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一个工作循环内，曲轴旋转两圈，活塞上下各两次，走过四个行程，称为四冲程发动机。

一个工作循环内曲轴旋转一圈，活塞上下各一次，走过两个行程，称为两冲程发动机。

四冲程发动机工作循环如下：

图1-2发动机工作示意图

1、进气冲程：

活塞由上止点向下止点移动，活塞上方的容积增大，气缸内的压力低于大气压力，增压后的气体被迅速压入气缸内。

同时，进气门开启，排气门关闭。

当活塞到达下止点，进气门关闭，进气终了。

2、压缩冲程：

当活塞到达下止点时，曲轴在飞轮惯性力的作用下继续旋转，使活塞由下止点向上移动。

同时进排气门关闭，气缸内的气体被压缩到燃烧室内。

当活塞到达上止点时，压缩冲程结束。

缸内气体压力约2800～2600kpa。

3、做功冲程：

当压缩冲程末，喷油器向缸内喷油，被压缩的可燃混合气迅速燃烧，气缸内温度、压力急剧上升。

在气体压力的作用下，推动活塞向下运动并通过连杆使曲轴旋转做功。

随着活塞的下移，气体的压力和温度就随之下降，当活塞到达下止点时，做功冲程终了。

4、排气冲程：

活塞由下止点向上移动，排气门开启，废气在自身的剩余压力和活塞向上移动的作用下被排出气缸。

当活塞到达上止点时，排气门关闭，排气冲程结束。

三、做功顺序

曲轴旋转两圈，每缸各做工一次WD615系列重型汽车柴油机有六个工作缸，为了使发动机平稳地工作，发动机的曲轴经过了特殊的设计，从而使各缸在不同的时刻进行做功。

六缸四冲程发动机的做功顺序为：

1-5-3-6-2-4。

第二节柴油机结构

WD615系列重型汽车柴油机能充分满足91系列相应吨级的车用动力的要求以及工程机械等其他用途的要求，结构紧凑，刚性好，工作可靠，寿命长，性能优良，经济性好。

结构特点概括如下：

a.一缸一盖，工作可靠，拆卸方便。

b.左置喷油泵（发动机自由端看），便于汽车上布置。

c.内藏式机油冷却器，安全可靠。

d.后置增压器，布置紧凑，系列各机型外形尺寸变化少。

e.全系列六缸直列，通用程度高，便于整车配套。

汽车发动机主要由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷切系、进排气系和起动系组成。

具体详述如下。

一曲柄连杆机构

曲柄连杆机构是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动并把动力输出机外。

（将热能转变为机械能）受力主要有三个方面：

1、燃烧气体的作用力。

2、往复惯性力和离心力。

3、摩擦阻力。

曲柄连杆机构的构造分为：

气缸体曲轴箱组、活塞连杆组、曲轴飞轮组，具体如下：

图1-3活塞连杆组和曲轴飞轮组

1、活塞2、活塞销3、活塞销挡圈4、梯形环5、锥面环6、油环7、连杆8、连杆大头9、连杆衬套10、连杆上瓦11、连杆下瓦12、连杆螺栓13、曲轴14、曲轴齿轮15、曲轴法兰16、减震器17、飞轮齿圈18、飞轮

