机车柴油机doc.docx
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机车柴油机doc
课程教学实施计划
授课教师
辅导教师（助教）
实验（实践）教学指导教师
学时计划
总学时
理论学时
多媒体教学学时
习题课
实践学时
32
30
30
2
使用教材
名称
出版社
出版时间
获奖情况
《东风4型内燃机车乘务员》
中国铁道出版社
2004年3月
参
考
书
目
《内燃机车柴油机》（第二版）
中国铁道出版社
2002年8月
《车用柴油机》
中国铁道出版社
1999年9月
教
学
要
求
1．了解柴油机的基本概念，掌握四冲程柴油机的工作原理（工作过程）和配气相位图。
2．了解固定件的功用、组成及主要部件基本结构，掌握差示压力计的作用原理。
3．了解运动件的功用、组成及主要部件基本结构，理解柴油机的发火次序；掌握活塞环、活塞销、曲轴组的功用，掌握柴油机曲轴连杆活塞的机油通路以及凸轮轴传动装置的传动过程。
4．掌握配气机构的功用、组成及工作过程；理解冷态气门间隙的调整。
5．掌握进排气系统的功用、组成、进排气通路以及柴油机增压的意义。
6．了解燃油的喷射过程，掌握燃油系统的功用、组成及燃油系统油路。
7．了解调控系统的总体结构布置，掌握调控系统的功用、组成及甩缸的注意事项。
8．了解机油系统和冷却系统的组成部件，掌握机油的作用和润滑方式；掌握冷却的目的及冷却水的循环通路。
9．掌握柴油机“飞车”、敲缸以及水温高等主要故障的原因分析。
10．教学中努力培养学生分析问题和解决问题的能力。
11．培养严谨的科学态度和认真工作的工作作风。
教
学
创
新
与
更
新
学生通过学习本课程后，能够掌握内燃机车柴油机的工作原理和主要部件的基本结构；掌握柴油机常见故障的原因分析。
教学中以掌握部件作用、强化应用为重点，努力培养学生分析问题和解决问题的能力；为学生今后就业从事电力机车驾驶和检修等工作拓宽知识面奠定必要的基础。
考核方式
闭卷考试
成绩计算方法
总评成绩=期末考试成绩×80%+平时成绩。
平时成绩（考勤、作业等占总成绩的20%）
章节名称
学时分配
教学方法与手段
进度计划
（周次）
第一章柴油机的工作原理
（4）
第一节内燃机车的总体构造
第二节柴油机的基本概念
2
讲授。
1
第三节四冲程柴油机的工作原理
2
讲授、实物教具示教等。
1
第二章柴油机的结构
（22）
第一节固定件
4
讲授、实物教具示教等。
2
第二节运动件
4
讲授、实物教具示教等。
3
第三节配气机构
4
讲授、实物教具示教等。
4
第四节进、排气系统
2
讲授。
5
第五节燃油系统
2
讲授。
5
第六节调控系统
4
讲授、实物教具示教等。
6
第七节润滑系统
第八节冷却系统
2
讲授。
7
第三章柴油机常见故障分析
（4）
柴油机常见故障分析
（一）
2
讲授。
7
柴油机常见故障分析
（二）
2
实物教具示教。
8
实践教学
（2）
8
各章教学实施计划
章节题目
第一章柴油机的工作原理
课时安排
4
授课时间
第1周
教学目的、要求（分了解、理解、掌握三个层次）：
了解内燃机车的总体布置，掌握内燃机车的主要组成；理解单缸柴油机的简单结构和一些常用的名词术语，掌握活塞行程、工作循环和压缩比等基本概念；了解柴油机的型号等有关规定，掌握柴油机气缸编号的规定及表示方法；掌握四冲程柴油机的工作原理（工作过程）和配气相位图。
教学内容（包括基本内容、重点、难点）：
1.内燃机车的主要组成
掌握内燃机车的主要组成。
2．内燃机车总体布置
了解内燃机车的总体布置。
3．单缸柴油机的简单结构
