柴油机
第一章 柴油机基础知识
第一节 工作原理
发动机的运动规律活塞在圆筒形气缸内作上下往复运动，它与气缸，气缸盖共同组成一个可以变化的密闭空间。活塞通过连杆与曲轴相连（图1）。活塞向下运动时，可以推动曲轴旋转，反之，转动般轴也能使活塞上下运动。
- 上止点活塞运动到最上的位置吗上止点（或上死点〉。
- 下正点活塞运动到最下的位置叫下止点（或下死点）。
- 活塞行程上下止点之间的距离称由活塞行程。
- 燃烧室容积活塞在上止点时，活塞顶以上的气缸容积称为燃烧室容积。
- 气缸总容积 活塞在下止点时，活塞顶以上的气缸容积，称为气缸总容积。
- 压缩比气缸总容积与燃烧室容积的比。
压缩比表示气体在气缸中被压缩而程度，压缩比愈大，气体在气缸中被压缩得就愈厉害。柴油机的压缩比一般为16 — 20,汽油机的压缩比一般为5 — 9。
单缸四行程柴油机的工作过程：
进气阶段：在此阶段，发动机汽缸内填充的是纯净的空气。由于柴油机进气系统的阻力相对较小，进气终点时压力会维持在0.85至0.95倍的大气压力，比汽油机更高。而进气终点时的温度则大约在300至340K之间，比汽油机略低。（进气行程是第一个行程，曲轴转了第一个半圈180°）
压缩阶段: 由于压缩的是纯空气，柴油机的压缩比通常会比汽油机更高，通常介于16至22之间。压缩完成后，汽缸内的压力会达到3,000至5,000kPa，温度也会升至750至1,000K，这远高于柴油的自燃温度（大约520K）。为了保证柴油在喷入气缸后能自动着火燃烧，所以压缩终了时的空气温度必须超过柴油的自燃温度（柴油的自燃点约300—355℃）。（压缩行程是第二个行程，曲轴转了第二个半圈（180°—360°））
做功阶段: 当压缩阶段即将结束时，在高压油泵的作用下，柴油以大约10MPa的高压通过喷油器喷入汽缸燃烧室。在短时间内与空气混合后，柴油便自行燃烧。此时，汽缸内气体的压力迅速攀升，最高可达到5,000至9,000kPa，温度也可升至1,800至2,000K。由于柴油机是依赖压缩过程自行点火燃烧的，因此也被称作压燃式发动机。（工作行程是第三个行程，曲轴转了第三个半圈（360°—540°））
排气阶段: 压缩行程接近终了，活塞将到上止点时，柴油在120—170公斤/厘米²压力作用下成细雾状喷入燃烧室，与高温空气混合后便自行着火燃烧，此时进」排气门仍都关闭，燃烧后的气体压力增大到60—80公斤/厘米²，温度达到1700—2000℃。高温高压气体推动活塞从上止点向下止点运动，使曲锚旋转。活塞到达下止点时，工作行程结束。（排气行程是第四个行程，曲轴转了第四个半圈(540° —720°)）
柴油机每完成进气、压缩、做功、排气四个行程叫做一个工作循环。排气行程结束后，活塞再次从上止点向下止点运动，下一次进气又开始，进入第二个工作循环，柴油机就是这样循环连续不断地进行工作的活塞经过四个行程完成一个工作循环的柴油机称为四行程柴油机。
值得注意的是，单缸发动机的转速不均匀，导致工作不够平稳，振动较大。这是因为四个冲程中仅有一个冲程是实际做功的，其余三个冲程均为做功准备阶段。为了改善这一状况，飞轮需要具有足够大的转动惯量，这也会增加整个发动机的质量和尺寸。而采用多缸发动机，如四缸、六缸和八缸发动机，则能有效弥补这些不足，
第二节 柴油机对柴油的要求
柴油在柴油机汽缸中燃烧产生的热能转变为机械能，是一个比较复杂的过程。了解柴油在柴油机汽缸中的燃烧过程，从中便可以看出对燃料系统和柴油性质有什么要求。
一、柴油在柴油机中的燃烧过程
柴油机的作功冲程也就是柴油的燃烧过程，这个过程非常短促，高速柴油机只有 0.003 - 0.006 秒。 整个过程是一个连续而又复杂的雾化、蒸发、混合和氧化燃烧过程，具体来说，可分为滞燃期（或诱导期）、速燃期（或压力急升期）和慢燃期三个阶段。
（1）滞燃期
所谓的滞燃期是指从柴油喷入汽缸到开始着火的时期，参见图1 - 4中的“t” , 即燃烧的准备阶段。柴油喷入汽缸后即迅速雾化、蒸发，并与高温空气组合成混合气体，进行燃烧前的氧化反应。 柴油与氧产生活性较大的过氧化物，过氧化物达到一定浓度便自燃着火。滞燃期虽很短促，但它的时间长短对发动机的 工作有很大影响。滞燃期长，喷入的柴油就多，自行发火后，大量的柴油在汽缸内同时燃烧，汽缸内压力、温度急剧升高，会使柴油机运转不平稳。如果柴油机汽缸的压缩比高，柴油的自行发火性能好，即可缩短滞燃期。
（2）速燃期
气体着火后，燃烧急速进行的时期称为速燃期，见图1 - 4中的“2”。在速燃期内，气体着火燃烧，温度、压力上升很快。如果燃烧正常，曲轴每转一度，压力上升 0.3 ~ 0.6MPa, 则发动机（即柴油机）工作平稳；如果压力上升过快，超出上述范围，就会出现工作不稳定现象。速燃期中压力上升的速度与滞燃期有关，滞燃期长，着火前喷入的柴油积累过多，则温度、压力上升过快，工作不稳定。
（3）慢燃期
这个阶段的特点是燃烧室内温度很高，柴油喷入后立即着火。在慢燃期中，压力上升的速度与喷人柴油数量有关。一定时间内喷入的柴油愈多，压力上升则愈快，柴油机输出的功率就 大；喷入的柴油少，柴油机所输出的功率就小。也就是说，这一阶段的燃烧是可以控制的。在这一阶段中，烧掉的燃料为全部燃料的 40 - 60%。
除了上述的三个阶段外，还有“后燃＂。后燃，是停止喷油后在膨胀过程中的燃烧。后燃严重时，会产生排气冒黑烟、排气温度升高、功率下降等现象。柴油机转速越高，柴油雾化、蒸发、混合、氧化的时间越短，也就愈不易在膨胀过程前燃烧完。因此，一般都存在后燃。高速强载柴油机，由于燃烧时间短促和过量空气少，后燃更加严重。后燃严重时，在压力上升速度不致过高的条件下，可以适当提前整个供油时间。
二、柴油机燃料系统及其供油
按照燃烧过程的特点，定时、定量地供给柴油，保证燃烧正常和完全，是柴油机燃料系统的根本任务。
柴油从油箱吸出，经过粗滤清器过滤后，用低压油泵泵人细滤清器，再经高压油泵（喷油泵）、喷油器喷人燃烧室。
为使柴油在短时间内迅速雾化、蒸发，保证燃烧正常，充分发挥柴油机的技术性能，燃料系统供油必须满足以下要求：
（一）定时
保证按时将供给每个循环的柴油在规定的曲轴转角内喷入 汽缸。
（二）定量
准确供给、并随负荷的变化自动调节供油量。多缸柴油机各缸的供油量要均衡。
（三）定质
喷入的柴油雾化良好，要有适当的细度和均匀度。
为了满足以上要求，除由滤清器除去机械杂质外，主要由高压油泵和喷油器来实现。柴油机的高压油泵是个很精密的柱塞泵，为了保证柴油雾化良好，具有适当的细度和均匀度，泵油压力必须很高。通常油压高达 10 ~ 50MPa, 有的高达100MPa。为了防止因柴油在高压下渗漏而造成油压降低，高压油泵的构造应非常精密，如柱塞与泵筒之间间隙在 0 .0025mm 以下。
为了使柴油雾化良好，喷油器的构造也要求非常精密，如闭式喷油器，喷针与喷嘴之间的配合间隙仅约 0. 003 ~ 0.005mm。
喷孔直径一般也只有 0.25 ~ 0.35 mm。
三、柴油机对柴油品质的基本要求
柴油机燃料系统中精密的供油配件，复杂的燃烧过程，对柴油提出了如下要求：
（1） 凝点和浊点要低，粘度 要适中，以保证不询断地供油和雾化良好。