1）、气缸体

是发动机的机体，主要作用是承受发动机负荷，发动机所有的零件和附件都安装在其上。

由高强度灰铸铁制造,以曲轴中心线水平分开成为上下两部分，上部为机体，下部为曲轴箱。

机体与曲轴箱之间没有垫片，在连接前须将结合表面擦净，整体接合面涂密封胶。

机体的前端与正时齿轮室连接，后端与飞轮壳连接。

结合表面应涂密封胶，机体右侧腰部有一个副油道（不贯通）。

七道凸轮轴轴承座位于机体右内侧。

机体的右侧面有一个安装机油冷却器的水室,其内下部有6个通道是冷却水进入机体缸筒水夹层的入口。

机体总成下部（在曲轮箱上）有一个安装机油滤清器的结合面。

机体上有七道主轴承，宽度全部相同。

止推片置于第二道主轴承座两侧。

机体采用干式缸套结构。

气缸套与机体缸孔间为过渡配合。

气缸套内表面为特制的平台网纹,对加快磨合和耐磨性能均有良好的效果。

2）、气缸盖

气缸盖上布置一个进气门一个排气门，进排气道分布于两侧。

按直喷式燃烧系统要求，进气道产生一定旋流。

气缸盖上采用镶入喷油嘴铜套结构，对改善喷油嘴的散热，提高喷油嘴的工作可靠性十分有利。

冷却水流进入气缸盖后，全部通过气缸鼻梁热区的水腔，然后掠过喷油器铜套进入出水管。

3）、气缸垫

为了弥补气缸体和气缸盖接触面的不平，保证气缸密封，防止漏气、漏水。

2、活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆等零件组成，见图1-3所示。

1）、活塞

活塞顶部有一个浅ω型燃烧室。

活塞装入气缸体后的压缩余隙为1mm。

活塞用机油喷油嘴冷却。

其上有三道活塞环，前两道为气环，起密封作用。

第三道为油环，起刮油作用。

2）、活塞环

装在头部的环槽中，分为气环和油环。

气环的作用是密封气缸，防止漏气和帮助活塞散热。

根据环的断面形状，气环可分为矩形环、扭曲环、梯形环等，WD615发动机第一道为梯形环，第二道为锥面环。

油环的作用是刮除缸壁上多余的机油，减少机油带入燃烧室并将缸壁上的机油刮布均匀。

3）、活塞销

用来连接活塞和连杆小头，它的中部穿入连杆小头孔中。

活塞销采用“浮式”安装法。

4）、连杆

连杆的作用是连接活塞和曲轴，将活塞承受的力传给曲轴，并和曲轴配合把活塞的往复直线运动，变为曲轴的旋转运动。

连杆由小头、杆身和大头三部分组成。

为了润滑小头摩擦表面，在小头和衬套上钻孔，以集存润滑油。

杆身呈“工”字形断面。

大头做成可分的，被分开部分叫做连杆盖，两半部用螺丝紧固。

按规定:

连杆螺栓不允许重复使用。

不许超限使用。

否则可能会产生断裂机毁事故。

装机时同组连杆质量差规定在29g以内。

5）、连杆轴承（轴瓦）

连杆大头与连杆盖中装有分开式滑动轴承（轴瓦），采用钢背不等厚铝锌合金，具有保持油膜、减少摩擦阻力和易于磨合的作用。

轴瓦上的凸健镶入连杆盖的凹槽中，以防止轴瓦在工作中移动或转动。

连杆轴瓦采用Miba公司新镀层材料钢背不等厚轴瓦，上下瓦的材料是不同的，上瓦能承受更高爆压，装配时一定要注意不要装错。

3、曲轴飞轮组

它的作用是连续承受从活塞做功冲程经连杆传来的力，转变为扭矩输送给汽车的传动机构。

同时，还要通过连杆推动各缸活塞进行进气、压缩和排气工作，并驱动配气机构及其他辅助装置。

1）曲轴

曲轴作用是承受做功冲程中从活塞经连杆传来的力使之转变为扭矩，输送给传动系和带动发动机完成非做功冲程。

它的构造分为主轴颈、连杆轴颈、曲柄、前端轴和飞轮突缘盘等部分。

主轴颈是曲轴的支撑点，用轴承盖安装在曲轴箱的主轴承座中，以增加曲轴的强度和刚度。

连杆轴颈是用来安装连杆大头，为了使发动机工作平稳均匀，连杆轴颈之间具有一定的配角,六缸的配角为120度。

曲柄是用来连接主轴颈和连杆轴颈的，曲柄内有油道贯通主轴颈和连杆轴颈。

前端轴用来装置主动正时齿轮、法兰、减震器、皮带轮

2）飞轮

将作功行程时产生能量的一部分储存起来，利用惯性使曲轴继续旋转，并减轻曲轴的震动。

在飞轮的周围装有齿圈，以便和启动机啮合启动发动机。

同时可作为离合器主动盘，传输动力。

在飞轮侧面刻有刻线，OT刻线处与第一缸上止点对应，其前后各有刻度。

二、配气机构

配气机构的作用，是按照气缸中所进行的工作过程，适时地开闭进、排气门，完成换气过程。

配气机构由气门组和气门转动组组成，见图1-4所示。

图1-4配气机构

1、凸轮轴2、凸轮轴正时齿轮3、凸轮轴止推片4、中间齿轮轴5、中间齿轮6、轴7、挡板10、气门摇臂座11、进气门摇臂12、排气门摇臂13、气门帽14、气门锁夹15、气门弹簧上座16、气门外弹簧17、气门内弹簧18、进气门弹簧下座19、进气门20、气门挺柱21、气门推杆22、气门间隙调整螺钉23、气门间隙调整螺母24、排气门弹簧下座25、排气门

