi)后的(de)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)經(jing)噴(pen)油(you)(you)(you)(you)泵(beng)加壓(ya)后送入(ru)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)集合管或燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)軌(gui)，而(er)所(suo)有(you)(you)氣(qi)缸(gang)(gang)的(de)噴(pen)油(you)(you)(you)(you)嘴(zui)均由它們統(tong)一供(gong)油(you)(you)(you)(you)，噴(pen)油(you)(you)(you)(you)器(qi)(qi)的(de)噴(pen)嘴(zui)是(shi)由電(dian)子(zi)調速(su)(su)(su)器(qi)(qi)控制(zhi)的(de)電(dian)磁(ci)閥(fa)。柴油(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)工作(zuo)時，燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)油(you)(you)(you)(you)溫、油(you)(you)(you)(you)壓(ya)、轉速(su)(su)(su)等(deng)實時參數，被電(dian)子(zi)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)采集并輸入(ru)電(dian)子(zi)調速(su)(su)(su)器(qi)(qi)進(jin)行(xing)分(fen)析處理(li)。然后它以(yi)最佳的(de)程(cheng)序控制(zhi)噴(pen)油(you)(you)(you)(you)泵(beng)轉速(su)(su)(su)以(yi)調節集合管或油(you)(you)(you)(you)軌(gui)內燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)的(de)壓(ya)力、供(gong)給(gei)量(liang)，同時以(yi)最佳的(de)時間(jian)開啟噴(pen)油(you)(you)(you)(you)器(qi)(qi)電(dian)磁(ci)閥(fa)，并控制(zhi)其(qi)霧化噴(pen)油(you)(you)(you)(you)量(liang)。從而(er)使燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)在氣(qi)缸(gang)(gang)內得以(yi)充(chong)分(fen)地燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)，發出(chu)最大(da)功率(lv)，并減少了排(pai)放氣(qi)體中有(you)(you)害物質的(de)含(han)量(liang)。
（2） 供氣機構
柴油(you)機(ji)(ji)(ji)的供氣(qi)機(ji)(ji)(ji)構有進氣(qi)和排氣(qi)兩個部(bu)分。柴油(you)機(ji)(ji)(ji)正(zheng)常工作(zuo)必須有充(chong)足的新鮮(xian)空氣(qi)（含氧量多）供給氣(qi)缸使燃油(you)充(chong)分燃燒(shao)(shao)。燃燒(shao)(shao)后氣(qi)缸內的廢氣(qi)必須及時(shi)排出機(ji)(ji)(ji)外(wai)，這也稱為(wei)柴油(you)機(ji)(ji)(ji)的呼吸(xi)。
柴油機輸(shu)出功率(lv)的(de)(de)大小，取(qu)決(jue)于(yu)進(jin)入氣(qi)(qi)(qi)缸的(de)(de)燃油霧氣(qi)(qi)(qi)和(he)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)數量及熱(re)能(neng)的(de)(de)有效利用率(lv)。因此增加進(jin)入氣(qi)(qi)(qi)缸的(de)(de)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)密(mi)度(du)(du)，就(jiu)會提(ti)高(gao)柴油機的(de)(de)輸(shu)出功率(lv)。然而，空(kong)氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)密(mi)度(du)(du)與壓力成正比，與溫度(du)(du)成反比。所(suo)(suo)以就(jiu)采用增加進(jin)氣(qi)(qi)(qi)壓力，降(jiang)低進(jin)氣(qi)(qi)(qi)溫度(du)(du)的(de)(de)辦法提(ti)高(gao)進(jin)氣(qi)(qi)(qi)密(mi)度(du)(du)。現代常用的(de)(de)增壓進(jin)氣(qi)(qi)(qi)機構如圖(tu)5所(suo)(suo)示。
空氣(qi)(qi)經(jing)過(guo)濾清器去除(chu)其中的(de)(de)(de)灰塵，然后經(jing)過(guo)利用排出(chu)廢氣(qi)(qi)推動(dong)的(de)(de)(de)渦(wo)輪增壓(ya)器被增壓(ya)，再通過(guo)冷(leng)卻器降溫(wen)，有一(yi)定壓(ya)力和被降溫(wen)的(de)(de)(de)新(xin)鮮空氣(qi)(qi)經(jing)過(guo)氣(qi)(qi)缸(gang)上蓋的(de)(de)(de)進氣(qi)(qi)門就可(ke)以(yi)更多地壓(ya)入(ru)氣(qi)(qi)缸(gang)。從而增加了進入(ru)氣(qi)(qi)缸(gang)內(nei)的(de)(de)(de)空氣(qi)(qi)密度（提高(gao)含氧量(liang)）。這樣可(ke)使柴油機的(de)(de)(de)輸出(chu)功(gong)率提高(gao)30%～100%以(yi)上。