（2） 燃烧性能即发火性要好。保证在柴油机中能迅速自行
发火，燃烧完全、稳定，不产生工作不稳定现象；排气无黑烟，耗油量低。总之，柴油必须具有适当的十六烷值和蒸发性。
柴油发火性的好坏用十六烷值来表示。十六烷值是在规定的单缸柴油机（十六烷值机）中测定的，是柴油的重要使用指标。
十六烷值是指在柴油发火性能相同的标准燃料中，所含十六烷体积的百分数。标准燃料是用不同体积的正十六烷和 a-甲基荼混合而成的。根据试验，正十六烷的发火性很好，规定它的十六烷值为100;a-甲基荼，的发火性很差，规定它的 十六烷值为 0。把正十六烷和a-甲基荼按不同体积配成不同的标准燃料，如果某一标准燃料是由 46%的正十六烷和 54%的 a - 甲基莱组成，它的十六烷值则为46。当我们要知道某一柴油的十六烷值时，就拿它和标准燃料在十六烷值机中进行试验比较。例如，某一柴油的发火性恰好与含有46%的正十六烧和54% a-甲基禁的标准燃料相同，则该柴油的十六烷值为46。
十六烷值只表明某一柴油的发火性与标准燃料相同与否，而并非说它含有那么多的十六烷。比如乙醚的十六烷值是 53, 但它井不含十六烷。
柴油十六烷值的高低，与其烃类组成有关。一般正构烷烃的十六烷值较高，异构烷烃和环烷烃次之，芳香烃最低，其原因是因为不同烃类的自燃点不同。在没有任何火源下自行发火燃烧的温度称自燃点。含烷烃多的柴油自燃点低，喷入汽缸后较易自燃，滞燃期较短，十六烷值也就较高。反之，含芳香烃多的柴油因自燃点较高，喷入汽缸后需在较高的温度下才能自燃，滞燃期较长，所以十六烷值较低。十六烷值高的柴油，因自燃点低，在汽缸内温度较低的情况下也能发火自燃，所以启动性能也较好。据试验，使用十六烷值为 53 的柴油，柴油 机在 3 秒钟内即可启动，而十六烷值为 38 的柴油却要 45 秒钟才能启动。但是，十六烷值也不可过高。当柴油十六烷值为 50 以上时，再继续增加，滞燃期的缩短有限，减少压力升高速度的作用有限。当十六烷值高于 60 ~ 75 时 ，还会因喷入的柴油裂化较快，形成大量的游离碳，若来不及烧尽，就会在排气时冒黑烟，从而增大耗油量，降低柴油机功率。
柴油机选用柴油的十六烷值时，一般取决于柴油机的转速。转速高的柴油机，燃烧时间短，要求柴油具有高的十六烷值。转速在 1000r/m(转／分）以下的柴油机，一般要求十六烷值约为3540；1000 1500r/m(转／分）的，一般要求约为 40 ~ 45； 高于1500r/m(转／分）的，则要求约为 45 ~ 60。
（3）在燃烧过程中，不在喷嘴上生成积炭堵塞喷孔。
（4）柴油本身及燃烧后的产物，都不腐蚀柴油机零件。
（5）不含机械杂质，以免加速高压油泵和喷油器磨损，降低精密度或堵塞喷油器。不含水分，以免造成柴油机运转不稳定和在低温下结冰。
（6）为保证贮运和使用安全，柴油应达到一定的闪点。
四、柴油的供油和雾化性能
在柴油机中，柴油必须在各种条件下不间断地供油和雾化良好，才能给正常燃烧提供良好的条件。与供油、雾化有密切关系的柴油性质是馏程、浊点、凝点、冷滤点和粘度等。
（一）馏程
馏分组成。喷入柴油机汽缸中的柴油，首先要蒸发并与空气形成混合气，才能发火和燃烧。当条件（雾化程度、汽缸温度等）相同时，混合气形成的速度决定于柴油的蒸发性，亦即与其馏分组成有关。柴油的馏分轻，则蒸发快，能在短时问内与空气混合均匀，燃烧速度就能加快，这与高速柴油机关系很大。柴油的蒸发性能也直接影响柴油机的启动性能，表1 - 1 列出柴油50%馏出温度同发动机启动时间的关系。50%馏出温度愈低，柴油机就愈易启动。
柴油馏分过轻对燃烧也是不利的。因为馏分过轻的柴油，十六烷值低，滞燃期长，而且易蒸发，使喷入的柴油全部参加燃烧，造成汽缸内压力迅速增高，易于产生工作不稳定现象。
（二）浊点和凝点
柴油的浊点，是指当柴油冷却时，由于其中的冰粒或蜡析出而使柴油开始呈现混浊时的温度。如果继续冷却，在实验条件下，柴油开始失去流动性时的温度叫作凝点。
柴油的浊点和凝点，是柴油机供油系统能否顺利供油的重要 指标。高的浊点和凝点，对正常供油特别是在低温下的供油有很 大的影响。柴油在低温下析出的冰粒或蜡，不仅使流动降低，而 且会堵塞过滤器，使供油量减少，严重时还会中断供油。因此，浊点是柴油在柴油机中低温下使用时影响供油的重要指标。
柴油在浊点以下继续冷却到达凝点时，便难以在燃料系统中顺利流动，供油可能完全中断，从而使柴油机完全停止工作。因此，选用柴油的凝点，应比地区当时的最低气温低 5’C以上。
由于浊点、凝点是柴油的重要使用指标，所以国产柴油的牌号是根据凝点高低来划分的。10号、0号、-10 号、-20 号、35 号是轻柴油的凝点，分别 规定凝点不高于 10℃、0℃、-10℃、-20℃、-35℃的柴油。
（三）柴油冷滤点
柴油冷滤点，是指在测定条件下，当测试油通过过滤器每分钟不足 20mL 时的最高温度。
柴油冷滤点测定(SY2413-81), 将测试油在规定条件下冷却，在1961Pa( 约 200mm 水柱压力）下进行抽吸，使测试油通过一个 363 目／英寸的过滤器。当待测试油冷却到每分钟通过过滤器不足 20mL 时的最高温度，则为待测试油的冷滤点。该法对加有低温流动改进剂和未加改进剂的柴油均适用。由于冷滤点测定的条件近似于使用条件，所以可以用来粗略地判断柴油可能使用的最低温度。冷滤点高低，与柴油的低温粘度和含蜡量有关。如柴油在低温下粘度变得过大或出现的蜡多，则该柴油的冷滤点高。
（四）粘度
粘度是液体流动时内部分子间产生的摩擦。粘度大小，说明液体流动的难易程度。容易流动的液体粘度小；不易流动的液体粘度大。
柴油的粘度，对它在柴油机中供油量的大小及雾化的好坏有密切关系。柴油的粘度应适当，过大或过小都会对柴油机的工作造成不利的影响。
1,对供油的影响
如果柴油的粘度过大，则通过过滤器和流动时的阻力增大， 从而会使泵油量减少。同时，粘度随温度变化而变化。温度升 高，粘度变小；温度降低，粘度变大。柴油的粘度在 0℃C以上变化较小，在0℃以下变化较大。粘度过大的柴油在冬季会变得更大，必将造成供油困难。反之，粘度过小，虽然易千流动和过滤，但也容易从高压油泵的柱塞与泵筒之间的间隙中漏出，因而会使喷人汽缸的柴油减少，造成发动机的功率下降。
2,对雾化的影响
柴油的雾化过程是；柴油经喷孔以高速喷入汽缸，由于汽缸 内压缩空气的阻力和柴油流经喷孔时油柱内部的扰动作用，喷人的柴油被分散成细小的油滴，并在汽缸内散布开来，形成了一 团由无数细粒组成，外形与火矩相似的油雾。雾化，要求油雾细、分布均匀、形状应与燃烧室的形状相适应。这样，油雾的蒸发面积才大，形成混合气体也才能迅 速、均匀。柴油雾化的好坏对燃烧有很大影响。雾化好，既能缩短滞燃期，也容易燃烧完全；反之，会使后燃严重，甚至发生排气冒黑烟的现象。
柴油粘度增大，分子间的相互作用力也增加。这种作用力有阻止油柱分散的作用。因此，柴油喷出的油滴直径大，喷出的油流射程较远，圆锥角小。油滴直径大，使油滴数豐少和有效蒸发面积小，蒸发速度减慢，混合气体不均匀，燃烧不完全，燃料消耗量增大。