理解单缸柴油机的简单结构。
4．柴油机常用名词术语
理解柴油机一些常用的名词术语，掌握活塞行程、工作循环、压缩比等基本概念。
5．柴油机的型号、旋转方向及气缸编号等规定
掌握柴油机气缸编号的规定及表示方法。
6．四冲程柴油机的工作原理（工作过程）
掌握四冲程柴油机的工作原理（工作过程）和配气相位图。
讨论、思考题、作业：
1．内燃机车主要由哪几部分组成？
2．什么是活塞行程？
工作循环和压缩比？
3．气缸编号是如何规定的？
写出16V240ZJB型柴油机的气缸编号。
4．画出16V240ZJD型柴油机的配气相位图。
参考书目（含参考书、文献等）具体内容：
《内燃机车柴油机》（第二版），李晓村主编，中国铁道出版社,2002年8月
《车用柴油机》，李人宪主编，中国铁道出版社,1999年9月
课堂教学实施计划
第一课
教学过程设计：
复习0分钟；授新课85分钟
讨论分钟；其它5分钟
授课类型（请打√）：
理论课√讨论课□实验课□习题课□其它□
教学方式（请打√）：
讲授√讨论□示教□指导□其它□
教学手段（请打√）：
多媒体√模型□实物□挂图□音像□其它□
教学内容（包括基本内容、重点、难点）：
基本内容：
内燃机车的特点及主要组成；东风4B型内燃机车总体布置；柴油机的简单工作过程；柴油机常用名词术语；柴油机型号及气缸编号等有关规定；柴油机的基本组成。
重点：
内燃机车的主要组成；柴油机的简单工作过程，活塞行程、工作循环和压缩比等基本概念；柴油机气缸编号的规定及表示方法。
难点：
柴油机的简单工作过程。
导入新课：
讲授新课：
第一章柴油机的工作原理
第一节内燃机车的总体结构
一、内燃机车的特点
1．热效率高、能耗低；
2．投资少；
3．牵引性能好；
4．具有可靠的电阻制动或液力制动；
5．乘务条件好；
6．起动加速快，整备时间短，运行里程长。
二、内燃机车主要组成
1．柴油机
2．传动装置
3．车体
4．转向架
5．辅助装置（制动机、辅助传动装置等）
三、东风4B型内燃机车总体布置
采用框架式侧壁承载车体，由前后司机室、左右侧墙、隔墙、顶棚、底架组成一整体全焊钢结构；上部
由四组内部隔墙将车体分为Ⅰ端司机室、电气室、动力室、冷却室、Ⅱ端司机室五个工作空间。
教学内容（包括基本内容、重点、难点）：
1．Ⅰ、Ⅱ端司机室
主要设司机操纵台等。
2．电气室
装有电器柜、硅整流柜、制动电阻柜、启动变速箱传动机构等。
3．动力室
主要装柴油机—牵引发电机组。
4．冷却室
设V形冷却装置、冷却风扇、静液压变速箱传动机构、静液压系统油水管系和空气压缩机等。
第二节柴油机的基本概念
一、什么是柴油机？
二、单缸柴油机的简单结构
三、柴油机的简单工作过程
进气、压缩、作功、排气，循环不止，不断将柴油燃烧的热能变机械能。
四、柴油机常用名词术语
1．上止点（上死点）：
2．下止点（下死点）：
3．活塞行程：
上、下止点之间的距离，称～；用“S”表示，单位mm,活塞移动一个行程，曲轴旋转1800。
（活塞冲程：
指活塞由一个止点走向另一个止点的动作）
4．工作循环：
活塞在气缸内作往复直线运动，每经过进气、压缩、作功、排气便完成一次热功转换，称～。
5．燃烧室容积：
6．气缸工作容积：
7．气缸总容积：
8．压缩比：
气缸总容积与燃烧室容积的比值称～。
它表明进入气缸的空气被压缩的程度。
（大小应适中，增压柴油机为12～15之间）。
五、柴油机型号及气缸编号等有关规定
（一）柴油机的型号
据国标GB725—82规定，由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成，分三部分。
首部中部尾部
