1、1授课人： 培训班名称：铁路大型养路机械司机转岗培训【一、组织教学】:引导学生进入学习状态。【二、导入新课】:通过生活中常见的发动机引入课题.【三、讲授新课】、柴油机概要柴油机也称柴油发动机，是一种将燃料化学能转化为热能，再经气体膨胀过程把热能转化为机械能的动力装置。由于能量的释放与转化过程是在汽缸内部进行的，所以柴油机又称为内燃机。课 题 机械车动力、传动系统级走行系统教学目的与教学要求目的：了解柴油机的构造、工作原理；熟悉走行、传动系统结构要求：此教案让学员们初步掌握柴油机的构造、走行传动系统的组成、传动系统的检修规则。教学重点与教学难点重点： 柴油机的工作原理。难点：走行、传动系统的结构
2、课型 理论课 讲授 360 分钟其他课时分配合计 360 分钟教学方法、手段（教具）1. 方法：讲授法 2.手段：互动法 3.教具：笔记本教学过程（教学步骤与内容）2我国早期引进的 08-32 型捣固车采用的是德国道依茨公司生产的 FL413F 系列中的F12413F 柴油机。目前 08-32 型捣固车，采用的是德国道依茨公司生产的 B/FL513 系列F12L513 型柴油机.09-32 型捣固车和 08-475 型道岔捣固车采用的是 F12L513C 型油机。B/FL513 系列柴油机是在 B/FL413F 系列柴油机基础上的进一步践和改进。B/FL513 系列柴油机采用新型的燃烧过程，自
3、然吸气式非增压柴油机缸径增大 3mm,由此保证迄今为止，在低活塞平均速度和低转速情况下可提供输出较高的有效功率,以及的高可性和较低的燃油消耗。1.道依茨风冷柴油机机型代号：B 增压、F车用髙速四冲程、6-12汽缸数（612 缸）、 L风冷4第 4 结构系列、5第 5 结构系列、13活塞行程（130mm）、F加大汽缸直径、C增压中冷、W低污染、R直列式、L加长冲程道依茨风冷柴油机汽缸的排列方式分直列式和 V 形两种，机型代号中的 R 代表直列式排列，不标注表示 V 形排列。风冷柴油机的燃烧形式也有直喷式和两级燃烧式两种,直喷式柴油机用于功率要求较高的设备，两级燃烧式柴油机用于对排放要求较严格的设
4、备。在机型代号中，两级燃烧式用 w 表示，直喷式则不表示。机型代号中的 B 代表采用增压器的柴油机，C 代表增压柴油机的进气管道上安装有中冷器。汽缸数前面的 F 代表适于车辆使用的四冲程高速柴油机，汽缸数后面的 F 代表汽缸直径加大，而 L 则代表风冷却方式。2.道依茨风冷柴油机的特点：3道依茨风冷柴油机具有外形尺寸小、重量轻、经济性能好、使用可靠、适应性强、安装简单、维护保养方便、容易实现机种变形等优点。尤其是在高温、严寒、干旱等气候条件恶劣的地区使用，都有很好的适应性，实践证明是先进优良的动力装置。道依茨风冷柴油机主要有以下优点：(1) 标准化、系列化、通用化程度高；(2) 结构简单，维修
5、方便；(3) 使用寿命长，可靠性好，故障少；(4) 噪声小；(5) 冷启动性能好；(6) 经济性能好；(7) 适应性好。道依茨 F12L513 型柴油机由曲轴连杆机构、配气机构、冷却系统、润滑系统、燃油供给系统、电气系统等组成。道依茨 F12L513 型柴油机具有以下特点：(1)高速四冲程、V 形结构、汽缸排列夹角是 90。（2）直接喷射式斜筒型或 o)形燃烧室。（3）采用龙门式曲轴箱及每缸一盖结构，曲轴连杆机构为多支承三层合金滑动轴承。(4)并列连杆和带有三道密封环的油冷活塞。(5)自动调节风量的前置静叶轮压风式水平轴流风扇。(6)带旋转装置的顶置气门及适应高速运转的配气机构。(7)有喷油自
6、动提前器的供油系统。(8)装有火焰加热器并带辅助加温装置的冷启动系统。4(9)后置式斜齿轮驱动机构。(10)由压油泵、回油泵两组机油泵组成的可以在倾斜路面上工作的湿式油底壳强制循环润滑系统。F12L513 型柴油机的主要技术性能气缸数 12 车用功率（按DIN6270）（KW）282气缸排列 V 型 90 转速（r/min）2300缸径 X 行程 130/128 最大扭矩（N.m）1335气缸容积（L）20.074 转速（r/min）1400持续功率（按DIN6270）（KW）245 最低怠速（r/min）600间断作业功率（按 DIN6270）（KW）256 最低耗油消耗率（g/（KW.h）