柴油的粘度过小，喷出的油流射程太近，圆锥角大，与燃烧 室形状不适应，也使混合气体的组成不均匀，造成燃烧不良的现 象总之粘度过高过低，都对雾化产生不利的影响，因此，柴油的粘度应在一定范围内。一般冬季用的轻柴油粘度应较小。
柴油的粘度常用运动粘度表示，单位是厘斯。
五、柴油的其它指标
柴油的其它指标有硫含量、酸度、机械杂质、水分、闪点。这 些，对于衣机手也应该有所了解。
（一）硫含量
柴油中硫含量过大时，对柴油机具有极大的危害，直接关系到发动机的使用寿命，这主要表现在以下几个方面：
1，增大燃烧物的腐蚀性
含硫柴油的燃烧产物中有二氧化硫、三氧化硫会对柴油机的排气系统造成气相腐蚀。排气温度愈高，腐蚀愈严重。当汽缸壁的温度低于它们的凝点时，就会凝结生成亚硫酸和硫酸附在汽缸等部位上，对金属产生强烈的液相腐蚀。特别对汽缸上部尤为严重。
2，加速润滑油的变质
柴油机润滑油中加有清净分散剂，这种添加剂多呈碱性反应。如果柴油中硫含量过大，燃烧产物中的酸性物质也增多，在 中和作用下会使添加剂中的碱性成分损耗加快，甚至可能使润滑油呈酸性反应，从而增大润滑油的腐蚀性。
3，使积炭变硬，增大磨损
硫的燃烧物（特别是 SO2) 能使碳氢化合物加速聚合，有促使生成积炭的作用，造成汽缸中的积炭既多又硬。当柴油的硫含量从0.1%增至 1.5%时，积炭密度则增加 15 倍。这些积炭附在汽缸壁上成为磨料，不仅增大磨损，还会影响散热。
4，使排烟变臭，影响机手健康，污染环境
燃烧气体中的so, 和 S0, 具有难闻的臭味，且刺 激人的眼睛，对工作人员的身体健康有影响。因此，柴油的硫含量不能过 大。特别是对高速强载柴油机使用的柴油，更要严格把关。我国柴油的硫含量，一般控制在0.2%以内。
（二）酸度
石油中的环烧酸，在柴油熘分中较多。但经过精制的直熘轻柴油，环烧酸含量都在规定以下。如果柴油中有机酸含量过多，会引起对容器、供油设备和其它零件的腐蚀，加速在喷油嘴 结焦，使正常供油遭破坏。酸度过大的柴油也易于在汽缸内形成积炭，使活塞等零件遭到磨损。
（三）机械杂质、水分
柴油中含有机械杂质，会使过滤器堵塞，既会影响甚至中断供油，又会造成精密零件的磨损。柴油机燃料系统的高压油泵和喷油器都是很精密的部件，例如高压油泵的套筒与柱塞的配合间隙在0.0025mm 以下，一旦被机械杂质磨出划痕，就会使工作性能严重恶化。机械杂质还会使柱塞和喷油器中的喷针卡死，出油阀关闭不严，喷嘴上的喷孔堵塞等。为此，在使用中应 加以沉淀和过滤，以防止机械杂质进人燃料系统中。
水分的存在，除降低柴油的热值外，冬季还会形成冰粒，堵塞油路，同时还会带人可溶性的盐类灰尘，更严重的是，会大大 地促进硫的燃烧产物对于汽缸、活塞等的酸腐蚀作用。因此，衣 机手除保管油料时要加以足够的重视外，还应当养成“满油箱过 夜”的习惯，以防因夜间气温下降而油箱中产生凝结水。这在夏 季要特别注意。
（四）闪点
油料在规定条件下，受热到开始被火苗引起闪火时的温度， 叫做油料的闪点。只有当油蒸气和周围空气形成的混合气体达到一定浓度（着火浓度极限）并接触火苗时才能闪火。所以，油 料的闪点主要与蒸发性能有关。熘分愈轻的油料，愈易蒸发，在 较低温度下就会形成一定浓度的混合气体，遇火苗引起闪火，所 以这种油料的闪点低。而熘分愈重的油料，蒸气愈难形成，闪点 也就愈高。各种油料的蒸发性不同，闪点也是不同的。
柴油的闪点越低，就越容易被火苗点燃引起燃烧，引起火灾的危险性就越大。所以，柴油的闪点，可看作是柴油在储存、运 输和使用中的防火安全指标。
六、柴油机使用的柴油种类、牌号及选用
（一）柴油的种类
柴油分轻柴油和重柴油两类。
1, 轻柴油
根据凝点的不同，轻柴油分为1O号、0号、-1O号、-20号和 -35号、-50号共六个牌号。它们的主要区别在凝点。此外，-20号和-50号的十六烧值稍低，其余 指标基本相同。
2, 重柴油
重柴油按凝点分为1O、20和30三个牌号。10号重柴油旧名为一号重柴油，适用于 5001000r/min( 转/分）的柴油机；20 号重柴油旧名为二号重柴油，适用于 300 700r/min(转/分）的柴油机；30 号重柴油适用于300r/min(转/分）以下低的速柴油机。
（二）柴油的选用
1，柴油的正确选用
应根据柴油机的构造、性能、工作状态和周围气温的高低． 选用不同牌号的柴油。
柴油机燃料的选用首先取决于发动机转速的高低，转速高就要选用十六烧值较高而熘分较轻的轻柴油。转速在 1切伍／
nun( 转／分）以上的高速柴油机使用轻柴油；500 - 1000,/ nun( 转／
分）的中速柴油机使用轻柴油或重柴油。转速在 刃:>c/ nun( 转／ 分）以下的低速柴油机可使用重柴油。其次，选用柴油时要考虑使用地区的气温。柴油的浊点必须低于气温 5’C . 才可以避免析出结晶。对于在凝点前不发生浑浊的柴油，则柴油的凝点必 须比气温低 5’C左右。
此外，从柴油机的构造上考虑，有预燃室及涡流室的发动机，由于燃料蒸发的条件较好，可以使用熘分较宽(150 - 400’C)
的柴油，而无上述设备的柴油机，则宜使 用 熘分较窄的柴油( 200
- 330’C ) 。
柴油机的喷油器有多孔闭式和轴针闭式等品种，它们对柴油质量的要求各不相同。多孔闭式喷油器喷孔小，容易被柴油 的杂质和积炭所堵塞；轴针闭式喷油器则因针阀伸出喷孔外，可 借针阀疏通喷孔，所以不易被杂质和积炭所堵塞。因此，采用多 孔闭式喷油器的高速柴油机，必须选用安定性较好、生成积炭少 的军用柴油；而采用轴针闭式喷油器的高速柴油机，则可使用安 定性稍差的普通轻柴油。
在实际工作中，汽车、工程机械以及民用高速柴油机，均使用普通的轻柴油。
轻柴油牌号的选择，以保证在最低气温下不致凝固为原则， 一般可按照下列情况选用：
0 号轻柴油适用于全国地区4- 9 月、长江以南地区冬季使用。
IO 号轻柴油适于长城以南地区冬季和长江以南地区严冬使用。
-20 号轻柴油适千长城以北地区冬季和长城以南、黄河以北地区严冬使用。
不同牌号的轻柴油允许掺兑使用。可以根据当地气温情况
适当调配，以充分利用低凝点柴油的潜力。掺兑时要测定燃料 的凝点，并充分搅拌均匀。
2，柴油机启动燃料在寒区的使用
柴油机在寒区低温下启动困难，其原因主要是：
( I) 由于进气温度低，散热快，加之曲轴转速低，造成压缩行程终了时汽缸内温度和压力过低，达不到燃料的自燃发火温 度。一般柴油机要求压缩后汽缸内温度达到 400’1:以上，最低不能低于 350’1:。
( 2 ) 润滑油的粘度在低温下大大增加，甚至凝固，使发动机启动阻力增大，达不到使发动机启动所需的最低转速（一般在
I仪切’mm( 转／分）上以）。
(3)低温下蓄电池端电压降低，容量减少及充电不足，使启动电机带动曲轴时达不到启动转速，甚至根本带不动。
针对上述启动困难的原因，可采取以下措施：
(I ) 采用熘分较轻、蒸发性大、自燃点低的启动燃料，以解决柴油在低温下不易自燃发火的问题。
(2)用稠化机油代替普通机油，以解决低温下曲轴转动困难问题。
( 3) 柴油机启动燃料的主要成分是乙醒，配方有多种。效果好而简单的配方是，乙酰70% + 航空煤油力% + 10 号汽油机滑油 3%。混合物的自燃点只有191’1: , 所以很容易在柴油机中发火。实践证明，使用启动燃料，配合稠化机油，可以保证柴油机在气温为- 45’1:时迅速启动。
