1、柴油机及辅助装置 1第一节 概述柴油机是内燃机车的动力装置，虽然不同用途机车上装用的柴油机型号不同，如东风 5 型机车上装用的是 8240ZJ 型，东风 7G 型机车上装用的是 12V240ZJ 型，东风 4B 型机车上装用的是 16V240ZJB 型，东风 8 和东风 11 型机车上装用的是 16V280 型，但其基本组成和工作原理是相同的。一、柴油机的常用术语上止点：也叫上死点、内止点，指活塞在气缸中上行到最高位置，此时活塞距曲轴中心线最远。下止点：也叫下死点、外止点，指活塞在气缸中下行到最低位置，此时活塞距曲轴中心线最近。活塞行程：活塞从上止点移动到下止点，或从下止点移动到上止点所行经的
2、距离叫做活塞行程。工作容积：活塞从上止点移动到下止点，或从下止点移动到上止点所走过的气缸容积，叫做气缸的容积。燃烧室容积：也叫余隙容积或压缩容积，即活塞位于上止点时，活塞、气缸套及气缸盖所包围的空间容积，叫做燃烧室容积。气缸总容积：气缸工作容积与燃烧室容积之和叫做气缸总容积。压缩比：气缸工作容积与燃烧室容积之叫做压缩比。进（排）气持续角：进（排）气门开启至关闭所转过的曲轴转角称为进（排）气持续角。16 V 240ZJB 型柴油机的进排气持续角是26440。几何供油提前角：当活塞到达上止点前，喷油器开始供油时的曲轴转角称为几何供油提前角。16V240ZJB 型柴油机的供油提前角是 21。16V2
3、80 型柴油机的供油提前角是 22。二、柴油机的工作原理一般情况，四冲程柴油机的工作过程是由进气冲程、压缩冲程、作功冲程和排气冲程这四个冲程组成一个工作循环，在这个循环过程中柴油机曲轴要旋转两圈，四冲程柴油机的实际工作状态与理论上相比是有一定差异的，不同类型的柴油机其进气门和排气门的开启和关闭、喷油器供油的时刻是不同的。下面以国产 16V240ZJB 型和16V280 型机车用柴油机的工作过程来叙述柴油机的工作原理。16V240ZJB 型和 16V280 型柴油机是我国自行设计研制的铁路机车用柴油机，它是四冲程、直接喷射、开式燃烧室、废气涡轮增压、增压空气中间冷却式柴油机，其工作过程如下：（一
4、）进气冲程在配气机构的作用下，进气门在活塞处于上止点前某一曲轴转角（16V240ZJB 型柴油机是 4220，16V280 型柴油机是 59）时开启，新鲜空气通过增压并冷却后，经稳压箱、进气支管、气缸盖进气道进入气缸，当活塞运动到下止点前某一曲轴转角（16V240ZJB 型柴油机是 4220，16V280 型柴油机是 59）时，进气门关闭，进气过程结束。（二）压缩冲程当进气门完全关闭后，活塞继续向上运动，压缩过程开始。随着活塞的上行，气缸内的新鲜空气不断被压缩，其压力和温度不断升高，为柴油机的着火燃烧创造了必要的条件，当活塞到达上止点前某一曲轴转角（几何供油提前角：16V240ZJB 型柴油机
5、是 21，16V280型柴油机是 22） ，这时高压油泵柱塞顶面将柱塞套上的进油孔完全遮蔽，燃油开始被压缩，当压力达到一定值（16V240ZJB 型柴油机是 25.5MPa，16V280 型柴油机是 25.5126MPa）时，喷油器的针阀被抬起，燃油以雾状喷入燃烧室内，与气缸内的高温、高压空气相混合，压缩过程结束。（三）作功冲程当喷入气缸内的燃油与高温、高压空气混合后迅速燃烧，气缸内燃气压力急骤上升，至燃油喷射结束后，燃烧骤步停止。燃烧室气缸内的燃气急骤膨胀，此时将燃油燃烧过程中产生的化学能转变为机械能，推动活塞下行，直至活塞运动到下止点前某一曲轴转角（16V240ZJB 型柴油机是 4220
6、，16V280 型柴油机是 69）时，排气门开启，作功过程结束。通过曲柄连杆机构使曲轴转动，并由曲轴向外输出机械功。（四）排气冲程活塞运动到下止点前某一曲轴转角（16V240ZJB 型柴油机是 4220，16V280 型柴油机是 69）时，排气门开启，气缸内膨胀作功后的燃气开始排出，同时活塞经过下止点后继续上行，直到活塞运动到上止点前某一曲轴转角（16V240ZJB 型柴油机是 4220，16V280 型柴油机是 59）时，排气门完全关闭，排气过程随之结束。以后柴油机又重新回复到进气冲程，并按上述循环不断的工作。三、柴油机的型号及曲轴转向规定（一）柴油机的型号机车柴油机的型号是按国标 GB72
