康明斯动力设备（深圳）有限公司

一、柴油机各部件的名称

      初一看，柴油机确实很复杂，但它并不很复杂。首先康明斯公司教大家通过本文充分认识一下柴油机各部件叫什么名称，这样就比较容易学习后面几章有关柴油机的技术。为了大家更好地了解柴油机，康明斯柴油发动机结构使用三维图（见图1、图2），就是把柴油机用“手术刀”切开，看一看柴油机里面是什么样。

      总结为一句话：“两大机构四大系统”。即：

（1）机体及曲柄连杆机构（如图3所示）：传动机构、汽缸套、机体、活塞连杆、汽缸盖、汽缸盖出水管、飞轮、安装支架、加油及通气盖、盘形组合式曲轴。

（2）配气机构：气门组、气门传动组。

（3）燃油系统：

① 直喷燃油系统组成：喷油器、柴油滤清器、进气管、调速操纵手柄、燃油滤清器、转速表、喷油泵调速器总成。

② 电控燃油系统组成（如图4所示）：燃油箱、低压燃油管、输油泵、燃油滤清器、喷油泵(转子分配泵，,装有喷油提前调节器和起动加浓装置等)、高压油管和喷油器等。

（4）冷却系统：皮带盘、节温器体、水泵、散热水箱、机油冷却器。

（5）润滑系统：机油标尺、机油泵、油底壳、机油压力传感器。

（6）起动充电系统：硅整流充电发电机、启动马达、控制器、蓄电池。

二、柴油机各部件的功能

      为了理解柴油发电机的原理，必须了解一下具体部件及其功能。它们包括汽缸体、汽缸、活塞、连杆和曲轴、汽缸盖、燃烧室、气门、凸轮轴、飞轮、进气歧管、排气歧管，以及喷油器的燃油系统。

1．汽缸体

      汽缸体被认为是发动机的基础（见图5-1）。汽缸体通常由铸铁或铝制成。所有发动机内的其他部件都连接到汽缸体上。汽缸体有几条内部通道，以使冷却液沿缸体循环。缸体上发生燃烧的地方还有几个大的机加工孔。

2．汽缸盖

      汽缸盖是安装在汽缸体顶部的部件（见图5-2），它通常覆盖住使空气和燃油进入汽缸的气道和气门。火花塞也装到汽缸盖上，汽缸盖由铸铁或铝制成，拧到缸体上时，对汽缸体形成密封，这样就可以控制汽缸内空气和燃油的进出。

4．汽缸

      汽缸是汽缸体内的机加工孔，这些孔用于燃烧。孔的数目即给出了发动机上汽缸的数目。例如，在小型柴油发电机上，有一个汽缸。发电机组通常使用4个、6个或8个汽缸。在某些重型设备上使用的发动机最多可有24个汽缸。汽缸只是一个空间，由缸筒、活塞、缸盖及气门组成的一个密闭空间。

5．活塞

      图6是柴油机气缸内部零件组成。其中，活塞是汽缸内上下滑动的圆柱形物体。每个汽缸有一个活塞。活塞用可以承受高温的轻质材料，如高质量铝制成。当燃油和空气点火在活塞上引起膨胀时，这种膨胀推动活塞向下运动，将燃油内的能量转换成机械能（活塞向下移动）。活塞在靠近顶部的地方必须还有几个密封环或活塞环，以阻止燃烧气体从它的侧面通过活塞。

6．燃烧室

      燃烧室是汽缸内发生燃烧的地方，装上汽缸盖时，汽缸盖和汽缸体内形成的区域称为燃烧室。在某些发动机上，燃烧室位于汽缸盖内。其他发动机的燃烧室在活塞顶部，这适用于大部分柴油发动机。

7．气门

      气门位置如图7所示。气门装在汽缸盖内部，允许空气和燃油进入，以及燃烧气体离开燃烧区域。气门设计为关闭时进气道严格密封，并必须能够在适当的时间打开。这些气门用弹簧打开，进气门允许燃油和空气进入汽缸，排气门允许燃烧过的气体排出汽缸。

8．气门和汽缸盖的排列

      在过去，发动机内每个汽缸有两个气门，一个排气门，一个进气门。现在，有些发动机上，每个汽缸用两个或三个气门。如果一台发动机的每个汽缸有三个气门，共四个汽缸，则被称为12气门发动机；如果一台发动机的每个汽缸有四个气门，共四个汽缸，则被称为16气门发动机。有许多种排列方式，目前常用的有三种：

（1）12气门发动机通常有四个汽缸，每个汽缸有三个气门，它们称为三气门发动机。一般来说，每个汽缸有两个进气门和一个排气门。两个气门用于进气，这样可以使更多的空气和燃油进入汽缸，只需要一个排气门是因为一些空气燃油混合气的能量已经被活塞消耗。根据厂商不同，也可能采用其他三气门排列。每个汽缸有两个气门的直列六缸发动机也称为12气门发动机。

（2）16气门发动机有四个汽缸，每个汽缸有四个气门，它们称为四气门发动机。一般来说，每个汽缸有两个进气门和两个排气门。采用这么多气门的目的是为了使更多的空气和燃油进入小尺寸的发动机，以便产生更大的动力。每个汽缸有两个气门的V8发动机也称为16气门发动机。

（3）24气门发动机有六个汽缸，每个汽缸有2个进气门和2个排气门。

      在发动机中使用较多的气门有两个原因。一个是使更多的空气和燃油进入发动机；另一个方法可以是制造较大的气门，但是如果只是简单地增大气门，会增加重量并且不能快速移动。在那种情况下，发动机不能以高转速运转，功率会因此而下降。使用几个较小的气门可允许相同量的空气和燃油进入和排出。并且较小的气门不会像较大的气门那样限制转速。

9．凸轮轴

      凸轮轴用来在正确的时间打开气门。凸轮凸部或稍微凸起的区域，装在凸轮轴上，以打开气门，这样空气和燃油就能进入汽缸。气门随后由各个气门上的弹簧关闭。凸轮轴由曲轴通过齿轮箱齿轮或齿链驱动，如图1-16所示。凸轮轴必须相对曲轴调节正时，以在活塞各个位置使气门在正确的时间打开和关闭。对于每个必须打开和关闭的气门，都有一个凸轮放在凸轮轴上。凸轮轴也可以直接放在或装在汽缸盖顶部，这种设计称为顶置凸轮轴（OHC）。

      顶置凸轮轴有以下几个优点：

① 更少的移动部件；

② 更精确的气门操作；

③ 较高的转速范围；

④ 较小的摩擦功率。

      通常只有一个单顶置凸轮轴用于每个气缸列。这种排列称为SOHC（单顶置凸轮轴）发动机。当每个汽缸使用更多气门（三个或四个）时，则需要两个凸轮轴。这种排列称为DOHC（双顶置凸轮轴）发动机。

10．飞轮

      飞轮位于曲轴的驱动端，起到一个重块的作用，使曲轴在动力施加到活塞上时保持转动。飞轮通常是很重的，以消除任何动力脉冲产生的间歇运动。其位置如图8所示

11．连杆和曲轴

      活塞底部连有连杆（见图5），它用于将活塞连到曲轴上。曲轴用来将活塞和连杆的往复运动转换成旋转运动，旋转运动作为发动机的输出动力。活塞连杆组和曲柄连杆组件如图6所示。