使用启动燃料的方法是附加一套启动液装置，或由进气管
（空气滤清器与进气管胶管联接处）用针管直接注入。每次启动约注人 10 - 25ml, 开动电机发动（指用电动机电瓶启动），l 皿n
（分钟）内柴油机即可迅速启动。启动时启动燃料首先雾化发火，再点燃柴油并使之迅速燃烧。
启动燃料成分轻，易蒸发，应密封保管，存放在温度较低，阴 凉避风的室内或地下，不可露天存放。要标记清晰，不得与其它 油料混放，以免用错。启动燃料为易燃品，并有麻醉性，储存中 应注意安全。启动燃料为冷车启动时专用，不准加入车辆油箱，以免产生气阻。
七、柴油在使用保管中的注意事项
（1）使用中应根据实际情况正确选用适宜的柴油品牌，以利节约。
（2）对封存车辆和机械的柴油机油箱，应加注质董好的适
于冬季使用的柴油。可根据气温的变化适时加添需要的牌号， 不须加注专门换季使用的柴油（不同牌号柴油可以混合使用）。
（3）轻柴油安定性较差，如妥善保管，也可储存 3 - 5 年。
（4）储存和运输中应严防机械杂质和水分混人，使用 前宜沉淀过滤，确保洁净。
第三节 柴油机对润滑油的要求
柴油机对润滑油的品质要求，是由它的构造及工作条件等决定的，只有了解柴油润滑系统的工作及其工作条件，才能理解 柴油机润滑油为什么要有这些品质要求，井进一步理解保证油料质量和合理使油料的重要性。
一、柴油机润滑系统的工作
润滑油（简称机油、滑油）储存在下曲轴箱内，柴油机工作时，润滑油泵将润滑油从集滤器吸上，经粗滤清器到曲轴箱上的 总油道，然后分成三路：一路到曲轴轴承；一路到凸轮轴轴承；另有一小部分进人细滤清器。曲轴轴承内润滑油润滑连杆轴承后返回曲轴箱，其中有部分油从连杆大端喷出，以润滑汽缸壁、活 塞销等机件，然后流回曲轴箱。
为了保证润滑油的洁净，减低机件磨损，并延长润滑油使用 期限，在润滑系统内装有三个滤清器：集滤器、粗滤清器和细滤 清器。滤清器要经常进行检查和保养，使滤清器工作状况良好。 这对延缓润滑油变质，延长润滑油使用期限，减少机械零件的磨损，都有重要作用。
粗滤清器滤芯轴上装有很多滤片，每两片之间保持一定间隙为清除滤片上的杂质，滤片间还嵌有清洁片，每天转动粗滤清 器手柄 2 - 3 转，滤片便随着转动，沾附的杂质就被清洁片刮落在沉淀杯内，以便定期清涂。
细滤清器能够进一步把润滑油内悬浮的杂质清除干净。但细滤清器的阻力较大，通常只将细滤清器和总油道并联，约有 5 - 10% 的润滑油进人细滤清器，经精滤后返回曲轴箱。因此，细
滤清器实际上是发动机上更生润滑油的一个部件，经常清洗和适时更换滤芯，可以大大延长涧滑油的使用期限。
柴油机的润滑系统按照储存润滑油的部位不同，分湿曲轴箱式和干曲轴箱式两类。湿曲轴箱式润滑系统将润滑油全部储存在曲轴箱内，用一组润滑油泵来保证润滑油的循环。它的优点主要是布置紧凑，外部管路少，整个系统的重量轻，但润滑油 长期储存在箱内，润滑油温度较高，易于变质，同时发动机倾斜 较大时吸油管容易露出油面，造成供油中断现象，并使润滑油产 生泡沫，不能保证可靠地润滑。这种湿曲轴箱式润滑系统多采用在汽车、拖拉机的柴油机上。千曲轴箱式润滑系统是将润滑油储存在专设的润滑油箱或循环润滑油柜中，用润滑油泵将润滑油供给各润滑部位，润滑后的润滑油流入曲轴箱，再由回油泵 抽回油箱（柜）中循环使用。这就保证了柴油机倾斜时也能供油，同时润滑油的贮量较大，温度较低，质董也可得到保证，使用期限也可延长。船舶柴油机常采用干曲轴箱式润滑系统。
二、柴油机润滑油的工作与品质要求
柴油机对所用润滑油的品质要求比较高，这主要原因是：
（1）柴油机的工作温度较高。高转速、高增压的柴油机，其工作温度更高。因为活塞部分温度很高，润滑油在此区域很容 易生成胶膜。
（2）柴油机的压缩比高，燃烧爆发压力大，因此主轴承的连杆轴承的负荷也大，为了增加轴承的耐压抗磨性，高速柴油机采用了耐压抗磨但易腐蚀的铜铅合金轴承。
(3) 柴油机燃料的熘分重，硫含量和酸度均较大，因此 润滑油被脏污和稀释后，腐蚀物质增多，促使润滑油加速变质。
由于以上原因，柴油机润滑油在使用中，特别是高速、增压
柴油机使用的润滑油易生成胶膜和沉淀，容易腐蚀轴承合金，所以对柴油机润滑油在抗氧化安定性、清净分散性和抗腐蚀性方 面，提出更高的要求，都需要加入清净分散剂和抗氧化抗腐蚀 剂。由于工作温度较高，负荷较大，粘度也应比汽油机润滑油大一些，油性（耐磨性）也有更高的要求。室外工作的柴油机润滑油也要有良好的低温流动性。
三、柴油机润滑油的品种、规格和选用
柴油机润滑油是以润滑油熘分或脱沥青减压渣油为原料， 经脱蜡及硫酸精制或溶剂精制，再经白土处理，加入清净分散 剂、抗氧化抗腐剂制成的，有的产品还加有降凝剂。
柴油机的种类、型号很多，性能也相差较大，不同的柴油机
对所用润滑油的质董要求也不同。只有选用合适的柴油机润滑油，才能发挥柴油机的效能，延长柴油机的使用寿命。通常，选用柴油机润滑油，在其使用说明书中作出了明确的规定。
第四节 柴油机主要零部件简介
柴油机是一种较复杂的机器，它由润滑系统、燃油供给系统、冷却系统、启动装置、调速器及超速保险装置等组成。各系 统又由多个或一个部件（装置）组成，而一个部件又往往由数个 零件（器件）组装。尽管柴油机品种繁多，机型各异，零部件的尺寸与型状可能不同，但仍有许多共同之处。这里介绍一些通用零件与部件，即曲柄连杆机构中的活塞、活塞销、活塞环、连杆、连杆轴承、连杆螺丝、曲轴、飞轮、主轴承等。
一、活塞
（一）活塞的用途
活塞在汽缸中作往复直线运动。它和汽缸盖、汽缸套构成汽缸工作容积和燃烧室。依靠活塞上下运动，使汽缸容积改变，完成吸气、压缩、排气等过程，在燃烧膨胀过程中活塞受到气体压力，通过连杆推动曲轴旋转。
（二）活塞的工作条件
柴油机运转时，活塞不断在汽缸中上下运动，因为它的运动速度和方向时时在改变，所以活塞受到惯性力作用。当转速越高，惯性力也就越大；另外，活塞工作还受到燃烧气体的压力作
用。总之，活塞受到很大的力。活塞在工作时还要和高温燃烧气 体接触，接受气体传来的热量，使它的温度不断增加，使活塞的强度降低（即同一个零件，由于温度升高了，不能承受原来可以承受的力）。它又受到高温燃气的腐蚀作用。活塞在运动中润滑条件 差，且运动速度又很快，所以磨损也很大。因此，对活塞的要求很高。要求它重量轻，坚固（强度大），耐磨，能够及时把气体传来的热量充分地传给汽缸壁。此外，受热后尺寸膨胀也要小些，因为 膨胀大了会使活塞和汽缸间的间隙改变，影响活塞工作。
（三）活塞材料
用来制造活塞的材料有铸铁和铝合金，绝大多数的活塞是铝合金加工的。
铸铁的优点是强度大，耐磨，受热后膨胀小，成本低。但重 量大，有较大的惯性力，这对高速机更为不利，只能在中、低速柴油机中采用。
用铝合金来制造活塞有很多优点：
（1） 重量轻，惯性力小；
（2） 铝活塞从高温气体吸收的热量少，又很容易将热量传给汽缸壁，因此铝活塞的温度较低。
（3）磨擦损失的功率小。
铝活塞的主要缺点有：热强度低，热膨胀系数大，耐磨性差等。目前广泛采用铝活塞。
（四）活塞的构造
