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前言
一、小型柴油机简介
（一）小型柴油机的基本构造
1.常用名词术语
为了便于了解柴油机的构造和工作原理，对几个名词术语加以解释。
（1）力 凡能使物体获得加速度或者发生变形作用的都称为力，如拉力、压力、重力、电场力、摩擦力等。力的三要素是指力的大小、方向和作用点。力的旧单位为千克力（kgf），在国际单位制中为牛顿，简称牛（N）。1千克力＝9.8×103牛或1千克力＝9.8千牛（kN）。
（2）压力或压强 垂直作用在物体单位面积上的力。旧的单位是千克力/厘米2（kgf/cm2），国际单位是帕（Pa）、千帕（kPa）或兆帕（MPa）。1千克力/厘米2=9.8×104帕。平原地面上的大气压力近似等于1千克力/厘米2=1×105帕＝1×102千帕＝0.1兆帕。
（3）温度 表明物体冷热程度的物理量。常用温度计进行测量。温标是温度的标尺。常用的温标是摄氏温标。摄氏温标的符号为t，温度的单位是摄氏度，代号是℃。水的结冰点定为0℃，沸点定为100℃。在国际单位制中热力学温标（又称绝对温标或开氏温标）的符号为T，它的单位是开，代号为K。它与摄氏温标的关系为：T=（t＋273.15K）。所以用开氏温标表示时，水的结冰点为273.15开，水的沸点为373.15开。
（4）气体的体积、压力、温度之间的关系 气体为物质存在的基本形态之一，没有固定的形状和体积，能充满任何容积的空间。气体的体积是描述气体分子活动的空间。它的体积和其所在容器的容积在量值上是相同的。气体的压力（压强）是气体作用于容器壁单位面积上的力。
在密闭容器中的一定量的气体，若使密闭容器的体积缩小，则密闭容器中的气体受到压缩，气体的压力和温度就会增高；反之，气体就会膨胀，气体的压力和温度将减小。一定量的气体在密闭容器中，若密闭容器的体积不变，只使其温度升高，则气体的压力随之增大；温度降低，则压力减小。
（5）惯性 反映物体具有保持原有运动状态的性质。当物体不受外力作用时，原来静止的物体保持静止，原来匀速运动的物体，保持匀速运动。惯性的大小是用质量大小度量的。质量大的物体惯性大；质量小的物体惯性小。在同样的外力作用下，惯性较大的物体，运动状态较难改变，因而所得到的加速度就较小。如两个质量不同的飞轮，以同样的转速转动时，使质量较大的飞轮停止转动要比使质量轻的飞轮停止转动困难些。惯性是物体的固有属性。前进中的车辆骤然停止时，车内乘客觉得自己受到一个力，使其向前倒去，这个力就是惯性力。
（6）功 描述物体能量变化多少的物理量。它是由两个因素决定的，一个是作用力，另一个是物体在力的方向上发生的位移。力对物体所作的功（W），等于力（F）的大小、力的作用点的位移（s）、力和位移的夹角（α）的余弦（cosα）的乘积，即W=Fscosα。例如，从5米深的井中提上一桶水，水的质量为10千克，所需的力为10千克力。由于力的方向与位移的方向一致，即夹角α＝0，cosα＝1，则所作的功W为10×5=50千克力·米（kgf·m），或490.325焦尔（J），或0.1362瓦·时（W·h）。功的单位，过去常用kgf·m，在国际单位制中为W·h或J。1kgf·m=9.8065J，1W·h＝3600J。
（7）功率 描述作功快慢的物理量。用单位时间内所作的功表示。过去用的单位是kgf·m/s（千克力·米/秒）和马力。1马力＝75kgf·m/s。在国际单位制中，功率的单位是瓦（W）或千瓦（kW）。1马力＝735.498瓦=0.735498千瓦。1千瓦＝1.3596马力，如S195型柴油机的功率为12马力，约合8.8千瓦。
（8）扭矩（力矩） 描述使物体转动的力量。扭矩的大小等于力和力臂的乘积（力臂是从转轴到力的作用线的垂直距离）。力矩愈大，使物体转动状态发生改变的效果就愈明显。例如用手推门，如果用的力大小一样，则手（力的作用点）离转轴较远且方向垂直于门时，绕门轴线的力矩较大，因而门易被推开。柴油机的有效扭矩就是柴油机曲轴输出的扭矩。过去用的单位为kgf·m，在国际单位制中为牛·米（N·m），1kgf·m＝9.806N·m。
2.柴油机的一般结构
柴油机的功用是将柴油在汽缸中燃烧放出的热能转变为机械能。为实现此目的，它需要有相应的机构及其零部件。
图1-1所示即为单缸四冲程柴油机的一般构造。
图1-1 单缸四冲程柴油机简图
汽缸5固定安装在机体上，活塞6装在汽缸5中，并通过活塞销7、连杆8与曲轴9相连，曲轴9通过曲轴轴承10安装在机体上，其一端装有飞轮11。汽缸上面用汽缸盖3封闭，汽缸盖3上装有进气门2和排气门1，由配气机构保证它们按时开闭。汽缸盖上还装有喷油器4，靠供油系统，使之定时定量向汽缸内喷油。
活塞沿汽缸中心线作往复运动。若汽缸垂直安置，则活塞垂直上下移动，称为立式柴油机；若汽缸水平放置，则活塞水平移动，称为卧式柴油机。
活塞在汽缸中往复运动1次，可通过连杆推动曲轴转1圈。当活塞运动到距曲轴轴心线最远处时（图1-1a），活塞顶端在汽缸中的位置称为“上止点”；当活塞运动到距曲轴轴心线最近处（图1-1b）时，活塞顶端在汽缸中的位置叫“下止点”。冲程（又称行程）就是上、下止点之间的距离。活塞在汽缸内每运动1个冲程，曲轴相应转半圈。
当活塞位于上止点时，活塞顶以上（包括活塞顶部的凹坑）和汽缸盖底部（包括汽缸盖内部的副燃烧室）之间所构成的空间称为燃烧室，其容积称为燃烧室容积。活塞位于下止点时，活塞上部所有密封容积称为汽缸总容积。汽缸总容积与燃烧室容积的比值，叫做压缩比，即
压缩比＝汽缸总容积/燃烧室容积
压缩比表示汽缸内气体被压缩的程度，压缩比越大，气体在汽缸中被压缩得就越厉害，压缩终了气体的温度和压力就越高。柴油机的压缩比一般在16～22之间。
活塞从上止点移到下止点时所扫过的容积称工作容积，也叫活塞排量。其值等于活塞顶面积与行程的乘积。
（二）小型柴油机的基本工作原理与工作过程
1.进气冲程（图1-2a）
靠曲轴旋转的带动，活塞由上止点向下止点运动。这时由配气机构使进气门打开，排气门关闭。随着活塞的移动，汽缸内容积逐渐加大，造成真空吸力，新鲜空气不断地从进气门被吸入汽缸。活塞到达下止点时，进气冲程结束，进气门随之被关闭。此时汽缸内的气体压力为78.5～88.2千帕（0.8～0.9千克力/厘米2，温度为50～70℃。对进气冲程的要求是进气要充分，进气量越多越好，即充气系数大。
2.压缩冲程（图1-2b）
曲轴继续旋转，带动活塞由下止点向上止点运动。这时，进、排气门都关闭，汽缸内的空气逐渐被压缩，压力和温度不断升高。柴油机一般都具有较大的压缩比，压缩终了时，汽缸中的压力可达2940～4900千帕（30～50千克力/厘米2），温度可达500～600℃（比柴油的自燃温度高200～300℃）。对压缩冲程的要求是气门关闭要严，汽缸和活塞之间密封性要好，不漏气。
3.作功冲程（燃烧膨胀冲程，见图1-2c）
当压缩冲程接近终了时，喷油器将柴油以细小的油雾状喷入汽缸。这些油雾在高温下很快蒸发，与汽缸中的空气混合成为可燃混合气。经过很短的一段着火准备阶段，当活塞接近上止点时，可燃混合气在高温下立即自燃，放出大量热量，使汽缸内气体的温度和压力急剧上升，其最高压力可达5900～8800千帕（60～90千克力/厘米2），温度升高到1700～2000℃。此时进、排气门都是关闭的，高温高压的气体因膨胀产生的巨大推力，推动活塞从上止点向下止点运动，再通过曲柄连杆机构使曲轴旋转，将可燃混合气燃烧发出的热能转变为活塞、曲轴的机械运动，而向外作功。随着活塞向下止点运动，汽缸容积逐渐扩大，汽缸内气体的压力和温度也相应降低。
4.排气冲程（图1-2d）
在飞轮惯性的作用下，曲轴继续旋转，通过连杆带动活塞从下止点向上止点运动。此时排气门打开，进气门依然关闭，燃烧后的废气被向上运动的活塞驱赶，从排气门排出。对排气冲程的要求是排气要干净，留在汽缸内的废气越少越好。
排气冲程结束，即活塞到达上止点后，曲轴继续旋转，活塞又开始从上止点向下止点运动，开始下一个进气冲程。柴油机每进行1次进气—压缩—作功—排气的过程，叫做一个工作循环。在这个循环中，曲轴转了2圈，经历了4个冲程，所以称这种柴油机为四冲程柴油机。
在1个工作循环中，曲轴转了2圈，经历了4个冲程，而只有1个（作功）冲程是由活塞带动曲轴旋转来作功的。其他3个冲程都是为作功作准备的，需要由曲轴带动活塞运动。那么，在不作功的3个冲程中，曲轴的动力又从何而来呢？原来，在曲轴一端装有1个飞轮，在作功冲程，膨胀的气体通过连杆使曲轴加速旋转，飞轮随之也加速旋转，会产生一定的转动惯量。在非作功的3个冲程中，活塞就是由曲轴和飞轮的转动惯量带动的。
单缸柴油机的曲轴转2圈只有半圈作功，所以会产生较大的震动，曲轴旋转也不平衡。而多缸柴油机，则可通过正确排列和合理确定各缸的工作顺序，使各缸的作功冲程相互交错，这样，就大大提高了曲轴运转的平稳性。
（三）柴油机的主要性能指标及型号编制规则
1.主要性能指标
柴油机的性能指标包含的内容很多，但柴油机使用性能的好坏，主要用动力性指标和经济性指标来衡量。
（1）动力性指标主要指扭矩、功率和转速
①扭矩。柴油机飞轮上，对外输出的旋转力矩叫有效扭矩，简称扭矩。它是指燃油在汽缸内燃烧产生的热能使气体膨胀所产生的力，除了克服机器内部各零部件的摩擦阻力和驱动各辅助装置（如油泵、发电机等）之外，最后传到飞轮上可以供柴油机对外使用的能量。
在实际工作中，柴油机飞轮输出的扭矩与外界作用到飞轮上的阻力矩（外界负荷）相等。
②功率。柴油机在单位时间内对外所作的功，叫有效功率，简称功率。
有效功率是发动机最主要的性能指标之一。它表明了一台发动机单位时间内对外作功的能力大小和使用范围。按国家标准（简称国标）规定的功率值，称为标定功率。国标规定，发动机的标定功率，按用途和使用特点分为以下五种：
a.15分钟功率。为发动机允许连续运转15分钟时的最大有效功率，适用于需要有短时良好超负荷和加速性能的汽车、摩托车用发动机。
b.1小时功率。为发动机允许连续运转1小时时的最大有效功率，适用于需要有一定功率储备，以克服负荷突然增加的轮式拖拉机、船舶用发动机等。
c.12小时功率。为发动机允许连续运转12小时时的最大有效功率，适用于需要在12小时内连续运转又需要充分发挥功率的拖拉机、农用排灌机械及工程机械用发动机等。
d.持续功率。为发动机允许长期连续运转的最大有效功率，适用于需要长期持续运转的农用排灌机械、船舶、电站用发动机等。
e.专业标准功率。根据本行业发动机的特点和要求，而规定的其他种类的标定功率。
③转速。转速是指发动机曲轴或飞轮每分钟旋转的圈数，单位为转/分。在缸径、冲程等有关参数相同的条件下，转速愈高，作功次数愈多，发出的功率也愈大。如S195型柴油机，在标定转速为2000转/分时，标定功率为8.8千瓦（12马力）；当转速提高到2200转/分时，功率可达到9.7千瓦；如降低转速到1700转/分时，功率仅有7.35千瓦。因此，在柴油机的使用中，应使转速达到标定转速。否则，柴油机发出的功率，就达不到标定值。
在给出发动机标定功率的同时，必须给出相应的标定转速。它们在发动机铭牌上的表示方法为：功率/转速。如8.8千瓦/2000转/分（12马力/2000转/分）、5.88千瓦/2200转/分（8马力/2200转/分）等。在柴油机的使用说明书中，一般会标出1～2种标定功率（农用柴油机上一般为1小时功率和12小时功率），用户可根据需要选用。
柴油机的功率与扭矩、转速之间有如下关系：
功率＝扭矩×转速
也就是说，当功率相同时，转速低，则扭矩大；转速高，则扭矩小。这就是为什么在实际使用中，反映出来的负荷增大时，转速降低；负荷减小时，转速升高的道理。
（2）经济性指标主要指燃油和润滑油的消耗率
①燃油消耗率。在1小时内发动机所消耗的燃油量（对柴油机来说即消耗的柴油量），称为小时耗油量，计量单位是千克/时。由于发动机功率不同，每种型号的发动机，其小时耗油量也就不同。所以，不能用小时耗油量作为不同发动机经济性能评定和比较的参数，而要用燃油消耗率来表示。
柴油机发出每单位有效功率，在1小时内所消耗的柴油量，称为有效燃油消耗率，简称耗油率，单位是克/（千瓦·时）［克/（马力·时）］。即每发出1千瓦（马力）的功率，在1小时内所消耗的柴油量（克）。耗油率愈低，则柴油机的经济性愈好。
耗油率和小时耗油量有如下关系：
耗油率＝小时耗油量/（功率×1000）［克/（千瓦·时）或克/（马力·时）］
柴油机通常在使用说明书中，标明12小时功率时的耗油率。
②润滑油消耗率。润滑油消耗率也是评价柴油机经济性的一个重要指标，其计算方法与燃油消耗率相同，单位也是克/（千瓦·时）［克/（马力·时）］。润滑油消耗率高时，不仅浪费能源，而且对柴油机工作会产生不良影响。
还需注意：动力性指标和经济性指标，虽然是评价一台柴油机的主要性能指标，但衡量柴油机的性能时，还要考虑其可靠性（指在规定条件下和规定时间内，实现规定功能的能力）和有效性。有效性包括无故障性（指在一定时期内，不出现故障的性能）、维修性（指适于进行技术维护和修理来预防和消除故障的性能）、保持性（指在一定的储运期后，保持规定功能的性能）和耐久性（指使用期限和技术寿命）。另外，还要考虑启动难易程度及成本等。
2.型号编制规则
为便于发动机的生产、管理和使用，国家标准（GB725—82）“内燃机产品名称和型号编制规则”规定，发动机型号的编制应能反映它的主要结构及性能。国家标准规定的发动机型号的表示方法、排列顺序及各符号所代表的意义见表1-1。
表1-1 发动机型号的表示方法
例如：
165F型柴油机——表示单缸、四冲程、缸径65毫米、风冷、通用型。
R175A型柴油机——表示单缸、四冲程、缸径75毫米、水冷、通用型（R为175产品换代符号，A为系列产品改进的区分符号）。
S195型柴油机——表示单缸、四冲程、缸径95毫米、水冷、通用型，S表示采用双轴平衡系统。
185N型柴油机——表示单缸、四冲程、缸径85毫米、凝气冷却、通用型。
型号前面的字母有时会标明该柴油机的结构特点或生产厂家等，如S（双轴平衡）、X（新）、K（扩缸）、Z（直接喷射）；L（辽宁）、SC（陕柴）、CC（重柴）、K（开封）、GC（甘柴）、SD（山东）。
二、小型柴油机的构造
