（1)活塞

活塞的功用是承受燃氣的壓力，并經(jīng)過連桿將力傳給曲軸。

活塞的工作條件十分惡劣，它是在高溫、高壓的燃氣作用下，不斷地作高速往復直線運動。由于受到周期性變化的燃氣壓力和往復慣性力的作用，活塞承受很大的機械負荷和熱負荷，加之溫度分布不均勻，就會引起熱應力。因此，要求活塞必須有較輕的重量以及足夠的強度與剛度。焊接時，用采用對向焊接（與裂紋垂直方向移動焊條）的方法，而且每焊完一層后，應立即清除焊渣，再焊下一層?；钊诟邷亍⒏邏?、高速條件下工作，其潤滑條件較差，活塞與汽缸壁摩擦嚴重。為減小磨損，活塞表面必須耐磨。

高速內(nèi)燃機的活塞通常采用鑄鋁合金。隨著內(nèi)燃機的不斷強化，采用鍛鋁合金或共晶鋁硅合金的活塞日益增多，而高增壓內(nèi)燃機較多采用鑄鐵活塞，其目的在于提高其強度，減小熱膨脹系數(shù)。調(diào)整氣門間隙的方法是：先松開調(diào)整螺釘?shù)逆i緊螺母，再旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺釘，用規(guī)定數(shù)值的厚薄規(guī)插入氣門桿與搖臂之間進行測量，使氣門間隙符合規(guī)定，調(diào)整好后再將鎖緊螺母擰緊，復查一次，直至氣門間隙在規(guī)定的范圍內(nèi)?；钊幕緲?gòu)造可分為頂部、環(huán)槽部（防漏部或頭部）、活塞銷座和裙部四部分。

①頂部頂部是構(gòu)成燃燒室的一部分，其結(jié)構(gòu)形狀與發(fā)動機及燃燒室的型式有關(guān)?；钊敳康膸追N不同結(jié)構(gòu)形狀。小型內(nèi)燃機大多采用平頂活塞，優(yōu)點是制造簡單，受熱面積小。當減壓環(huán)帶的下邊緣進入出油閥座的內(nèi)孔時，柱塞上部的油腔即與高壓油管隔斷。大多數(shù)內(nèi)燃機的活塞頂部由于要形成特殊形狀的燃燒室，其形狀比較復雜，一般都制有各種各樣的凹坑。凹坑是為了改善發(fā)動機的燃燒狀況而設(shè)置的，使可燃混合氣的形成更有利，燃燒過程更完善。有的內(nèi)燃機為避免氣門與活塞頂相碰撞，在頂部還制有淺的氣門避碰凹坑。

內(nèi)燃機活塞所受的熱負荷大（尤其是直接噴射式內(nèi)燃機），往往會使活塞引起熱疲勞，產(chǎn)生裂紋。因此，有的內(nèi)燃機可從連桿小頭上的噴油孔噴射機油，以冷卻活塞頂內(nèi)壁。也有的內(nèi)燃機在機體里設(shè)有專門的噴油機構(gòu)，也可起到同樣的作用。空氣經(jīng)旋流管離心力的作用，使空氣中的絕大部分塵粒落入旋流管下端的集塵室，塵粒再經(jīng)排氣引射管（安裝在消聲器出口處）隨柴油機廢氣一起排出?；钊敳恳虺惺苋細鈮毫?，所以一般比較厚；有的活塞頂內(nèi)部還制有加強筋。

②環(huán)槽部環(huán)槽部主要用于安裝活塞環(huán)以防止燃油或燃氣漏入曲軸箱，并將活塞吸收的熱量經(jīng)活塞環(huán)傳給汽缸壁，與此同時阻止?jié)櫥透Z入燃燒室。活塞頭部加工有數(shù)道安裝活塞環(huán)的環(huán)槽，上面2一3道用于安裝氣環(huán)，下面1、2道是油環(huán)槽。所謂增壓，即用增壓器（壓氣機）將柴油機的進氣在缸外壓縮后再送入汽缸，以增加柴油機的進氣量，從而提高平均有效壓力和功率。油環(huán)槽的底部鉆有許多徑向小孔，以便油環(huán)從汽缸壁上刮下多余的潤滑油從小孔流回曲軸箱。