柴油機的排(pai)氣(qi)(qi)機構是由(you)氣(qi)(qi)缸上蓋(gai)的排(pai)氣(qi)(qi)門開始(shi)的。燃燒后(hou)的廢氣(qi)(qi)從氣(qi)(qi)缸穿過排(pai)氣(qi)(qi)門沖出(chu)(chu)，其溫(wen)度(du)為500～600℃，利(li)用它的巨大能量(liang)推(tui)動渦輪增(zeng)壓器(qi)，既可(ke)對(dui)進(jin)氣(qi)(qi)加(jia)壓又可(ke)降(jiang)低廢氣(qi)(qi)的溫(wen)度(du)和壓力，可(ke)謂(wei)一舉兩得。剩余的廢氣(qi)(qi)經過消聲器(qi)排(pai)出(chu)(chu)。
（3）冷卻機構
氣(qi)(qi)缸工(gong)作過程中，其外壁溫(wen)度很高，活塞(sai)、氣(qi)(qi)缸蓋、氣(qi)(qi)門等部件(jian)長期處(chu)于高溫(wen)下連續工(gong)作，因此必須采(cai)取降溫(wen)措施(shi)。使其保(bao)持(chi)在65～85℃適(shi)宜溫(wen)度環境(jing)中。散熱降溫(wen)的方式通常有風冷(leng)和循環水冷(leng)。
風冷方(fang)式簡(jian)單，就是用風扇吹氣(qi)缸及周(zhou)圍(wei)部件達到散(san)熱降(jiang)溫的效果。適(shi)用于小型柴油機。
水(shui)(shui)冷方式較(jiao)復雜，如(ru)圖6所(suo)示(shi)，當柴油(you)(you)機工作時，循(xun)環(huan)水(shui)(shui)泵將散熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)箱(xiang)及管路內的冷卻(que)水(shui)(shui)流動(dong)起(qi)來(lai)，流動(dong)的水(shui)(shui)經過機油(you)(you)冷卻(que)器、氣(qi)(qi)缸外(wai)壁(bi)、上(shang)蓋等部(bu)位(wei)的管路將熱(re)(re)(re)量帶走。熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)流動(dong)到散熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)箱(xiang)時經過許多散熱(re)(re)(re)細管，這些(xie)細管后面(mian)是吹(chui)風(feng)扇，細管內的熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)被吹(chui)風(feng)降溫，然后又循(xun)環(huan)去(qu)降低氣(qi)(qi)缸的溫度。
（4）潤滑系統
柴油(you)(you)機工作過程中，各運動零(ling)件之間(jian)表面相互(hu)磨擦(ca)，產生(sheng)大量(liang)的損(sun)耗，降低整機的效率和使(shi)用期限。因此必須加以潤(run)滑(hua)，使(shi)其相對(dui)運動零(ling)件表面覆(fu)蓋一層潤(run)滑(hua)油(you)(you)（俗稱(cheng)機油(you)(you)）以減小磨擦(ca)損(sun)耗。
柴油機的一般潤滑油路如(ru)圖7所示。
機(ji)(ji)(ji)(ji)油(you)(you)儲存在柴油(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)底(di)部(bu)的(de)油(you)(you)底(di)殼(ke)內，既可散熱(re)，又可沉(chen)淀濾(lv)(lv)除一些鐵粉。機(ji)(ji)(ji)(ji)油(you)(you)泵可將(jiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)油(you)(you)抽(chou)出(chu)并且加壓，機(ji)(ji)(ji)(ji)油(you)(you)一部(bu)分經(jing)(jing)過離心式精濾(lv)(lv)器過濾(lv)(lv)后流(liu)回(hui)油(you)(you)底(di)殼(ke)，另一路(lu)被刮片式粗濾(lv)(lv)器過濾(lv)(lv)后進(jin)入機(ji)(ji)(ji)(ji)油(you)(you)冷卻(que)器降溫，然后經(jing)(jing)管路(lu)去(qu)潤滑曲軸、連桿、活塞(sai)、氣門機(ji)(ji)(ji)(ji)構等，剩余的(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)油(you)(you)再經(jing)(jing)管路(lu)流(liu)回(hui)油(you)(you)底(di)殼(ke)。
（5）啟動裝置
柴油機由靜止變為運轉必須依靠外力幫助(zhu)，所以啟動(dong)方式有人(ren)力啟動(dong)、電(dian)動(dong)機啟動(dong)、輔助(zhu)小汽油機啟動(dong)、壓縮(suo)空氣啟動(dong)等多(duo)種方式。
人力啟動(dong)(dong)(dong)常(chang)用于農業機(ji)械，例如手扶(fu)拖拉機(ji)。輔助小汽油(you)機(ji)啟動(dong)(dong)(dong)常(chang)用于大(da)型(xing)拖拉機(ji)、坦克等。壓縮(suo)空氣啟動(dong)(dong)(dong)方式常(chang)用于大(da)型(xing)柴(chai)油(you)機(ji)，用壓縮(suo)空氣驅動(dong)(dong)(dong)氣動(dong)(dong)(dong)馬達帶(dai)動(dong)(dong)(dong)曲(qu)軸轉動(dong)(dong)(dong)。