（一）曲柄连杆机构
1.曲柄连杆机构的功用与组成
曲柄连杆机构是柴油机实现工作循环、完成从热能到机械能的能量转换、以曲轴旋转的形式向外输出动力的传动机构。它由活塞连杆组、曲轴飞轮组和机体缸盖组三部分组成。活塞与汽缸盖、汽缸一起构成燃烧室，它承受汽缸中油气混合后燃烧膨胀产生的压力，并通过活塞销将力传递给连杆，推动曲轴旋转，并对外作功。随后活塞由连杆带动，实现进气（吸气）、压缩、排气等工作。
2.活塞连杆组
活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销和连杆等组成，如图2-1所示。
图2-1 活塞连杆组
（1）活塞 柴油机工作时，活塞顶面燃气的最高温度可达 2000℃，压力可达8800千帕（90千克力/厘米2）。同时，活塞在汽缸内作高速往复运动，产生很大的、呈周期性变化的往复惯性力。为保证活塞能在高温、高压下可靠地传递动力，要求活塞不仅有足够的强度和刚度，还要质量轻，导热性好，耐磨。柴油机上广泛采用铝合金活塞。
活塞的构造见图2-2，它由防漏部、活塞顶、裙部和活塞销座等组成。防漏部（又称环槽部）指安装活塞环的部位。一般有3道环槽（有的活塞在裙部还有1道环槽），最下面一道环槽为油环槽，其余为气环槽。油环槽底面钻有数个小孔通活塞内腔，称为回油孔。
图2-2 活塞的构造
活塞顶直接与燃烧气体接触，是承受高温、高压的部位，它的形状与燃烧室形式、喷油器位置、喷射要求等有关。
S195、180、185型等柴油机活塞顶面上制有深度为2～3毫米的人字形凹坑（又称铲式凹坑）（图2-2b左），使从涡流室喷出来的燃烧气体，在这里进一步形成涡流，与空气混合更均匀，保证燃烧完全。安装时，应注意使人字形顶端朝向喷油器方向。D180、165F、170F、X195型等柴油机活塞顶有双子叶凹坑（双涡流凹坑），其作用与人字形凹坑相同。安装时双子叶梗端朝向喷油器方向（图2-2b右）。TY1100、ZS1105、ZH1105、ZS1110型等柴油机的活塞顶为ω形，是配合直接喷射式燃烧室而设计的。还有的柴油机的活塞顶部有球形凹坑（如190型）和盆形（U形）凹坑。
活塞裙部对活塞起导向作用，并承受侧向压力。
活塞销座孔中部安装活塞销，将活塞和连杆小头连接起来，孔内两端各有一个挡圈槽，用来装卡簧，以防止活塞销轴向窜动。
活塞工作时，销孔方向受热膨胀后，直径变化较垂直销孔方向大，故一般将裙部做成椭圆形。此外，由于活塞的温度总是头部高，裙部低，故活塞从上到下略呈圆锥形。
（2）活塞环 活塞在汽缸内作高速往复运动，并受热膨胀，所以，活塞与汽缸之间必须留有适当的间隙。此间隙在工作中会造成燃气漏入曲轴箱，故要用活塞环来密封。
活塞环有气环和油环两种。气环的主要作用是保证汽缸的密封，不让汽缸内的高压气体漏入曲轴箱。它依靠气环本身的弹力和高压气体的作用力，使环的外壁紧贴在汽缸壁上而起密封作用。油环的作用主要是布油和刮油。当活塞上行时，油环将曲轴旋转飞溅上来的润滑油均匀地分布到汽缸壁上，改善活塞与汽缸壁之间的润滑，减少活塞、活塞环与汽缸壁的磨损和摩擦阻力；当活塞下行时，又将汽缸壁上多余的润滑油刮除，防止润滑油窜入燃烧室。正如气环也有布油和刮油的辅助作用一样，油环也有封气的辅助作用。同时，气环和油环都有将活塞吸收的热量传给汽缸壁的导热作用。
活塞环在高温、高压、高速条件下工作，润滑条件较差，多采用合金铸铁制造。第一道气环表面直接与高温燃气接触，工作条件最差，因此其表面经镀铬或喷钼处理，以提高表面的耐磨性。
①气环。气环是一个有切口的弹性圆环。在自由状态时，气环的外径比汽缸直径大。装入汽缸后，依靠自身的弹性与汽缸壁紧密贴合。并在环与环槽之间形成一个断面很小的曲折通道，使高压气体能进入环的内壁环面传递气体压力，使环更加紧密地贴合在汽缸壁上，起良好的密封作用。
常用的气环有以下几种类型（图2-3），其主要差别在于环的断面形状不同。
图2-3 气环的断面形状
矩形环，也叫平环（图2-3a）：断面形状为矩形，构造简单，制造方便，导热效果好，应用较多，但有“泵油作用”。
锥形环（图2-3b）：断面呈锥形，与汽缸壁接触压力大，有良好的密封性，磨合性也好。锥形环随活塞上行时，由于锥角的“油楔”作用，使其能在油膜上“飘浮”滑动而减少磨损；随活塞下行时，又具有良好的刮油作用，减少了润滑油的消耗。但由于锥形环在气体压力作用下，有被推离汽缸壁缩向环槽的趋势，所以不宜作第一道气环。常被用来作第二、三道气环。安装时，要注意锥角环面（即切掉的一面）应朝向汽缸盖方向，不能装错。否则，将导致润滑油上窜。
扭曲环（图2-3c）：扭曲环的内侧上方有一个台阶形缺口（或倒角）。这样，环的上下弹力不均匀，随活塞装入汽缸后，会产生扭曲变形，使外圆表面形成上小、下大的圆锥面，减小了环与汽缸壁的接触面积，增大了接触压力，限制了环在环槽中上下窜动，既增加了密封性，又避免了泵油现象，其布袖、刮油作用与锥形环相同。
梯形环（图2-3d）：断面呈梯形，当活塞在变化方向的侧向力作用下横向摆动时，环的侧隙会发生变化，从而能把胶状沉积物从环槽中挤出，并能使间隙中的润滑油更新。但此种环加工较困难。
桶面环（图2-3e）：环的外圆表面为凸圆弧形，当其随活塞在汽缸中往复运动时，均能与汽缸壁形成楔形空间，使润滑油容易进入摩擦面而减少磨损。由于它与汽缸是圆弧接触，故对汽缸表面和活塞偏摆的适应性均较好，有利于密封。但凸圆弧表面不易加工。
气环的“泵油作用”如图2-4a所示。气环随活塞向下运动时，在摩擦阻力作用下紧贴环槽上端面（图2-4a左图），从汽缸壁上刮下润滑油充满环的下部和内侧间隙中。活塞上行时，环又紧贴环槽下端面（图2-4a右图）。这样，润滑油被挤到环槽上端面，最后泵入燃烧室。扭曲环的上下端面与环槽上下端面均接触，故不会产生“泵油作用”。
②油环。油环有普通油环和组合油环两种。
普通油环（图2-4b，其中断面薄的是气环）比气环厚，其外圆表面开有小环槽，小环槽内均匀分布着铣出的槽形孔或钻出的小孔。无论活塞向上或向下运动，油环的外圆刮下的多余润滑油，均通过槽形孔或小孔，以及活塞油环槽内的小孔流回曲轴箱。
图2-4 活塞环的工作情况
组合式油环有钢片式和螺旋撑簧式两种。
a.螺旋撑簧式油环（图2-5）：其内圆槽里，装有起支撑作用的螺旋撑簧，使该环对汽缸壁产生较大的接触压力，它具有较好的刮油能力。安装时，要先将螺旋撑簧装入活塞环槽，并将接口接好，再将油环本体装到环槽内，环的开口应在撑簧接口的对面。
图2-5 螺旋撑簧油环
b.钢片式组合油环（图2-6）：由径向衬环、扁平环（又称刮油环）和轴向波形环等组合而成。依靠轴向波形环的弹性，会使扁平环紧贴在环槽的上下端面，形成端面密封，防止润滑油上窜；径向衬环使扁平环外圆紧贴汽缸壁，有利于刮油。由于扁平环较薄，各扁平环又独立工作，加之衬环弹力较大，所以能很好地适应汽缸壁的不均匀磨损，并能消除活塞变形摆动的影响。钢片式组合油环对汽缸壁的接触压力高而均匀，刮油能力强，密封性好，因而应用日益增多。但此种油环制造成本较高。
图2-6 钢片式组合油环
③开口间隙。为了防止活塞环受热膨胀而卡死，当活塞和活塞环装入汽缸套后，活塞环切口处应保留一定的间隙，这个间隙称为“开口间隙”，其大小与缸径有关，小型柴油机上一般为0.25～0.50毫米。开口间隙过小，易使活塞环卡死，从而加速活塞环与汽缸壁的磨损，甚至造成活塞环折断或刮伤缸壁；开口间隙过大，则会因密封不好而产生汽缸压缩力不足、启动困难、功率下降和窜烧机油等故障。活塞环的切口形状，常用的有直切口（图2-7c）、斜切口（图2-7b）及搭接口（图2-7a）等三种。
图2-7 活塞环的切口形状
④侧隙。活塞环与环槽之间在高度方向上也应留有一定的间隙，称为“侧隙”，一般为0.04～0.15毫米。侧隙过小，活塞环会因受热膨胀而卡死在环槽中，使环失去弹性，不起密封和刮油作用；侧隙过大，密封不好，环与环槽撞击会加速磨损，对气环来说，还会加剧其“泵油作用”。
（3）活塞销 活塞销连接活塞和连杆，与活塞一起作高速往复运动，承受燃气的周期性冲击载荷，其润滑条件很差。活塞销材料为低碳钢或低碳合金钢。活塞销的构造为一空心圆柱销，一般内外圆表面经渗碳处理，且外圆表面经淬火和低温回火处理，硬度很高。活塞销与连杆小头衬套及活塞销孔的连接采用浮动式，即活塞销在工作中既能在连杆小端衬套内转动，又能在活塞销座孔内转动，以减少磨损并使磨损均匀。
在活塞销两端装有卡簧，如图2-8所示。由于活塞销与活塞的材料不同，热膨胀系数也不同（活塞用的铝合金比活塞销用的低碳钢的热膨胀系数大）。工作时，活塞销座孔受热膨胀后与活塞销之间的间隙会变大。为了保证工作时的正常间隙，常温下两者应有一定的紧度。
图2-8 活塞销及其组合
装配时，应先将活塞放入油中或水中加热，使座孔胀大，再将活塞销装入。严禁冷敲压入，以免拉伤座孔表面，破坏配合精度，导致工作时活塞销与活塞销座撞击而加剧磨损。活塞销与活塞销孔的配合过盈量（间隙）一般为-0.01～0.005毫米，与连杆衬套的配合间隙为0.05～0.015毫米。
（4）连杆 连杆在作功冲程时，将活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动；在其他3个冲程时，又将曲轴的旋转运动传给活塞，使活塞作往复运动，即连杆是一个连接活塞和曲轴的传动杆件。
连杆在工作中除承受气体压力外还承受着很大的惯性力，而且这些力的大小、方向是周期性变化的，所以连杆要求质量轻、足够大的强度和刚度、耐冲击耐疲劳，一般多用中碳钢或合金钢经模锻或滚压成形。连杆可分为小头、大头和杆身三部分（图2-9）。
图2-9 180、180N型柴油机活塞连杆总成
①连杆小头。连杆小头与活塞销相连。为减少磨损和提高连杆的使用寿命，连杆小头内压装有青铜衬套，作为活塞销的滑动轴承（参见图2-8）。在连杆小头顶端及青铜衬套上，都钻有油孔。安装时，要求将两小孔对正，在衬套内表面开有布油槽。工作时，连杆小头上向上的油孔（对卧式柴油机）会收集溅落下来的润滑油，并导入衬套内部油槽，润滑活塞销。同一系列柴油机立式和卧式的油孔位置不同，不能互换。
②连杆大头。连杆大头与曲轴轴颈相连。为便于安装，连杆大头都做成分开式，被分开部分称为连杆盖，用连杆螺栓和螺母（或连杆螺钉）连接紧固。
连杆大头的剖面一般有平切口式（即剖面与杆身垂直）和斜切口式（剖面与杆身成30°～60°夹角，一般为45°）。不管是平切口式还是斜切口式，一般都有一定的定位措施，以保证配合。小型柴油机多采用连杆螺栓光杆加粗部与螺栓孔精确配合定位（如165F、170F、180、Z175、185、R190型等），也有用定位套管定位的（如S195型）。为了保证连杆大头孔尺寸的精确，通常连杆与连杆盖都经过配对加工，并在同侧打上记号，装配时不得互换或变更装配方向。
③连杆杆身。连杆杆身一般做成工字形断面，上小下大，以保证足够的强度、刚度和减轻质量。有的连杆杆身钻有油道与小端孔相通，使活塞销和衬套实现压力润滑。
（5）连杆轴瓦 连杆轴瓦安装在连杆大头孔内，是连杆与曲轴轴颈连接的滑动轴承。为使拆装维修方便，加工成两半，其形状如瓦，故俗称轴瓦。由于连杆轴瓦经常处于摩擦受热受冲击状态，故常采用内表面敷一层减磨合金的薄壁钢背轴瓦，小型柴油机的减磨合金为高锡铝合金。轴瓦与连杆大头孔的配合属紧配合，故使用后如发现瓦背有磨亮的痕迹，则表明过盈不足，必须更换。否则，会使连杆大头磨损，降低其使用寿命。连杆轴瓦在接合端面处制有定位凸肩，装配时，应使凸肩嵌入连杆大头孔里相应的凹槽内，保证在工作中轴瓦与连杆的相对位置固定不变。为使机油进入轴瓦并沿整个轴瓦表面分布，有的轴瓦上（上瓦）钻有油孔并开有圆周方向的油槽。有的轴瓦把切口附近局部铣薄或做成不等壁厚，以使油楔作用更好，同时可防止由于变形引起切口发生内缩现象。一般铝合金轴瓦与轴颈之间的配合间隙为（0.001～0.0014）D，D为轴颈直径。
（6）连杆螺栓 180、185、165F、170F、175F型等柴油机是用连杆螺栓连接连杆体与连杆盖。它承受交变载荷，很容易引起疲劳破坏而断裂，引起断轴、捣缸等重大机械事故。故一般采用经过热处理的优质碳素钢或优质合金钢精制而成，绝对不能用普通螺栓代替。
连杆螺栓装配时，要按规定的扭矩拧紧螺母，使连杆螺栓具有足够的预紧力，以保证连杆轴瓦与连杆大头孔的良好配合，保证连杆体与连杆盖之间有足够的压紧力。若扭矩过小，连杆剖面处易出现缝隙，使连杆螺栓受到很大的附加拉力，造成疲劳断裂；若扭矩过大，超过了螺栓材料的屈服极限，会造成螺栓变形或断裂。故在安装时，应用扭力扳手将两个螺栓分2～3次交替均匀地拧紧至规定扭矩。
还有些柴油机如R190、R185、X195、S195型等是用连杆螺钉来连接连杆体与连杆盖。在连杆体上有螺纹孔，连杆螺钉拧入螺纹孔。
为防止连杆螺栓在工作中自行松脱，均有锁紧防松零件，常用的有开口销、锁片、钢丝、自锁螺母、螺纹表面镀铜等。
3.曲轴飞轮组
曲轴飞轮组由曲轴、飞轮和平衡机构等机件组成，如图2-10所示。
图2-10 曲轴飞轮组
（1）曲轴 曲轴的功用是把活塞的往复运动变为旋转运动，对外输出功和驱动各辅助系统。
曲轴在工作中受到周期性变化的气体压力、往复运动惯性力、旋转运动惯性力及它们的力矩的共同作用。这些周期性的交变载荷，使曲轴的受力非常复杂，既弯曲又扭转，会引起曲轴的震动和疲劳破坏。同时，在曲轴轴颈与轴瓦之间还会造成严重磨损。因此，要求曲轴具有足够的强度和刚度，特别是曲柄部分的强度；要求轴颈表面耐磨并有良好的润滑条件，而且质量要轻。
曲轴一般用优质中碳钢或合金钢锻造而成，轴颈表面经精加工和热处理。单缸柴油机多用高强度的球墨铸铁铸造。曲轴轴体内有油孔，与各轴颈表面相通。
曲轴的结构形状比较复杂，单缸柴油机曲轴主要由曲轴前、后主轴颈，连杆轴颈，平衡块，曲柄，前、后端等几部分组成，如图2-11所示。前、后主轴颈在曲轴箱上的主轴承中旋转并支承曲轴。连杆轴颈通过连杆轴承与连杆大头相铰接。平衡块用来平衡柴油机工作中的惯性力和力矩。曲柄用来连接主轴颈和连杆轴颈。为减少应力集中，曲柄与连杆轴颈、主轴颈连接处（称为轴肩）有半径为4～6毫米的圆弧。磨修曲轴时应保证圆弧的半径，不得损伤圆弧处表面，否则可能会引起曲轴断裂。主轴颈和连杆轴颈的轴心线距离称为曲轴的回转半径。回转半径的大小对柴油机工作影响很大。根据曲轴制造工艺不同，曲轴又分为整体式曲轴（平衡块与曲轴制成一体，见图2-11a）和分铸式曲轴（平衡块单独制造，用螺钉连接在曲柄下端，见图2-11b）。另外，在连杆轴颈内还制有各种离心净化室，以便在曲轴高速旋转的作用下，使润滑油在流经该净化室时，得到离心净化，去除油中的机械杂质。