7、 ）2085转速（r/min）2300 压缩比 16.7柴油机的工作原理柴油机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的，这四个过程构成了一个工作循环。活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机。一. 进气冲程第一冲程进气，它的任务是使气缸内充满新鲜空气。当进气冲程开始时，活塞位于上止点，气缸内的燃烧室中还留有一些废气。当曲轴旋转肘，连杆使活塞由上止点向下止点移动，同时，利用与曲轴相联的传动机构使进气阀打开。随着活塞的向下运动，气缸内活塞上面的容积逐渐增大：造成气缸内的空气压力低于进气管内的压力，因此外面空气就不断地充入气缸。进气过程中气缸内气体压力随着气缸的容积变
8、化的情况如动画所示。图中纵坐标表示气体压力，横坐标表示气缸容积（或活塞的冲），这个图形称为示功图。图中的压力曲线表示柴油机工作时，气缸内气体压力的变化规律。从土中我们可以看出进气开始，由于存在残余废气，所以稍高于大气压力。在进气过程中由于空气通过进气管和进气阀时产生流动阻力，所以进气冲程的气体压力低于大气压力，其值为，在整个进气过程中，气缸内气体压力大致保持不变。当活塞向下运动接近下止点时，冲进气缸的气流仍具有很高的速度，惯性很大，6为了利用气流的惯性来提高充气量，进气阀在活塞过了下止点以后才关闭。虽然此时活塞上行，但由于气流的惯性，气体仍能充入气缸。二. 压缩冲程第二冲程压缩。压缩时活塞从下
9、止点间上止点运动，这个冲程的功用有二，一是提高空气的温度，为燃料自行发火作准备：二是为气体膨胀作功创造条件。当活塞上行，进气阀关闭以后，气缸内的空气受到压缩，随着容积的不断细小，空气的压力和温度也就不断升高，压缩终点的压力和湿度与空气的压缩程度有关，即与压缩比有关。 一般压缩终点的压力和温度为：Pc48MPa,Tc750950K。柴油的自燃温度约为，压缩终点的温度要比柴油自燃的温度高很多，足以保证喷入气缸的燃油自行发火燃烧。 喷入气缸的柴油，并不是立即发火的，而且经过物理化学变化之后才发火，这段时间大约有秒，称为发火延迟期。因此，要在曲柄转至上止点前曲柄转角时开始将雾化的燃料喷入气缸，并使曲柄
10、在上止点后时，在燃烧室内达到最高燃烧压力，迫使活塞向下运动三. 燃烧膨胀冲程 第三冲程燃烧膨胀。在这个冲程开始时，大部分喷入燃烧室内的燃料都燃烧7了。燃烧时放出大量的热量， 因此气体的压力和温度便急剧升高，活塞在高温高压气体作用下向下运动，并通过连秆使曲轴转动，对外作功。所以这一冲程又叫作功或工作冲程。随着活塞的下行，气缸的容积增大，气体的压力下降，工作冲程在活塞行至下止点，排气阀打开时结束。 在动画中，工作冲程的压力变化这条线上升部分表示燃料在气缸内燃烧时压力的急剧升高，最高点表示最高燃烧压力 Pz，此点的压力和温度为： Pz615MPa， Tz18002200K 最高燃烧压力与压缩终点压力
11、之比（PzPc），称为燃烧时的压力升高比， 用 表示。根据柴油机类型的不同，在最大功牢时 值的范围如下：PzPc1.22.5。 四. 排气冲程第四冲程排气。排气冲程的功用是把膨胀后的废气排出去，以便充填新鲜空气，为下一个循环的进气作准备。当工作冲程活塞运动到下止点附近时，排气阀开起，活塞在曲轴和连杆的带动下，由下止点向上止点运动，并把废气排出气缸外。由于排气系统存在着阻力，所以在排气冲程开始时，气缸内的气体压力加比大气压力高，其温度。为了减少排气时活塞运动的阻力，排气阀在下止点前就打开了。排气阀一打开，具有一定压力的气体就立即冲出缸外，缸内压力迅速下降，这样当活塞向上运动时，气缸内的废气依靠活
12、塞上行排出去。 为了利用排气时的气流惯性使废气排出得干净，排气阀在上止点以后才关闭。在动画中，排气冲程曲线表示在排气过程中，缸内的气体压力几乎是不变的，但比大气压力稍高一些。排气冲程终点的压力 Pr 约为 0.1050.115MPa,残余废气的温度8Pr 约为 850960K。由于进、排气阀都是早开晚关的；所以在排气冲程之末和进气冲程之初，活塞处于上止点附近时，有一段时间进、排气阀同时开起，这段时间用曲轴转角来表示，称为气阀重迭角。 排气冲程结束之后，又开始了进气冲程，于是整个工作循环就依照上述过程重复进行。由于这种柴油机的工作循环由四个活塞冲程即曲轴旋转两转完成的，故称四冲程柴油机。 在柴油