電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)啟動(dong)(dong)方式是常用的(de)，柴(chai)(chai)油(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)帶有蓄電(dian)(dian)(dian)池組（一般常用24V）供給(gei)啟動(dong)(dong)電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)工(gong)作。啟動(dong)(dong)電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)軸端裝有離合機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)構，它(ta)通過齒(chi)輪與(yu)(yu)柴(chai)(chai)油(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)曲(qu)軸飛(fei)輪的(de)外齒(chi)圈相嚙合。開機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)時(shi)，啟動(dong)(dong)電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)接通蓄電(dian)(dian)(dian)池而轉(zhuan)動(dong)(dong)。從而帶動(dong)(dong)柴(chai)(chai)油(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)曲(qu)軸旋(xuan)轉(zhuan)，當柴(chai)(chai)油(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)著火工(gong)作起(qi)來以后，啟動(dong)(dong)電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)離合機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)構自動(dong)(dong)與(yu)(yu)飛(fei)輪脫開，啟動(dong)(dong)電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)也停止工(gong)作。柴(chai)(chai)油(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)工(gong)作起(qi)來以后還(huan)附帶著小(xiao)發電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)給(gei)蓄電(dian)(dian)(dian)池充電(dian)(dian)(dian)。
2.4 柴油機總成
柴(chai)油(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)的(de)(de)機(ji)(ji)體(ti)(ti)(ti)即(ji)氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)體(ti)(ti)(ti)是整體(ti)(ti)(ti)鑄造而成的(de)(de)，上部是氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)，活塞(sai)就安裝在里面(mian)。下部是支撐(cheng)曲(qu)軸的(de)(de)曲(qu)軸箱，曲(qu)軸及連(lian)桿(gan)機(ji)(ji)構安裝于此。氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)底座（又稱油(you)(you)(you)(you)底殼）是可與(yu)氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)體(ti)(ti)(ti)分離的(de)(de)殼體(ti)(ti)(ti)，它的(de)(de)主要作(zuo)(zuo)(zuo)用是存(cun)儲潤滑油(you)(you)(you)(you)（俗稱機(ji)(ji)油(you)(you)(you)(you)）。氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)體(ti)(ti)(ti)上部連(lian)接的(de)(de)是氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)蓋，它的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用除了密封(feng)住氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)外，還安裝有進氣(qi)(qi)門、排氣(qi)(qi)門和(he)噴油(you)(you)(you)(you)嘴。燃(ran)油(you)(you)(you)(you)供(gong)給(gei)噴射(she)系統，供(gong)排氣(qi)(qi)機(ji)(ji)構、冷卻(que)機(ji)(ji)構、潤滑系統和(he)啟動裝置(zhi)，按它們適(shi)宜工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)的(de)(de)位置(zhi)被巧妙(miao)地設置(zhi)在氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)體(ti)(ti)(ti)周圍。為(wei)整機(ji)(ji)處(chu)于良好的(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)狀(zhuang)況提供(gong)了必(bi)要的(de)(de)保障(zhang)。從(cong)而使柴(chai)油(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)得(de)以將柴(chai)油(you)(you)(you)(you)霧氣(qi)(qi)燃(ran)燒產生(sheng)的(de)(de)熱能高效(xiao)地，可靠(kao)地轉(zhuan)化為(wei)曲(qu)軸旋轉(zhuan)的(de)(de)機(ji)(ji)械(xie)能。
圖8為柴油(you)機總體圖。
圖中：
010起重或裝卸(xie)用的(de)臨時支架