现代柴油机的活塞采用铝合金材料制造而成，整个活塞可分为顶部、防漏部、裙动（又称导向部）和活塞销座四部分，如图1 - 8 所示
1，顶部
活塞顶部是承受高温、高压气体的部分。它除了满足强度大、变形小、导热好等方面的要求外，更主要的应满足燃烧室的 形状要求。在柴油机中，还应考虑喷油嘴的喷雾情况、喷油嘴的 安置位置和燃烧室中的涡流，即考虑如何更好地形成溉合气体， 也就是活塞顶形状应满足混合气体形成的要求。其形状依柴油机型式的不同面异。常采用凸顶、平顶或凹顶。为了减少顶部变形，常常在活塞顶内壁加筋，以利于散热和加强强度。
2，防漏部（环槽带）
环槽是用来安装活塞环的，共有三个活塞环槽。防漏部的范围，是从上边第一道环槽上缘到活塞销上边最下一道环槽的下缘。防漏部上边和活塞顶相连，温度较高，活塞吸收的热量大 部通过这一部分传给汽缸，所以防漏部上下溫度变化较大，直径 方向受热膨胀量也各不相同，因而各个槽间凸起的直径也不同， 总是做成上小下大。
防漏部上边环槽中装有气环（又称密封环），当汽缸内压力
较高，转速较低，则气环数目要多一些。这一部位的温度较高， 使活塞环受热太厉害，其中尤其是第一道活塞环更为严重。为了降低第一道活塞环的受热，有时在活塞的第一道环上边再开一个狭窄而较深的槽，称作绝热槽．这个槽不装活塞 ，如图1 - 9 所示，它可以使热分散传到下几道环上。
3，裙部
环槽下边称为活塞裙部，其作用是承受活塞受到的侧向力和保持活塞正确的运动方向（即导向作用）。裙部长度随侧向力 大小而定。柴油机中侧向力较大，所以柴油机活塞裙部较长。
裙部温度比活塞顶部较低，热膨胀小些，所以裙部直径比顶部直径要大些。
裙部在工作时受到侧向力的作用，会使裙部变成椭圆形。另 外，由于活塞顶受力和受热时产生变形，这也引起裙部变成椭圆形。这样变形使销座方向变长，有可能使活塞夹死在汽缸中，为了避免这个缺点，在制造时先将销座方向做短一些或挖去一些金属。
活塞工作时，它和汽缸的间隙大小是很重要的。间隙过大，活塞在汽缸中会左右摆动，增加撞击，漏气，密封性不好，还容易
卡死在汽缸中。况且，活塞受热后，这个间隙会变化，我们希望 不要因温度变化而使间隙改变过大。因为间隙变化大了，正常 工作时如间隙合适，则在冷状态下间隙就过大，增加了启动时困 难，所以，在装配和检修时，必须参照柴油机技术规格及配合间 隙来选配活塞。
裙部内腔有两个凸起，称为销座，用来安装活塞销。通常销座上有筋和活塞相连，以减少它们的变形。
（五）活塞的常见缺陷与鉴别技巧
1，常见缺陷
活塞环槽塌边；因活塞环不断撞击环槽，造成磨损。塌边后使边间隙增大，出现泵油现象，排气冒蓝烟。
裙部磨损：活塞受侧压力太大，与缺套摩擦而自然磨损；冷 却、润滑不良，空气、柴油、机油杂质多，便会加速磨损；装配间隙太大或太小，容易造成推力面的严重磨损。裙部磨损间隙增大 会造成漏气，压缩力不足，运行时发出“咯嘟、咯嘟＂的敲缸声，冷车和怠速时尤其明显。
活塞拉毛、划痕、擦伤；这是由于工作环境恶劣，空气中含有 大量尘埃，或因柴油、机油（润滑油）不干净。杂质混人汽缸后， 成为磨料将活塞拉毛；冷却、润滑不良，机体过热会造成粘附性 擦伤；活塞与汽缸缸套的间隙过小，不易形成油膜，使活塞与汽 缸产生于摩擦，而出现擦伤。拉毛、划痕严重时，会引起汽缸内
的高压气体泄漏而进人曲轴箱，使汽缸的压缩力不足，进而使柴 油机输出功率减小。
活塞销座孔磨损；受活塞销来回冲击造成自然磨损，销座孔变成椭圆形；或经修理装配时强行敲入，使销孔擦伤而变阔。销孔磨损间隙增大后，柴油机运转中会产生清脆的＂嗤嗖＂响声。 挡圈沟槽崩躬，活塞销左右窜动冲击挡圈而使沟槽崩塌，会
造成活塞、缸套拉毛，甚至卡住。
活塞裂纹：通常在活塞顶凹坑和活塞销座的上方，因机温尚 冷时加负荷工作，或在机温很高时突然冲加冷却水，或因猛提 速．供油太早、喷油压力太高，柴油机长期超负荷和冷却不良，在过热的状态工作，都容易造成活塞裂纹。
2，鉴别技巧
机械损伤，如环槽塌边、挡圈沟槽崩落，以及活塞表面划痕、裂纹等，可以用眼睛或借助于放大镜(3 - 4 倍放大镜，文具商店有售）直接观察出来。活塞销座孔磨损的检查，可用千分尺在销 孔上下受力方向和水平方向进行测量。环槽边间隙测量可用新 活塞环放人槽内，用厚薄规测量边间隙。裙部磨损，也可用千分 尺进行测量。活塞裂纹的检查技巧：将可疑的活塞浸在干净的煤油中 l h(小时），取出擦拭干净，在可疑处撒一层石灰，用小锤子轻击活塞四周，若有裂纹则会显露出黑色线条。活塞烧蚀，则 会呈显黑色痕斑。
二、活塞销
活塞销的作用是将活塞与连杆连接起来，把作用在活塞上的力经连杆传到曲轴。活塞销的中央穿过连杆小端孔，两端装 在活塞的销座中。工作时，连杆小头可绕活塞销摆动，活塞销也 可以在销孔中转动。为了防止活塞销在销座中作轴向移动，在 活塞销座孔两端均装有活塞销卡簧。此外，为了避免产生敲击 和过度磨损现象，在工作时，活塞销与销座孔的间隙应在一定的 范围内（由于在柴油机工作时活塞销座孔受热膨胀比活塞销要大，因此，活塞销与座孔之间采用过渡配合）。
活塞销是一圆柱体，为了减轻重量，有时做成空心的。活塞
销的两端装在活塞销座中，连杆小头套在活塞销中央。
活塞销与连杆铜套及活塞销孔不断磨擦发生磨损，使这些零件之间的配合间隙增大；活塞销与铜套、销孔装配间隙太大， 会导致早期磨损；机油不足，润滑不良，发动机超负荷，经常轰油门，会加速磨损。间隙过大时产生敲击，工作性能恶化，加速衬 套损坏或使连杆弯曲。
对活塞销的检查，在活塞磨损不严重的情况下．一般不要拆 开活塞连杆组件。检查时可转动连杆，观察活塞销是否转动和发 生左右轴向移动。如果活塞销会转动或能轴向移动，说明活塞销 和销孔的配合超过允许值，必须拆卸活塞销，再进行测量检查。
检查活塞销与连杆铜套的配合情况，可转动连杆，如能灵活转动且沿轴向扳动连杆又无明显晃动，即认为合格，也不必拆卸。否则也应拆开再检查。
活塞销的鉴定方法有以下两种：
（一）量具测量
用千分尺测量出活塞销的直径、活塞销孔和衬套的内径，确定其磨损置。一般在活塞销两端及中间三个位置上测量，从两端测得的直径可以计算出活塞销与活塞销孔的配合间隙，从中间测得的直径可算出活塞销与连杆衬套的配合间隙。
活塞销磨损呈＝活塞销公称尺寸－磨损后尺寸
活塞销与连杆铜套配合间隙＝连杆衬套孔径－活塞销中部直径
活塞销与销座孔配合间隙＝活塞销座孔孔径－活塞销端部直径
各种柴油机活塞销与连杆铜套、活塞销孔配合间隙参见第二章～第四章。
（二）感觉法鉴定
活塞销与连杆锅套的配合，可凭感觉来鉴定。将活塞销涂 少量机油，用拇指的力量应能缓慢平滑地推人衬套。然后将活 塞销两头用虎钳夹住，沿活塞销轴线方向扳动连杆时应没有松 旷的感觉。也可以将连杆抬到水平位置，猛一松手，连杆能靠自身的重量缓慢落下90°(即垂直向下位置），则认 为活塞销与衬套磨损耋不大，配合间隙是合适的，可以安装使用。活塞销磨撰严重时，用手摸能感觉到有两条明显的环状台阶。
三、活塞环
活塞环有两种：气环与刮油环（简称油环）。它们都是装在活塞环槽中，依靠弹力紧贴在汽缸防漏部上 边的儿个环槽内。并随活塞一起上下运动。虽然它 们在结构上十分相似，但在作用、工作情况上仍是不同的。其外形如图 1 - 10 所示。