图2-11 曲轴结构
多缸柴油机的曲轴与单缸柴油机的曲轴相似，只是其连杆轴颈与缸数相等；另外，多缸柴油机的曲轴不仅在两端有主轴颈，在中间部位也有主轴颈。一般把主轴颈数比连杆轴颈数多一个的曲轴称为全支承曲轴，把主轴颈数与连杆轴颈数相等或少一个的曲轴称为非全支承曲轴。
曲轴前端的伸出部分，用来安装正时齿轮以及启动爪、挡油盘等，后端连接飞轮及皮带轮。
（2）主轴承 多缸柴油机的主轴承一般用开式双金属薄壁轴瓦，小型单缸柴油机多用整体式双金属薄壁轴瓦（如S195型柴油机）。为了限制曲轴的轴向窜动，一般最后一道主轴瓦（靠飞轮端）采用翻边轴瓦，或在一道主轴瓦的两侧装有止推片；有的小型柴油机（如170F-A、175F-A、ZH1115、S1110、ZH1110、R185、190A、R175A、Z175F-3、185、R180型等）用滚动轴承。这使启动和运转时的阻力减小，轴向尺寸缩短和易于安装调试等。图2-12为R180型柴油机曲轴飞轮总成零件示意图。
图2-12 R180型柴油机曲轴飞轮总成
（3）飞轮 飞轮的功用是储存和放出能量，使曲轴旋转均匀，此外还能帮助克服柴油机工作过程中的短时超负荷。如单缸四冲程柴油机只有1个冲程作功，所以利用飞轮把传到曲轴上的一部分能量储存起来，以克服排气、进气和压缩冲程中的阻力和其他阻力，使柴油机曲轴能够均匀平稳地旋转。小型柴油机的飞轮，还有利于启动及输出功率的作用。为了便于对柴油机进行维修调整，飞轮上还刻有各种记号，与机体上的记号对正，可分别表示活塞上止点、供油提前角、气门开闭时间等。
在电启动的柴油机上，飞轮外缘上还压装着齿环，用来与启动电机的驱动齿轮啮合，以带动曲轴旋转，使柴油机实现启动。
对于有飞轮发电机的柴油机（如180-1型），在飞轮上固定着永久磁铁转子。
飞轮用铸铁制成，安装在曲轴尾端的锥形轴颈上，有键槽定位，轴向用飞轮螺母紧固，并用止退垫圈的折边锁住。
（4）平衡机构 柴油机工作时，由于连杆轴颈、曲柄、连杆大头等运动件的高速旋转会产生很大的离心力，同时活塞组件和连杆小头等运动件的高速往复运动，也产生很大的惯性力。这种情况在单缸柴油机上表现尤为明显。这些力如不进行平衡则会使柴油机产生强烈的震动，恶化驾驶员的工作条件，甚至会震坏柴油机的零部件。离心力一般用曲轴上的平衡块进行平衡。往复惯性力在多缸柴油机上靠合理排列各缸的作功顺序来平衡，而单缸柴油机则需要专门的平衡机构进行平衡。
小型柴油机上常见的平衡机构，有双轴平衡与单轴平衡等。
①双轴平衡机构（如S195型）。如图2-13所示，其平衡机构主要由上、下两根平衡轴（与平衡轴齿轮4、7相连）组成。平衡轴上的重块所产生的离心力，都可以分成水平方向和垂直方向两个分力。其水平分力之和，用于平衡柴油机的往复惯性力；而垂直分力，由于在方向上相反，数值上相等，因此互相抵消。所以，双轴平衡机构有很好的平衡效果，但结构较复杂。平衡轴齿轮上，都刻有定位标记。在齿轮室中，应按标记来装配该齿轮。
图2-13 双轴平衡机构
②单轴平衡机构。如图2-14所示，它结构简单、尺寸小，质量也轻。但平衡轴与曲轴不同心，平衡块所产生的惯性力沿活塞运动方向的分力不通过汽缸中心线平面，故其平衡效果比双轴平衡机构要差一些。
图2-14 单轴平衡机构
4.机体、缸盖组
机体、缸盖组主要由汽缸体和汽缸盖两大总成部件组成。它们是柴油机的基础件，柴油机的所有机构和工作装置都安装在它们的外部或内部，所以又称为柴油机的骨架。它们不仅支承着柴油机所有机构和工作装置的质量，还承受着柴油机工作时产生的各种作用力，因此，在结构上，机体、缸盖应具有较高的强度和刚度。此外，机体、缸盖组的主要构件在工作中还受到燃气高温的热力作用及燃烧气体和冷却水的腐蚀作用，工作条件比较恶劣。
（1）机体总成 机体总成主要包括汽缸体、汽缸套、齿轮室盖和油底壳等零件。
①汽缸体。柴油机工作时，汽缸体承受着很大的气体压力和运动件的惯性力，因此，汽缸体要有足够的强度和刚度，才能保证安装在汽缸体上的各个零件的正确工作位置。机体一般用灰铸铁、球墨铸铁或铝合金铸造而成。
汽缸体的布置方式分为三种：垂直布置（立式柴油机）、水平布置（卧式柴油机）和倾斜布置。一种165F型柴油机汽缸体倾斜45°，其优点是移动柴油机时（如过田埂和上、下坡）可避免机油流入燃烧室。
小型柴油机的汽缸体大多为长方形的箱体。图2-15所示为S195型柴油机汽缸体的外观图。汽缸体前端的加工平面，用来安装汽缸盖，其上有螺栓孔、冷却水孔和润滑油孔。右侧的加工平面和通孔，用于安装主轴承盖和右主轴承。齿轮室盖则装在汽缸体左侧的加工平面上，与左侧壁构成齿轮室，用于安装正时齿轮等。汽缸体后端开有长方形窗口，用来检查和拆装活塞连杆组，平时用后盖封闭。在后盖上的润滑油加油口装有油标尺，以检查油底壳内润滑油的油面位置。汽缸体上部有两个加工平面，分别用于安装冷却水箱和上盖，上盖上装柴油箱。中间装有吊环和吊环螺栓。汽缸体下部有长方形敞口。该口用油底壳封闭，形成储存润滑油的油池。在汽缸体内部，用隔板将内腔分成前后两部分，前部与后装入的汽缸套的外壁构成冷却水套；后部为曲轴箱，用于安装曲轴、平衡轴、机油泵、吸油盘等零部件。汽缸体壁内还开有润滑油通道，可使通过机油泵产生的压力润滑油沿此通向曲轴主轴承等。
图2-15 S195型柴油机的汽缸体
②汽缸套。简称汽缸。汽缸与活塞、汽缸盖构成燃烧空间，其内表面在工作时与高温高压的燃气，以及温度较低的新鲜空气交替接触，使汽缸内部产生很大的机械压力和热应力。同时，由于侧压力的作用和摩擦表面的高速运动，使汽缸壁容易磨损。为了提高汽缸表面的耐磨性，而又不增加整个机体的成本，一般发动机都采用汽缸与机体分开的结构，即在汽缸中镶入由耐磨材料制成的汽缸套。
汽缸套必须具有足够的强度和刚度，耐磨、耐高温、抗腐蚀。同时，为使活塞和活塞环能与之严密配合，防止漏气，汽缸套还必须具有较高的精度和较低的粗糙度。
水冷式柴油机的汽缸套，分为湿式和干式两种，如图2-16所示。柴油机上大多采用湿式汽缸套。
图2-16 水冷式柴油机汽缸套安装形式
湿式汽缸套的结构如图2-17所示。其内壁具有较高的精度和较低的粗糙度，外壁上端有一凸肩，作为安装定位用。安装时，凸肩下端面与机体的汽缸套座孔上端面应紧密贴合，凸肩上端面则与汽缸盖下平面（中间夹有汽缸盖垫片）紧密贴合，用以密封汽缸工作容积及冷却水腔；凸肩下面为上支承面，缸套下部还有下支承面，均与汽缸体安装孔配合。在汽缸套下支承面上，有环状槽，内安装O形耐油橡胶密封圈（又称阻水圈），把机体的冷却水套区和有润滑油飞溅的曲轴箱分隔密封，不使冷却水漏入曲轴箱。从而防止润滑油乳化变质，润滑效果变差，磨损加剧。
图2-17 湿式汽缸套
各种小型柴油机的汽缸套结构基本相同，仅有小的差别，如S195型柴油机汽缸套下支承面上有两道方形环槽，而S1100型柴油机（S195型柴油机扩缸）有三道环槽。在机体上安装飞轮的一侧，与安装第二、三道阻水圈之间相对应的位置有一直径4毫米的小孔，与外界大气相通。工作中，小孔处若有水汽渗溢，说明阻水圈失效。另外在S1110型汽缸套上端凸缘上有一道高约0.7毫米、直径105毫米的挡焰环，而S195型则没有。挡焰环的作用是：①减小高温高压燃气对汽缸垫的冲刷；②提高密封效果；③减小汽缸凸肩承受的弯曲应力。在安装汽缸垫时，应使汽缸垫套在而不是压在挡焰环上。
风冷柴油机汽缸套一般为整体式，材料为合金铸铁，它的缸套与机体铸成一体，汽缸周围铸有散热片，表面喷涂耐高温的黑色耐热漆。图2-18为170F、X170F型柴油机的汽缸套。
图2-18 风冷柴油机汽缸套及汽缸体
若风冷柴油机的机体用铝合金，则用热装或压铸的方法将合金铸缸套装入缸体。
③齿轮室盖。齿轮室盖由灰铸铁或铝合金铸成，用多个螺钉安装在汽缸体左侧，并与汽缸体组成齿轮室，一般称为定时齿轮室。室内装着曲轴齿轮、凸轮轴齿轮、启动齿轮、平衡轴齿轮等传动齿轮。每个齿轮上都标有定位记号。安装时，必须按记号装配，以免其配合关系错乱，影响柴油机正常工作。
齿轮室盖也是其他某些零部件的安装基体，如S195型柴油机的齿轮室盖上，安装着喷油泵、调速杠杆、启动轴、泵油扳手、调速手柄及曲轴箱通风装置等。另外，还有喷油泵观察孔及柴油机加机油口等。
④曲轴箱的密封和通风装置。汽缸体的后部（对卧式柴油机）内腔，称为曲轴箱。曲轴箱下部用油底壳封闭。柴油机工作时，曲轴高速旋转，曲柄将油底壳里的机油挑起，并落在汽缸内壁及曲柄连杆机构其他运动零件表面，称飞溅润滑。为了防止溅落到曲轴箱内壁的润滑油沿各接合面向外泄漏，必须对曲轴箱等采取密封措施。
对于静接合面，如主轴承盖端面、后盖接合面，齿轮室盖接合面，油底壳接合面等，一般采用弹性纸垫用螺钉压紧的方法进行密封。装配时，如果在纸垫两面加涂一层密封胶，则密封效果更佳。
对于动接合面，如飞轮一侧的主轴承处，一般采用骨架橡胶油封或挡油盘进行密封。柴油机工作时，从曲轴与轴承的动配合面渗漏出来的润滑油，被贴紧在轴颈上的油封内唇全部挡住，然后沿下部的回油孔流回油底壳。
另外，柴油机在工作时，总不免有燃烧气体漏入曲轴箱，使曲轴箱内压力升高，对活塞运动造成阻力，还会造成结合面处向外渗漏润滑油；漏入曲轴箱的水汽、一氧化碳、二氧化碳、氧化氮、硫等，会污染润滑油，导致润滑油变质、老化，影响润滑性能和使用寿命。为此，曲轴箱上一般都装有通风装置，使曲轴箱内压力升高时，气体能排放出去。
常用的曲轴箱通风装置，有单向阀式通风装置（图2-19）、负压迷宫式通风装置和单向阀片式通风装置（图2-20）等。其基本工作原理都是将通风装置安装到机体上适当部位（如齿轮室盖上），使之与曲轴箱相通。当活塞下行时，曲轴箱容积变小，箱内压力升高，将单向阀打开，曲轴箱内的废气即被排向大气；当活塞上行时，曲轴箱容积变大，单向阀在回位弹簧及大气压力的作用，压紧在底板上，将通风口封闭。这样，柴油机工作时，就能使曲轴箱内的压力低于大气压力，即保持一定的负压，不仅可以有效地防止润滑油向外泄漏，还能避免外界灰尘进入曲轴箱，污染内部零件及润滑油。
图2-19 单向阀式通风装置
图2-20 单向阀片式通风装置
使用曲轴箱通风装置，可保持润滑油的清洁，减少箱内零件的磨损，延长柴油机的使用寿命。各种不同的柴油机，通风装置的结构及其安装位置会有所不同，驾驶员应根据使用说明书的规定，正确使用和保养通风装置。
（2）汽缸盖总成 汽缸盖总成主要包括汽缸盖、汽缸盖罩、汽缸垫等零件。图2-21所示为S195型柴油机汽缸盖总成。
图2-21 S195型柴油机的汽缸盖、汽缸垫及汽缸盖罩
①汽缸盖主要用来封闭汽缸，同时也是许多零部件的安装基体。汽缸盖在工作中不仅承受燃气的高温、高压作用，还要承受汽缸盖紧固螺栓的很大预紧力。汽缸盖一般用灰铸铁或合金铸铁制成。风冷式柴油机也有用铝合金的。
汽缸盖上有出水管口、进排气管口、汽缸盖螺栓孔、气门导管孔和喷油器座孔。出于铸造工艺要求，汽缸盖上还有封闭的出砂口等。风冷式柴油机的汽缸盖上还铸有散热片。
汽缸盖内部布置有进排气道、涡流室、冷却水道及水套等，结构比较复杂。
汽缸盖的底部是装配平面，与汽缸体相连。汽缸盖的出水管口与出水管相连。冷却水由汽缸体流出，经过汽缸盖垫片上的出水管口及汽缸盖底面的进水孔，流入汽缸盖水腔，对缸盖进行冷却。然后，通过连接在汽缸盖出水管法兰上的出水管，流回水箱。
气门导管孔上、下贯通，孔内装有气门导管。气门导管孔的下部为气门座孔。为提高气门座的耐磨性，汽缸盖的进、排气门口处，一般镶有由优质耐磨、耐热合金或铸铁制成的气门座。
在汽缸盖顶部斜面上，设有喷油器的安装孔。其底面与喷油器之间用铜垫片密封，防止漏气，并通过选用不同厚度的垫片来调整喷油器在燃烧室的伸出量，以保证喷油器有良好的喷油方位和较好的燃烧效果。喷油器上部用压板固定。S195型柴油机的汽缸盖上，在喷油器安装孔的旁边，还设有纸插螺栓安装孔。在纸插螺栓上可插入点燃的纸卷，供低温启动时，加热燃烧室中空气之用。
汽缸盖与汽缸体的连接依靠缸盖螺栓。缸盖螺栓选用优质钢材，制成双头螺纹状，一头拧紧在汽缸体上，另一头穿过汽缸盖用螺母拧紧，其拧紧扭矩要求严格。安装时，要按规定分3～4次用扭力扳手均匀拧紧至规定扭矩。安装好后柴油机工作10小时左右，应检查是否有松动，并按规定扭矩拧紧。
②汽缸垫位于汽缸盖和汽缸体之间，用以保证燃烧室的密封，防止漏气、漏水，目前，广泛采用的是金属石棉板衬垫，即内为石棉板，外包紫铜皮。在垫片上的汽缸孔、通水孔及通油孔等的周围，有卷边加强。汽缸垫具有一定的弹性，能补偿密封面上的微观不平度，密封性好；同时有足够的抗拉强度和抗剪强度，在高压燃气作用下不破损；另外，铜皮具有较好的耐热和耐腐蚀性，在高温燃气、冷却水和润滑油作用下不烧坏，不变质，可以满足使用要求。
装配时，应选择与原汽缸垫相同的厚度，并应注意使有卷边的一面朝向汽缸盖。
③汽缸盖罩用螺栓安装在汽缸盖上部，用来封闭气门摇臂机构，与汽缸盖顶部构成气门摇臂室。在汽缸盖罩上装有汽缸减压机构。有的还装有机油压力指示器等。
④燃烧室是燃油和压缩空气进行混合与燃烧的空间。目前国产小型柴油机上，大多采用分隔式燃烧室，分别称为主燃烧室和副燃烧室。主燃烧室是活塞上部空间，副燃烧室则可做成多种形式，主要有涡流室和预燃室。
常见的有涡流室式副燃烧室，如S195型、180型和185型等柴油机均采用这种形式（图2-22）。涡流室直接加工在汽缸盖内，呈倒钟形，下部用圆饼形镶块封闭。镶块上加工有孔径较大的斜向气流通道（称为主喷孔），使涡流室与主燃室保持相通。在压缩冲程中，压缩空气从汽缸中沿斜向通道冲入涡流室，形成高速旋转涡流。压缩接近终了时，喷油器开始喷油，高压雾状油束被高速气流吹散，并随气流旋转分布在整个涡流室中，与高温高压空气进行混合，部分燃油着火燃烧。这时涡流室内压力急剧升高，迫使正在燃烧的气体连同尚未燃烧的燃油一起经斜道高速冲入主燃烧室。借助于活塞顶上的人字形涡流凹坑产生二次涡流运动，促使尚未燃烧的燃油雾粒与主燃烧室中的空气充分混合，迅速燃烧，达到燃烧完全的目的。