有的內(nèi)燃機在活塞頂?shù)揭画h(huán)槽之間，或者一直到以下幾道環(huán)槽處，都開有細小的隔熱溝槽。溝槽在活塞工作時，可形成一定的退讓性，可以防止活塞與汽缸壁的咬合，故這種活塞可適當減小活塞與汽缸間的間隙。

二道環(huán)槽的耐磨性，有的內(nèi)燃機在環(huán)槽部位上隨著內(nèi)燃機的不斷強化，為了提高一鑲鑄耐熱和耐磨的奧氏體鑄鐵護槽圈。

③活塞銷座銷座用以安裝活塞銷，主要起傳遞氣壓力的作用?；钊N座與頂部之間往往還有加強筋，以增加剛度。銷座孔內(nèi)設(shè)有安裝彈性卡環(huán)的環(huán)槽，活塞銷卡環(huán)是用來防止活塞銷在工作中發(fā)生軸向竄動，竄出活塞銷座孔而打壞汽缸體。

④裙部活塞頭部低一道油環(huán)槽以下的部分稱為裙部。其作用主要是對活塞在汽缸內(nèi)的運動加以導向，此外它還承受側(cè)壓力。柴油機由于燃氣壓力高，側(cè)壓力大，所以裙部也比較長，以減小單位面積上的壓力和磨損。

由于柴油機汽缸壓力很大，要求裙部具有足夠大的承壓面積，又要在任何情況下保持它與汽缸壁有佳的配合間隙（既不因間隙過大而使密封性變差和產(chǎn)生敲缸現(xiàn)象，又不因間隙過小而刮傷汽缸壁，甚至發(fā)生咬缸現(xiàn)象）。故其活塞裙部通常不開切槽，只是將活塞軸向制成上小下大的圓錐形，并將裙部徑向做成橢圓形。在修刮時，必須根據(jù)接觸情況，以左手托連桿或瓦蓋，右手將持平，以手腕運動，使由外向內(nèi)修刮，起刀和落刀要穩(wěn)，要始終保持的鋒利。因此，柴油機活塞與汽缸壁的裝配間隙要比油機的大。為了保證柴油機壓縮終了有足夠的壓力和溫度，則要求其有更好的密封性，因此，柴油機應具有更多的密封環(huán)和刮油環(huán)。

配氣機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式及工作過程

氣門式配氣機構(gòu)由氣門組（氣門、氣門導管、氣門座及氣門彈簧等）和氣門傳動組（推桿、搖臂、凸輪軸和正時齒輪等）組成；進排氣系統(tǒng)由空氣濾清器、進氣管、排氣管和消聲器等組成。

內(nèi)燃機配氣機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式較多，按照氣門相對于汽缸的位置不同可分為兩種形式：氣門布置在汽缸側(cè)面的稱為側(cè)置式氣門配氣機構(gòu)；氣門布置在汽缸頂部的稱為頂置式氣門配氣機構(gòu)。采用側(cè)置式氣門配氣機構(gòu)布置的燃燒室橫向面積大，結(jié)構(gòu)不緊湊，而高度又受氣流和氣門運動的限制不能太小，所以當壓縮比大于7.5時，燃燒室就很難布置。對于柴油機，由于壓縮比不能太低，所以廣泛采用頂置式氣門配氣機構(gòu)。按凸輪軸的布置位置可分為上置凸輪軸式、中置凸輪軸式和下置凸輪軸式；按曲軸與凸輪軸之間的傳動方式可分為齒輪傳動式和鏈條傳動式；按每缸的氣門數(shù)目可分為二氣門、三氣門、四氣門和五氣門機構(gòu)。在柱塞偶件的上端面上，裝有另一副精密偶件（出油閥與出油閥座），稱為出油閥副。

頂置式氣門配氣機構(gòu)由凸輪軸、挺柱、推桿、氣門搖臂和氣門等零件組成。進、排氣門都布置在汽缸蓋上，氣門頭部朝下，尾部朝上。尤其在高原地區(qū)，因氣壓低、空氣稀薄，導致輸出功率下降，一般當海拔高度每升高1000m，功率將下降8％~10％。如凸輪軸為了傳動方便而靠近曲軸，則凸輪與氣門之間的距離就較長。中間必須通過挺柱、推桿、搖臂等一系列零件才能驅(qū)動氣門，使機構(gòu)較為復雜，整個系統(tǒng)的剛性較差。