7、5-82 中规定而编制的，由阿拉伯数字和汉语拼音或象形字组成。柴油机型号依次由下列四部分组成：1、首部：为产品系列符号或换代标志符号（非系列设计产品可不标系列符号） 。2、中部：由缸数符号，气缸排列形式符号，冲程符号和缸径符号组成。3、尾部：为区分符号。同系列产品因改进等原因需要区分时，可用字母或数字顺序表示。例如 16V240ZJB表示 16 缸，气缸 V 形排列，四冲程，缸径为240mm，Z 表示增压，J 表示铁路机车用柴油机，B 表示第二种改进产品。（二）柴油机气缸编号柴油机气缸的编号：柴油机气缸的编号，是从功率输出端朝自由端看，以垂直于功率输出轴中心线的水平线为基准，从该水平线的右端，
8、逆时针方向依次计数，最先遇到的第一列气缸为第一列，依次为第二列，第三列等等。V 型柴油机是右边的为第一列气缸，从自由端开始编为 1、2、3、n, 左边的为第二列气缸，从自由端开始编为 n+1、n+2、n+3、2n，根据上述规定，16V240ZJB 型柴油机的编号为：自由端右 1、2、3 、4、5、6、7、8 输出端/自由端左9、10、11、12、13、14、15、16 输出端。（三）柴油机曲轴旋转方向规定柴油机曲轴的旋转方向：确定柴油机的旋转方向时，应面对输出端朝自由端看，凡功率输出轴顺时针旋转的称为右旋（即正转） ，凡功率输出轴逆时针旋转的称为左旋（即反转） ，对于多轴式柴油机应以主要输出功
9、率轴确定。四、内燃机车柴油机的基本组成我国自行生产的内燃机车柴油机大同小异，都是由固定件、运动件、配气机构、进排气系统、燃油系统、机油系统、冷却系统和控制系统等主要部分组成。第二节 固定件固定件是指柴油机在运转过程中固定不动的配件或部件。固定件由机体、油底壳、气缸套、轴瓦、联接箱、泵支承箱、弹性支承、盘车机构及油封装置等组成。一、机体机体是整个柴油机的骨架和基础，柴油机的固定件、运动件及辅助装置都安装在它的四周，内腔布置有气道、油道，以保证柴油机的换气、冷却和润滑的需要，它的受力状态繁重而复杂，要有足够的刚度和强度，因而 16V240ZJB 型柴油机采用了铸焊混合结构，16V280 型柴油机采
10、用了整体铸造结构。二、油底壳 油底壳是由钢板压制成型的壳体，以及各种板件、法兰和底梁等焊接而成，仅起构成曲轴箱及储存和汇流机油的作用。三、气缸套 气缸套是柴油机的重要部件之一，它的上部支承法兰搁置在机体顶板的座孔上，通过气缸盖螺栓与气缸套一起压紧在机体上，它的外壁为水腔，内壁进行了磷化处理，利于布油。气缸套与气缸盖、活塞组成柴油机的燃烧室，气缸套对活塞工作时起支承和导向作用，并导出活塞在工作中所承受的部分热量。四、联接箱 联接箱是采用铸钢整体铸造而成，它将柴油机与牵引发电机联接起来，形成柴油机发电机组。五、泵支承箱 泵支承箱是采用铸钢整体铸造而成，它安装在柴油机自由端上，中部与机体控制端板相连
11、，下部与油底壳相连，高低温水泵、机油泵安装在其上，由曲轴齿轮驱动，左侧设有机油离心精滤器安装支座，上面设有安装燃油精滤器安装支座架。六、弹性支承 弹性支承上座内部为锥形腔的铸钢件，通过螺栓与机体相连，下座为锥形中空铸钢件，通过调整垫片安装在支撑座板的凹形圆盘内，支承座板焊接在机车车架上，它承载柴油机发电机组的全部质量，缓和柴油机发电机组与车架间的振动，改善柴油机发电机组的工作条件。七、盘车机构 盘车机构安装在柴油机机体的输出端的端板上，由支座、滑动支架、滑动轴承、滑动轴、伞齿轮及蜗杆、形程开关、指针等组成。主要是用于在柴油机组装、检查、供油定时及其他调整、维修、保养时盘动曲轴用。八、油封装置
12、油封分为大油封和小油封，分别安装在柴油机的前后端，主要作用是防止曲轴箱内的飞溅的机油，以及流在轴颈上的机油渗漏到柴油机外。第三节 运动件柴油机的运动件一般包括活塞组、连杆组、曲轴总成、减振器、联轴节，以及驱动凸轮轴、机油泵和冷却水泵的传动装置。一、活塞组 活塞组通常由活塞本体、活塞环（气环和油环） 、活塞销、卡环等零部件组成。活塞与气缸盖、气缸套共同组成燃烧室，承受高温高压燃气的作用。活塞裙起着导向作用，活塞销起着连接连杆与活塞的作用，气环阻止燃烧室中的新鲜空气及燃气泄漏到曲轴箱中去，并将活塞的部分热量传给缸套。油环阻止曲轴箱的机油进入燃烧室，又使机油均布在气缸套工作面上。二、连杆组 连杆组是