图2-22 涡流燃烧室
涡流室由于散热面积大，热量损失较多，因此，冷车启动性能较差。为了改善柴油机的启动性能，在涡流室镶块上还另外开了一个启动喷孔。它呈漏斗形，有一定的斜度，正对着喷油器的喷孔中心线。柴油机启动时，由于活塞运动速度低，涡流室的空气涡流弱，喷油器喷出的高压油束，可以穿过空气涡流和启动喷孔，直接喷入主燃烧室与空气混合。主燃烧室中的压缩空气温度较高，混合气容易着火，这样就改善了柴油机的冷车启动性能。值得注意的是，启动喷孔较小，容易堵塞，使用维修中应检查它是否畅通。
预燃室式副燃烧室在小型柴油机上应用也相当广泛，如165F、170F、R175A、R180N、165、170型等柴油机（图2-23）。它是利用压缩冲程将部分空气压入预燃室，柴油喷入后先在预燃室部分燃烧，产生的高压使得未燃烧的燃油和空气，经几个喷孔高速喷入主燃烧室，与主燃室的空气混合后着火燃烧。这种燃烧室中混合气的形成，主要是依靠预燃室中一部分燃油燃烧产生的压力差形成的。这种燃烧室对转速的变化不敏感，对喷雾质量要求更低，对燃油质量要求也不高，燃烧噪音和排气污染比涡流室低。
图2-23 预燃室式燃烧室
由于直喷式燃烧室结构简单、紧凑、散热面积小，因而耗油率低［约为245克/（千瓦·时），S195柴油机为251.5克/（千瓦·时）］，启动比较容易，已成为一种发展趋势。在小型柴油机上用得越来越多，如ZH1105W、ZS1105、TY1110、ZS1110型等柴油机。直喷式燃烧室是由活塞顶和汽缸盖之间形成的单一空间所构成。活塞顶大多做成ω形（或W形），汽缸盖底面一般做成平的。安装在汽缸盖孔中的喷油器为多孔式喷油器，其轴线一般与汽缸中心线重合或者成一定角度，如图2-24所示。
图2-24 直喷式燃烧室
这种燃烧室混合气的形成主要是通过多孔的喷嘴，以很高的喷油压力（约18兆帕左右，S195型柴油机的喷油压力约为13.72兆帕）将燃油喷到燃烧室的各个角落，使之尽可能地分散到燃烧室的高温空气中去。
直喷式燃烧室的柴油机的进气道多为螺旋进气道或切线进气道，图2-25为螺旋进气道工作示意图。采用螺旋进气或切线进气，混合气形成质量高，空气利用率高。又因为柴油和空气在燃烧室中是边混合、边燃烧，所以燃烧过程较为缓和，混合气形成比较完善。
图2-25 螺旋进气道工作示意图
5.曲柄连杆机构的使用与保养
三、小型柴油机的选购、试运转、保养及油料使用
（一）小型柴油机的选购
1.质量要可靠
应选购信誉和质量有保证的厂家生产的产品。目前，全国小型柴油机的制造厂家很多，要选有“三证”（生产许可证、农业机械推广许可证和质量合格证）的产品。生产许可证是国家技术监督局颁发的，农业机械推广许可证是农业部颁发的，质量检验合格证是由生产企业颁发的。有了这三证，小型柴油机的质量就有了基本保证。有些厂家并不具备生产整机的条件，在设计和制造质量上无法保证。这样，必定给用户的使用和维修带来不少问题。只有生产能力强，制造质量可靠，维修和售后服务有保障的厂家生产的产品，才能使用户放心。
2.从实际出发
小型柴油机的型号很多，有卧式的，有立式的；有水冷却式的，有风冷却式的；水冷却式又分蒸发式、冷凝式和强制式。单缸功率最小为3.5千瓦（4.8马力），净重最小约50千克。因此，用户应从实际出发，根据自己的需要和财力情况进行选购，首先根据需要带动的工作机械的要求，选择小型柴油机的功率；还应根据具体情况选择合适的小型柴油机，如缺水或加冷却水不便的，应选冷凝式水冷却系统，作业不固定经常转移的，应选重量轻的等。
3.选择可靠的销售部门
按照我国六部（局）颁发的“农业机械产品修理、更换、退货责任规定”，实行谁销售，谁负责“三包”的原则，要到信誉好、有固定经营门市的单位去购买，这样，就有了享受“三包”的保证。
4.精心挑选
机型选定后，就应进行具体选购。首先要进行外观检查。一台好的小型柴油机，应有漂亮的外观，结构应匀称，喷漆质量好，外观应无裂纹、夹渣、缺件及碰伤等缺陷。另外，机上的零件应完整，各紧固件应连接可靠等。
5.摇机检查
摇转曲轴，要求柴油机压缩有力，减压机构工作正常，各部无异常声响。柴油机上的机油压力指示器应升起。
6.启动检查
要求启动容易，柴油机空转时，各部位无异常声响及转速不稳等现象，无漏水、漏油和漏气现象。加大或减小油门时，调速器应工作灵敏，加速性能良好。发电机等电气设备应工作正常。
7.核对技术说明书及附件
柴油机选好后，最后还应核对随机附件是否齐全。一般包括产品说明书、产品合格证、保修单，以及随机工具和备件等。在购机时，可一一核对，不要漏失。发现缺损，应及时与销售部门交涉。同时，对购机发票，用户要妥善保存。发票是获得“三包”的重要凭证，千万不要丢失。
8.其他事项
用户在购柴油机时，应注意请有经验的人员参谋，并协助进行验收。必须在掌握柴油机的性能，经培训掌握了操作技术，才能操作。
（二）小型柴油机的磨合试运转
1.磨合试运转的作用
（1）小型柴油机上有许多重要的运动配合件，如曲轴轴颈与轴瓦、汽缸套与活塞环等。这些零部件在制造中，其工作表面虽然经过了精细加工，但实际上仍留有加工中刀具留下的痕迹，存在微观凹凸不平。这种现象在工作初期会造成仅微凸起部分接触，使实际承载面积比设计计算的小得多。如果此时小型柴油机以全负荷作业，各接触点上承受的压力就远远超过正常数值，严重破坏润滑油膜，使配合表面间产生剧烈的半干摩擦，由此而产生的局部高温，会使接触点的金属熔接在一起，随着配合件间的相对运动，熔接处又被撕裂。如此反复进行，结果造成配合表面严重损伤，甚至发生咬死故障，使重要配合件在短时间内就损坏报废。在良好的润滑和冷却条件下，转速由低到高，负荷由小到大进行磨合试运转，可将零件表面的微凸起部分逐渐磨平，获得能够承受全部负荷的光滑平整的工作表面，同时可以形成最佳的初始配合间隙，改善小型柴油机的工作性能，延长其使用寿命。
（2）小型柴油机的某些零件如螺栓、弹簧、汽缸垫等，在装配时虽已紧固或调整合适，但一经负荷或震动，可能产生塑性变形，造成连接松动、弹力变化等现象。通过磨合试运转，可以及时重新进行紧固或调整，以保证这些零部件的正常工作。
（3）小型柴油机的某些零部件，在制造修理和装配中，虽然经过了严格的质量检验，但仍可能存在某些缺陷；在运输过程中，也可能受到某些损伤。通过磨合试运转，可以先行发现并排除。同时，还可以对零部件在工作中的协调作用进行检查和调整，以提高柴油机的可靠性。试验研究表明，机器在投入使用初期故障率较高，良好的磨合试运转可以降低故障率，并且在以后的正常使用期内保持稳定。
（4）通过磨合试运转，可以降低机器的内部摩擦损失，提高柴油机的动力性和经济性。另外，新机手或对某些没有使用过的机型，通过磨合试运转，可以尽早了解机器的结构特点和使用性能。
磨合试运转是一项复杂细致，而且技术性很强的工作，是保持小型柴油机良好技术状态的基础，故要请有经验的机手参加指导。
2.磨合试运转规程
小型柴油机的磨合试运转，必须遵照一定的规程进行。磨合试运转规程，是通过科学实验和生产实践制定出来的。国产小型柴油机的试运转规程由厂家提出，一般分为工厂磨合试运转和用户磨合试运转两部分。工厂磨合试运转是“调试性”的，由生产厂或修理厂装机后进行，主要目的在于检查装配质量和测试性能指标，时间很短，仅几个小时，达不到磨合试运转的全部要求。用户磨合试运转是“锻炼性”的，主要目的在于使配合件进行良好的磨合，提高机器的可靠性，以适应全负荷作业，时间较长，约数十小时。使用说明书规定了用户磨合试运转规程，主要包括：
（1）磨合试运转前的检查和准备 磨合试运转前应对柴油机的技术状态进行认真检查，并做好各项准备工作。
清除柴油机外表上的尘垢、油污，以及某些零件表面的防锈油脂。检查外部各零件的完整性和紧固零件的紧固情况，必要时，进行补充、更换或紧固。
按要求在各润滑点加注润滑油或润滑脂。检查柴油机油底壳及空气滤清器的油位，必要时添加。加足燃油和冷却水。
认真阅读机器使用说明书，了解机器的结构特点、使用性能和操作方法；确定磨合试运转方案。准备好磨合试运转所必需的油料、物料、保养工具及测试仪器等。
在减压状态下，用手摇转柴油机，检查曲轴转动情况，要求转动灵活、无阻碍、无异响。
（2）柴油机无负荷磨合试运转 即柴油机的空转磨合试运转，时间较短，一般为半小时。主要目的在于检查柴油机的运转情况是否正常，为柴油机的负荷磨合试运转作准备。
按操作规程正确启动柴油机。启动后，以低转速、中转速和高转速空转运行各5～10分钟。转速由低到高逐次平缓增加。在启动过程中，注意检查操纵机构是否作用正常，柴油机的启动性能是否良好。在各转速规范下空转时，应仔细检查：有无异常声响；排气是否正常；机油压力或油压指示器是否正常；有无漏油、漏水、漏气；电气设备是否工作正常等。如发现反常现象，应立即停机查明原因，并及时排除。
（3）负荷磨合试运转 负荷磨合试运转是用户磨合试运转中最重要的内容，也是耗时最多的磨合试运转。小型柴油机的负荷磨合试运转是在轻负荷下（对190型柴油机为1.5～2.5千瓦）运转20小时。
在负荷磨合试运转中，要密切监视柴油机的技术状况。如有反常现象，应及时查明原因，并彻底排除。
（4）磨合试运转后的技术保养 磨合试运转是所有运动配合件的磨合过程。磨合试运转后的小型柴油机，并不能直接投入负荷使用。这是因为在磨合试运转中，润滑油内积聚了相当多的金属磨屑等杂物，必须更换润滑油，并清洗润滑系统。而且，经过磨合试运转，某些紧固部位可能产生松动，某些调整部位可能发生变化，需要重新紧固和调整。磨合试运转后，应进行以下技术保养：
①停熄柴油机，按规定扭矩重新拧紧缸盖螺母。
②趁热放出柴油机油底壳内的机油，用洁净柴油清洗集滤器滤网、油底壳和机油泵等，并按规定加入新机油。
③清洗、保养柴油机加油滤网、柴油滤清器、机油滤清器、空气滤清器；更换冷却水，并清洗冷却系统。
④检查外部的紧固螺栓和螺母。如有松动，必须拧紧。
⑤检查和调整气门间隙、减压机构间隙。
⑥按规定对各润滑点加注润滑脂或润滑油。
（5）磨合试运转的注意事项：
①用户应根据所购机型的使用说明书规定，进行磨合试运转。
②磨合试运转中，若发现有不正常现象时，应立即停机，排除故障后，方可继续进行磨合试运转，不允许柴油机带“病”磨合试运转。
③磨合试运转采取的具体规范、执行人及时间，磨合试运转中发生的问题及所采取的措施，磨合试运转的最后结论等，都必须认真进行记录，并归入机器技术档案备查。
④大修后的小型柴油机，重新启用前，应按新车要求进行磨合试运转。只修理或更换某些重要配合件的小型柴油机，应参照新机磨合试运转规范进行短期磨合运转。
（三）小型柴油机的技术保养
1.技术保养的功用
小型柴油机在使用过程中，各零件或配合件，由于松动、磨损、变形、疲劳、腐蚀等因素的作用，工作能力会逐渐降低或丧失，导致整机的技术状态失常。另外，燃油、润滑油及冷却水等工作介质，也会逐渐消耗或性质发生变化，使柴油机的正常工作条件遭到破坏，加剧整机技术状态的恶化，使其出现启动困难、功率下降、耗油增加、零件磨损加剧、故障增多等各种不正常现象，降低柴油机的使用寿命，甚至会引起严重事故。
针对小型柴油机零部件技术状态恶化的原因、规律，以及工作介质消耗的程度，适时采取清洗、紧固、调整、更换以及添加等维护性措施，以保证零部件的正常工作性能和柴油机的正常工作条件，称之为对小型柴油机进行技术保养。
做好技术保养工作，可减缓各零件技术状态的恶化速度，延长其使用寿命；及时消除隐患，防止事故发生。技术保养是一项繁琐而细致的工作，不仅需要一定的技术，更需要有严肃认真的工作态度。
2.技术保养制度
现行的技术保养制度，是根据各零部件技术状态恶化速率的不同，把各项定期需要维护保养的操作，归并为几种级别的定期保养，如每班保养、一级保养、二级保养等。两次同级保养的间隔称为该级保养的保养周期。
技术保养周期的计量，一般有两种方法，即工作小时法和燃油消耗量法。小型柴油机由于其工作时负荷变化不大，故一般按工作小时法进行。
3.技术保养规程
各种小型柴油机，由于具体结构不同，技术保养的内容稍有差异，但基本上是相同的。下面介绍R190、R185B型柴油机的技术保养内容供机手在进行技术保养时参考。
（1）日常维护
①检查柴油、机油、冷却水是否足够，不足应及时补充。
②检查及消除柴油机漏油、漏水、漏气现象。
③经常用抹布擦去表面的油渍及灰尘。
④及时消除所发现的故障及其他不正常现象。
（2）一级技术保养（100小时） 除按“日常维护”的项目进行保养外，还须：
①更换曲轴箱内全部机油，并用柴油清洗曲轴箱，放油和清洗工作必须在机器走热后进行，如汽缸盖、机体水道内有水垢，应予清除。
②卸下机油滤清器，并在清洁的柴油中清洗，去除滤网外的脏污。
③打开空气滤清器盖，取出空气滤芯，刷除尘土和积垢，如发现滤芯破损应立即更换。
④检查紧固件如皮带轮连接螺栓、地脚螺栓。
⑤检查机体油路是否畅通，如阻塞应疏通。
⑥检查并调整进、排气门的间隙。
（3）二级技术保养（500小时） 除完成“一级技术保养”的项目外，还须：
①检查喷油器的喷油情况，必要时进行清洗并校正喷油压力。
②检查气门与气门座密封情况，必要时进行研磨修正，同时清除进、排气门头部的积炭，清除排气管及消音器内的积炭。
③检查汽缸盖螺母、连杆螺母、飞轮螺母、平衡块螺栓的紧固及防松情况。
④清除汽缸盖和机体水道孔内的水垢和泥沙。
⑤取出活塞连杆组件，检查活塞环开口间隙并去除活塞头部、活塞环槽内各处积炭。
⑥检查曲轴油封，如发现硬化或唇口破损，应予更换。
（4）三级技术保养（1000小时） 除完成“二级技术保养”的项目外，还须：
①检查并测量汽缸套、活塞的磨损，若超过磨损极限则应更换汽缸套。
②检查曲轴、连杆轴颈、连杆轴瓦的磨损情况及配合间隙。若超过磨损极限则应更换轴瓦。
③检查机油泵平面磨损情况，调整机油泵齿轮及泵体的端面间隙，以调整机油压力。
4.技术保养注意事项
（1）遵守技术保养规程 技术保养规程，是根据柴油机在使用过程中零部件技术状态的变化规律而拟定的，因此，具有普遍的指导意义。遵照技术保养规程，认真做好小型柴油机的技术保养工作，可以大大减缓零部件技术状态恶化的速率，延长其使用寿命。应当遵照技术保养规程，按时、按级、按项、按质地进行技术保养。一般情况下，不应任意削减保养项目，或任意拖长保养周期，以防由于保养不及时而造成严重故障或重大事故。