气门组包括气门、气门导管、气门弹簧、弹簧座等。

气门传动组包括摇臂轴、摇臂、推杆、挺杆、凸轮轴、正时齿轮等组成。

当发动机工作时，曲轴通过正时齿轮驱动凸轮轴旋转。

当凸轮轴转到凸轮的凸起部分顶起挺杆时，通过推杆和调整螺栓使摇臂摆动，压缩气门弹簧，压下气门使其开启。

当凸轮凸起部分离开挺杆后，气门便在气门弹簧的作用下紧压在气门座上，即关闭气门。

气门从开始打开到完全关闭所经历的曲轴转角叫配气相位或配气相位，见图1-5所示。

进气门开：

上止点前2度

进气门关：

下止点后26度

排气门开：

下止点前49度

排气门关：

上止点后5度

图1-5配气相位

配气机构的主要机件：

1）、气门

气门是用来控制进、排气道的开闭，有头部和杆部组成。

头部用平顶结构，气门与气门座之间的配合做成锥形面，使接触良好，防止漏气。

为了改善充气情况，进气门头部直径比排气门大。

2）、气门座

气缸盖上进排气口均镶有特殊铸铁材料的气门座，提高缸盖的使用寿命。

3）、气门导管

作用是保证气门直线运动，使气门同气门座正确闭合，同时，还将气门杆的热量传至气缸盖。

气门杆和导孔之间留有0.05～0.12毫米的间隙，使气门能在导管中自由运动。

4）、气门弹簧

作用是使气门同气门座保持紧密闭合，并防止气门在开闭过程中，因运动件的惯性而产生彼此脱开现象。

为防止弹簧发生共振，采用螺旋状方向相反的两个内外弹簧。

5）、凸轮轴

用来控制各气缸的进、排气门开闭时刻，使之符合发动机的工作次序和配气相位的要求，同时控制气门开度的变化规律。

采用多轴颈支撑，减少其变形。

凸轮轴通过曲轴正时齿轮驱动，曲轴与凸轮轴的传动比为2：

1。

为防止凸轮轴前后窜动，凸轮轴前端装有定位装置。

6）正时齿轮

WD615系列国二柴油机中传动齿轮系由7个齿轮组成。

各齿轮的齿数在图中可知。

在安装时仅凸轮轴齿轮上一处记号须在正时齿轮室上二刻痕记号间（第1缸活塞须处于上止点位置即飞轮刻度为0°

）即可。

空气压缩机齿轮装在空气压缩机曲轴上，转向液压泵齿轮装在凸轮轴齿轮斜上方。

7）正时齿轮室用高强度灰铸铁制造,整个结构具有较高的强度和刚度。

正时齿轮室上部安装水泵,水泵的蜗壳和正时轮室铸成一体。

水泵出水口在正时齿轮室背面,正对机体前端的进水口。

正时齿轮室的左右两侧有柴油机的前支承法兰面。

安装正时齿轮室时，需在机体和齿轮室结合面上涂乐泰510胶。

空气压缩机装于正时齿轮室的左侧背面，安装时与正时齿轮室结合面涂乐泰510胶。

由于配气正时系统零部件较多，他们之间的间隙很难控制，设计人员在气门摇臂与气门冒之间设计了气门间隙，同一进行调整。

气门间隙过大过小都会改变配气定时，直接影响发动机的性能。

间隙过大，气门晚开早关；

间隙过小，气门早开晚关。

两者均会造成零件运动中的冲击或气门碰活塞等故障，柴油机工作时应视情况检查调整，一般每工作10000Km需进行检查调整。

调整方法如下：

两次调整法：

先盘动飞轮使飞轮的0刻度对准飞轮壳上的刻线，一缸处于上止点，打开气门罩，从一缸开始数摇臂1、2、3、6、7、10六个气门调整，然后盘动飞轮360度，再对准0刻度，调整4、5、8、9、11、12六个气门，进气门间隙0.3mm，排气门间隙是0.4mm（冷态）。