13、柴油机的主要运动件之一，它由连杆体、连杆盖、连杆螺栓、小头衬套和连杆轴瓦、定位销等组成。连杆组把活塞组的往复直线运动转变为曲轴的回转运动，并在活塞与曲轴之间传递作用力。柴油机上通常使用的连杆有三种形式，即并列连杆、叉形连杆和主副连杆，16V240ZJB 型和 16V280 型柴油机上均使用的是并列连杆。三、曲轴组 曲轴组由曲轴、平衡块、平衡块螺钉、定位销和油封等组成。曲轴是柴油机的重要运动件之一，活塞的往复直线运动通过连杆转变为曲轴的旋转运动，柴油机的功率通过它输出，并直接或间接地驱动配气机构、喷油泵、机油泵、水泵及机车的辅助装置。曲轴承受活塞和连杆所传递的气体压力、活塞和连杆的往复惯性力及回
14、转惯性力。这些力在曲轴上产生很大的弯矩和扭矩。而且，这 些力和力矩的大小是周期性变化的，因而所产生的弯矩和扭矩是一种交变负荷。交变的弯矩使曲轴产生轴向振动；交变的扭短使曲轴产生扭转振动。交变负荷及其在曲轴上所产生的振动，在曲轴上形成很高的交变弯曲应力和扭转应力。曲轴承受高的而且复杂的负荷，但其尺寸又受到柴油机总体尺寸及重量的限制，为此，需要精心设计确定曲轴各部分的尺寸和结构，选用合适的材料，采取提高曲轴疲劳强度的必要措施和经济合理的形位公差，以满足对曲轴的强度要求。机车柴油机上的曲轴一般为合金钢整体锻造和采用合金铸铁铸造而成。如 16V240ZJB 型柴油机上使了稀土钼铜合金铸铁曲轴。16V2
15、80型柴油机上使了 42CrMo 合金钢锻坯，全纤维挤压成形的锻压曲轴。为改善曲轴的内部平衡，在曲柄臂上装有平衡块。四、减振器 减振器是为改善柴油机的扭振性能的一个配件，16V240ZJB 型和16V280 型柴油机上装用的是簧片式硅油减振器，它是动力式和阻尼式相结合的一个减振器。五、联轴节 联轴节上一般都装有橡胶或弹簧等弹性元件，一方面传递扭矩，另一方面在扭矩方向上起弹性和阻尼作用。16V240ZJB 型柴油机输出端装有簧片式弹性联轴节, 16V280 型柴油机上装用的是盖斯林格阻尼弹性连轴节。六、传动装置 传动装置包括的凸轮轴传动装置，泵传动装置和万向联轴等三部分，它们均安装在柴油机的自由
16、端，用以驱动凸轮轴，机油泵及其他辅助装置。第四节 配气机构配气机构的任务是保证柴油机的换气过程按配气正时的要求，准确无误的进行，即在规定的时刻，在一定的时间内将气缸内的燃气排出，将新鲜空气引入，以保证工作循环的不断进行。配气机构由气门组件、气门驱动机构、气缸盖及示功阀组成。一、气门组件 气门组件由气门、气门座、气门导管、气门弹簧、气门锁夹及锁夹套组成。配气机构采用顶置式四气门结构，两个进气门和两个排气门分别布置在气缸中部的左、右侧，同名气门采用串联式布置。二、气门驱动机构 气门驱动机构由凸轮轴、推杆组件、挺杆组件、摇臂、摇臂轴及座、气门横臂、横臂导杆和横臂弹簧等组成。左右两根凸轮轴布置在柴油机
17、两侧，分别驱动左右两排气缸的进、排气门和单体式喷油泵。摇臂安装在摇臂轴上，摇臂轴安装在摇臂轴座上。为了便于调整气门横臂与气门的间隙，在气门横臂和摇臂的一端都设有调整螺钉。气门横臂安装在同名气门的横臂导杆上，借助于导杆的导向作用，使气门横臂作上下运动，从而控制气门的启、闭。挺杆和挺杆套管安装在摇臂和推杆之间。推杆滚轮安装在推杆的叉口中，推杆安装在机体两侧。气门横臂、摇臂、摇臂轴、摇臂轴座以及球头和调整螺钉等的内部都设有油路，以便引入润滑油润滑各摩擦表面。气门机构和部分气门传动机构的零件均安装在汽缸盖上。三、气缸盖 气缸盖是柴油机的一个重要部件，用螺栓紧固在机体上，它的底面盖住气缸，起着密封气缸的