（2）区别不同情况 每一台小型柴油机在不同的使用期间，运用条件会有显著差异，使得柴油机技术状态受到的影响程度明显不同。这样，对保养规程的执行，就应根据具体状况进行变动。如在多风沙季节室外使用时，空气滤清器的保养周期就应当缩短；采用高品质的润滑油且柴油机技术状态较好时，就可以适当延长润滑油的更换周期等。
（3）注重保养质量 为了保证技术保养质量，应当努力提高维护保养的技术操作水平，并且还需具备必要的物质条件。除常规的工具外，必须的专用工具也应当具备（如厚薄规、扭力扳手等）。一些技术要求较高的复杂操作或调整（如喷油泵的调整、供油提前角的调整等），应当请专业技术人员或送往修理厂进行。
（4）突出“三滤”保养 空气滤清器、柴油滤清器和机油滤清器，俗称“三滤”。“三滤”的技术状况和工作性能对柴油机的精密偶件和重要零部件的磨损情况影响极大。所以，对“三滤”的保养要特别注意。不仅要做到清洗彻底，更重要的是要在保养后，正确装配，特别应注意各密封垫是否完整，数量是否齐全，安装是否正确。若不符合要求，将会造成“三滤”失效，造成空气、柴油和机油短路，即空气、柴油或机油不经过过滤就进入机内，导致磨损加剧。
（5）提高操作水平 技术保养的好坏，关键是技术操作的问题。能否在技术保养中正确操作，是保证技术保养质量的前提。常用的保养操作有清洗、添加、紧固、调整、更换和拆装。
①清洗。清洗分外部清洗和内部清洗。
a.外部清洗：一般多用清扫、擦拭和刷洗的方法。所用的清洗剂有清水、洗涤剂、柴油或汽油等。手工清洗，费工费时，且对复杂表面、狭窄空间和隐蔽处所效果不佳。有条件时应采取压力水冲洗或压缩空气吹洗。这样，效果较好。但应注意，不要使水侵入机器内部及电气设备内部。洗后应注意擦干，以防锈蚀。保持柴油机外部洁净，对于杜绝尘污进入机器内部，防止散热不良，减轻腐蚀，易于发现外患等方面，都具有重要作用。保持机器外部洁净的根本措施是防止漏油、漏水、漏气。
b.内部清洗：有拆卸清洗和不拆卸清洗两种方法。拆卸清洗，是将有关零部件从车上拆下，置于容器中清洗。根据清洗对象的结构形状和污染情况，可具体采用刷洗、擦洗、压力油冲洗或压缩空气吹洗等方法。清洗剂以往多用柴油或汽油，近年来发展了不少化学清洗剂（俗称金属清洗剂），以节约燃油。机手可根据具体情况选购。不拆卸清洗，主要用于机器内部腔室和流通管道，如润滑油道和冷却系等。将内部腔室和流通管道内原有的工作液体放出，加入合适的清洗剂，利用摇转曲轴或使柴油机运转等方法，使清洗剂不断循环和搅动，达到清洗内部的目的。
②添加。指向机器内添加工作物质如水、柴油、润滑剂等。添加操作的要求是：添加物质不应受到污染，最好经过净化后添加；添加时不应有漏洒损失；操作熟练、安全、效率高。
添加冷却水一定要注意用软水，可煮沸自来水或收集雨水净化后使用，以防在冷却系产生大量水垢，影响散热性能。
添加柴油和润滑油一定要经过沉淀净化过滤，并要避免漏洒损失。
添加润滑脂时，一般应用完好的润滑脂注入器（黄油枪）进行，添加数量要合适。另外，尽量不要在大风天气下或下雨时，添加柴油和润滑油，防止尘土和水随油进入机体，造成新的污染。
③紧固。机器连接件的松动，会引起配合件相对位置改变，使机构运动和受力情况发生变化。故在维护保养中，应当十分重视连接件的正确紧固。
柴油机上的连接件主要是螺栓和螺钉。由于所连接的零部件的工作条件不同，连接件所起的固定作用也有差异。对于受动载荷，以及易于造成重大事故的固定螺栓、螺钉，如连杆、汽缸盖等的固定螺栓、螺钉，其紧固力都有严格要求，应按规定的扭矩拧紧。有些螺栓在磨合试运转后会产生初始变形，应及时予以再次拧紧。同时应当重视螺栓、螺钉的防松装置，用弹簧垫圈防松时，垫圈应当完整，弹力足够，拧紧螺母后垫圈的两端面应贴合在零件和螺母上；用锁紧螺母防松时，应先用扳手使下面的螺母（调整螺母）固定不动，再用另一个扳手拧紧锁紧螺母；用开口销防松时，开口销直径应与销孔紧密配合，销子头部应沉到螺母切槽中，销尾沿螺栓的轴向分开，一端贴在螺栓上，另一端倒向螺母平面；用钢丝串联拉住几个螺栓防松时，钢丝的绕向应使某个螺栓松动时，钢丝将会张紧，并拉着串联的其它螺栓向拧紧方向转动，使串联的螺栓彼此相互制约防松；用薄钢片折边防松时，钢片一定要装上，直折边分别向螺栓和零件棱边折过。
④调整。柴油机上需要调整的部位较多，调整参量有间隙、压力、转速、角度、张力、位移（行程）等。由于多种恶化因素的影响，这些参量会不同程度地偏离正常数值范围，其结果将导致系统或整机工作性能变坏或失常。因此，在技术保养中必须及时进行补偿调整，使柴油机的性能得以保持或恢复。
由于柴油机需要调整的内容较多，调整方法和调整参量随机型的不同也有差异。机手应根据前述各部位的调整内容和方法进行。有些调整（如喷油压力的调整）需要专用仪表，才能保证调整的正确性，不具备条件的，不要轻易尝试。
⑤更换。技术保养中的更换包括两种情况，即更换新件和零件换位。
柴油机在使用过程中，一些零件由于工作能力显著降低或丧失，必须及时更换新件，才能保证与相关零件的良好配合。在正常使用情况下，需要更换新件的数量并不多，具有一定经验的机手都可以顺利完成换件操作。需要注意的是，换件时，最好采用与原件同一型号和规格的产品，如果必须采用代用品，则应保证其结构和性能与原件相同。
零件换位有两种方法：一是某一零件在原位转换一下安装方位，如缸筒转动90°，有的齿轮可翻面使用等；二是将某一零件与其对称的零部件互换安装位置。可以换位的零件，在结构上具有某种对称性；只是由于工作中承受的磨损作用不对称，使某些部位磨损较轻，而对称部位磨损严重。换位后，不仅仍然保持零件原来的功用，而且可以相对延长零部件的使用寿命。
●零件换位应注意下列问题：
a.凡不符合换位条件的零部件不得换位使用。
b.换位要适时进行，不要等到零部件磨损严重时才换位。
c.当技术状态许可时，零部件可以多次（反复）换位使用。
⑥拆装。技术保养中的拆卸清洗、内部调整和零件更换等项目，需要拆装才能完成。拆卸不当会造成零件损坏；装配不良不仅影响机器的工作性能，甚至会产生人为故障。
●拆卸操作应遵守以下基本要求（详见五）：
a.拆卸前，必须清楚拆卸的目的、任务，以及拆卸部位的具体结构和拆卸步骤，尽可能限制拆卸的范围。
b.备好专用工具，如对于紧配合件，应使用拉拔器等，严禁乱敲乱打。
c.保证清洁。最好在室内进行，拆卸前应认真清洁外表。
d.拆下的零件应分类放置。对于有配对要求的零件，须查对原有记号，如标记不清或无标记，应在零件非工作表面上作出配对标记。
e.对多螺钉或螺栓连接部件，拆前应找到全部螺钉或螺母。拆时首先将各螺钉或螺母都拧松1～2扣，并且按对角线对称地逐一拆卸，以避免力量最后集中到一个螺钉上，造成难以拆卸和零件变形等。
●复装工作应遵守以下基本要求（详见五）：
a.保证清洁。复装前，应对零件进行认真的清理和清洗，但不得用棉丝擦拭流通管道和配合表面，以免造成堵塞、卡滞事故。
b.对于有定位要求或配对要求的零件，应核对标记，按规定复装，不得错乱。
c.应保证所有密封件良好，不得漏装、错装或任意代用。
d.对于多螺钉连接的部件，各螺钉应按对角线对称地逐一分步拧紧。同时要注意不要漏装隐蔽处的螺钉。
e.螺钉和螺母的防松装置不要漏装。防松装置必须按规定选用，复装时，应更换不合格的旧件。如锁片倒边不许重复弯曲使用；弹簧垫圈的弹力不足时（垫圈的张距小于2倍垫圈的厚度），须进行更换。
（四）小型柴油机的封存
1.封存保养的必要性
小型柴油机暂时不用，需要较长时间存放时，必须进行科学的保管和专门的维护保养。否则，小型柴油机技术状态的恶化速率可能会比工作期间还要快。这是因为：
（1）在闲置期间，许多自然恶化因素不仅仍然对机器产生作用，而且，在静置情况下，某些恶化因素的作用强度更为剧烈。例如，在闲置期间，机器的所有运动部件都停止了运转，靠液体流动润滑的运动配合件工作表面，由于缺乏充分的油膜保护，会产生异常蚀损，甚至出现严重锈斑或金属剥离现象。
（2）精密偶件由于长期在某一位置静置不动，会产生胶结和卡死，以致报废。
（3）各种流通管道和控制阀门等，也容易产生阻塞或卡滞现象。
（4）在闲置期间，空气中的水分和尘土容易侵入机器内部，使一些零件受到污染和锈蚀。
（5）在阳光直照下，由于紫外线的强烈作用，橡胶件和塑料件极易老化变质等。
2.封存保养要求
为了保证小型柴油机在长期存放期间不产生以上问题，在存放前，应做好下列保养工作（以S195型柴油机为例）：
（1）旋下油底壳上的放油螺塞，放出机油，然后仍将油塞旋上。此项工作最好在柴油机停机后，趁机油温度较高时进行。
（2）打开放水开关，放尽冷却水。
（3）放出油箱中的柴油。
（4）卸下机体后盖，取出机油集滤器，拆开清洗干净。
（5）清洗曲轴箱，并装上机油集滤器。
（6）清洗空气滤清器滤网及内腔。
（7）将1.8千克经过过滤的机油作脱水处理（即加温至110～115℃，直到泡沫完全消失为止）。用其中脱水处理的1千克左右机油，倒入曲轴箱，然后摇转柴油机，直到机油压力指示阀红色标志升起为止，使润滑系统充满机油。
（8）再取0.3千克脱水处理的机油倒入进气管，然后摇转柴油机，使机油附着在活塞、汽缸套、气门密封环带上。最后将柴油机摇动到压缩冲程上止点位置，至此，使汽缸内腔与外界隔绝。
（9）将剩下的脱水处理的机油，加上0.2千克工业用凡士林，加热搅拌，直到溶化混合为止。
（10）拆下汽缸盖罩洗净，然后把上述混合油用刷子均匀涂刷在摇臂、摇臂轴等零件上。
（11）把所有零件装好，并将柴油机外表面洗净揩干。
（12）用油纸将空气滤清器、排气管口以及水箱漏斗口包扎好，以防污物侵入。
（13）最后将混合油均匀涂刷在柴油机未经油漆的外露面上（如飞轮、油管等）。
（14）橡胶、塑料制品零件禁止涂油。
（15）柴油机应存放在通风良好、干燥清洁的地方，严禁堆放在有化学药物之处（如化肥、农药）。
用上述方法封存，可维持6个月，超过期限可按此重新封存。
（五）油料的使用与保管
1.柴油的牌号与选用
柴油是柴油机燃烧作功的主要材料。它的正确使用，对柴油机的工作影响极大。柴油又是所有油料中消耗量最大的一种。因此，选好、用好柴油，是机手必须掌握的知识。
（1）柴油的分类与牌号 小型柴油机为高速柴油机，所用柴油应为轻柴油。我国轻柴油按质量分为优级品、一级品和合格品三个等级。每个等级的轻柴油，按其凝点分为六种牌号（GB252—87），即把凝点不高于10℃、0℃、-10℃、-20℃、-35℃和-50℃的轻柴油相应命名为10号、0号、-10号、-20号、-35号和-50号轻柴油。
市场上常见的有一级品和合格品轻柴油。优级品轻柴油较少见。
（2）轻柴油的选用及使用注意事项
①轻柴油的牌号代表着该柴油的凝点。油品在温度降低时，由于会析出石蜡晶体，使柴油发生混浊。随着温度的继续下降，析出的石蜡晶体会越来越多，互相联结而结晶成网，柴油慢慢就会凝固而失去流动性。凝点就是指油料开始失去流动性时的温度。也就是说，从10号轻柴油到-50号轻柴油，其凝点越来越低。它们都有各自不同的使用范围，分别在气温不同的各个地区和季节使用。
②选用轻柴油时，主要是根据柴油机使用时的环境温度。由于柴油的牌号（即凝点）是指其失去流动性时的温度，而轻柴油在凝固之前，流动性就会变差，使柴油的流动不畅，故一般要求选用的柴油的凝点应比柴油机工作时的外界环境温度低5～10℃。在冬季和寒冷地区气温低时，应选用凝点低的柴油，夏季气温高时，则可选用高凝点柴油。除凝点外，柴油规格中还有一项指标叫冷滤点，它是指试样不能以20毫升/分通过过滤器时的最高温度。大量试验证明冷滤点与柴油实际使用的最低温度有良好的对应关系，即冷滤点可用为根据气温选用柴油的依据。一般轻柴油的冷滤点比凝点低4～6℃。各号轻柴油的使用环境温度见表3-1。
表3-1 轻柴油的使用环境温度及地区
③轻柴油的凝点愈低，价格愈高。所以，虽然全年只用一种低凝点的轻柴油可以满足使用要求，但不经济。
④合格品轻柴油中，含有较多的不饱和烃，而不饱和烃容易与外界空气发生氧化反应，生成胶质，使柴油的品质变坏，故一般不要一次购买过多的柴油，应随用随买。
⑤柴油的洁净对使用有非常重要的意义。因为柴油机的燃油系比较精密，尤其是三大精密偶件（柱塞偶件、出油阀偶件和针阀偶件），其配合间隙只有0.0015～0.0025毫米。柴油中一旦混入机械杂质，就会使精密偶件急剧磨损，甚至几十小时就报废（虽然在燃油系中有滤清器对柴油进行净化，但由于滤芯容纳杂质的数量有限，而且，一般滤芯只能滤去0.04～0.09毫米以上粒度的杂质，其余小于0.04毫米粒度的杂质仍会进入三大精密偶件）。另外，不洁净的柴油还会引起滤芯堵塞、柱塞偶件卡死等严重故障，使柴油机无法工作。除机械杂质外，水分和胶质对柴油机的影响也不能忽视。柴油本身就含有一定量的胶质，它在柴油的储运保管过程中，还会催化产生新的胶质。这些胶质悬浮在柴油中，会堵塞滤芯，且容易在燃烧室中形成积炭；而柴油中的水分在温度低于零度时就会结冰，影响柴油的流动性。所以，为了使柴油保持高度洁净，不影响柴油机的正常工作，在柴油的储运和添加过程中还要注意下列问题：
a.盛油用的容器和加油工具一定要保持洁净。
b.储油容器一定要带盖，防止灰尘和水分进入油中。
c.柴油在加入油箱前，应静置沉淀约48小时，使柴油中的悬浮杂质沉淀下去，然后抽取上面的柴油加入油箱。
d.盛油容器底部20厘米以下的柴油，不要加入油箱中，应集中过滤后再用。
e.加油时，最好采用闭式过滤加油方式（如加油站的加油枪）。如无条件，也可采用绸布过滤和漏斗加油，并要防止泼洒损失。另外，不要在雨雪天或风沙大的情况下加油，以防尘土或水分进入油箱。
f.柴油是可燃品，故在储存和使用中应特别注意防火。
2.柴油机油的牌号与选用
（1）柴油机油的作用
①润滑作用。机件直接摩擦，摩擦阻力大，磨损严重，机件之间加入机油后，机油将相互摩擦的摩擦面隔开，形成阻力较小的液体摩擦，可以减少摩擦阻力和磨损，提高机械的工作效率，延长机件的使用寿命。
②冷却作用。柴油在柴油机中燃烧放出的热量和摩擦产生的热量，如不及时导出，就会使金属零件的温度逐渐升高、强度变低或使机件变形。柴油机油在机件间不断循环，就可将这些热量带出，使柴油机保持合适的工作温度，正常工作。