三、燃油供给系统

燃油供给系统作用将燃油滤清后产生高压根据发动机的工况定时、定量、定压的将雾化良好的燃油按照一定的喷油规律供入气缸，并使其良好、迅速的燃烧。

燃油系统由油箱、油水分离器、滤清器、输油泵、喷油泵、高压油管、喷油器等组成，见图1-6所示。

燃油从燃油箱加入，经油水分离器后由输油泵抽入，经燃油精滤器过滤后进入油泵，经过加压由高压油管分配到各喷油器。

整个油路有三处回油，第一为喷油器处回油，第二为油泵上设置了溢流阀，多余的燃油由此回到油箱，第三处在精滤上也设置了一溢流阀。

图1-6燃油供给系统

1、高压油泵2、燃油精滤器3、低压油管4、回油管5和6、润滑油管7、高压油管8、喷油器

1）、油水分离器

油水分离器主要作用是去除燃油里的水分，安装在车架上。

2）、滤清器

在柴油机中一般都安装两个滤清器。

第一个为粗滤器，它安装在输送泵之前，滤出较大的杂质。

第二为细滤器，能滤出微小的杂质，它安装在喷油泵之前。

3）、输油泵

输油泵的功用是当柴油机工作时克服管路中的流动阻力，将燃油箱内的燃油输送给喷油泵。

4）、喷油泵

喷油泵又称高压油泵，其作用是提高燃油压力，并根据柴油机工况的要求，将一定量的燃油在准确时间内喷入燃烧室。

在WD615系列欧Ⅱ柴油机中的各机型均选用PS8500型泵。

调速器为全程式RQV-K型调速器。

主要有以下要求：

a、根据燃烧室形式和混合气形成方法不同，喷油泵必须提高压力足够高的燃油，以保证良好的雾化质量；

b、供油量可调节，且各缸供油量相等；

c、保证各缸供油提前角相同，供油急速开始，停油迅速利落。

喷油器安装在汽缸盖上，将燃料雾化成极细的微粒，喷入汽缸，对雾化质量的要求，主要取决于燃烧室形式。

5）喷油器

喷油器的作用是将喷油泵供给的燃油均匀地喷射到燃烧室中。

喷油器采用顶杆和弹簧下置的低惯量结构形式，通过采用不同规格的压力调整垫片来保证喷油器所需的开启压力（30Mpa）。

柴油机燃油系统的工作好坏，直接影响功率、燃油耗等性能指标，为确保柴油机正常工作，进入缸内的柴油进行了多级过滤，在输油泵前装有一只油水分离器，在输油泵内装有一级滤网，在输油泵后装有柴油粗、精滤清器。

其目的是为保证进入油泵低压腔的柴油清洁，避免柱塞偶件、出油阀偶件、油嘴偶件的早期磨损，上述零部件的磨损将改变供油规律，使柴油机功率下降，冷车起动困难，雾化不良造成燃烧不尽等故障；

柴油机中有水分，还会产生柱塞偶件、油嘴偶件咬死等故障。

为此定期保养和更换柴油滤清极为重要，建议保养规范如下：

每行驶10000km/300h，粗滤和精滤的毛毡、纸滤芯应予更换或发现滤芯破损、密封件失效等也应予更换。

四、润滑系统

润滑系统的作用为：

冷却、减磨、防锈、密封、清洗，其主要零部件有：

机油冷却器、主油道限压阀、机油滤清器、机油泵、油底壳、集滤器。

其循环示意见图1-7所示。

图1-7润滑系统循环示意图

1）、机油冷却器

板式机油冷却器，有效提高机油冷却效果。

为了防止机油冷却器堵塞或冷起动时油温低,粘度大,机油冷却器阻力高等情况从而造成发动机缺油损坏的可能性,发动机油路中设置了机油冷却器安全阀（旁通阀）,该阀的开启压力为600±