缸数符号，气缸排列形式符号、冲程符号、缸径符号，机器特征符号、变型符号。
教学内容（包括基本内容、重点、难点）：
（二）柴油机输出端、自由端和左右侧的规定
1．输出端：
向外输出功率的一端，也称后端。
2．自由端：
3．左、右侧：
（三）柴油机的旋转方向及气缸编号
1．旋转方向：
从功率输出端朝自由端看，输出轴顺时针旋转的称为右旋；逆时针旋转的称为左旋。
2．气缸编号规定：
据国标GB726—65规定，自柴油机右侧，由自由端向输出端方向依次进行气缸编号，整台柴油机的气缸号码应为连续的顺序号。
写出16V240ZJB型柴油机的气缸编号。
六、柴油机的基本组成
固定件、运动件、配气机构、进排气系统、燃料供给系统、调控系统、润滑系统、冷却系统。
巩固新课：
一、内燃机车主要组成。
二、单缸柴油机的简单结构和简单工作过程。
三、柴油机常用名词术语（活塞行程、压缩比）。
四、柴油机型号、旋转方向及气缸编号等规定。
五、柴油机的基本组成。
布置作业：
1．内燃机车主要由哪几部分组成？
2．什么是活塞行程？
工作循环和压缩比？
3．气缸编号是如何规定的？
写出16V240ZJB型柴油机的气缸编号。
课堂教学实施计划
第二课
教学过程设计：
复习5分钟；授新课75分钟
讨论5分钟；其它5分钟
授课类型（请打√）：
理论课√讨论课□实验课□习题课□其它□
教学方式（请打√）：
讲授√讨论□示教□指导□其它□
教学手段（请打√）：
多媒体√模型□实物□挂图□音像□其它□
教学内容（包括基本内容、重点、难点）：
基本内容：
四冲程柴油机的工作原理；四冲程柴油机的实际工作过程；四冲程柴油机的配气相位图。
重点：
四冲程柴油机的实际工作过程；四冲程柴油机的配气相位图。
难点：
四冲程柴油机的工作过程和配气相位图。
进气门晚关可否出现气缸内气体向进气管倒流现象？
复习：
1．内燃机车主要由哪几部分组成？
2．什么是活塞行程？
工作循环和压缩比？
导入新课：
讲授新课：
第三节四冲程柴油机的工作原理
一、四冲程柴油机的工作原理（理论）
四冲程柴油机：
由活塞4个冲程曲轴旋转两圈完成一个工作循环的柴油机，称～。
1．进气冲程：
活塞由上→下，进开，排关，空气进入气缸；曲轴由0～1800。
2．压缩冲程：
活塞由下→上，进排均关，空气被压缩，气体温度压力升高；曲轴由1800～3600。
3．作功冲程：
柴油与空气混合燃烧，产生高温高压燃气推动活塞下行膨胀作功；曲轴由3600～5400。
4．排气冲程：
活塞由下→上，排开，进关，废气排出气缸；曲轴由5400～7200。
结论：
曲轴转两圈，带动活塞上、下移动两次，用4个冲程完成一个工作循环。
二、实际四冲程柴油机的工作原理（四冲程柴油机的工作过程）
1．进气过程：
活塞由上止点前的某一角度＜1提前打开进气门开始进气，至下止点后的某一角度＜2迟后关闭，称～。
（边讲边画示意图）进气持续角为：
＜1﹢1800﹢＜2
（1）进气门提前开启的作用：
①保证大量进气时有较大的进气流通面积即增加进气空气量。
②有利于冷却和扫气。
教学内容（包括基本内容、重点、难点）：
（2）进气门晚关目的：
利用进气流动惯性充分进气，增加进气充量。
（3）进气门晚关可否出现气缸内气体向进气管倒流现象？
采用增压器增压，此时气缸内气体压力低于进入气缸的增压空气压力，在压差作用下增压空气继续向气缸内流动，不会出现气缸内气体向进气管倒流现象。
2．压缩过程：
从进气门完全关闭开始，活塞继续上行对已进入气缸的空气进行压缩，其压力和温度不断提高，直至活塞上行到压缩上止点为止。
（边讲边画示意图）
压缩持续角为：
1800﹣＜2