18、作用，并与活塞顶面和气缸套一起组成燃烧室。气缸盖内部装有喷油器和四个气门，并布置有串联式的进、排气道和水腔，顶面装有气门驱动机构，侧面装有示功阀。四、示功阀示功阀安装在气缸盖侧面的示功阀孔内。示功阀座孔有一个专门的通道与气缸盖底面相通。如在示功阀上接一个压力表，打开示功阀就可测得缸内压缩压力或爆发压力的数值。如接上一个传感器，再配上示功图测试仪，那么就可测得缸内燃烧过程的示功图，以了解缸内燃烧的情况。若柴油机停放较长时间未用，在启机前，应打开示功阀进行甩车，以排除气缸内积存的油和水，防止事故的发生，同时可根据排出物的情况来分析判断是否存在隐患，以保证柴油机正常工作。第五节 进、排气系统进、排气
19、系统的任务是向气缸内供给清洁而充足的空气，同时尽可能干净地排出气缸中燃烧膨胀后的废气，并将废气的能量充分地加以利用，以提高柴油机的进气压力。一、进、排气系统的组成及循环通路进、排气系统主要由空气滤清器、涡轮增压器、空气中间冷却器、进气稳压箱、排气总管以及进、排气支管等组成。进、排气循环通道如下：大气空气滤清器增压器压气机扩散通道空气中间冷却器收敛通道进气稳压箱进气支管气缸盖进气道进气门气缸排气门气缸盖排气道排气支管排气总管增压器涡轮排烟道大气。二、废气涡轮增压器（16V280 柴油机 P77、东风 4 型内燃机车柴油机 P195）（一）废气涡轮增压器基本原理及组成废气涡轮增压，就是利用柴油机燃
20、烧产生的废气驱动涡轮，由涡轮将废气的部分能量转化为机械功，带动压气机旋转，给进入压气机的空气加压。废气涡轮增压方式的增压器，由涡轮与压气机通过轴连成一体，与柴油机无机械联系。因此，这种增压器称为废气涡轮增压器。废气涡轮增压器由压气机、涡轮以及中间支承体、燃气进排气壳、压气机进出气壳等构成。涡轮靠废气推动旋转，经转子轴驱动压气机工作。压气机用于压缩空气，提高空气密度。中间体则起支承、密封、冷却、润滑等作用。第六节 燃油系统（一）燃油系统的作用燃油系统的作用是柴油机处于运转工况时，在最佳时刻和预定的时间内，以一定的压力将一定数量、一定温度、一定清洁度的燃油供应给柴油机，雾状进入柴油机气缸内与压缩空
21、气相混合燃烧，使燃烧的化学转变为机械能，输出功率。（二）燃油系统的组成燃油系统由柴油机燃油系统和机车燃油系统两部分组成。柴油机的燃油系统由燃油精滤器，低压输油管、喷油泵、高压输油管、喷油器，限压阀及喷油器和喷油泵的回油管组成；机车燃油系统由燃油箱，燃油粗滤器，燃油输送泵，逆止阀、安全阀和燃油预热器及管路组成，（三）燃油系统的主要部件1、燃油粗滤器燃油粗滤器设置在燃油输送泵的前边，是为了保护燃油输送泵的工作可靠性。因燃油泵各零件配合间隙很小，表面光洁度很高。一旦损伤、磨耗，就会破坏其工作可靠性。2、燃油输送泵燃油输送泵由直流电动机直接驱动。燃油泵和电机之间用橡胶弹性联轴节连在一起，以缓冲和消除组
22、装时的不同轴度影响。油泵和电动机共同固定在一个铸铁底座上，组成燃油输送泵组。燃油泵为外啮合齿轮油泵，它由泵体、泵盖、主动齿轮轴、从动齿轮轴和齿套构成。3、燃油精滤器燃油精滤器由两组纸质滤芯、外壳和一个共同的滤清器体等组成，其滤清精度为 12m。由于燃油滤清器的滤清效果，使喷油泵和喷油器的精密偶件不会由于燃油杂质而产生拉伤、咬死等故障，以确保燃油系统的可靠工作。燃油从滤清器体中部的接口进入滤芯与外壳之间的空腔，杂质被阻于滤芯外侧，纯净的燃油通过滤纸进入滤芯内侧，经滤清器体下部的两个通孔分别流向柴油机左、右侧的进油总管。4、限压阀限压阀的作用压力为 O.12MPa，其作用是使喷油泵的燃油进油、回油
23、管路保持一定压力以保证油泵工作时有充分、稳定的燃油供应。5、喷油泵和供油凸轮喷油泵和供油凸轮共同决定了柴油机每循环的供油量和供油规律，给喷油器提供高压燃油，保证适当的供油提前角。单体喷油泵分别装在每个气缸外侧的凸轮轴的上方，凸轮轴上的供油凸轮通过油泵推杆，推动柱塞泵油。6、喷油器喷油器不仅控制一定的喷油压力，决定喷雾质量及油束与燃烧室的配合，而且影响喷油特性，即啧油时刻、喷油延续时间和喷油规律。喷油器的状态不良会导致柴油机性能的下降，其严重故障甚至会使柴油机不能运转。故喷油器是影响柴油机性能与可靠性的重要部件之一。第七节 机油系统一、机油系统的作用内燃机车柴油机，由于其许多零部件的工作温度、工