③保护作用。柴油机中的金属零件表面经常与空气、水蒸气和燃气等腐蚀性气体接触，极易受腐蚀。而柴油机油可以在这些零件表面经常保持一层油膜，使之与空气等隔开，减少或避免金属腐蚀。
④密封作用。机油在汽缸与活塞之间形成油层，可以减少汽缸与活塞之间的漏气等。
⑤清洁作用。机油在柴油机中循环并被过滤，可以不断带走摩擦表面由于摩擦而产生的金属磨屑等，使摩擦表面保持清洁。
⑥减震降噪作用。机油处于相对运动的零件表面间，可以防止金属直接撞击，减轻震动，降低噪音。
（2）柴油机油的分类及牌号 我国润滑油的分类和牌号，是参照国际通用标准制定的。新的国家标准规定，内燃机油属于L类（润滑剂和有关产品）中的E组（内燃机）。内燃机油又分为汽油机油（代号为Q）和柴油机油（代号为C）。柴油机应使用柴油机油润滑。新的标准是：首先根据使用条件的不同，对润滑油进行质量分级。然后再根据润滑油的黏度等级划分牌号。
以柴油机油为例，根据该分类法，分为CA、CB、CC和CD四个质量等级，其中CA级适于在缓和到中等工作条件下使用高质量燃油的轻负荷柴油机，CC级柴油机油适于中等到苛刻条件下的柴油机，CD级柴油机油适于在高速、高负荷工作条件下的中等增压柴油机，CB级柴油机油我国不生产。
按新的国家标准，柴油机油按黏度等级划分为10个牌号，即0W、5W、10W、15W、20W、25W、20、30、40、50。前6个带英文字母“W”表示为冬季用油，后4个为夏季用油。牌号中的数字越小，表明该机油的黏度越小，适用的环境温度越低。为了满足冬夏通用的要求，减少随季节换油带来的不便，又发展了多级油，其牌号用一斜线将冬夏两个级号联起来，如10W/20等，表示该油的作用性能既满足冬季用10W机油的使用要求，又满足夏季用20号机油的使用要求。选用好合适的多级油后，冬夏可不用换油。
旧的国家标准中柴油机油的代号为HC，按黏度大小分为8、11、14号，另有8号寒区、严寒区稠化机油和11号寒区稠化机油等，不分质量等级。
小型柴油机的工作条件一般，故选用CA级柴油机油就可以满足其使用要求。CA级柴油机油，根据其黏度的不同又划分为20、30、40和50四种牌号。它们与旧标准中柴油机油的对应关系如下：
20CA即原HC-8号柴油机油；30CA即原HC-11号柴油机油；40CA即原HC-14号柴油机油。5W/20CA（相当于原8号寒区、严寒区稠化机油）；5W/30CA（相当于原11号寒区稠化机油）等。
（3）柴油机油的选用 柴油机油的选择，应首先根据柴油机工作条件的苛刻程度，选用合适的等级。如前所述，小型柴油机选用CA级柴油机油即可。
质量等级选定后，再根据环境气温，并结合柴油机的技术状况，选择柴油机油的牌号（即黏度等级）。机油的黏度是指机油的稀稠程度，即指机油流动时，其内部分子之间摩擦力的大小。黏度是机油的主要性能之一。机油的黏度表明了机油流动的快慢和在摩擦面上形成油膜厚度的能力的大小。机油黏度越大，所形成的油膜厚度越大，润滑效果越好，但黏度过大时，流动慢，机械运动的阻力大，功率损失多，机油不易流到润滑表面，会造成启动困难和启动磨损量大等弊端。若黏度过小，则容易从用油部位挤出，难以形成足够厚度的油膜，也影响润滑性能，增大磨损。所以机油的黏度要适当。
柴油机油的具体选用，在黄河以北及其他气温较低，但不低于-15℃的地区，冬季使用20CA单级油；夏季应换用黏度稍高的30CA单级油；若使用15W/30多级油，在上述地区可全年通用。在长江流域的华东、中南、西南、华南冬季气温不低于-5℃的广大温区，30CA可全年通用。而在两广、海南炎热的夏季，则应选用40CA单级油。在长城以北或其他气温低于-15℃的寒区，应选用15W/30或10W/30多级油。在黑龙江、内蒙古、新疆等严寒区，则应选用5W/20多级油。
（4）柴油机油的使用注意事项
①选择机油牌号（黏度）时，不要认为高牌号（高黏度）油有利于保证润滑和减少磨损。实际上高黏度油的低温流动性差，启动后流入机件之间的速度慢，启动磨损大，摩擦功率损失大，会导致燃油消耗量增加，还有循环速度慢、冷却和清洗作用差等弊端。所以，在保证活塞环密封良好、机件磨损正常的情况下，应适当选用低黏度的柴油机油。只有在柴油机磨损严重等条件下，才可以考虑选用比本地区气温要求的黏度等级提高一级的柴油机油。
②要保持曲轴箱油面正常。油面过低会加速机油变质，甚至因缺油引起机件烧坏；油面过高，会从汽缸和活塞的间隙中窜入燃烧室参与燃烧，造成机油的浪费和燃烧室积炭增多。
③保持曲轴箱通风良好。及时保养机油滤清器，保证机油清洁，延缓机油的变质速度。
④柴油机油的添加与储存注意事项与柴油基本相同。需要说明的是，柴油机油中，含有大量改善油品性能的添加剂，其中有些添加剂遇水会失效。所以，不要让水进入机油中。
⑤小型柴油机用户一般不具备油品分析和化验的知识和仪器，故实行按质更换机油较难。一般应按保养说明书的规定，实行按期换油。平时使用中，也可用“斑痕法”，对在用机油的使用情况进行简易判断。即将在用机油滴在白纸（最好用滤纸）上，待油滴扩散后，仔细观察其斑痕。若核心有较多炭粒和沥青质时，表明机油滤清器工作不良，但机油并未变质；若核心黑点大，呈黑褐色，而且均匀无颗粒，说明机油已变质，应更换；若核心黑点与四周黄色浸痕边界不明显，表明添加剂未失效，可继续使用；若边界明显，环带较宽，则表明添加剂已失效，应换用新油。
3.润滑脂的牌号与选用
润滑脂是一种半固体膏状润滑剂。与润滑油相比，润滑脂具有良好的塑性和黏附性。它在常温和静止的条件下，易在使用部位保持它原有的状态；当受热或机械作用时则变稀，能像润滑油一样起润滑作用；而当热或机械的作用消失后，它又恢复原状。因此，润滑脂能在裸露、密封不良等不能用润滑油的场合下，对机械起润滑、密封、保护和减震等作用。
常用的润滑脂有钙基润滑脂、钠基润滑脂、钙钠基润滑脂和锂基润滑脂等几种：
（1）钙基润滑脂 钙基润滑脂（俗称黄油）是常用的润滑脂。它具有良好的抗水性和保护性，广泛用于易接触水和潮湿的场合。其缺点是耐温性差，使用温度低（65℃）。按针入度（评价润滑脂稀稠程度的指标）分为5个牌号，号数越大，润滑脂的针入度愈小（表明该润滑脂愈硬）。小型柴油机上，常用2号和3号钙基润滑脂。
（2）钠基润滑脂 它的特点是耐热不耐水（与钙基润滑脂相反），适合于高速、高温轴承的润滑。小型柴油机上的发电机轴承等，即用该润滑脂润滑。
（3）钙钠基润滑脂 它的性能介于钙基脂和钠基脂之间，在小型柴油机上，可代替钙基脂和钠基脂。常用的有1号和2号两种牌号。
（4）锂基润滑脂 它兼具前述数种润滑脂的共同优点，具有良好的抗水性、较高的耐温性和防锈性，可在潮湿和高低温范围内满足多数设备的润滑，是一种通用高效润滑脂。使用它有利于减少润滑脂的品种和改善润滑效果，但价格较贵。
四、小型柴油机常见故障的排除
（一）柴油机技术状态恶化的原因及故障的表现形态
1.技术状态恶化的原因
柴油机在使用过程中，随着使用时间的增长，其主要技术性能指标会与初始标准值产生偏离而逐渐下降。这种现象称为技术状态恶化。当恶化达到一定的限度后，会造成部件的工作性能失常或功能丧失，使柴油机不能正常工作或无法继续工作。这种现象称为故障。柴油机技术状态恶化及产生故障的原因，基本上分为以下两类：
（1）自然因素的影响 磨损、腐蚀、疲劳、震动、老化、污染和阻塞等，都属于影响机器技术状态的自然因素。
磨损是指相互配合的运动零件之间，由于工作过程中的相互摩擦，其表面的物质逐渐失落，造成零件的尺寸、形状和表面质量所发生的变化。常见的磨损形式有磨料磨损、黏附磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损等。
腐蚀是由于零件与周围介质接触而发生化学的和电化学的作用，使金属成分和性质发生改变的一种损坏现象。腐蚀一般是从零件表面开始，逐渐向内部发展。
疲劳是指零件在交变载荷作用下，经过一定的时间，零件表面的某些部位会出现微小的裂纹（显微裂纹）。随着交变载荷的不断作用，裂纹慢慢向纵深发展，久而久之，就会造成零件表面局部剥落或零件断裂。如曲轴的断裂等，都是属于疲劳破坏。
震动是指柴油机在使用中，由于机器内部零件相互撞击或不平衡作用等造成的不平稳现象。它会造成连接件的松动、磨损和疲劳等。
老化和污染主要是指一些橡胶件、垫片等，随着使用时间的延长而丧失其工作性能的现象。在这一过程中，污染起了相当大的作用。同时，污染也是腐蚀的一个重要原因。
阻塞是指在使用过程中，由于机器内部各种杂质和污染物的积累，使有关零件和部位产生卡阻或堵塞现象，如空气滤清器、柴油滤清器和机油滤清器的脏堵，各种流通管道（水道、油道、气道）的阻塞，阀类零件的卡滞等。
由于以上自然因素的作用，造成柴油机零件的间隙加大、密封失效、连接松动、调整失常、管路脏堵等，如不及时维护保养，就会形成故障。由自然因素形成的故障，多具有缓慢表现的特征，属于渐发性故障。
（2）人为因素的影响 制造装配不良、使用操作不当、维护保养不善等，不仅会加剧自然因素的作用强度，还可能造成柴油机零部件的损坏、工作条件破坏、工作能力丧失等，直接形成故障。由这类因素形成的故障，多具有突发性，属于突发性故障。
由人为因素引起的故障，是完全可以避免的。由自然因素引起的故障，虽然难以完全避免，但只要坚持正确使用和精心维修保养，却可以将故障发生率降到最低。一般情况下，柴油机在试运转期间，故障发生率较高。经过良好的试运转后，在正常使用条件下的较长使用时期内，故障率可以降得很低，并且可保持在一个稳定的水平。到了使用后期，由于零部件技术状态严重恶化，故障发生率又大为升高。
2.故障分类
柴油机的故障，就其性质来说，可分为两种类型：
（1）功能丧失 就整机而言，如不能启动、自动熄火等；就系统而言，如不供油、发电机不发电等。这类故障表现极为明显，如不及时排除，柴油机就无法继续工作。因此，机手一般都能认真对待，及时予以排除。
（2）性能衰退 如功率不足、运转不稳、声响异常等。这类故障大多由零部件技术状态逐渐恶化所引起，影响因素较多，一般不容易确切诊断和彻底排除。同时，因为这类故障不会使整机或系统的基本功能完全丧失。所以机手往往不太注意，使机器常常带“病”工作，导致故障扩大和加重，甚至演变成重大事故。
3.故障表现形态
柴油机的各种故障都有一定的表现形态，称为故障的征象。故障征象一般具有可听、可嗅、可见、可触摸感觉或可测量的性质，概括起来，有以下几种：
（1）外观反常 如漏气、漏油、漏水、漏电，排气管冒黑烟、白烟、蓝烟及小油珠等。
（2）声音反常 如工作中出现不正常的敲击声、放炮声，以及其他的异常杂音。
（3）温度反常 如机油、冷却水、排气温度过高，发电机过热等。
（4）气味反常 如橡胶及绝缘材料的烧焦味，排气中未完全燃烧的油气味等。
（5）消耗反常 如柴油、机油、冷却水的消耗过量。有些应当消耗的，反而增多，如油底壳中的机油油面升高等。
（6）作用反常 如柴油机不易启动、发电机不发电等。以上几种反常现象，往往互相联系，作为某种故障的征象，同时呈现。
（二）故障诊断及其原则
1.故障诊断的原理
（1）前因与后果 柴油机是由不同的零部件所组成的复杂机器。各种零部件都有它不同的作用，各种零部件都是有机联系的。所以，任何故障的产生都是由于零部件配合关系破坏（如间隙变大、紧配合变松等）、相对位置关系不正确（如曲轴主轴孔同心度超限、曲轴变形等）和零件间的工作不协调（如气门开、闭时间不对等）引起的。也就是说，任何故障的产生都有它各自的原因，任何零部件的不正常或者零部件之间的联系出现问题都会在故障征象中表现出来。发现故障后，只要进行认真细致的分析和判断，必然能找到产生该故障的一个或几个原因。
（2）量变与质变 除有些突发性故障外，一般故障都是逐渐形成的，也就是说，有一个由量变到质变的过程。这就要求机手在平时工作中注意观察。首先，要了解和掌握在正常情况下，柴油机的各种声响、温度、气味、外观等，只有掌握了正常技术状态下的各种状态，才能对不正常的征象进行分辨，进而进行分析。这样，可防止演变成大故障。另外，平时对那些需要润滑、紧固及调整的部位进行观察、检查和维护保养，把那些由量变到质变的故障排除在萌芽状态，可以收到事半功倍的效果。
（3）顺行推断和逆行推断 顺行推断是根据某些机件的工作状况和运行条件进行分析、推理，预测机器可能会产生哪些故障。这样，一旦出现故障，就会心中有数，诊断和排除也就相对容易一些；逆行推断是根据已经出现的故障来分析、判断其产生的原因，要求对柴油机的构造、原理有一定的掌握。实际中的故障诊断多用逆行推断。
（4）动态诊断与静态诊断 动态诊断是指机器性能失常的故障，在诊断时可使其运转，在运行中使故障重复显示出来，使诊断人员能更清楚地观察故障的表现形态，便于查找故障的原因；静态诊断一般是机器产生功能失效类故障，无法继续运行，只能根据故障产生前所观察到的征象等进行观察、检查和必要的测量，以此来分析、推断可能存在的原因，因此难度要稍大些。
（5）全面性 由于柴油机是一个由多种零部件组成的有机联系的机器，所以，一个故障的出现往往是几种原因共同作用所造成的，而一种故障原因也可能产生多种故障征象。因此，在分析、诊断和排除故障时，要全面分析，找出产生故障的真正原因，不能停留在表面上。否则，会出现同一故障的不断重复出现。
2.故障诊断的常用方法
柴油机故障的诊断方法很多，常用的有器官感触法、仪表测量法、对比法、试探法和逐步筛选法等。
（1）器官感触法 器官感触法，实际上是一种经验检查法，即依靠机手或检修人员的眼、耳、鼻、身等器官的感觉，检查判断机器的技术状态及故障征象。常用的有听、看、触摸和嗅等。
①听诊。根据柴油机运转时产生的声响特点（音调、音量及声响出现的周期等），大致判断配合件的技术状态，称为听诊。明显的异常声响可以凭耳朵直接听察；混杂难辨的异常声响，可借助长把螺钉旋具（起子）抵触相应的部位进行听诊。
值得注意的是：柴油机各部声响因机型而异，同型机车也有差异。因此，要分清正常与异常，必须比较熟悉本型或本柴油机正常声响的特点，才可能将听诊所得的声响与正常声响相比较，鉴别故障声响的部位。
②观察。主要观察外部机件与总成的形状及运动情况、排气烟色、机油颜色、曲轴箱加油口盖处的冒气情况、指示仪表的读数，以及各部位润滑油的变化等。
