（1)活塞

活塞的功用是承受燃?xì)獾膲毫Γ⒔?jīng)過(guò)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?xì)庾饔孟?，不斷地作高速往?fù)直線運(yùn)動(dòng)。由于受到周期性變化的燃?xì)鈮毫屯鶑?fù)慣性力的作用，活塞承受很大的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷，加之溫度分布不均勻，就會(huì)引起熱應(yīng)力。因此，要求活塞必須有較輕的重量以及足夠的強(qiáng)度與剛度。焊接時(shí)，用采用對(duì)向焊接（與裂紋垂直方向移動(dòng)焊條）的方法，而且每焊完一層后，應(yīng)立即清除焊渣，再焊下一層?；钊诟邷?、高壓、高速條件下工作，其潤(rùn)滑條件較差，活塞與汽缸壁摩擦嚴(yán)重。為減小磨損，活塞表面必須耐磨。

高速內(nèi)燃機(jī)的活塞通常采用鑄鋁合金。隨著內(nèi)燃機(jī)的不斷強(qiáng)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(jī)較多采用鑄鐵活塞，其目的在于提高其強(qiáng)度，減小熱膨脹系數(shù)。調(diào)整氣門間隙的方法是：先松開(kāi)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(jìn)行測(cè)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(fù)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(dòng)機(jī)及燃燒室的型式有關(guān)。活塞頂部的幾種不同結(jié)構(gòu)形狀。小型內(nèi)燃機(jī)大多采用平頂活塞，優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)單，受熱面積小。當(dāng)減壓環(huán)帶的下邊緣進(jìn)入出油閥座的內(nèi)孔時(shí)，柱塞上部的油腔即與高壓油管隔斷。大多數(shù)內(nèi)燃機(jī)的活塞頂部由于要形成特殊形狀的燃燒室，其形狀比較復(fù)雜，一般都制有各種各樣的凹坑。凹坑是為了改善發(fā)動(dòng)機(jī)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(guò)程更完善。有的內(nèi)燃機(jī)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(jī)活塞所受的熱負(fù)荷大（尤其是直接噴射式內(nèi)燃機(jī)），往往會(huì)使活塞引起熱疲勞，產(chǎn)生裂紋。因此，有的內(nèi)燃機(jī)可從連桿小頭上的噴油孔噴射機(jī)油，以冷卻活塞頂內(nèi)壁。也有的內(nèi)燃機(jī)在機(jī)體里設(shè)有專門的噴油機(jī)構(gòu)，也可起到同樣的作用?？諝饨?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(jī)廢氣一起排出?；钊敳恳虺惺苋?xì)鈮毫?，所以一般比較厚；有的活塞頂內(nèi)部還制有加強(qiáng)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?xì)饴┤肭S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(shí)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(jī)）將柴油機(jī)的進(jìn)氣在缸外壓縮后再送入汽缸，以增加柴油機(jī)的進(jìn)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(rùn)滑油從小孔流回曲軸箱。

有的內(nèi)燃機(jī)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(kāi)有細(xì)小的隔熱溝槽。溝槽在活塞工作時(shí)，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(dāng)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(jī)在環(huán)槽部位上隨著內(nèi)燃機(jī)的不斷強(qiáng)化，為了提高一鑲鑄耐熱和耐磨的奧氏體鑄鐵護(hù)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(qiáng)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(lái)防止活塞銷在工作中發(fā)生軸向竄動(dòng)，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(duì)活塞在汽缸內(nèi)的運(yùn)動(dòng)加以導(dǎo)向，此外它還承受側(cè)壓力。柴油機(jī)由于燃?xì)鈮毫Ω撸瑐?cè)壓力大，所以裙部也比較長(zhǎng)，以減小單位面積上的壓力和磨損。

由于柴油機(jī)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(guò)大而使密封性變差和產(chǎn)生敲缸現(xiàn)象，又不因間隙過(guò)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(kāi)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(shí)，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(yùn)動(dòng)，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(jī)活塞與汽缸壁的裝配間隙要比油機(jī)的大。為了保證柴油機(jī)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(jī)應(yīng)具有更多的密封環(huán)和刮油環(huán)。