24、作压力、工作转速很高。对于这些零部件必须进行强迫润滑，提高柴油机的工作耐久性、可靠性，充分发挥柴油机的工作能力，工作性能，提高柴油机的效率及其经济性。因此，机油在柴油机工作过程中起着下述作用：1、润滑减磨作用 在各个摩擦付表面形成油膜，改善摩擦状态，减小零部件的磨损及减小摩擦阻力，提高柴油机的机械效率，延长零部件的使用寿命。2、冷却作用 机油的循环流动，带走摩擦付因摩擦产生的热量，使运动件始终保持一个良好的工作温度，并能维持其合理的配合间隙。3、清洗作用 循环流动的压力机油随时冲走摩擦付间因摩擦产生的磨屑，减小零件的磨损。4、密封作用 在活塞环与气缸套之间，除上述作用外，还起着阻止燃气进入曲轴
25、箱的作用。此外机油还对柴油机起到防锈、防腐和缓冲作用。二、机油系统的组成及循环油路机油系统由机油泵、机油离心式滤清器、增压器滤清器、机油滤清器、机油热交换器、安全阅、调压阀和机油管路等组成。其循环油路有如下几条：1、启动油路油底壳启动机油泵逆止阀机油热交换器机油滤清器柴油机内油路油底壳。2、预热油路油底壳辅助机油泵逆止阀机油热交换器机油滤清器柴油机内油路油底壳。3、主循环油路油底壳主机油泵机油热交换器机油滤清器柴油机内油路油底壳， （主机油泵机油离心滤清器油底壳） 。第八节 冷却水系统一、冷却水系统的作用柴油机气缸内燃油燃烧所产生的热量一部分对外作功，一部分热量传给与高温气体接触的一些零件，如
26、气缸盖、活塞、气缸套、气门、喷油器等。若不对这些零部件加以适当的冷却，则会造成这些零部件过热，使其材料机械性能下降，产生严重的热应力，导致变形和裂纹，破坏零件间正常的工作配合间隙，引起零件剧烈的磨损。高温也将会引起润滑油物理化学性能变坏和结焦，使其失去润滑性能，最后导致拉缸、零件咬死、断裂等。高温还会引起空气充量下降而使燃烧不充分，影响柴油机的性能。但是冷却过度，燃烧热量的损失增加，就降低了柴油机的热效率，同时还会恶化燃料与空气的混和及燃烧性能，使柴油机工作粗暴，燃烧不完全，并且由于冷却过度使润滑油粘度增加而提高了摩擦功率。因此，冷却水系统的作用主要有如下几个方面：1、对燃气直接接触的零部件，
27、如缸套、缸盖、增压器等进行冷却，以免这些部件过热，造成燃烧不正常，磨损加剧，甚至产生拉缸、结焦等，降低柴油机性能。2、对柴油机机油进行冷却，确保机油有一个适当的工作温度，保持一定的粘度，以减少柴油机零部件的磨损，保持运动件的正常工作，延长机油的使用寿命。3、对柴油机的增压空气进行冷却，保证柴油机进气温度，提高进气密度，以提高柴油机功率及柴油机燃烧充分。4、保持适当的冷却水温度，以获得较好的柴油机经济性指标。此外，在外界温度较低的情况下，启动柴油机时，冷却系统具有一定温度的循环水，对柴油机起预热作用。二、冷却水系统的组成柴油机冷却水系统由高温水系统、低温水系统和预热系统组成。（一）高温水系统高温
28、水系统用于冷却气缸套、气缸盖和增压器。高温冷却水系统工作时，冷却水由高温水泵吸入，泵入位于机体 V型夹角内的冷却水腔。水腔两侧对应各个气缸开有进水孔.对左右两排的各个气缸进行强制冷却，然后通过机体上的 4 个出水孔，经由导管进入气缸盖进行冷却。高温水由气缸盖出水孔汇集到气缸盖上方的两排出水总水管，再通过总出水管送到机车冷却单节进行散热冷却。在柴油机的前、后端.还有两条支管，分别将冷却水引接到前、后增压器，对其进行冷却。通过增压器的冷却水也分别汇入两侧气缸盖出水总管。在增压器出水管的最高部位，接有一条放气管路，在机车上它与膨胀水箱接通。此外，在机体的后端面上.位于第8、16 气缸底部钻有两个放水
29、孔，装上塞门，以便在冬季停车存放时，将柴油机内的水排出，防止冻坏柴油机。（二）低温水系统低温水管路系统是为冷却由增压器压气机出来的增压空气而设置的。低温冷却水系统工作时，冷却水由中冷水泵吸入，泵入铸在前稳压箱内的水道中，通过一个分路接头分别进入前、后中冷器，对增压空气进行冷却。从两个中冷器出来的水汇集于一根总管后，进入机车上机油热交摸器，再送到冷却单节。（三）预热系统柴油机高、低温水和机油的预热依靠机车的预热系统，其作用是:满足柴油机起动时的最低油、水温度的要求;停机时保温，防止在高寒环境下造成油水管(腔)凉裂。第九节 控制系统一、控制系统的作用控制系统的作用是：保证柴油机在各个转速下稳定运转