50kPa。

2）、主油道限压阀

位于曲轴箱右下部，突出在油底壳内腔的主油道限压阀,通过调整垫片来保证其开启压力为500±

3）、机油滤清器

机油滤清器采用两只并联旋装式虑芯结构，在保养更换时只需拧下旧虑芯旋装新虑芯。

4）、机油泵

机油泵采用齿轮泵,齿数是10齿,单级泵厚度为45mm。

5）润滑系统的保养

斯太尔柴油机采用CH-4级机油，按使用环境温度条件选取牌号，一般最低环境温度不低于-10℃地区采用15W/40，冬天用5W/30，夏天用20W/50。

机油添加时应选用同一牌号油品，不要混合使用多个牌号的油品，建议每行驶15000km/450h应予更换机油。

机油滤清器内有一旁通阀，一旦机油过脏引起滤芯堵塞，旁通阀会自动开启，机油未经滤清直接进入各润滑表面，造成磨损加剧。

为确保柴油机正常工作，延长使用寿命，建议公路用车每行驶10000km/300h应予更换机油滤清器；

下列情况必须同时更换机油和机滤：

　①磨合期结束时；

②长期运转后达到机油更换期；

③发现机油中有水、变质、粘度降低；

④拉缸、拉瓦后机油中存在大量金属末；

五冷却系统

冷却系统作用：

将发动机的热量及时传送出去，以保证发动机在最适宜的温度下工作。

其主要部件有：

水泵、风扇、散热器水箱、膨胀水箱、节温器、出水管等，见图1-8所示。

图1-8冷却系统

1、水泵2、风扇法兰3、环形风扇4、正时齿轮室5、涨紧轮6、节温器、7、刚性风扇8、护风带9、护风罩

WD615系列发动机冷却系统循环如下：

冷却液自膨胀水箱加入，通过进水软管，水管接头，再经进水管进入水泵，必须安装进水软管，保证水泵有一定的压力，并且它的直径大小有一定的要求，防止水泵产生气阻，泵不上冷却液、冷却管路气阻，冷却液循环困难等故障。

WD615系列柴油机的水泵安装在柴油机前端,水泵蜗壳在正时齿轮室上方,铸成一体,蜗壳出水直接进入机体右侧水室,冷却水横掠过机油冷却器,从机体右下部通道孔流入六个缸筒水夹层,冷却气缸筒四周由活塞系传递来的热量，而后分成两路，一路由第二三缸之间机体内缸套孔水夹层流出，冷却空压机后流回水泵进水口，另一路经机体上水口进入气缸盖水腔,冷却气缸盖、喷油器、进排气门后从缸盖出水口排入出水管,然后又分两路，第一路通过暖风装置后流回水泵进水口。