活塞环的制作材料均为耐磨合金铸铁。气环装在活塞上部的环槽内，其作用是保证活塞与汽缸壁滑动接触的严密性，防止漏气，而且还将活塞顶所受到的热传给汽
缸壁。气环根据其断面形状的不同，分为矩形环、梯形环及平环等。油环主要作用是刮除汽缸壁上多余的机油，并使留下的机油均匀分布在汽缸壁上。
活塞环具有一定的弹性，在自由状态时，其外径稍大于汽缸 的直径，安装后，就能以一定的压力靠紧在汽缸壁上。为了留有 受热膨胀的余地，活塞环放在汽缸内的工作位置上，接口端面间，应有一定的开口间隙。此间隙不可过大，也不宜过小，因为 过大会造成汽缸漏气；过小则会增加汽缸壁的磨损，甚至使活塞 环卡死、折断。此外，活塞环与环槽间也应有一定的间隙，称为 边间隙，其作用是保证活塞环在环槽内自由活动。边间隙也不宜过大，因为过大会引起强烈的＂泵油”作用，把缸壁上的机油带进燃烧室燃烧。
常见的活塞环的主要问题有弹性减弱和磨损严重。
（一）活塞环弹性减弱
活塞环使用日久，随耆磨损增加后弹性自然减弱。如果冷 却润滑不良，发动机过热，活塞环退火，弹力会很快减弱。还 有，燃烧不完全，造成活塞环严重积炭，也会使它的弹性大大削 弱。
（二）活塞环磨损严重
活塞环与汽缸壁摩擦产生厚度方面的磨损，使开口间隙增大。活塞环与环槽不断撞击，产生高度方面的磨损，使边间隙增 大。如果开口间隙超过极限，会造成燃油和混合气窜入油底壳， 使机油变稀，曲轴箱冒气，汽缸漏气，压缩力不足。边间隙过大 会产生泵油现象，将大量机油带进燃烧室燃烧，排气冒蓝烟。造成启动困难，功率下降。
发现上述现象，可用厚薄规测量活塞环间隙，把活塞环放人 缸套端口未磨损处，并使其平行千汽缸端面而不歪斜，然后用厚 薄规测量活塞环开口处两端面的间隙。检查边间隙是这样的： 把活塞环放人活塞环槽中，将厚薄规插入环与环槽之间，测量其 间隙。
检查活塞环弹性，可用活塞环弹力检验器进行测定。弹力强弱也可以用对 比法进行检测：将待检查的活塞环和新活塞环直立在 一起，环口向侧面，用手从上面压下。如果被测活塞 环的环口相合，而新活塞环口还有相当间隙，表明被测活塞环的弹力已经减弱。 两者开口间隙差别越大，说明旧活塞环的弹力越弱，如图 1 - 11 所示。
对于活塞环漏光度检查：将活塞环平整地放人缸套，用一直径略小于缸套直径的圆板 盖在活塞环上，缸套下端放一光源，观察环与缸壁之间的漏光情 况。要求漏光弧长总和不超过60°, 开口端两边 30°范围不得漏光，一处不得大于 25°, 漏光间隙不大于0.02mm。如图 1 - 12 所示。
再一个检验方法：从进气管加人一些机油后，摇车感觉汽缸压缩力明显增加，容易启动，则说明是活塞环磨损。
四、连杆
连杆的作用是将活塞和曲轴连在一起，将活塞受到的力传给曲轴，推动曲轴转动。
连杆在工作中受到的力很大，所以希望连杆很牢固、结实， 变形很小。又因为连杆本身也在做复杂的运动，所以要求它重鬟轻。在多缸柴油机中，各个连杆的重量也应相差不大。
连杆可分成三个部分：连杆小头、杆身、连杆大头（包括大头 盖）等，如图 1 - 13 所示。
连杆小头是套在活塞销上。它的结构形式和活塞销的固定方法有关。当活塞销固定在连杆小头中，则小头上有切口，并用 螺丝夹紧。当采用浮式活塞销，小头上没有切口，因为销子在小 头中要转动，在小头中压有青铜衬套来减小它们的磨擦。有的小头和衬套上还有油孔或切口（图I - 13 中的”8”) , 使活塞内腔的润滑油可以流到活塞销表面进行润滑。
杆身是细长的，其断面形状有的是圆形，最常见的是工字形。工字形的优点是在承受同样的力的条件下．可以做得比其他断面形状更轻一点。当活塞销润滑是从曲轴连杆轴颈处供油 时，杆身上钻有细长孔（从大头一直钻到小头）。从受力角度出 发，杆身是从小头到大头断面逐渐加大，而且杆身和大小头相连 处是圆滑过渡，过渡圆弧的半径也很大。
连杆大头是套在曲轴连杆轴颈上。曲轴转动时，它也围绕连杆轴颈相对转动，所以大头中装有轴瓦（连杆轴承），一般为滑动轴承。为了能够装拆，大头应该切开成两部分，切下部分称为 连杆大头盖。分切面可以垂直连杆轴线，也可以和连杆轴线倾斜（常成45匀，称为直切口和斜切口（见图 1 - 13)。从装拆上要求，一般连杆应能和活塞一起从汽缸上面取出，所以大头尺寸不 能太大，但从曲轴工作要求希望连杆轴颈尺寸能大一些，即要求 在不增大大头外形尺寸的条件下尽董加大连杆轴颈。斜切口在这一点上是比较理想的。
大头和大头盖用两个或四个螺丝或螺栓连接在一起。为了
保证装配时有确定的位置，大头上必须有定位装置，有的直接利 用连杆螺丝的圆柱部分（见图 1 - 13), 也有用定位销（见图I -
13),也有用凸肩来定位的，这时仍有定位销。在斜切口式中，因 为有横向力，常常采用后一种定位方式。
连杆装在柴油机中，小头端面和销座端面之间，大头和曲柄间都留有间隙，以补偿制造误差和工作时的变形。
连杆的常见缺陷如下；连杆在工作中承受着强入的压力和拉伸作用，容易产生疲劳破坏。如果装配时安装不当，使用时超 负荷，或因为供油太早，经常轰油门，发生飞车，活塞卡死等机械事故易引起连杆变形。活塞销中心线与连杆轴颈中心线不平 行，连杆易产生疲劳弯曲。
连杆大小头孔磨损：产生这种缺陷大多是在安装衬套时强行 敲人，致使小头损伤。衬套与活塞销配合间隙太小或润滑不良， 由于过热膨胀两者粘结，衬套转动，造成小头转动磨损。衬套与 活塞销间隙太大，产生冲击，致使小头孔振动磨损。连杆轴瓦与 大头贴合面不合要求，或紧度不够，工作时发生蠕动，造成大头转动磨损及上下冲击，造成振动磨损。润滑不良发生烧瓦抱轴，轴 瓦随轴颈转动与大头孔发生干摩擦而磨损。大小头孔磨损后，间 隙增大，运转时发生异常响声，还会引起压缩比变小，启动困难。
连杆还有可能产生裂纹。上述引起连杆弯曲、扭曲变形的几种原因，也往往会使连杆产生裂纹。裂纹加大会造成连杆断 裂，发生捣缸毁机的重大事故。连杆发生弯曲和扭曲后，会引起活塞和缸套不正常磨损，并月加剧曲轴连杆轴颈和轴瓦的磨损。
（一）连杆弯曲和扭曲的检验方法如下：
1，用百分表检验
检验工具主要有一块平板、一对” V” 形铁块，一个百分表和装在连扦大小头的圆轴。方法如图 1 - 14 所示。
检验连杆弯曲的方法见图 1 - 14( a)。将待检连杆竖定在两块” V” 形块铁上，用百分表测量连扦小头圆轴两端的高度，根据两端高度差判断连杆弯曲程度。两端高低相差愈大，说明弯 曲程度愈严重。为了减少测量误差，可将连杆大头圆轴对换位 置再进行测量。然后取二次测量的平均值得出连杆弯曲度。
检验连杆扭曲的方法见图 1 - 14( b)。将待检连杆横放在
“V”形块铁上，用百分表测量连杆小头圆轴两端的高度，如测得
的高低不一样，说明连杆扭曲。高低相差愈大，扭曲越严重。同 样，可以将大头圆轴转180”进行测量，再取 二次测量的平均值。
2，用连杆检查仪检验
首先将连杆大头的轴承盖装好，并按规定扭力拧紧连杆螺栓，同时在连杆小头装上已配好的活塞销，再把连杆大头装在检查仪下部横轴上固定住连杆。用手移动带有触点的” V” 形规， 使其靠在活塞销上，观察三个触点是否全部接触平板。根据士下方向任何两点接触情况判断连杆是否弯曲，以及弯曲方向；根据左右方向两点接触情况判断连杆是否扭曲以及扭曲方向，再用厚薄规测量弯曲和扭曲的程度。