020傳動齒(chi)輪 030活塞曲軸連桿
040汽缸蓋(gai) 050閥門凸輪
070高壓(ya)油路(lu) 080低壓(ya)油路(lu)
100渦輪增壓機 110冷卻(que)水循環管
120空氣濾清器及進(jin)氣管(guan) 140排煙管(guan)
170啟動電(dian)機 180潤滑油冷卻器
200冷卻器(qi) 220增壓空氣(qi)冷卻循(xun)環管(guan)
230機(ji)組支撐(cheng)固定 250強(qiang)制(zhi)或(huo)自(zi)動(dong)停車(che)控制(zhi)
500電子調速器
這是一(yi)臺實體柴(chai)油機的剖視圖(tu)。
（1） 柴油機的基本結構
①010是(shi)柴油(you)機的(de)氣(qi)缸體(ti)，上面有裝(zhuang)卸用的(de)臨時安裝(zhuang)的(de)支(zhi)架(jia)。它的(de)下面就是(shi)氣(qi)缸體(ti)的(de)底座，用來裝(zhuang)潤滑油(you)，所以也稱(cheng)油(you)底殼。此機每邊有8個(ge)氣(qi)缸，共16缸，呈V型排(pai)列。
②工作(zuo)部分：020傳動(dong)齒(chi)輪帶動(dong)050凸輪連桿(gan)(gan)驅(qu)動(dong)閥(fa)門、進、排氣門動(dong)作(zuo)。040氣缸上蓋有噴油嘴和進、排氣門。030是(shi)活(huo)塞和連桿(gan)(gan)與(yu)曲軸的傳動(dong)連接。250為強(qiang)制或自動(dong)停車(che)控制裝置。
（2）工作保障系統
①燃(ran)(ran)油(you)供給系統：080是燃(ran)(ran)油(you)供給系統的低壓油(you)路(lu)[燃(ran)(ran)油(you)箱(xiang)、輸油(you)泵(beng)、燃(ran)(ran)油(you)濾清器(qi)（粗濾和細濾）]和070高壓油(you)路(lu)（噴油(you)泵(beng)、燃(ran)(ran)油(you)集合管(guan)或燃(ran)(ran)油(you)軌及(ji)電(dian)控噴油(you)器(qi)）。500電(dian)子調(diao)(diao)速(su)器(qi)是重要的智能調(diao)(diao)控部(bu)件。有了它(ta)，柴(chai)油(you)機不(bu)僅在節油(you)減(jian)排方面表現突出，而且具有優良的調(diao)(diao)速(su)性能。
②供氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)機(ji)構：新鮮空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)從(cong)120空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)濾清器(qi)及進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)管被吸入(ru)，經100渦(wo)輪增(zeng)(zeng)壓機(ji)加壓后，再去(qu)由200冷卻(que)器(qi)和220增(zeng)(zeng)壓空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)冷卻(que)循環管組成的中間冷卻(que)系統降溫，然后進(jin)入(ru)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)缸。這可將柴油機(ji)的輸出功率提(ti)高(gao)30%～100%以上。廢氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)由140排煙管排出。
③冷(leng)(leng)卻(que)(que)機構：由110冷(leng)(leng)卻(que)(que)水(shui)(shui)循環(huan)管(guan)、180潤滑(hua)油(you)冷(leng)(leng)卻(que)(que)器、200冷(leng)(leng)卻(que)(que)器、220增壓(ya)空氣冷(leng)(leng)卻(que)(que)循環(huan)管(guan)連通而(er)成(cheng)。它(ta)們和柴油(you)機前面的(de)散(san)熱水(shui)(shui)箱、水(shui)(shui)泵組成(cheng)冷(leng)(leng)卻(que)(que)液的(de)循環(huan)系統。
④柴油(you)機最(zui)下面(mian)的長方形(xing)的油(you)箱(xiang)（也(ye)稱油(you)底(di)殼(ke)）與氣缸(gang)體(ti)相連，里面(mian)裝滿潤滑(hua)油(you)（俗稱機油(you)），機油(you)泵(beng)抽出的潤滑(hua)油(you)經過粗濾后進(jin)入180潤滑(hua)油(you)冷(leng)卻器降(jiang)溫，然后進(jin)入各潤滑(hua)部件。
⑤170是(shi)啟動(dong)電(dian)機(ji)，它(ta)帶動(dong)曲軸飛輪轉動(dong)來啟動(dong)柴油機(ji)。
2.5 常(chang)用柴油機的性能(neng)參(can)數
有(you)效功(gong)率Ne：指柴油發動機曲軸輸出(chu)的功(gong)率，用(yong)W或kW作計量單位。
有效(xiao)燃(ran)料消耗率ge：簡稱有效(xiao)油耗率。表示柴油機在(zai)1h內發出每千瓦有效(xiao)功率所消耗的(de)燃(ran)油量，用g/kW.h單位(wei)計量。柴油機一般為：220～285g/kW.h.
機械(xie)效率(lv)(lv) m：指明單位工作時間內(nei)，柴(chai)油在(zai)氣(qi)缸內(nei)燃燒產生的能量對活(huo)塞(sai)做的有(you)用功，有(you)多少轉換為(wei)曲軸輸出(chu)的有(you)效功率(lv)(lv)。柴(chai)油機的機械(xie)效率(lv)(lv) m一般在(zai)70%～85%之間。
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