康明斯动力（深圳）有限公司

 

摘要：发动机（Engine）是一种将其他形式的能转化为机械能的机器，包括外燃机（斯特林发动机、蒸汽机等）、内燃机（汽油发动机、柴油发动机等、燃气机）等。内燃机通常是把化学能转化为机械能。发动机既适用于动力发生装置，也包括动力装置的整个机器（如：汽油发动机、航空发动机）。发动机在英国诞生其概念源于英语，本义是指那种“产生动力的机械装置”。

 

一、发动机

 

发动机的产生和发展主要经历三个发展阶段：蒸汽机、外燃机和内燃机。燃料燃烧部位的不同是内燃机与外燃机的最大区别。

外燃机是指其燃料在发动机的外部燃烧，再将热能转变成机械能的机器。在1816年，苏格兰的R.斯特林发明了外燃机，故又称斯特林发动机。发动机将燃烧产生的热能转化成动能，瓦特改良的蒸汽机就是一种典型的外燃机，当大量的煤燃烧产生热能把水加热成大量的水蒸汽时，产生了高压推动机械做功，完成了热能向机械能的转变。

内燃机是指其燃料在发动机的气缸内部燃烧，再将热能转变成机械能的机器。其种类十分繁多，常见典型的内燃机有汽油机、柴油机。不常见的内燃机有火箭发动机和飞机装配的喷气式发动机。由于动力输出方式不同，前两种和后两种存在着很大差异。一般地，前者多应用于地面，后者多应用于空中。当然有些汽车制造者出于创造世界汽车车速新纪录的目的，也在汽车上装用过喷气式发动机，但因其特殊性不适合批量生产。

 

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二、柴油机

 

柴油机是以柴油为燃料。属于压缩点燃式发动机，柴油机在工作时，新鲜空气被吸入柴油机气缸内，因活塞的运动而受到高强度的压缩，高温达到500～700℃。燃油在高压油泵的作用下以雾状喷入高温空气中，与高温空气形成可燃混合气，自动着火燃烧。燃烧中释放的巨大能量作用在活塞顶面上，推动活塞并通过连杆和曲轴转换为旋转的机械能。

在1897年法国出生的德裔工程师狄塞尔，成功研制实用的四冲程柴油机。因较高的热效率而引起人们的重视。刚开始柴油机采用空气喷射燃料，附属装置庞大笨重，只适合固定作业。20世纪初，开始在船舶上应用，1905年制成第一台二冲程船用柴油机。因其发明者是狄塞尔，故被称为狄塞尔引擎。.

在1922年德国的博施发明机械喷射装置，逐渐替代了空气喷射。20世纪20年代后期出现了高速柴油机，并开始用于汽车。到了50年代，一些结构性能更加完善的新型系列化、通用化的柴油机发展起来，柴油机进入了专业化大量生产阶段。特别是废气涡轮增压技术的出现，使柴油机成为现代动力机械中最重要的部分。

1、柴油机的分类

1）按工作循环可分为二冲程和四冲程柴油机；

2）按冷却方式可分为风冷式和水冷式柴油机；

3）按进气方式可分为自然吸气式和涡轮增压式柴油机；

4）按转速可分为低速（小于350r/min）、中速（350～1000r/min）和高速（大于1000r/min）柴油机；

5）按燃烧室形状可分为直接喷射式、涡流室式和预燃室式柴油机；

6）按气体压力作用方式可分为单作用式、双作用式和对置活塞式柴油机等；

7）按气缸数目可分为多缸和单缸柴油机；

8）按用途可分为汽车用柴油机、机车柴油机、船用柴油机、发电柴油机、工程机械用柴油机和农用柴油机等。

柴油是柴油机主要燃料，通常轻柴油用于高速柴油机；中、低速柴油机用轻柴油或重柴油。柴油机用喷油泵和喷油器将高压燃油以雾状喷入气缸，与空气混合燃烧。因此，柴油机可用挥发性较差的重质燃料或劣质燃料，如原油和渣油等。

在燃用原油和渣油时，须过滤杂质和水分，还需对供油系统进行预热保温，降低燃油粘度，以便输送和喷射。如果柴油机设计合适的燃烧室也可燃用乙醇、甲醇和汽油等轻质燃料。可加入添加剂提高十六烷值改善轻质燃料的着火性能，或与柴油混合使用。一些气体燃料，如天然气、液化石油气、沼气和发生炉煤气等也可作为柴油机的燃料，但这时通常以气体燃料为主，以少量柴油引燃，这种发动机称为双燃料内燃机。

2、柴油机的基本结构

柴油机是一种最常用内燃机，是柴油发电机组的动力源，它是一种将柴油喷射到气缸内与高压空气混合，燃烧释放出热量转变为机械能的热力发动机。柴油机功能划分的结构组成部分如下：

1）曲柄连杆机构与机体组件：

曲柄连杆机构是将热能转换为机械能的主要部件。它包括曲轴箱、气缸体、气缸盖、活塞、活塞销、连杆、曲轴和飞轮等。

2）燃油系统：

将燃油源源不断地供到燃烧室，确保柴油机能量的持续供应。它包括柴油箱、输油泵、输油循环管道、燃油滤清器、喷油泵和喷油嘴等零部件。

3）配气机构：

配气机构保证了燃烧室定期吸入新鲜空气、排出燃烧后的废气。主要由进气门、排气门、凸轮轴及驱动零件等组成。

4）冷却系统：

冷却系统由水泵、散热器、恒温器、风扇和水套等部件组成。

5）润滑系统：

润滑系统包括润滑油泵、润滑油滤清器和润滑管道等。

6）启动系统：

柴油机的启动一般为电动马达的启动方式。根据使用环境的不同，还有气动马达及液压马达等启动方式。

 

柴油发动机实物结构图

 

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