供油提前角（喷油提前角）---喷油泵（喷油器）开始供（喷）油的瞬时到活塞行至上止点时的曲轴转角。
喷油提前角过大或过小影响：
喷油提前角过大：
缸内柴油积聚过多，燃烧粗暴，冲击振动加剧等；
喷油提前角过小：
后燃后热，排温高，柴油机作功能力和经济性能下降。
3．燃烧膨胀过程（作功过程）：
从压缩上止点3600转角始，已喷入高压油与气缸内压缩空气均匀混合自行着火燃烧，产生高温高压气体作用于活塞顶面，推动活塞下行膨胀作功，通过曲轴向外输出功率，直至下止点前某一角度＜4提前打开排气门为止。
（边讲边画示意图）
作功持续角为：
1800﹣＜4
4．排气过程：
从下止点前某一角度＜4提前打开排气门将作功后废气排出气缸，至上止点后某一角度＜5迟后关闭，这一过程称～。
（边讲边画示意图）
排气持续角为：
＜4﹢1800﹢＜5
气门重叠角：
同一缸进排气门同时开启的曲轴转角，称～。
只在上止点附近存在。
设气门重叠角的主要作用：
①彻底排废气；
②有利于冷却和扫气，降低受热零部件温度。
总结归纳：
柴油机一个工作循环中，只有燃烧膨胀过程对外输出功率，其它3个过程都是辅助过程。
柴油机工作前必须用外力先使曲轴转动，完成辅助过程产生第一个作功过程，才能使柴油机起动。
16V240ZJB、D型柴油机是由起动电机带动曲轴转动而使柴油机起动的。
其启动方式为直流电机启动。
教学内容（包括基本内容、重点、难点）：
三、四冲程柴油机的配气相位图
什么叫配气相位图？
以活塞上、下止点为基准的各个工作过程以及配气机构动作时刻均用曲轴转角来表示的图形，称～。
2．画出16V240ZJB型柴油机的配气相位图
16V240ZJB型柴油机配气相位：
16V240ZJD型柴油机配气相位：
进气门开：
上止点前42020′进气门开：
上止点前500
进气门关：
下止点后42020′进气门关：
下止点后420
排气门开：
下止点前42020′排气门开：
下止点前500
排气门关：
上止点后42020′排气门关：
上止点后500
气门重叠角：
84040′气门重叠角：
1000
供油提前角：
上止点前210供油提前角：
上止点前20．50
巩固新课：
一、四冲程柴油机的工作原理。
二、四冲程柴油机的实际工作过程。
三、四冲程柴油机的配气相位图。
布置作业：
1.画出16V240ZJD型柴油机的配气相位图。
各章教学实施计划
章节题目
第二章柴油机的结构
课时安排
22
授课时间
第2至7周
教学目的、要求（分了解、理解、掌握三个层次）：
了解固定件的功用、组成及主要部件的基本结构，理解机体的结构特点；掌握差示压力计的作用原理。
了解运动件的功用、组成，理解钢顶铁裙的结构特点；掌握活塞环、活塞销和曲轴组的功用，柴油机曲轴连杆活塞的机油通路以及凸轮轴传动装置的传动过程。
掌握配气机构的功用、组成及其工作过程。
理解冷态气门间隙概念、调整方法及间隙过大或过小对柴油机工作的主要影响。
掌握进排气系统的功用、组成、进排气通路以及柴油机增压的意义。
了解燃油的喷射过程，掌握燃油系统的功用、组成及燃油系统油路。
了解调控系统的总体结构布置，掌握调控系统的功用、组成、甩缸的注意事项及极限调速器超速停车作用过程。
掌握机油系统的作用、组成及润滑方式；掌握冷却系统的组成、冷却的目的及冷却水的循环通路。
教学内容（包括基本内容、重点、难点）：
1．固定件的功用、组成
了解固定件的功用和组成。
2．机体周围部件、轴瓦、气缸套装配结构简述
了解机体周围部件、轴瓦、气缸套的功用和结构，理解机体结构特点和主轴瓦受力瓦与非受力瓦问题。
3．曲轴箱防爆装置
理解三种曲轴箱防爆装置，掌握差示压力计的作用原理。