頂置式氣門配氣機構(gòu)工作過程如下：凸輪軸由曲軸通過齒輪驅(qū)動。當內(nèi)燃機工作時，凸輪軸即隨曲軸轉(zhuǎn)動，對于四沖程內(nèi)燃機而言，凸輪軸的轉(zhuǎn)速為曲軸轉(zhuǎn)速的1/2，即曲軸轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)完成一個工作循環(huán)，而凸輪軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，使進、排氣門各開啟一次。當凸輪軸轉(zhuǎn)到凸起部分與挺柱相接觸時，挺柱開始升起。通過推桿和調(diào)整螺釘使搖臂繞搖臂軸轉(zhuǎn)動，搖臂的另一端即壓下氣門，使氣門開啟。為了提高氣門座表面的耐磨性，有時采用耐熱鋼、球墨鑄鐵或合金鑄鐵制成單獨的零件，然后壓入相應的孔中。在壓下氣門的同時，內(nèi)、外兩個氣門彈簧也受到壓縮。當凸輪軸凸起部分的高點轉(zhuǎn)過挺柱平面以后，挺柱及推桿隨凸輪的轉(zhuǎn)動而下落，被壓緊的氣們彈簧通過氣門彈簧座和氣門鎖片，將氣門向上抬起，后壓緊在氣門座上，使氣門關(guān)閉。氣門彈簧在安裝時就有一定的預緊力，以保證氣門與氣門座貼合緊密而不致漏氣。

調(diào)速器的功用

調(diào)速器的功用是在柴油機所要求的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，能隨著柴油機外界負荷的變化而自動調(diào)節(jié)供油量，以保持柴油機轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定。

對于柴油機而言，改變供油量只需轉(zhuǎn)動噴油泵的柱塞即可。隨著供油量加大，柴油機的功率和轉(zhuǎn)矩都相應增大，反之則減少。

柴油機驅(qū)動其他工作機械（如發(fā)電機、水泵等）時，如其輸出轉(zhuǎn)矩與工作機械克服工作阻力所需的轉(zhuǎn)矩（阻力矩）相等，則工作處于穩(wěn)定狀態(tài)（轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定）。如阻力矩超過輸出轉(zhuǎn)矩，則柴油機轉(zhuǎn)速將下降，如不能達到新的穩(wěn)定工況，則柴油機將停止工作。當輸出轉(zhuǎn)矩大于阻力矩時，則轉(zhuǎn)速將升高，如不能達到新的平衡，則轉(zhuǎn)速將不斷上升，會發(fā)生“飛車”事故。從動盤還固定有筒狀盤，其外圓面與驅(qū)動盤的內(nèi)圓面相配合，以保證驅(qū)動盤與從動盤的同心度。由于工作機械的阻力矩會隨著工作情況的變化而頻繁變化，操作入員是不可能及時靈敏地調(diào)節(jié)供油量，使柴油機輸出轉(zhuǎn)矩與外界阻力相適應的，這樣，柴油機的轉(zhuǎn)速就會出現(xiàn)劇烈的波動，從而影響工作機械的正常工作。因此，工程機械（如發(fā)電）用柴油機必須設(shè)置調(diào)速器。此外，由于柴油機噴油泵本身的性能特點，在怠速工作時不容易保持穩(wěn)定，而在高速時又容易運轉(zhuǎn)甚至“飛車”，所以在柴油機上必須安裝調(diào)速器，以保持其怠速穩(wěn)定和防止高速時出現(xiàn)“飛車”現(xiàn)象。