30、和给定转速下的功率恒定，实现工况快速、平稳过渡并具有超速保护的功能。二、控制系统的组成柴油机控制系统包括调节器、控制机构、调控传动装置与超速停车装置等几个部分。（一）调节器C 型联合调节器调节器通过控制系统来控制柴油机的转速、功率，以适应外界负荷的变化，使柴油机在最佳状态下工作。调节器有两制式和全制式两种。全制式又分为机械式全制调节器和液压式全制调节器，另外还有电子调节器。目前我国内燃机车上的柴油机全部采用全制式调节器。16V240ZJB/C 型柴油机及 16V280 柴油机上使用的是 C 型液力机械转速功率联合调节器，它主要由转速调节系统、转速给定系统、功率调节系统、供油系统和停车装置等部分
31、组成。C 型联合调节器的结构如图 7-l(a)所示。1、转速调节系统转速调节系统的功用是感受柴油机的转速变化信号并产生反应，通过柴油机的控制拉杆装置拉动喷油泵齿条，改变供油量，使柴油机在给定转速下稳定运转。调速系统由敏感元件，转速调节机构，补偿系统和执行机构等组成。柴油机速度调节过程是：当司机主手柄提高挡位时，通过配速系统引起调速机构动作，增加柴油机的供油量，使柴油机的转速上升，当柴油机的转速上升到一定值后，速度调节机构处于稳定状态，柴油机转速也趋于稳定；当司机主手柄降低挡位时，通过配速系统，引起速度调节机构动作，减少柴油机的供油量，使柴油机的转速降低，当柴油机转速降低到一定值时，速度调节机构
32、又处于某一稳定状态，柴油机的转速也趋于稳定。2、转速给定系统转速给定系统的功用是通过改变调速弹簧的压缩高度，即通过司机控制器手柄，以给定柴油机的转速。另外，还可以限制及调整柴油机最高和最低转速。它主要由步进电机、一对锥齿轮、一组为梯形螺纹的螺杆和螺母等组成。当步进电机接到来自驱动电源的脉冲信号后，通过主从动锥齿轮和螺旋副的作用，把步进电机的旋转运动转换成螺旋副在垂直方向的移动，通过改变螺杆对调速弹簧的压缩量来改变柴油机的转速。最高工作转速的限制，是通过与从动锥齿轮一起转动的螺钉与固定于功率调整轮安装座上的最高转速止钉来完成。最低工作转速的限制，由随从动锥齿轮一起转动的最低转速调整钉与随配速活塞
33、螺杆一起移动的最低转速止钉共同完成。柴油机最高和最低转速的调整，是分别通过调整在从动锥齿轮顶面的螺钉和挡圈下面的螺钉来实现。在步进电机不通电时，可用手调转速旋钮，来调整柴油机的工作转速。3、功率调节系统功率调节系统的功用是保持柴油机在给定转速下的功率恒定。功率调节系统由功率滑阀、功率伺服器（油马达） 、变阻器及反馈装置等组成。调速器的恒功调节是指调速器为保持柴油机在某一转速下功率恒定的调节过程。保持柴油机恒功有如下两种方式：在机车辅助功率不变下，使同步主发电机恒功；机车辅助功率与同步主发电机功率等量转移。它们都是通过调速器改变同步主发电机的励磁以改变电压，最终保证柴油机恒功。功率调节过程是：当
34、司机主手柄位置不变，柴油机的负荷下降（如辅助装置功率下降） ，此时柴油机的供油量不变，为保证柴油机的转速和输出功率不变，功率调节系统使牵引发电机的励磁增大，使其输出功率增大；当柴油机负荷增加（如辅助装置功率增加）时，由于供油量不变，为确保柴油机转速、功率不变，功率调节系统使牵引发电机的励磁电流减少，使其输出功率减少。当机车的负荷增加（如上坡） ，司机手柄提高挡位，通过配速系统，速度调节系统，功率调节系统共同作用，使柴油机的供油量增加，电器装置使牵引发电机的功率增加，保证柴油机的功率与发电机的功率平衡，柴油机在新的转速下稳定工作，反之则与上述过程相反。4、供油系统供油系统由齿轮油泵、中体储油腔(
35、油池)和设有蓄压活塞与内外弹簧的蓄压室等组成。齿轮油泵的出油腔与蓄压室的上部连通，并由齿轮油泵和蓄压室使工作油压力保持在 0.640.69MPa。5、自动停车装置自动停车装置安装在伺服马达体侧面的上部壳体内，主要由电磁联锁（DLS）线圈、铁芯、顶杆、阀芯和导套等组成。其作用过程为: 当线圈有电时，铁芯下移，滑阀在顶杆的作用下，关闭下方油路，保持动力活塞下腔油压恒定，柴油机正常运转。如线圈断电，动力活塞下方的工作油使阀芯上移，从而打开下方油路，工作油从上方斜油孔排入中体蓄油腔，动力活塞被弹簧压下移至底部，通过控制拉杆，推动喷油泵齿条回到零刻线，停止向气缸内供油，柴油机自动停机。（二）控制机构控制