4．活塞组
了解活塞组的功用和工作条件，理解钢顶铁裙活塞的结构特点，掌握活塞组组成，活塞环、活塞销功用。
5．连杆组
了解连杆组的功用、组成及结构概述。
6．曲轴组
了解曲轴组的组成、结构概述和柴油机的发火次序，掌握曲轴组的功用以及柴油机曲轴连杆活塞的机油通路。
7．传动装置
了解传动装置的组成和基本结构，掌握凸轮轴传动装置的功用和传动过程。
8．配气机构
了解配气机构的总体布置，理解配气机构的润滑油路及柴油机甩车的有关问题；掌握配气机构的功用、组成及工作过程。
掌握冷态气门间隙概念及间隙过大或过小对柴油机工作的主要影响。
9．进排气系统
了解进排气系统主要部件的基本结构和柴油机废气涡轮增压原理,掌握进排气系统功用、组成、进排气通
路以及柴油机增压、柴油机废气涡轮增压和柴油机增压的意义。
教学内容（包括基本内容、重点、难点）：
10.燃油系统
了解燃油系统主要部件的功用，掌握燃油系统功用、组成及燃油系统油路。
11．燃油喷射过程
了解燃油正常喷射过程的三个时期和异常喷射的三种现象。
12．调控系统
了解调控系统的总体结构布置，掌握调控系统的功用、组成、超速停车作用过程及甩缸的注意事项。
13．机油系统
掌握机油系统的作用、组成及润滑方式。
14．冷却系统
掌握冷却系统冷却的目的、冷却方式及冷却水的循环通路。
讨论、思考题、作业:
1．简述机体的结构特点。
2．如何从外观识别气缸套的磨损类型？
3．有几种曲轴箱防爆装置？
简述差示压力计的作用原理。
4．简述活塞环、活塞销和曲轴组的功用？
5．试述柴油机曲轴、连杆、活塞的机油通路。
6．用简图表示凸轮轴传动装置的传动过程。
7．简述配气机构的功用及组成。
8．试述配气机构气门的工作过程。
9．何谓冷态气门间隙？
间隙过大或过小对柴油机工作有何主要影响？
10．简述进排气系统的功用及进排气通路。
11．什么是柴油机增压？
什么是柴油机的废气涡轮增压？
柴油机增压的意义是什么？
12．简述燃油系统的功用及组成。
13．试述燃油系统油路。
14．简述调控系统的功用及组成。
说明联合调节器的内外部组成。
15．试述甩缸的注意事项。
16．简述极限调速器的超速停车作用过程。
17．机油系统的作用是什么？
有几种润滑方式？
18．冷却的目的是什么？
写出16V240ZJB型柴油机高温冷却水的循环通路。
参考书目（含参考书、文献等）具体内容：
《内燃机车柴油机》（第二版），李晓村主编，中国铁道出版社,2002年8月
《车用柴油机》,李人宪主编，中国铁道出版社,1999年9月
课堂教学实施计划
第三课
教学过程设计：
复习10分钟；授新课70分钟
讨论5分钟；其它5分钟
授课类型（请打√）：
理论课√讨论课□实验课□习题课□其它□
教学方式（请打√）：
讲授√讨论□示教□指导□其它□
教学手段（请打√）：
多媒体√模型□实物□挂图□音像□其它□
教学内容（包括基本内容、重点、难点）：
基本内容：
固定件的功用和组成；机体、机体周围部件及轴瓦的作用与结构简述。
重点：
机体和轴瓦的作用与结构；主轴瓦、连杆瓦受力瓦与非受力瓦问题。
难点：
机体和轴瓦的结构。
复习：
1．画出16V240ZJB型柴油机的配气相位图。
2．柴油机主要由哪几部分组成？
导入新课：
讲授新课：
第二章柴油机的结构
第一节固定件
（一）
固定件是柴油机的基础部件，主要包括机体、机体周围部件（油底壳、连接箱、泵支承箱、弹性支承）、气缸套装配、轴瓦及曲轴箱防爆装置等。
一、机体
（一）机体的功用
1．是骨架和安装基础；
2．内腔布置油道、水道和气道；
3．设检查孔和观察孔便于组装与检修；
4．安装油底壳等辅助设备。