（二）连杆大小头孔磨损的检验方法
大小头孔磨损可用于分尺测量，与标准尺寸比较得出磨损量和圆度误差。小头磨损与衬套过盈蜇减少甚至松旷，则在转动活塞销时可观察到衬套转动。拆卸后观察大小头孔表面，可见环状转动磨痕和斑状振动磨损痕迹。检查大头孔可将轴瓦瓦背涂抹红丹油，装人大头，拧紧连杆螺栓，再拆卸观察大头孔的 接触印痕应不小于 85%。
连杆也有发生裂纹的可能，有关鉴定方法请参阅鉴定机体、缸套裂纹的方法。
五、连杆轴承
柴油机在工作时，大头和连杆轴颈间有相对转动，这样就势 必引起磨损。由于曲轴制造成本高，我们希望曲轴磨损量小一些。所以将曲轴轴颈做得较硬，而轴承做得较软。为此，在轴承 中浇上一层抗磨合金（如巴氏合金）。抗磨合金的特点是质地较 软，而又分布着细微的硬质点来承受压力。它的储油能力也很好，可以减小摩擦。抗磨合金可以直接浇在连杆大头内表面上， 也可以浇在另外的薄瓦片上（称为薄壁轴瓦），再装入大头中，如图1 - 13 所示。
采用轴瓦可以简化装配和修理手续。为了固定轴瓦在大头中的位置，一般轴瓦上冲有凸舌，大头上铣有凹槽， 利用这二个棒接来定位（图1 - 13)。
为了保证轴承正常工作，轴承的润滑是很重要的。一般都是由润滑系统供给有压力的润滑油来润滑（称为压力润滑或强制润滑）。
连杆轴承的易损件主要是轴瓦。轴瓦常见缺陷有以下三种：
（一）磨损严重
轴瓦与轴颈不断摩擦产生的自然磨损；润滑不良引起早期磨损；机油含杂质、水分和酸性物质，会加剧磨损；柴油机超负荷会加速磨损。轴瓦磨损后与轴颈的配合间隙增大，引起润滑不良，使柴油机工作性能恶化，出现故障。
（二）表面拉毛、麻点和划痕
平时保养不周，机油过滤不净，含有大耸硬质颗粒，加上零件磨损后产生的铁屑带到轴瓦处成为磨料，造成轴瓦拉毛和划痕。拉毛和划痕产生后又会加剧曲轴磨损。
（三）烧瓦和拉瓦
轴瓦表面合金层发生熔化剥落，这主要是由千油道堵塞、油 路不畅；机油泵磨损，润滑油供应不足；机油质量不好，粘度不合要求；或装配不当，间隙过大或过小，接触面太小；曲轴连杆轴颈偏心，空腔内油污太多；油塞松动，机油渗漏；机油集滤器处漏油或进空气等等原因，使轴瓦和轴颈表面缺油发生干摩擦，致使轴 瓦发热，合金层熔化抱住曲轴，乃至发生柴油机突然自行停车，
曲轴严重损伤。点火时间太早，发生爆震冲击，长期低速运转，超负荷过热也会导致金属疲劳而剥落。
轴瓦有无缺陷，其检验方法有目测法、经验法、测量法和试 验法。
目测法；轴瓦表面拉毛、划痕、麻点、剥落等现象可以用肉眼
看得到。烧瓦后，油底壳的机油中含有许多金属碎末，曲轴上粘有轴瓦合金。轴瓦腐蚀后表面呈针状麻点，瓦面发黑。轴瓦发生龟裂时裂纹纵横交叉呈网状。轴瓦衬背烧损呈大面积发暗 区，沿圆周方向有明显的摩擦印痕。接触良好，磨损均匀的轴瓦 表面呈灰白色。
经验法：把连杆安装在曲轴上，按规定扭力拧紧连杆螺栓， 然后用手甩动连杆，连杆如能在曲轴轴颈上旋转一周，同时沿轴 向扳动连杆没有松旷的感觉，则表明磨损不严重，间隙合适，可 以继续使用。鉴定主轴瓦间隙时，主轴颈涂上机油装进主轴瓦中，用手腕的力量扭转曲轴臂，如能不很吃力地转动大半圈（指 小型柴油机），而上下左右扳动曲轴时又无明显旷动，说明磨损 不大，配合间隙合适。
测量法：将轴瓦装在连杆大头，按规定扭力拧紧连杆螺丝， 用千分尺垂直于轴瓦剖面上测出轴瓦孔径，再用千分尺测量曲轴连杆轴颈直径。测橙主轴瓦和主轴颈的间隙，也可用千分尺分别测出主轴瓦径和主轴直径。
轴瓦间隙＝轴瓦孔径－轴颈直径（取最大差值）
试验法：用一条长 20 ~ 25皿 m 宽 10 ~ 13mm、厚度相当于轴瓦间隙的软铜片，沿轴线方向放在轴颈上，装上轴瓦盖用标准力矩 拧紧连杆螺栓，再转动曲轴。如能自由转动，表明轴瓦磨损间隙 过大。如不能转动，则认为磨损未超过允许极限。另外，可用一 适当厚度的保险丝放置在轴颈与轴瓦之间并垂直于轴线方向，按 规定扭力拧紧螺栓，然后拆下取出保险丝，测量其厚度，即为轴瓦间隙。
六、连杆螺丝
连杆螺丝是将连杆大头和连杆大头盖连接在一起的零件。工作时受到的力比较大，也是柴油机中易损坏的零件之一。
装配时，连杆螺丝是预先拧紧的，所以应防止工作中自动松开，为此拧紧后应用开口销或止动垫片来锁紧（见图 I - 13)。为了防止拧紧时螺丝自己转动．在螺丝头上或是削去一块，靠在大头上，或是用销子来靠紧（见图 1 - 13)。另外，拧紧时不能拧得过紧，应控制一定拧紧力矩。为了改善受力情况，连杆螺丝和大头上的尖角均应打圆。
连杆螺丝折断或脱落，是柴油机最严重的而又比较常见的事故之一。连杆螺栓在折断或脱落前往往已有永久变形（拉 长），裂纹或滑扣等损伤。在检查时应详细观看，以防大事故的 发生。连杆螺丝拉长、裂纹和滑扣的主要原因，是安装时没有按 规定扭力拧紧。扭力过大，拧得太紧，超过材料强度，螺丝被拉 长，产生裂纹或滑扣。扭力过小，紧度不够或一松一紧使轴瓦间 隙太大，工作时发生冲击，也易使连杆螺栓损伤。连杆螺丝与安 装孔配合间隙过大，安装不正，螺丝头与贴合面不平使其受较大 的弯曲力产生裂纹。连杆轴颈与轴瓦间隙太大，冲击载荷增加； 柴油机超负荷，发生飞车、烧瓦都易使螺丝产生裂纹或被拉长。
连杆螺丝的鉴定方法有目测法和器具测定法。对于明显的
拉长、裂纹和滑扣，可用目测法鉴定。如果裂纹细小不太明显时， 可将连杆螺栓放人煤油中浸泡半小时，然后取出擦于，在可疑处 涂上一层白色粉笔粉，待干后观察有无黑色线条。如有裂纹，则 粉笔粉由于吸收裂纹渗透出的煤油而变黑。器具测定法是用游标卡尺或千分尺测量连杆螺栓的长度，确定它是否拉长，以及拉长的程度，一般比标准长度伸长 2%的连杆螺丝应予报废。
七、曲轴
曲轴由连杆传来的力推动旋转。它的功用是将气体压力变
为力矩，带动水泵、辗米机等机械转动c 曲轴在工作时受到的气体压力和惯性力是很大的。所以要求曲轴非常坚固，更主要的是受力后不会有多大的变形。因为曲轴稍有变形会影响柴油机的正常工作（如轴承磨损过大，各缸工作不均匀等）。曲轴是转 动零件，要求它的重量轻，并且具有很好平衡性，以减少振动。
曲轴材料是碳钢或合金钢，也有的采用球墨铸铁。曲轴的加工要求非常高，各个轴颈表面加工应该非常光洁，加工精确度 也很高，轴颈表面经过热处理，表面硬度较大。曲轴的制造成本 约占整台柴油机的制造成本的 20 ~ 30%。
（一）曲轴的组成
曲轴形状比较复杂，它可分成五大部分：
1，连杆轴颈
它和连杆大头相连，在连杆轴承内转动。柴油机中有儿个汽缸就应有几个连杆轴颈。
2，主轴颈
它支承在主轴承中，并在主轴承中旋转。整个曲柄连杆机构上的力也由它传给主轴承和机座。一般主轴颈数目比汽缸数 多一个。
3，曲柄
它将连杆轴颈和主轴颈连在一起。平衡重装在曲柄上。
4，曲轴后端
这一端有凸肩（法兰）或锥面，飞轮就用螺栓固定在法兰或锥面上。所以这一端又叫飞轮端。并且后端还有挡油设备，防止曲轴箱中的润滑油外流。
5，曲轴前端
曲轴前端又叫自由端。这一端装有驱动凸轮轴的正时齿轮， 带动风扇、水泵、发电机等机械的皮带轮、启动爪等零件。有的内燃机上还装有驱动润滑油泵的齿轮。这一端上也有挡油设备。
（二）曲柄布置