13、机的四个冲程中，只有第三冲程即工作冲强才产生动力对外作功，而其余三个冲程都是消耗功的准备过程。为此在单缸柴油机上必须安装飞轮，利用飞轮的转动惯性，使曲轴在四个冲程中连续而均匀地运转。传动系统一 、 高速走行传动系统大型捣固车是占用封闭区间进行线路维修作业，为了减少线路封闭后的辅助作业时间，要求捣固车能迅速到达或离开作业地段，所以捣固车必须具有高速行驶的功能。08-32 型捣固车08-32 型捣固车的捣固作业为步进式，作业过程中要频繁启动和停车。这就要求作业 走 行速度低，改变走行方向容易，操纵简单。某一种传动系统很难满足高、低速走行两种工况的要求，因此，捣固车具有高、低速走行两套传动系统。08
14、-32 型捣固车高速走行采用液力机械传动，即在机械传动系统中加入液力机械变矩器，使发动机输出的功率通过液力变矩器再传入机械传动系统，可显著改善机械传动的性能。低速走行采用静液压传动。908-32 型捣固车的高速走行是液力机械传动，由液力机 械 变 速箱、分动齿轮箱、传动轴、车轴减速箱、轮对等组成。当传动系统转换为高速自行工况时，通过操纵杆使液压油泵离合器和油马达离合器松开，操纵汽缸使作业走行油马达的小齿轮与车轴齿轮分离，通过操纵杆使动力输出离合器接合。此时，柴油机的动力经传动轴到液力机械变速箱，再经分动齿轮箱分两路，通过传动轴分别传到前转向架的 1 轴和 2 轴车轴减速箱，驱动车轮前进。为了增
15、加捣固车的黏着牵引力，高速走行为两轴驱动，两轴驱动容易产生寄生功率，为此大多数 08-32 型捣固车采用差速分动箱，来消除寄生功率。有些捣固车为了简化结构装有无差速机构的分动箱，如引进技术生产的捣固车，就无差速机构。捣固车的高速走行有两种工况，即自行高速走行工况和拖挂高速运行工况。自行高速走行时首先把后司机室内的走行工况气动转换手柄置于高速走行位，则汽缸动作，脱开辅助作业走行油马达的离合器；操纵手柄，使作业走行油马达与变速箱脱开，操纵手柄，使作业油泵与变速箱连接的离合器脱开（机械式离合器）；选择前进方向的司机室进行驾驶。驾驶时把开关钥匙插人控制总开关，接通变速操纵盒的控制电路，当变速手柄放在前
16、进一挡位时，动力换挡变速箱内的前进离合器和一挡离合器接合，柴油机的动力传动路线为传动轴液力变矩器变速箱输出传动轴分动差动箱传动轴车轴齿轮箱，驱动轮对前进。长距离转移工地时，拇固车挂在列车尾部，在机车牵引下，捣固车拖挂高速运行。这时捣固车必须可靠地处在拖挂运行工况。操纵手柄，使输出传动轴与变速箱的连接离合器脱开(机械式离合器），必要时离合器手柄加锁固定，从车轮反传来的扭矩被截止。10捣固车挂在列车后部拖挂运行时，最大允许运行速度为 100km/h。自行高速走行速度为: 80km/h。前后司机室均有制动操纵机构和换挡操纵盒，在改变行驶方向时不用调头转向，只要改变司机室即可。液力机械传动特点与机械传
17、动相比，液力机械传动具有以下特点:1、 能在一定范围内根据行驶阻力的变化，自动进行无级变速，低速时大扭矩，高速时小扭矩，因此，能使发动机经常在选定的工况下工作，能防止发动机过载熄火。这不仅可提高发动机的功率利用率，而且可减少换档数。2、 变矩器利用液体作为传递动力的介质，输出轴和输入轴之间没有刚性的机械联系，可显著降低动力传动系统的冲击载荷，提高机件的使用寿命。根据载重汽车的统计，液力机械传动和机械传动相比，发动机寿命增长 47，变速箱寿命增长 400。3、 由于变矩器具有一定的变速能力，故同样的速度范围，可减少变速箱的档位数。4、 起步平稳，并可得到任意小的行驶速度，加速迅速、均匀。5、 在任何挡位都可以进行制动，操纵简单，可以实现远程操纵，减轻了司机的疲劳，有利于行车安全。和机械传动相比，液力机械传动的缺点是结构复杂，传动效率低。(5） 高速走行时的牵引特性捣固车自行高速走行时前转向架为动力转向架，自行高速走行时的最大轮周牵引力不会大于前转向架的黏着牵引力。捣固车在高速工况下的使用条件变化较大,诸如线路坡度、线路质量、牵引重量等，这就要求捣固车的轮周牵引力和车速能有较大的变化范围，且能保证及时地适应不同的运行情 况 。 车辆的牵引力和车速的关系曲线称为牵引特性曲线。以牵引力为纵坐标，牵引速度为横坐标绘制的理想的牵引力特性曲线呈双曲线型。