（二）机体结构简述
1．采用铸焊组合结构；（整体铸造半隧道拱形主轴承座与全隧道式凸轮轴座组焊）
2．横截面为六边形；
3．主轴承盖与机体采用平面结合，每一主轴承盖用两根主轴承垂直螺栓、两液压拉伸器和两根横拉螺
栓与机体连接紧固；
4．左右气缸中心线呈V型50°夹角,气缸中心距400mm，每个缸孔周围有6个气缸盖螺栓孔，其外侧各有一进气、排气和喷油泵推杆套安装孔；
教学内容（包括基本内容、重点、难点）：
5．曲轴孔位于机体中部，凸轮轴孔位于机体上部左右两侧；
6．机体侧面设凸轮轴和曲轴箱检查孔；
7．机体上设V型夹角空腔、气缸箱、凸轮轴推杆箱、曲轴箱和传动齿轮箱。
二、机体周围部件
（一）油底壳
1．功用：
（1）构成曲轴箱；
（2）储存并汇聚机油；
（3）防止杂质进入机油中。
2．结构简述：
非承载式，有钢板压型壳体、各板件、（顶板、隔板、滤油网板）各油口法兰等焊接而成；中部两侧设机油油标尺，正常油位应保持在油尺上、下刻线之间，以略近上刻线为佳。
4D、4B机油容量1200kg（包括管路系统），上刻线时油底壳储油量约900kg。
机油油位低，油量少，坡道行驶或冲击振动冲动时，机油泵进口吸空，供油不正常，机油压力低，使柴油机无法正常工作。
（二）连接箱
1．作用：
将柴油机与牵引发电机连在一起，形成柴油—发电机组。
2．位置：
机体输出端。
（三）泵支承箱
1．作用：
安装机油泵、冷却水泵等。
2．位置：
机体自由端。
教学内容（包括基本内容、重点、难点）：
3.特点：
铸铁，上设六个孔，分别安装两水泵、一个自由端传动轴密封盖、两检查孔盖和一个机油泵。
（四）弹性支承
三、轴瓦
（一）作用
直接承受轴的载荷，减少磨损，保护轴颈工作时不受损伤。
（二）结构
1．主轴瓦
采用可分式，结构相同（九位）钢背高锡铝合金板材制成两半圆形簿壁轴瓦，宽92mm,厚7.40～7.42mm。
上瓦——非受力瓦，工作面有油槽，槽底有3个长形油孔。
下瓦——受力瓦，工作面不设油孔油槽，接口附近有一段导向过渡油槽。
2．曲轴止推瓦
限制曲轴轴向移动，承受轴向推力。
（轴向移动量0.25～0.35mm）装于机体输出端最后一位主轴承止推轴承盖两侧，为两半式止推环，锡青铜共4块。
3．连杆瓦
可分式，钢背高锡铝合金板材制成两半圆形，宽72mm,厚4.908～4.927mm。
上瓦——受力瓦，工作面不设油孔油槽，瓦口一端设一导向过渡油槽。
下瓦——非受力瓦，工作面开有油槽和10个油孔。
巩固新课：
一、机体的功用和结构特点。
二、机体周围部件的作用与结构。
三、轴瓦的作用与结构。
主轴瓦、连杆瓦受力瓦与非受力瓦问题。
布置作业：
1．简述机体的结构特点。
课堂教学实施计划
第四课
教学过程设计：
复习10分钟；授新课70分钟
讨论5分钟；其它5分钟
授课类型（请打√）：
理论课√讨论课□实验课□习题课□其它□
教学方式（请打√）：
讲授√讨论□示教□指导□其它□
教学手段（请打√）：
多媒体√模型□实物□挂图□音像□其它□
教学内容（包括基本内容、重点、难点）：
基本内容：
气缸套的功用，气缸套装配结构简述，气缸套的磨损与穴蚀；曲轴箱防爆装置。
重点：
气缸套装配结构简述，气缸套的磨损与穴蚀；曲轴箱防爆装置的作用原理。
难点：
气缸套的磨损与穴蚀；差示压力计的结构和作用原理。
复习：
1．机体和轴瓦的作用是什么？
2．固定件的基本组成？
导入新课：
讲授新课：
第二章柴油机的结构
第一节固定件
（二）
四、气缸套装配
（一）气缸套的
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