为了使柴油机转矩均匀和考虑惯性力的平衡，要求多缸机各 缸发火时间均匀错开相同的一个角度，对于四冲程柴油机来说曲 轴转过720°完成一个循环，如汽缸数为i，前则后二次发火相隔的
角度是 720°/i 。曲柄的布 置也应和它相适应，即各缸的曲柄也相互均匀错开一个角度。再按照发火顺序便可定出各缸曲柄的位置。表 1 - 3 列出几种常用的四冲程柴油机的曲柄排列方式。
应该指出，四冲程二缸柴油机的发火间隔是不相等的，发火间隔角是 180°和540°, 但这样布置的平衡性好。
（三）曲柄的润滑
曲轴转速很高，它的润滑很重要。通常总是采用润滑系统供油的压力润滑，润滑油由润滑油泵经过油道流到主轴颈表面。再通过曲轴内的小孔供到连杆轴颈。
在有些柴油机中，连杆轴颈是空心的。一方面可减轻曲轴重量，更主要的是可利用离心作用使连杆轴颈处的润滑油更加 洁净。 如图 1 - 15 所示。其原理是：当润滑油从孔”5”进人连杆轴颈的内孔”8”中（孔” 8” 二端是密封的）．油中杂质在离心力作用下甩到孔”8”的外侧，另外用小管”9”将润滑油从孔”8” 中央引出到连杆轴承。因为杂质已甩到外侧，所以引出的油是比较洁 净的。这种形式可以减少连杆轴承的磨损，延长使用期限。
（四）曲轴的轴向定位
工作中曲轴箱、曲轴等零件受热后会有膨胀，使曲轴发生轴向挪动。所以必须有轴向定位装置来限制其轴向挪动。具体办法有：
（1）利用主轴承中某一个轴瓦的翻边，即利用轴瓦的二个端面，端面上浇有抗磨合金。翻边可以在中间主轴承上，也可以在后端主轴承上。
（2）在轴承两侧加止推圈，它和翻边一样，表面浇有抗磨合金，只是它不和轴瓦做在一起。
（3）当主轴承采用滚珠轴承时，则采用专门的盖板来限制
曲轴移动。
（五）平衡重
如果柴油机的某些惯性力或惯性力矩没有平衡，则在工作时会引起振动。为了解决这个问题，我们可以在曲轴上加平衡重。平衡重本身在工作时也产生惯性力和惯性力矩，将平衡重装在一定位置，使这些惯性力和惯性力矩相互抵消。一般平衡重的形状为扇形，固定在曲柄上，没有必要时不应随便拆下。平 衡重材料是铸铁。不同缸数的柴油机的平衡重装置位置也不同，这由平衡性分析决定。
平衡重又叫平衡块。
曲轴常见损坏情况如下（参见图1 - 16)
(1) 由于润滑油不足、不干净含有机械杂质，引起轻微烧瓦造成曲轴表面有拉毛、划痕、烧伤等缺陷。
(2) 柴油机工作中高速旋转，使轴颈—轴瓦不断摩擦，产生自然磨损。倘若保养不周，润滑不良，会加速曲轴磨损；与轴瓦 间隙太大太小，致使油膜难以形成，发生干摩擦而早期磨损；长 期超负荷则会很快磨损。磨损量超过一定范围与轴瓦间隙增 大，会使机油漏掉，油压降低，导致润滑不良，又加速磨损，还发出敲击声，使柴油机出现故障。
(3) 轴颈磨损变形。这是因为曲轴旋转时在离心力的作用下，杂质偏油孔一侧成为磨料，使轴颈磨损不匀，产生锥形。曲 轴旋转时，主轴颈所受作用力靠连杆轴颈一侧，面连杆轴颈所受 合力靠主轴颈一侧，这样便使轴颈产生椭圆形。轴颈出现的圆度和圆柱度过大时，会引起润滑油膜的破坏，结果便造成润滑不 良，并且还会大大降低轴颈的受力强度。
(4)曲轴表面产生裂纹，曲轴发生翘曲，键槽崩裂（滚键）。裂纹一般出现在曲柄与轴颈过渡圆角处及油孔处。发生这些缺 陷的原因是：
①轴颈一一轴瓦装配过松，间隙过大，曲轴旋转时出现抖 动现象；
②供油时间不对，柴油机出现敲缸，曲轴遭受震动和撞击；
③柴油机经常超负荷运行，或者出现轰车、或者起步过猛， 致使曲轴受猛烈冲击，造成翘曲变形。
④曲轴轴向间隙太大发生窜动，受交变应力而疲劳，产生裂纹。
⑤飞轮螺母拧紧力矩不足，飞轮松动，或曲轴锥面与飞轮锥孔接触不良发生滚键。曲轴受力不匀，引起扭转。
⑥严重的烧瓦、抱轴及遭受破坏性事故，如飞车、捣缸，均会导致曲轴变形。
曲轴弯曲、扭曲之后，将会加速零部件的磨损。细小的裂纹 出现后会不断扩大，最终造成曲轴折断，发生重大事故。
对于曲轴的好坏，及有无隐患的鉴别方法有外观检查、仪器 测猛及隐蔽裂纹检查等。
外观检查：曲轴表面拉毛、划痕、烧伤、沟槽可以通过外部目测检查发现。凡是烧伤的表面呈现发蓝的氧化频色，同时表面 粘结轴瓦合金。
仪器测量：曲轴的磨损量、圆度和圆柱度，可以用千分尺进 行测量，在主轴颈和连杆轴颈上选择前端、后端两个截面，每个 截面选择两个位置，即平行千曲柄和垂直于曲柄的两个位置，测 耋这几个位置的直径。将测量结果记录在表格内，并计算出圆度和圆柱度。
圆度 = 同一截面上垂直于曲柄的半径 - 平行于曲柄的半径
圆柱度 = 第一截面垂直方向或水平方向测得的半径 - 第二截面垂直方向或水平方向测得的半径
对隐蔽裂纹的检查方法是这样的：用汽油把曲轴轴颈洗净、措干后，再用下列几种方法进行检查：
(1)将曲轴两端放置在木架上，用小手锤轻轻敲击曲柄。曲柄如果没有裂纹，就会发出“锵、锵”的金属声，有裂纹则会发出“噗、噗”之声；
(2)用 5 倍以上的放大镜，在强光（如太阳光）下，对轴颈周围进行检查；
(3)将曲轴置于煤油中浸泡功（小时）左右，取出楷于，在可疑处涂上一层白粉溶液，烘干后用锤敲击曲轴，如果有裂纹就会 发现有黑色痕迹。
八、飞轮
我们知道，四冲程柴油机只有在作功冲程（亦叫膨胀冲程） 才对外作功。由于其它三个冲程不作功，这就有可能造成运转转速时快时慢。所以常常要在曲轴上装一个很重的飞轮。
飞轮多用铸铁浇铸而成，旋转时可产生很大的惯性力以储 存能昼。柴油机启动后，飞轮旋转的惯性力能带动曲轴、连杆、活塞等顺利地完成其他的工作过程，并能保持曲轴旋转的均匀 性。飞轮外侧或外缘常刻有上止点、供油角度或点火角度、配角相等刻线，以供检查时使用。有些柴油机的飞轮上还铸有风扇 叶片，以作为冷却系统的风扇使用。还有的柴油机，为平衡曲轴高速旋转时产生的震动和冲击，还另装设了平衡装置，如 S195 柴油机便装有两根平衡块轴。
飞轮用螺栓固定在曲轴的凸肩上，或用螺母锁紧在曲轴锥面上。固定后应该锁紧（利用开口销或锁紧垫片），防止自动松 脱。当柴油机采用电动机启动时，飞轮外圈还套有一个齿圈，电 动机上小齿轮和它咬合，启动时带动曲轴旋转。
九、主轴承
主轴承和主轴承座是用来支持曲轴的，并将曲轴传来的力传给曲轴箱。曲轴在主轴承内旋转。
主轴承大多采用滑动轴承，也有用滚动轴承的，滚动轴承优
点是摩擦少、摩损小，寿命比较长，润滑油消耗量小。它们都有 统一规格，市上有售。其缺点是承压和承受冲击能力差，直径方 向尺寸较大，工作时声音大。滑动轴承工作时其中有一层油膜， 对冲击能起缓冲作用，正因为如此，柴油机上多采用滑动轴承。
采用滑动轴承，总是在轴承座内安置有轴瓦，它们都做成两半。轴瓦内表面浇有抗磨合金（如巴氏合金）。有一种轴瓦体本 身较厚，称为厚壁轴瓦，浇注抗磨合金层也较厚，便于修配时进 行刮研。有些机型在轴瓦和轴承座的上下分开面还有调整垫 片，以调整轴承间隙。另一种轴瓦较薄，浇注层也较薄，称作薄 壁轴瓦，在装配和修理时不进行刮研，而是选用合适的装上即 可，这种结构形式中没有调整垫片。
轴承和轴颈间的配合精度要求很高，间隙有严格规定。如间隙过大，则润滑油很容易漏掉，使润滑不良，磨损增加；如问隙过小，则两个表面可能直接接触，磨损也会增加，有时还会使轴 颈卡死在轴承内。