同样，机手也必须熟悉柴油机正常时的状态。以排气烟色为例，柴油机正常工作时，排气应无烟或呈轻淡的灰色，并允许在冷车怠速运转时呈淡白色烟。水蒸气与未燃的柴油油雾为白色，机油燃烧时排蓝烟。燃烧不完全的燃油颗粒随废气排出时呈黑烟。这些都是不正常现象，稍加注意即可观察到。
③触摸。用手触摸机件或与轴承部位相应的机体，凭感觉判断其工作温度是否正常。一般来说，用手触摸感到机件发热时，温度为40℃左右；感到烫手，但还能触摸几分钟，则温度在50～60℃；如果刚一触及就烫得不能忍受，则机件温度在80℃以上。
④嗅。嗅能辨别排气烟味或橡胶件等的烧焦气味，也有助于发觉和判断某些部位的故障。
用以上经验检查的方法，只能判断出故障的征象，但这种故障征象到底是什么原因引起的，还需进一步分析研究。另外，器官感触法的应用因人而异，由于各人的感触力、技术水平和实践经验不同，对同一故障征象会有不同的认识。并且，这种方法在一定程度上难以用言语、文字表达。所以，机手应在平时的驾驶操作、维修保养中细心留意，积累自己的经验。
（2）仪表测量法 仪表测量法诊断比较准确，可参照统一的技术要求进行分析判断。在监理部门或专业修理厂一般都备有常用的检查仪器，如发动机台架检测仪，烟度、噪声检查仪等。作为机手，应该定期对柴油机进行必要的检测，以掌握柴油机的技术状态，查出并排除一些不易发现的隐蔽性故障及其隐患，使柴油机能经常处于良好的技术状态下工作，提高其动力性和经济性，更好地发挥其作用。
（3）对比法 对已经出现的故障，通过分析、诊断，估计可能是由于某一零件或部件不正常所引起，则可以用一个新的合格的零件或部件代换上去。如果故障消除，则可判断出原零件或部件已经损坏。例如，当柴油机不能启动或启动困难时，经初步诊断，认为可能是喷油器有问题，可以换一个新的、合格的喷油器，如果故障征象消失。则可确定是喷油器出现问题。通过换件对比，可以确定故障的确切部位及故障的原因。
（4）试探法 当柴油机某一部件出现故障时，通过试探调整某一间隙或位置等，使故障排除的方法叫试探法。例如，柴油机运转时冒黑烟，经分析、诊断，认为有可能是喷油压力低、雾化不良所引起，则可试探着调整喷油器的喷油压力，若排气不再冒黑烟，则证明原判断准确。试探法一般都是凭直觉或疑点，对产生故障的某一可能原因直接进行排除。
（5）逐步筛选法 也称“剥笋法”，这种方法是针对出现的某一故障，先分析出可能引起该故障的所有原因，再由表及里、由简到繁地层层分析诊断。例如：柴油机空转时排气冒黑烟，首先根据故障机理进行分析，引起该故障的可能原因有空气滤清器堵塞、喷油压力过低、喷油量过大、喷油质量差、喷油时间过晚等。可根据检查的难易程度，由表及里地进行诊断，如先拆去空气滤清器，调高喷油压力、调早喷油时间、换件判断喷油质量等，最后在喷油器调整台上检查喷油量是否过大。这种方法虽然比较费时费力，但比较有效，应用条件是对机器的结构和原理掌握较好，能分析出引发某一故障的所有可能原因。
以上五种方法都是一些常用的诊断故障的方法。另外，还有一些如“树形分析法”、“模糊诊断法”等，都比较复杂，需要一定的专门知识或条件。
3.故障诊断和分析的原则
诊断并分析故障的原则，可以归纳成下列几句话：搞清症状，具体分析；结合构造，联系原理；从简到繁，由表及里；按系分段，推理检测；减少拆卸，活用方法。
搞清症状就是利用各种经验法，找出故障的各种征象，具体分析是要搞清故障因子和故障征象之间的因果关系；在具体分析的过程中要结合柴油机的构造及各零部件的作用机理；采取从简到繁、由表及里、按系统分段进行推理和检测；活用各种诊断和分析方法。同时，为了节约时间和不破坏原有配合，要尽量减少不必要的拆卸。
总之，一些常见故障的诊断与排除是一个机手必须掌握的技能。要掌握这种技能，必须在实践中学习，积累经验，必须对柴油机的构造和原理有足够的了解。只有这样，才能保证柴油机正常作用的发挥。
（三）柴油机系统故障与排除
1.机体部分常见故障与排除方法
（1）捣缸
①故障征象。汽缸体被连杆捣毁，出现破洞。捣缸前常发生异常现象，如缸体内有异常响声、负荷突然加重、排气冒黑烟等。此时如不及时熄火，就会造成捣缸事故。
②故障原因。捣缸一般是由于连杆螺栓（螺钉）折断，连杆大头瓦盖从曲轴上脱开，猛甩在汽缸体上将其捣破。另外，也有可能是活塞销折断而产生捣缸。
连杆螺栓（螺钉）折断的具体原因，见后“（二）曲柄连杆机构常见故障与排除方法”中所述。
活塞销折断的原因，主要是活塞销与销孔和衬套的配合间隙过大，在交变冲击载荷作用下，活塞销疲劳折断；当然，活塞销产品粗制滥造，不符合设计要求，也会导致折断。
此外，气门掉入汽缸，击碎活塞，使连杆小头的运动失去导向，甩打在汽缸套上，也会发生捣缸故障。
③故障排除方法。发生捣缸故障后，应拆开仔细检查，找出产生该故障的真正原因。对损坏的零件应选用合格的零件进行更换；如汽缸体破洞不大，而且碎块比较完整，可用黏补法或铸铁冷焊法修补。重新装配时，必须按规定进行，如活塞销与销孔及连杆小头衬套的配合间隙、连杆螺栓（螺钉）的扭紧力矩及防松装置等都要符合要求。为防止发生捣缸故障，日常使用中应注意防止出现“飞车”等事故。
（2）拉缸
①故障征象。缸筒与活塞表面有严重划痕、刮伤或烧伤，严重时活塞卡死在汽缸套内，柴油机突然熄火。
②故障原因：
a.活塞与缸套配合间隙过小，高温下活塞胀大，引起拉缸或卡缸现象。
b.活塞环开口间隙过小，或因积炭过多，卡死在环槽内，引起活塞环折断，造成拉缸。
c.活塞销与销孔过度磨损，产生晃动，使卡簧脱落或折断，或未装卡簧，导致活塞销窜出刮伤缸壁。
d.使用操作不当，特别是长期超负荷作业，使柴油机经常过热，或者因润滑油不足、质量不好，导致活塞与缸套之间润滑不良，而引起拉缸。
③故障排除方法。根据拉缸的具体情况采取相应的措施。若拉缸不严重，可镗缸配加大尺寸的活塞；若活塞环卡死折断，则应清除环槽中的积炭等，并在必要时更换符合规定的活塞环；拉缸严重时，还应更换活塞、缸筒；其他该换的零件也应更换，并按要求进行装配。另外，针对产生拉缸的原因采取必要的防范措施，如选配安装合适的配件，装配时进行严格的检查，日常应正确使用和维护等。
（3）缸盖或缸体出现裂纹
①故障征象。一般容易在进、排气门座口之间，涡流室与气门座口之间，以及水道孔和缸盖螺栓孔等部位出现裂纹。导致冷却水发生内漏或外漏现象。发生内漏时，水渗进油底壳，使油底壳内的润滑油面反常升高；水渗进汽缸套，使排气管冒白烟或排水。发生外漏时，机体向外滴水。不管是内漏还是外漏，都会使冷却水消耗过快。
②故障原因。缸盖或缸体出现裂纹，一般都是由于冷却水的加、放操作失误造成的。如冬季先启动后加水，或在机体温度很高时骤加冷却水，使缸盖或缸体出现炸裂；冬季停车后没有及时放出冷却水，结冰胀裂有关部位；另外，冷却系统水垢过多，柴油机严重超负荷等，都会使缸盖和缸体过热而产生裂纹。此外铸造缺陷如砂眼、缩松等也会引起裂纹。
③故障排除方法。若缸盖、缸体裂纹不大且出现在受力较小的部位，可用环氧树脂黏接法进行修复，或将“方儿茶”（一种中药和化工原料）敲碎后放入水箱，柴油机工作时，“方儿茶”溶化渗进裂缝，可以堵漏。若裂纹严重时，则应送专业修理厂焊修或更换新件。同时，要根据产生裂纹的具体原因，进行必要的维护保养（如清除冷却系水垢等）和按前述方法正确使用和维护保养冷却系统。
（4）汽缸垫烧蚀俗称冲汽缸垫
①故障征象。缸盖底平面处出现漏水、漏气现象，引起水箱中冒出大量气泡，油底壳中润滑油油面反常增高，严重时会出现排气管向外排水现象等。
②故障原因：
a.缸套凸出机体平面过高，缸盖螺栓的拧紧力全压在缸套台肩上，水套处的缸垫没有压紧，导致水套内热水侵入缸垫，把缸垫冲坏。
b.缸套凸出机体平面过小或甚至低于机体上平面，缸盖螺栓的压力不能压紧缸套处的汽缸垫，未能完全密封燃烧室，结果高温高压气体从汽缸中冲出烧损缸垫。
c.缸盖螺母扭紧力矩不够或扭力不均，使缸垫不能全面压紧。
d.缸盖及汽缸体的安装平面上有坑或麻点，不能使缸垫压紧压实，造成漏水、漏气。
e.涡流室镶块低于缸盖底平面，引起缸垫烧损。
f.缸垫使用过久，拆装次数过多，引起弹性不足，不能起良好的密封作用。
g.安装时未仔细检查，致使折边出现损坏的缸垫安装到机器上，工作中被高温高压的气体或冷却水冲坏。
h.使用调整不当，柴油机经常过热，缸垫长期受高温作用逐渐失去弹性。
③故障排除方法及注意事项：
a.更换已坏的汽缸垫，并可在缸垫两面涂缸垫密封胶以加强密封。
b.安装时，检查缸盖与机体配合面的技术状态，如有轻度损伤，可用刮刀修整，保证机体平面的不平度处在规定范围内；水套孔周围的凹坑及麻点应尽量用铜皮或无机胶黏剂垫实垫平。
c.保证缸套台肩凸出机体平面的高度符合规定（一般为0.06～0.16毫米）。如果凸出量过大，可研磨缸套台肩与机体之间的接触面；如果凸出量不足，可在缸套台肩下面加垫适当厚度铜皮，安装汽缸套时，应彻底清除缸体支撑台阶上的污物、积炭等。
d.汽缸垫不可多次重复使用，当石棉材料硬化变质或折边处有破损时，必须更换。
e.对装有涡流室镶块的汽缸盖，安装时应保证涡流室镶块与缸盖底平面平齐。
f.拧紧缸盖螺母时，应按对角交叉的方法分几次均匀拧紧至规定力矩，且必须在磨合试运转结束及进行一级技术保养时，重新拧紧缸盖螺母。
（5）缸套早期磨损
①故障征象。新缸套使用不久，出现严重磨损，导致柴油机发生启动困难、功率下降及窜烧机油等故障。
②故障原因：
a.柴油机更换缸套、活塞环后未进行磨合试运转，即投入大负荷作业，造成缸套早期磨损。
b.空气滤清器失效或进气管路漏气，使未经过滤的含尘空气吸入汽缸，造成缸套早期磨损。
c.连杆出现弯扭变形，或曲轴连杆轴颈与主轴颈不平行，或曲轴轴向间隙过大等，导致活塞在汽缸中偏缸运动，造成缸套出现严重偏磨现象。
d.冷却水温度过低，润滑不良，使缸套产生早期磨损或蚀损。
③故障排除方法及注意事项：
a.对磨损严重的缸套进行镗修或更换。
b.柴油机更换缸套、活塞环后，首先进行良好的磨合试运转。
c.按时清洗保养空气滤清器，并经常检查整个进气管路，保证装接严实。
d.柴油机维修装配时，对连杆、曲轴及其轴向间隙等进行严格的检查，发现问题及时处理。
e.工作时保持正常的温度规范，一般需待水温达到60℃以上时才能带负荷作业。
（6）缸套断裂
①故障征象。缸套上部沿台肩退刀槽处全周向断裂，导致启动困难，工作时燃气窜入冷却水中，水箱内出现冒烟、冒气泡和漂浮机油等现象。
②故障原因：
a.缸套加工不良，台肩退刀槽处未制出圆角或圆角过小，装配后造成应力集中，工作中在交变载荷的作用下造成缸套断裂。
b.装配时，缸套凸出缸体平面太高，在上紧缸盖螺母时，缸套台肩过度受压而断裂。
c.缸套台肩与缸体台阶的装配面加工不合格，或装配面上的异物、积炭等未清理干净，导致缸套歪斜着装入缸体，上紧缸盖螺母时，缸套台肩受力不均匀，造成缸套断裂。
d.拧紧缸盖螺母时，未按规定扭矩拧紧，拧紧力矩过大，缸套台肩处过度受压而断裂。
e.汽缸垫装错，如将干式汽缸垫装到湿式汽缸套上，或汽缸垫内孔径与缸套上端面的密封带不适应等，都有可能造成缸套断裂。
③故障排除及注意事项：
a.缸套断裂时，更换新件。
b.装配前，认真检查缸套加工质量，不合格品决不能用。
c.装配时，认真清除缸套台肩与缸体台阶装配面上的异物、积炭，保证缸套装入缸体后，上端面与缸套安装孔的中心线垂直。
d.缸套装配后，严格检查缸套台肩的凸出量，只有在凸出量符合规定后，才能装配汽缸盖等。
e.选配合适的汽缸垫，并用扭力扳手按规定扭矩和顺序、方法等拧紧缸盖螺母。
2.曲柄连杆机构常见故障与排除方法
（1）连杆螺栓（螺钉）断裂
①故障征象。连杆螺栓（螺钉）如发生断裂，往往会引起打破机体（捣缸）、打坏油底壳或水箱等事故。
②故障原因：
a.装配时，连杆螺栓（螺钉）未按规定的扭力紧固。一种情况是扭力过大，导致连杆螺栓拉伸变形，受力后被拉断；另一种情况是扭力过小，螺母松动，造成连杆轴瓦间隙加大，工作中产生过大的冲击力，将连杆螺栓拉断。
b.连杆轴颈与连杆瓦不配套或由于磨损而配合间隙过大，在高速往复运动中，交变应力加大，使连杆螺栓因疲劳而断裂。
c.连杆螺栓（螺钉）紧固后，未按规定进行防松处理或防松处理措施不当，工作中连杆螺栓（螺钉）松动导致断裂。
d.两只连杆螺栓（螺钉）没能交替分几次拧紧，松紧不一，受力不均造成断裂。
e.连杆螺栓（螺钉）使用时间过长，因材料疲劳而折断。
f.多次发生烧瓦事故或其他原因，使温度过高，导致连杆螺栓（螺钉）材料发生变化，强度降低而断裂。
g.柴油机发生“飞车”事故，造成连杆螺栓（螺钉）断裂。
h.用普通螺栓（螺钉）代替或连杆螺栓（螺钉），本身质量差。
③故障排除及注意事项：
a.对由于连杆螺栓（螺钉）断裂而造成的事故或故障，应分别情况处理。
b.更换合格的连杆螺栓（螺钉）。
c.及时更换配合间隙过大的连杆轴瓦。
d.安装连杆螺栓（螺钉），应进行仔细检查。连杆螺栓（螺钉）如有拉长、缩颈、开裂（包括锁紧用通孔）及滑扣等现象，应更换新件。
e.按照规定扭矩，均匀交替地拧紧连杆螺栓（螺钉），并按规定进行正确的防松处理。
f.正常情况下，连杆螺栓（螺钉）使用时间达6000～7000小时时，应更换新的高强度连杆螺栓（螺钉）。
（2）曲轴断裂
①故障征象。柴油机运转时，突然从曲轴箱内发出沉重裂开响声或金属敲击声，柴油机的转速迅速降低，运转不平稳，排气管冒黑烟，曲轴上的飞轮及皮带轮产生摇摆，曲轴完全断开后，柴油机立即停止运转。
②故障原因：
a.曲轴装配前未进行仔细的检查，将已有裂纹的曲轴装入柴油机中，导致工作不久即出现曲轴断裂事故。
b.飞轮螺母未拧紧，工作中松动，飞轮反复撞击曲轴平键，导致曲轴自键槽处折断。
c.曲轴主轴颈或连杆轴颈圆角过小，或连接不圆滑，产生较大的应力集中，工作中在冲击载荷的作用下断裂。
d.柴油机长期超负荷运转，曲轴受力过大，导致断裂。
e.润滑不良，经常产生烧瓦抱轴故障，轴颈受高温影响，强度减弱，导致断裂。
f.连杆轴颈与连杆轴瓦、主轴颈与主轴承磨损严重，配合间隙过大，曲轴受过大的冲击载荷而断裂。
g.曲轴材料质量不好，热处理不合格，强度达不到要求，引起断裂。
h.平衡轴装错，使曲轴振动加剧，引起断裂。
i.柴油机发生“飞车”事故，引起曲轴断裂。
j.主轴颈与连杆轴颈中心线不平行，两主轴承座孔同轴度超差，使曲轴长期受交变应力而断裂。
③故障排除及注意事项：
a.更换已断裂的曲轴。
b.检修柴油机时，应仔细检查曲轴有无裂纹，如有裂纹，则应换新件。