第二路流回出水管终端节温器，节温器有二个出口,一路通往水箱,另一路通向水泵进口即为小循环。

当冷却水温在80±

2℃（80°

C的节温器）时节温器开始开启；

节温器至95°

C时冷却水全部都要经过散热器冷却后由水泵打入机体，走大循环；

但当冷却水温低于80±

C节温器）时节温器切断上述通路,冷却水直接通入水泵进口,走小循环，使柴油机尽快升温,达到运行要求的热状态,避免低温磨损,延长柴油机的使用寿命。

水泵油腔内装入约120cm

壳牌滚动轴承润滑脂A，需定期加油补充，见图1-9所示。

图1-9冷却系统冷却水循环图

1.水阀2.供暖器3.散热器排气管路4.发动机冷却水排气管路5.供暖器进水管

6.供暖器出水管7.膨胀水箱限压阀8.膨胀水9.节温10.水泵11.机油冷却器

1）水泵

WD615系列柴油机上水泵安装在柴油机前端,水泵蜗壳在正时齿轮室上方,铸成一体,蜗壳出水直接进入机体右侧水室。

2）、膨胀水箱

此部件由整车厂配装，柴油机出厂时不带。

其作用是消除冷却系统低压部分蒸汽，不致产生气阻现象及补充冷却水。

膨胀水箱内压力应保持在50kPa，位置必须高于柴油机及散热器400mm。

冷却系统中的各种水箱盖，应保持完好无损，切忌敞开，冷却系统中保持50kPa的内压，将提高冷却系统的冷却效率，不易开锅。

3）、风扇

采用十叶直径Ф640mm或更大直径的环形塑料风扇。

风扇传动有刚性传动和硅油离合器传动（即粘性传动）两种形式。

粘性风扇是一种通过双金属感温元件实现由温度控制风扇工作，所以不仅有节能的效果，更重要的是保证柴油机有良好的热状态，对柴油机的运行和使用寿命都有明显的优点。

这种风扇主要原理是由柴油机带动风扇离合器壳体内的主动轮，风扇叶片与壳体联为一体，主动轮与壳体间存在一定间隙空间，当这个空间内充满粘度极大的硅油时，则主动轮带动壳体旋转，当这个空间失去硅油时则主动轮空转（实际上仍能带动风扇以25%n主旋转）：

双金属触杆是控制着硅油进入工作空间的阀门，因此风扇的工作就由温度来控制了。

当风扇前风温低于40℃时，双金属触杆使硅油仓阀门关闭，此时主动轮基本上不传递功率，风扇以主动轮转速n主的25%旋转，当温度大于60℃时，硅油仓阀全开，硅油充满工作空间，此时风扇转速为主动轮转速的95%。

使用粘性风扇时必须注意，当风扇拆卸下来时切不可平卧放置，否则硅油要从传感器轴配合间隙中漏出，从而使风扇失效。

4）保养

检查水泵轴承的润滑情况，定期（20000km/600h）加注润滑脂。

冷却液的保养：

每年夏天应更换一次冷却液，更换时须加入柴油机清洁液，启动柴油机热机后放尽清洁液后再加注新的冷却液；

冷却液应加注正品长效防冻液，其作用：

a.防冻

在温度过低的情况下，保证车辆冷却系统不被冻坏，一般来说常用的防冻液的抗冻温度也就是冰点在-20℃~-45℃之间，往往根据不同地域的实际需要合理选择，以满足使用要求

b.防积水垢

由于冷却液所使用的是去离子水，因此可以避免结垢和沉淀的形成，从而保护发动机。

c.防冷却系零件气蚀

d.防冷却系零件腐蚀

专用的防冻液可以减少对冷却系统的腐蚀，从而降低冷却系统被锈蚀导致的“漏水”问题。

e.防沸：

在高温情况下保证不会过早的沸腾，一般常用的防冻液沸点在104~108℃，而当防冻液加入冷却系统并产生压力之后，沸点则会更高

六、进排气系统

进排气系统作用：

根据发动机的工作定时定量的供给新鲜清洁的空气，并排出废气。

主要部件有：

进气管、空滤、空压机、排气管、增压器等组成。

1）、空滤器

双级空滤器,第一级为旋流除尘器,第二级为空滤纸滤芯及保安滤芯。

空滤器最大阻力应小于5kPa,当保养指示器为红色时要及时保养或更换,否则影响柴油机功率和寿命。

空滤器的作用是清除进入汽缸内的空气尘土和砂粒,以减少汽缸。

活塞等机件的磨损.延长发动机使用寿命。

双级空滤器,第一级为旋流除尘器,第二为空滤纸滤芯及保安滤芯，目前重汽车装配的有两种空滤器。

沙漠空滤注意事项如下：

1.检查空滤各部位及连接管路是否密封良好；

2.每5000km/150h保养纸滤：

a.拆下纸滤,轻敲端盖或用软毛刷扫去表面积尘；

b.或用压缩空气反吹滤芯（由内朝外）效果更好；

c.禁用任何水或油清洗；

3.纸滤保养后报警器还报警或纸芯破损或运行20000Km/500h后应予更换；

4.更换纸滤同时揩净空滤器内部；

5.每10000km/250h保养予滤器：

a.拆下后盖（集尘盒），刷洗清除内外积尘，并检查排尘袋的完好性；

b.拆下予滤器，用洗涤剂（禁用汽油）刷洗清除内外积尘或用压缩空气吹净内部积尘；

6.排尘袋老化或破损应及时更换，平时工作确保鸭嘴向下，否则会失去旋风第一级排尘功能，造成滤芯过早失效；

7.滤芯的质量至关重要，严重影响发动机寿命，决不使用劣质滤芯。

油滤注意事项：

1.新车出厂前未加注机油。

2.投入运营者需加注机油，机油粘度必须类似发动机同期用的