36、机构的功用是传递调速器及超速停车装置的动作，拉动各缸喷油泵供油齿条以控制供油量。它主要由弹性拉杆、紧急停车机构、最大供油止挡、油压保护装置、左右转臂、横拉杆、左右纵拉杆、夹头和定位托架等组成。调速器操纵控制拉杆装置的动作过程如下：当调速器的动力活塞上移时，曲臂传动机构的花键轴转动并通过摇臂带动弹性拉杆向柴油机输出端方向移动。此时，弹性拉杆一方面带动右纵拉杆向输出端推进，另一方面经左右转臂和横拉杆带动左纵拉杆移向柴油机自由端。上述左、右纵拉杆的动作，带动了装在其上的 16 个夹头推动柴油机 16 个缸的喷油泵齿条向增加供油方向移动。当调速器的动力活塞下移时，控制拉杆装置则进行与上述方向相反的动作
37、，使喷油泵齿条向减油方向移动。 超速停车装置的作用过程如下：当超速停车装置的飞块动作时，停车轴带动紧急停车机构的叉头、调节杆、转轴动作，由长臂打击安装在右纵拉杆上的限止块，使左、右纵拉杆回至停机时的位置。此时喷油泵齿条即被推至停油位，使柴油机停机。（三）调控传动装置与超速停车装置1、调控传动装置调控传动装置的转动部分用于驱动调速器、超速停车装置、转速表和测速发电机。调控传动装置设有超速停车装置，用于柴油机超速自动停车和手动停车。它还设有转速表，便于在机器间监视柴油机转速。调控传动装置安装于柴油机前端右侧。2、超速停车装置为防止因某种原因使柴油机发生超速，造成意外事故，设置了超速停车装置，即极限
38、调速器，当柴油机转速达到 11201150r/min 时，极限调速器动作，通过转动控制杆系统的横轴、左、右控制拉杆，把喷油泵齿条迅速推向停油位，柴油机停机。极限调速器由飞锤座、飞锤、限速弹簧、调节螺母等组成。调控传动装置与极限调器安装在一起，在其上装有紧急停机按钮和复原手柄。紧急停机按钮是手动停车的一种应急装置，在紧急情况下，用手击动按钮使柴油机迅速停机。当柴油机超速停机或手击紧急停机按钮停机后，如需重新启机，可以用复原手柄复原。第十节 静液液压系统一、作用静压系统的任务是：静液压马达通过温度控制阀的自动控制，使冷却风扇的转速实现无级变速，从而使柴油机的机油和冷却水实现了自动恒温控制，这样不仅
39、降低了冷却风扇的功率消耗，而且提高了内燃机车柴油机的经济性、使用寿命及运动件的耐磨性。DF4、DF8、DF11 等型机车上装用了两套完全一样的静液压系统，只是温度控制阀的感温元件温度值有一定差异。而一些进行了改进的机车如 DF5G、DF7G 以及新型交流传动的机车上则不再使用静液液压传动装置，其冷却风扇由交流电机带动。二、组成静液压系统主要由静液压泵、温度控制阀、静液压马达、安全阀、静液压系统热交换器、静液压油箱、高压软管、百叶油缸及管件组成（一）静液压泵与静液压马达当柴油机运转时，柴油机曲轴自由端经传动轴带动静液压变速箱，通过静液压变速箱两侧输出轴的内花键直接带动静液压泵，静液压泵从油箱把油
40、吸入后，通过压力管路将油送至静液压马达，液压马达在压力油的作用下进行旋转，从而带动冷却风扇工作。静液压泵将柴油机的机械能转换成工作油的压力能，而静液压马达则把工作油的压力能转换成冷却风扇旋转形式的机械能，所以静液压泵的作用好似发电机，而液压马达的作用好似电动机。（二）温度控制阀为了实现冷却风扇的无级调速，在静液压泵与液压马达的油路中并联着一个温度控制阀 (相当于一个自动调节的节流阀)。温度控制阀是静液压系统的控制元件，起着自动控制冷却风扇变速的作用，使柴油机的机油、冷却水的温度严格地保持在规定的范围内。机车上所用温度控制阀的特点是采用蜡质元件来感温。（三）安全阀为了避免静液压系统中的液压泵、液
41、压马达及各液压元件因过载或压力冲击而损坏，在静液压系统中装有持制的安全阀。这种特制的安全阀是根据静液压系统中液压泵的特殊要求设计制造的。它的开启压力不是定值，而是随着静液压泵转速的变化(即液压泵输出流量的变化)自动进行调节。即在静被压泵任一转速下，安全阀的开启压力，均应略高于在此转速下高压管路中的正常工作压力。采用这种自动调节开启压力的安全阀，可消除柴油机在热机状态下启动或升速时，因温度控制阀旁通油路关闭而引起静液压系统高压管路中短暂的油压冲击，对静液压系统起着很好的保护作用。（四）静液压油热交换器为了提高静被压系统的工作稳定性，应使系统在适宜的温度下工作并保持其热平衡。油温过高，将会使油液变