電子調(diào)速器

電子調(diào)速器在結(jié)構(gòu)和控制原理上與機械式調(diào)速器有很大不同，它是將轉(zhuǎn)速和（或）負荷的變化以電子信號的形式傳到控制單元，與設(shè)定的電壓（電流）信號進行比較后再輸出一個電子信號給執(zhí)行機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)動作拉動供油齒條加油或減油，以達到快速調(diào)整發(fā)動機轉(zhuǎn)速的目的。電子調(diào)速器以電信號控制代替了機械調(diào)速器中的旋轉(zhuǎn)飛重等結(jié)構(gòu)，沒有使用機械機構(gòu)，動作靈敏、響應速度快、動態(tài)與靜態(tài)參數(shù)精度高；電子調(diào)速器無調(diào)速器驅(qū)動機構(gòu)，體積小，安裝方便，便于實現(xiàn)自動控制。出油閥在出油閥彈簧及高壓柴油的共同作用下迅速下落，高壓油管中的油壓迅速降低。

常見的電子調(diào)速器有單脈沖電子調(diào)速器和雙脈沖電子調(diào)速器兩種。單脈沖電子調(diào)速器是以轉(zhuǎn)速脈沖信號來調(diào)節(jié)供油量；雙脈沖電子調(diào)速器是將轉(zhuǎn)速和負荷的兩個單脈沖信號疊加起來調(diào)節(jié)供油量的。氣門座圈如壓入鋁合金汽缸蓋中時，其配合表面常制成溝槽，當氣門座圈壓入后，少量鋁金屬會擠入溝槽中，在對氣門座孔擴口時也會促使鋁合金擠入，以提高座圈在座孔中的緊固程度，防止松脫。雙脈沖電子調(diào)速器能在負荷一有變化而轉(zhuǎn)速尚未變化之前就開始調(diào)整供油亙，其調(diào)整精度比單脈沖電子調(diào)速器高，更能保證供電頻率的穩(wěn)定。

雙脈沖電子調(diào)速器的基本組成主要由執(zhí)行機構(gòu)、轉(zhuǎn)速傳感器、負荷傳感器和速度控制單元等組成。磁電式轉(zhuǎn)速傳感器用于監(jiān)測柴油機轉(zhuǎn)速的變化，并按比例產(chǎn)生交流電壓輸出；負荷傳感器用于檢測柴油機負荷的變化，并按比例轉(zhuǎn)換成直流電壓輸出；速度控制單元是電子調(diào)速器的核心，接受來自轉(zhuǎn)速傳感器和負荷傳感器的輸出電壓信號，并按比例轉(zhuǎn)換成直流電壓后與轉(zhuǎn)速設(shè)定電壓進行比較，把比較后的差值作為控制信號送往執(zhí)行機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)輸人的控制信號以電子（液壓、氣動）方式拉動柴油機的油量控制機構(gòu)加油或減油。表示每缸進、排氣配氣相位（正時）關(guān)系的環(huán)形圖，稱配氣相位（正時）圖。

若柴油機負荷突然增加，負荷傳感器的輸出電壓首先發(fā)生變化'此后轉(zhuǎn)速傳感器的輸出電壓也發(fā)生相應變化（數(shù)值均下降）。上述兩種降低的脈沖信號在速度控制單元內(nèi)與設(shè)定的轉(zhuǎn)速電壓比較傳感器的負值信號數(shù)值小于轉(zhuǎn)速設(shè)定電壓的正值信號數(shù)值、輸出正值的電壓信號，在執(zhí)行機構(gòu)中使輸出軸向加油方向轉(zhuǎn)動，增加柴油機的循環(huán)供油量。為了保證密封，每個氣門和氣門座都要配對研磨，研磨后氣門不能互換。

反之，若柴油機的負荷突然降低，也是負荷傳感器的輸出電壓首先發(fā)生變化，此后轉(zhuǎn)速傳感器的輸出電壓也發(fā)生相應變化（數(shù)值均升高）。上述兩種升高的脈沖信號在速度控制單元內(nèi)與設(shè)定的轉(zhuǎn)速電壓比較，此時，傳感器的負值信號數(shù)值大于轉(zhuǎn)速設(shè)定電壓的正值信號數(shù)值，速度控制單元輸出負值的電壓信號，在執(zhí)行機構(gòu)中使輸出軸向減油方向轉(zhuǎn)動，降低柴油發(fā)動機的循環(huán)供油量。對空氣濾清器的要求是：濾清效率高、阻力小、應用周期長且保養(yǎng)方便。