配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式及工作過(guò)程

氣門式配氣機(jī)構(gòu)由氣門組（氣門、氣門導(dǎo)管、氣門座及氣門彈簧等）和氣門傳動(dòng)組（推桿、搖臂、凸輪軸和正時(shí)齒輪等）組成；進(jìn)排氣系統(tǒng)由空氣濾清器、進(jìn)氣管、排氣管和消聲器等組成。

內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式較多，按照氣門相對(duì)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(jī)構(gòu)；氣門布置在汽缸頂部的稱為頂置式氣門配氣機(jī)構(gòu)。采用側(cè)置式氣門配氣機(jī)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(yùn)動(dòng)的限制不能太小，所以當(dāng)壓縮比大于7.5時(shí)，燃燒室就很難布置。對(duì)于柴油機(jī)，由于壓縮比不能太低，所以廣泛采用頂置式氣門配氣機(jī)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(dòng)方式可分為齒輪傳動(dòng)式和鏈條傳動(dòng)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(jī)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(jī)構(gòu)由凸輪軸、挺柱、推桿、氣門搖臂和氣門等零件組成。進(jìn)、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(dǎo)致輸出功率下降，一般當(dāng)海拔高度每升高1000m，功率將下降8％~10％。如凸輪軸為了傳動(dòng)方便而靠近曲軸，則凸輪與氣門之間的距離就較長(zhǎng)。中間必須通過(guò)挺柱、推桿、搖臂等一系列零件才能驅(qū)動(dòng)氣門，使機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，整個(gè)系統(tǒng)的剛性較差。

頂置式氣門配氣機(jī)構(gòu)工作過(guò)程如下：凸輪軸由曲軸通過(guò)齒輪驅(qū)動(dòng)。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，凸輪軸即隨曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)于四沖程內(nèi)燃機(jī)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(gè)工作循環(huán)，而凸輪軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，使進(jìn)、排氣門各開(kāi)啟一次。當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)到凸起部分與挺柱相接觸時(shí)，挺柱開(kāi)始升起。通過(guò)推桿和調(diào)整螺釘使搖臂繞搖臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)，搖臂的另一端即壓下氣門，使氣門開(kāi)啟。為了提高氣門座表面的耐磨性，有時(shí)采用耐熱鋼、球墨鑄鐵或合金鑄鐵制成單獨(dú)的零件，然后壓入相應(yīng)的孔中。在壓下氣門的同時(shí)，內(nèi)、外兩個(gè)氣門彈簧也受到壓縮。當(dāng)凸輪軸凸起部分的高點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)挺柱平面以后，挺柱及推桿隨凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而下落，被壓緊的氣們彈簧通過(guò)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(shí)就有一定的預(yù)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(jī)所要求的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，能隨著柴油機(jī)外界負(fù)荷的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)供油量，以保持柴油機(jī)轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定。

對(duì)于柴油機(jī)而言，改變供油量只需轉(zhuǎn)動(dòng)噴油泵的柱塞即可。隨著供油量加大，柴油機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩都相應(yīng)增大，反之則減少。

柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)其他工作機(jī)械（如發(fā)電機(jī)、水泵等）時(shí)，如其輸出轉(zhuǎn)矩與工作機(jī)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(guò)輸出轉(zhuǎn)矩，則柴油機(jī)轉(zhuǎn)速將下降，如不能達(dá)到新的穩(wěn)定工況，則柴油機(jī)將停止工作。當(dāng)輸出轉(zhuǎn)矩大于阻力矩時(shí)，則轉(zhuǎn)速將升高，如不能達(dá)到新的平衡，則轉(zhuǎn)速將不斷上升，會(huì)發(fā)生“飛車”事故。從動(dòng)盤還固定有筒狀盤，其外圓面與驅(qū)動(dòng)盤的內(nèi)圓面相配合，以保證驅(qū)動(dòng)盤與從動(dòng)盤的同心度。由于工作機(jī)械的阻力矩會(huì)隨著工作情況的變化而頻繁變化，操作入員是不可能及時(shí)靈敏地調(diào)節(jié)供油量，使柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與外界阻力相適應(yīng)的，這樣，柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速就會(huì)出現(xiàn)劇烈的波動(dòng)，從而影響工作機(jī)械的正常工作。因此，工程機(jī)械（如發(fā)電）用柴油機(jī)必須設(shè)置調(diào)速器。此外，由于柴油機(jī)噴油泵本身的性能特點(diǎn)，在怠速工作時(shí)不容易保持穩(wěn)定，而在高速時(shí)又容易運(yùn)轉(zhuǎn)甚至“飛車”，所以在柴油機(jī)上必須安裝調(diào)速器，以保持其怠速穩(wěn)定和防止高速時(shí)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(jī)械式調(diào)速器有很大不同，它是將轉(zhuǎn)速和（或）負(fù)荷的變化以電子信號(hào)的形式傳到控制單元，與設(shè)定的電壓（電流）信號(hào)進(jìn)行比較后再輸出一個(gè)電子信號(hào)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作拉動(dòng)供油齒條加油或減油，以達(dá)到快速調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。電子調(diào)速器以電信號(hào)控制代替了機(jī)械調(diào)速器中的旋轉(zhuǎn)飛重等結(jié)構(gòu)，沒(méi)有使用機(jī)械機(jī)構(gòu)，動(dòng)作靈敏、響應(yīng)速度快、動(dòng)態(tài)與靜態(tài)參數(shù)精度高；電子調(diào)速器無(wú)調(diào)速器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，體積小，安裝方便，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(jiàn)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(hào)來(lái)調(diào)節(jié)供油量；雙脈沖電子調(diào)速器是將轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的兩個(gè)單脈沖信號(hào)疊加起來(lái)調(diào)節(jié)供油量的。氣門座圈如壓入鋁合金汽缸蓋中時(shí)，其配合表面常制成溝槽，當(dāng)氣門座圈壓入后，少量鋁金屬會(huì)擠入溝槽中，在對(duì)氣門座孔擴(kuò)口時(shí)也會(huì)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(fù)荷一有變化而轉(zhuǎn)速尚未變化之前就開(kāi)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(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)速傳感器、負(fù)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(cè)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，并按比例產(chǎn)生交流電壓輸出；負(fù)荷傳感器用于檢測(cè)柴油機(jī)負(fù)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(lái)自轉(zhuǎn)速傳感器和負(fù)荷傳感器的輸出電壓信號(hào)，并按比例轉(zhuǎn)換成直流電壓后與轉(zhuǎn)速設(shè)定電壓進(jìn)行比較，把比較后的差值作為控制信號(hào)送往執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)輸人的控制信號(hào)以電子（液壓、氣動(dòng)）方式拉動(dòng)柴油機(jī)的油量控制機(jī)構(gòu)加油或減油。表示每缸進(jìn)、排氣配氣相位（正時(shí)）關(guān)系的環(huán)形圖，稱配氣相位（正時(shí)）圖。

若柴油機(jī)負(fù)荷突然增加，負(fù)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(yīng)變化（數(shù)值均下降）。上述兩種降低的脈沖信號(hào)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(fù)值信號(hào)數(shù)值小于轉(zhuǎn)速設(shè)定電壓的正值信號(hào)數(shù)值、輸出正值的電壓信號(hào)，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)中使輸出軸向加油方向轉(zhuǎn)動(dòng)，增加柴油機(jī)的循環(huán)供油量。為了保證密封，每個(gè)氣門和氣門座都要配對(duì)研磨，研磨后氣門不能互換。

反之，若柴油機(jī)的負(fù)荷突然降低，也是負(fù)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(yīng)變化（數(shù)值均升高）。上述兩種升高的脈沖信號(hào)在速度控制單元內(nèi)與設(shè)定的轉(zhuǎn)速電壓比較，此時(shí)，傳感器的負(fù)值信號(hào)數(shù)值大于轉(zhuǎn)速設(shè)定電壓的正值信號(hào)數(shù)值，速度控制單元輸出負(fù)值的電壓信號(hào)，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)中使輸出軸向減油方向轉(zhuǎn)動(dòng)，降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)供油量。對(duì)空氣濾清器的要求是：濾清效率高、阻力小、應(yīng)用周期長(zhǎng)且保養(yǎng)方便。