42、质，粘性和润滑性降低，增加缝隙间泄漏，缩短液压元件的工作寿命。油温过低，则静液压泵启动时吸油有困难，因此在每个静液压系统中，从静液压马达回油箱的管路上串联着一个静液压油热交换器，利用从散热器回低温水泵的冷却水，在这里冷却液压工作油。而当液压油温过低时，热交换器起着加热液压油的作用。采用油水热交换器来控制液压系统工作油的油温，不仅能保证液压系统的正常工作，而且也提高了液压元件的使用寿命。（五）高压软管为了消除静液压系统高压油管路由于受机车振动和带有脉冲性的高压油在油管转弯处造成交变的伸直力而使管子疲劳破损，所以在静液压系统的高压管路装了高压软管，用以吸振和吸收压力脉冲。三、静液压传动系统的工作原
43、理当柴油机运转时，柴油机曲轴自由端经传动轴带动静液压变速箱，通过静液压变速箱两侧输出轴的内花键直接带动静液压泵，静液压泵从油箱把油吸入后，通过压力管路将油送至静液压马达，液压马达在压力油的作用下进行旋转，从而带动冷却风扇工作。当柴油机的机油温度、冷却水温度分别低于规定（东风 4 机车为55C 和 74C）时，并联在静液压马达管路中的温度控制阀处于开启状态，静液压泵压出的工作油从此阀经旁通回油管路流回油箱。此时，高压油路将建立不起压力，冷却风扇不能转动，静液压泵处于无负荷的工况下运转，所以消耗的功率很小。反之，随着柴油机负荷的增加，机油温度和冷却水温度上升并达到规定值时(（东风 4 机车：机油温
44、度达到 5565C，冷却水出口温度达到 7482C 时) ，则各自系统温度控制阀中感温元件里的石蜡、铜粉混合物受热从固态转化为液态，体积膨胀，从而推动温度控制阀体内的滑阀，逐渐将阀体内的旁通口关闭，有压力的工作油则大部或全部进入静液压马达，从而风扇相应从低速至全速旋转。当柴油机负荷减少，机油和冷却水温度下降时，这一过程又逆回至低温状态，如此周而复始由温度控制阀自动控制冷却风扇的工作。第十一节 柴油机的安全装置为防止柴油机在运转过程中，由于某种原因，使得曲轴箱内气压急剧升高，造成柴油机的破损和人身伤害故事，因而设置了两种安全保护装置。一、差示压力计差示压力计挂在动力间后墙上（在膨胀水箱的左下方）
45、 。差示压力计实际上是一个 U 形管，管内装有一定量的导电液，液面高度与刻度标牌上的 O 线对齐，U 形管的一端用橡胶管或金属管接到柴油机自由端的呼吸器管上，与曲轴箱相通，另一端接在机车的外部与大气相通，当曲轴箱内的气体力升高，U 形管与大气相通的一侧液面上升，当导电液升高到与导线接触时，两根导线短路引起联合调节器的电磁联锁动作，柴油机自动停机，防止了柴油机因曲轴箱内气体压力过高而发生事故。二、曲轴箱安全防爆装置当曲轴箱内的气体由于某种原因，突然急剧升高，即使差示压力计动作，柴油机停机，但曲轴箱内的气体还来不及释放时，为了保护曲轴箱，在曲轴箱左右两侧的两缸检查孔盖上设有防爆安全孔盖结构，当曲轴
46、箱压力达到一定值时，它会自动复位，它由盖体、阀盖、弹簧等组成。一定要注意的是：无论是差示压力计动作,还是防爆阀被顶开放气后，乘务人员不要立即靠近柴油机，更不能打开曲轴箱检查孔盖进行检查，以免发生危险，待原因查明后，方可启机。一、系统的组成及作用随着电子技术的不断发展，新的故障诊断检测设备得到了广泛应用。东风 8B 等型机车上就安装了微机故障诊断与保护装置，该装置由微机控制柜一台、控制软件一套、彩色液晶显示屏二台和各类传感器37 只等软硬件组成。该装置的作用是微机系统持续的通过传感器检测机车电气系统的电压、电流、频率信号和柴油机系统的温度、压力信号（这些信号被定义为监控参数） ，与预置门限值相比较。如果检测到的监控参数超限，则产生一条故障信息，并将此信息送到显示屏，显示屏显示相应故障信息。同时，微机系统根据故障类别及严重程度的不同，产生相应的保护动作：报警（指示灯点亮） ；记录故障；柴油机减载；柴油机卸载；柴油机停机。