c.经常检查曲轴与飞轮的装配是否牢固，防止曲轴与飞轮连接松动而产生断轴。
d.柴油机在工作中，机手应注意倾听有无不正常声响，如有异响应及时停车排除；注意柴油机润滑系统工作是否正常，保证曲轴的良好润滑，防止烧瓦、抱轴等故障的发生。
e.柴油机一旦发生“飞车”，应立即采取措施熄火，防止曲轴断裂或酿成更大的事故。
f.柴油机发生“飞车”、烧瓦、抱轴等严重故障后，应对曲轴进行严格的技术检查，确认无裂纹、弯曲等缺陷后，才能继续使用。
g.严格按技术规范进行安装，防止平衡轴等装错而产生曲轴断裂。
h.更换曲轴时，应选用质量有保证的厂家的产品。
（3）烧瓦、抱轴
①故障征象。瓦片合金发生熔化脱落，使柴油机运转费力，冒黑烟，一旦轴瓦与轴颈抱死，会突然自行熄火，熄火后摇转曲轴不动。
②故障原因：
a.润滑油不符合要求。如油底壳机油短缺、机油质量差、变质或被冷却水或燃油稀释；机油牌号不符合季节要求；用非柴油机油（如汽油机油等）代替；机油滤清器中旁通阀关闭不严或经常开启，使机油得不到滤清等。
b.机油供油失常。如集滤器堵塞；吸油管松脱；油路中进入空气；机油泵传动失效，传动榫磨损、损坏或传动销子折断；机油泵磨损严重，径向及轴向间隙过大，引起严重内漏；转子式机油泵的外转子装反，造成机油在泵内短路等。
c.油道漏油，轴瓦处供油不足。如机油泵限压阀或主油道调压阀开启压力过低；机体油道工艺螺栓松脱；油管接头处漏油；曲轴离心净化室螺堵松脱等。
d.油路堵塞，轴瓦处无油。如机体油道堵塞；曲轴油道堵塞；机油滤清器堵塞，且旁通阀卡死等。
e.曲轴与轴瓦配合失常。如轴瓦装配间隙过小；轴颈上有毛刺或拉伤；轴瓦与轴颈贴合质量差，引起局部摩擦；瓦背与瓦座贴合质量差，引起传热不良；轴瓦安装不当，或工作中轴瓦自行转动，将润滑油孔堵住；曲轴与轴瓦过度磨损，配合间隙过大，配合面处不能保证有足够的压力油膜等。
f.使用维护不当。如长期不清洗保养润滑系统，或清洗不彻底；更换或维修曲轴及轴瓦后，未经磨合试运转即投入大负荷作业；柴油机冷车启动后，未经预热即以高速大负荷运转；柴油机长期超负荷作业；柴油机发生“飞车”或反转事故等。
③故障排除及注意事项：
a.发生烧瓦后，应更换轴瓦，并修整轴颈。若轴颈损坏不大，只有拉毛现象出现，可用00号砂布包在轴颈上，然后绕上麻绳，用手往复拉动麻绳进行磨光；若轴颈损坏严重，则应送修理厂进行修理或换新轴。
b.检修柴油机时，若发现轴瓦合金熔化、剥落、刮伤或过度磨损（合金厚度小于0.3毫米）时，应换新瓦；若轴瓦面上只有米粒大小的剥落，且没有继续剥落的迹象时，可继续使用。
c.装配连杆轴瓦时，为保证配合良好，可进行检查和刮修，方法是：先将连杆轴瓦装到曲轴轴颈上，一边拧紧连杆螺栓，一边转动连杆，直至感到有阻力时为止；然后，往复转动连杆，使轴瓦与轴颈磨合；再拆下连杆，观察瓦片的接触印痕，如不合要求，可用三角刮刀刮修轴瓦后再装上，继续转动磨合。如此重复进行，直到轴瓦与轴颈的接触面积达到75%以上，而且配合间隙符合要求时为止。
d.烧瓦后，应按上述故障原因全面进行检查，找出烧瓦的具体原因，并排除之，以免继续烧瓦。
e.日常保养时，应对润滑系统进行严格而彻底的保养和维护，保证润滑系工作正常；经常检查油底壳机油油面高度及质量，必要时添加或更换。
f.正确使用。如更换轴瓦后，应严格按试运转规程进行试运转；保持柴油机合适的负荷，不要长期超负荷；坚持启动后，先预热再起步等。
（4）汽缸压缩力不足
①故障征象。汽缸密封不好，压缩力不足，导致功率下降，启动困难；燃气进入油底壳较多，有时有烧机油现象，排气冒蓝烟等。
②故障原因。除如前烧汽缸垫等原因外，从曲柄连杆机构来看，造成汽缸压缩力不足有以下原因：
a.活塞环开口间隙过大。一种原因是活塞环与缸套磨损严重，使得活塞环开口间隙增大，弹力减弱，密封作用变差；另一种原因是活塞环在装配时未严格检验，将开口间隙超过极限（3毫米）的活塞环装入汽缸中。
b.活塞环开口重叠。活塞环装入活塞，并进入缸套后，为防止漏气和保持活塞环开口的原始位置，开口处的弹力较大，一般为平均弹力的2～3倍。如果在旧活塞、旧缸套中装入新活塞环，由于其形状不符，柴油机运转一段时间后，在高温高压气体的作用下，新活塞环，特别是第一道气环和旧缸套的磨损较快，致使开口部分弹力迅速下降，保持原始位置的能力减弱，开口位置易发生错动。
新活塞环与旧活塞环槽及旧缸套之间的配合间隙较大，加上工作时活塞的振动及漏气的冲击，活塞环受力不均匀，易发生错动。
由于磨损后的旧缸套沿圆周呈椭圆形，因此，当活塞环开口转动到缸套椭圆的长轴方向时，再继续转动则阻力增大，使各活塞环开口停在同一方向，形成开口重叠。
c.由于长期使用，活塞环与环槽在高度方向上的间隙（即侧隙）变大，导致漏气和“泵油”，使汽缸压缩力不足，且出现烧机油现象。
③故障排除及注意事项：
a.出现汽缸压缩力不足故障后，应拆检曲柄连杆机构。检查活塞环的开口间隙和侧隙，若超过磨损极限（开口间隙一般为3毫米，侧隙一般为0.18毫米），则应更换新的活塞环。
b.若在拆检中发现活塞环开口重叠，则除了检查活塞环外，还要检查缸套的圆度，可利用前述“漏光检查”的方法进行，对圆度超标的缸套，应镗修后配用加大尺寸的活塞环，或更换缸套。
c.若发现是因活塞上的环槽磨损而造成侧隙加大，则应更换活塞。
d.若成套更换活塞环，而旧缸套的磨损量和圆度误差未超过极限，则可将第一、二道活塞环的开口调整到缸套椭圆长轴（即垂直于活塞销孔）附近，第三、四道活塞环的开口调整到椭圆的短轴附近。
3.配气机构常见故障与排除方法
（1）气门与座孔烧损
①故障征象。气门密封锥面上烧出麻点、麻坑，柴油机工作无力，排气管冒黑烟，燃烧时声音不正常，排气管过热，甚至发红。冷车摇转曲轴时（不减压）没有沉重的感觉，且在进气管或排气管发出又长又响的“嗤嗤”漏气声。柴油机启动困难或者根本无法启动。
②故障原因：
a.气门间隙过小或气门弹簧弹力不足，导致气门与气门座密封不严，燃烧后的高温高压气体从缝隙中冲出，烧损气门或座孔密封锥面。
b.气门与气门座过度磨损或气门与气门座之间有积炭，也会造成密封不严，容易烧损气门和座孔。
c.气门杆弯曲或气门导管严重磨损，使气门在沿导管运动中摆动，气门头与气门座口的配合位置经常改变，破坏了气门头部的密封环带，造成气门与座密封不严，漏气，烧损气门。
d.喷油泵喷油量过大，喷油质量太差，喷油时间过晚等，使燃烧恶化，后燃严重，排气温度过高，排气管冒火等，烧损气门或气门座。
③故障排除及注意事项：
a.气门与座孔烧损不太严重时，可用手工研磨修理；如果烧损严重，则需更换气门，铣修座孔或重新镶座。
气门与气门座的研磨方法是：将汽缸盖倒置、垫平，在气门头圆锥面上，均匀地涂一薄层粗气门研磨砂，并在气门杆上涂少许润滑油，然后将气门用气门皮碗吸住，并装入气门座进行研磨。研磨时，一方面用手捻转气门皮碗木柄，使气门在气门座上正反转动；一方面提动气门皮碗木柄，使气门在气门座上上下轻轻敲击，使气门头锥面与气门座互相研磨。当磨去烧损、磨损的痕迹后，用柴油或汽油将粗研磨砂洗掉，再涂以细研磨砂继续研磨，直到气门圆锥面和气门座圈口上有一条非常完整、边界清晰的密封带为止。研磨时，应防止研磨砂掉入气门导管间。最后，用柴油或汽油洗净细研磨砂，再在气门上涂少许机油，继续研磨5分钟左右。研磨后的密封环带（“凡尔线”）宽度应为1.5毫米左右。
研磨后，还应进行密封性检查。常用的检查方法有两种：一种是将气门组件装好，用煤油注入进、排气道，在3～5分钟内在气门与气门座之间如没有渗漏，则表示密封良好；另一种方法是，在气门头圆锥面上用软铅笔划出等距离线若干条。然后将气门装到气门座上，转动气门1/8～1/4圈，再将气门取出，若每条铅笔线都在密封带的部位中断，则表示密封良好。否则，继续研磨。
b.日常使用中，注意保持和正确调整气门间隙、供油量和供油时间等，并应及时更换失效、损坏的有关零件，如气门弹簧等。
（2）气门掉入汽缸
①故障征象。气门掉入汽缸会打坏缸盖和活塞等，甚至造成捣缸等重大事故。
②故障原因：
a.安装不正确，使气门弹簧的锁片及卡簧脱落，导致气门掉入汽缸。
b.气门弹簧疲劳折断，使锁片及卡簧脱落，气门掉入汽缸。
c.气门杆折断掉入汽缸。一般气门杆易在安装锁片的圆锥缩颈处折断，其主要原因是：气门摇臂头弧面与气门杆端面的接触点偏在一边，使气门杆受到弯折力而折断；摇臂弧面磨出凹坑，工作中气门杆端头卡在凹坑内，使气门杆受到弯折力而折断；气门导管严重磨损，工作中气门杆歪斜折断等。
③故障排除及注意事项：
a.对由于气门掉入汽缸所造成的机件损伤，进行修复或换件。
b.重新装配时，气门锁片与卡簧必须牢固地装在气门杆上部的沟槽内；锁片的外锥面必须与弹簧座的锥面贴合好；两个锁片装入弹簧座后，端面平面度应小于0.3毫米；两锁片之间的间隙应不小于0.6毫米。
c.定期保养时，应注意检查气门弹簧的弹力，并检查摇臂头与气门杆顶端的接触情况，以及气门杆与气门导管之间的间隙等，必要时换件或进行调整。摇臂头磨损严重时，应予以更换。
（3）气门撞活塞
①故障征象。活塞行至上止点时与气门发生撞击，柴油机发出异响。遇到这种故障征象，必须及时熄火，停车处理。否则，会酿成重大的损坏事故。
②故障原因：
a.气门间隙调整过小，配气相位不正确，或减压机构调整不当。
b.气门镶座松动脱出，气门开启后不能回复原位，或气门开启后被卡在气门导管中不能回复原位。
c.气门间隙调整螺钉脱出气门推杆球窝，顶在球窝边缘，使气门开启时开度过大。
d.气门头及气门弹簧折断，使气门掉人汽缸。
e.连杆螺栓松动或折断，使连杆上行高度（即上止点位置）失去控制。
f.汽缸垫太薄或气门及镶座在缸盖上的下陷量太小，当气门开启时，气门伸入汽缸的长度相对增大，并与活塞相撞。
③故障排除及注意事项：
a.认真拆检活塞、连杆及气门推杆等零件，并进行相应的修复或更换。
b.日常维护保养中，注意检查调整气门间隙、减压机构及配气相位等，并及时维修磨损失常的有关零件。
（4）气门摇臂折断
①故障征象。气门摇臂折断时，汽缸盖罩内发出“咔嚓”响声，柴油机自动熄火，若为进气门摇臂折断，排气管有冒白烟现象。
②故障原因：
a.气门导管安装位置过高，当摇臂顶压气门时，弹簧上座及锁夹与气门导管相碰，导致气门摇臂折断。
b.气门与活塞顶相撞，导致气门摇臂折断。相应的具体原因见气门撞活塞故障。
c.气门杆卡死在气门导管内，导致摇臂折断。
d.外来物掉进汽缸，顶断摇臂。
e.柴油机“飞车”引起摇臂折断。
f.气门摇臂衬套与轴烧结卡死，使气门摇臂无法运动而顶断。
③故障排除及注意事项：
a.更换损坏了的零件。
b.严格按照技术要求装配气门导管、气门镶座及正时齿轮等机件。
c.正确调整气门间隙及减压机构。
d.避免出现“飞车”事故。
e.日常维护保养中，注意检查摇臂轴的润滑情况，保证摇臂轴与衬套的正常润滑。
（5）气门间隙调整不好
①故障征象。刚调整过的气门间隙，复查时数值已发生变化，而且每次检查数值都不相同。
②故障原因：
a.气门摇臂轴支座固定螺栓松动，使摇臂轴不能稳固定位。
b.由于装配不当或严重磨损，使气门摇臂衬套与摇臂轴的配合关系失常，导致气门摇臂产生径向跳动或轴向窜动。
c.气门推杆弯曲变形。
d.气门推杆与推杆孔产生卡滞或气门间隙调整螺钉及挺柱与气门推杆两端接触面磨成畸形凹坑等，造成气门传动关系失常。
e.气门工作状态失常。如气门杆弯曲；气门杆与气门导管间隙过大；气门杆与气门导管不对中；气门与气门座间夹有污物，如积炭等；气门弹簧断裂等。
③故障排除方法及注意事项。发现气门间隙调整不好，必须进行相应的检查和处理，才能调整气门间隙，并得出准确的结果。
应检查和处理的主要内容有：
a.检查并紧固气门摇臂支座。
b.检查气门摇臂，应无明显的径向跳动和轴向窜动，摇臂头部弧面不能有明显的磨损凹坑。否则，即应换轴或衬套，甚至整个摇臂都换新件。
c.检查气门推杆，应无弯曲变形，两端工作面不能出现畸形磨损，上下运动灵活，无卡滞现象。否则，应进行校直、维修或更换等。
d.检查气门杆，应上下垂直运动。运动中无卡滞、碰阻现象，气门杆顶端位置不得有明显变化；气门杆在气门导管之间的间隙不能太大；气门导管应处于正确的位置等。
4.柴油供给系的常见故障与排除方法
（1）喷油器针阀卡住
①故障征象。喷油器针阀在阀孔中卡住，不能上下运动，分为两种情况：一种是卡住在开启位置，工作中柴油以粗大油束喷入汽缸，不能雾化，冒白烟，转速降低，甚至自行熄火停机，冷机不能启动；另一种是卡住在关闭位置，燃油喷射中断，正在运转的柴油机突然自行熄火，而且不能再行启动。
②故障原因：
a.柴油不清洁，杂质、赃物进入针阀与阀孔配合面间，卡住针阀。
b.喷油嘴外径，或喷油嘴紧帽外径与安装孔的配合间隙过小、同轴度超差，或密封垫圈不平正、安装平面上有异物，或紧固喷油器的两个紧固螺母拧紧力矩不一致等，使喷油器安装后产生歪斜，造成针阀卡住。
c.喷油器装入安装孔后，由于密封垫圈不严密，使燃烧气体窜出，喷油嘴受燃气加热，温度过高，引起针阀卡住。
d.喷油器密封圈过薄或失装，使喷油器头伸入汽缸内过多，针阀过热卡住。
e.喷油嘴滴漏、喷油时间过晚等，引起燃烧不正常，喷孔严重积炭，使针阀卡死。
f.针阀与座孔磨损严重，封闭不严，燃气窜入喷孔，使针阀烧损卡住。
g.柴油机长期未用，保管不当，使针阀锈蚀卡死。
③故障排除方法及注意事项：
a.针阀卡住后，应进行拆洗检查，并根据情况确定是否维修或更换针阀偶件。
b.对柴油供给系按期进行彻底的保养，所用燃油必须保证高度洁净。
c.安装喷油器时，必须按规定的技术要求进行，避免产生以上故障原因中提到的各种弊端。
（2）喷油泵柱塞卡住
①故障征象。柱塞卡在套筒中，不能转动，也不能往复运动，或者是出现不能转动而只能往复运动。若出现既不能转动又不能往复运动，柴油机会自行熄火，而且不能再行启动；若出现不能转动而能往复运动，柴油机就只能以定量供油，不能随负荷和调速手柄的变化而改变供油量；若卡在最大供油位置不能转动，会引起“飞车”事故；若卡在停供位置，则柴油机会突然自行熄火，也不能再行启动。
②故障原因：
a.柴油不洁净，有杂质、异物进入柱塞与套筒的配合面间。
b.柱塞套筒的定位螺钉过长或密封垫圈过薄、失装，拧紧后定位螺钉顶压套简，导致套筒变形。
c.柱塞套筒台肩下与泵壳底座之间有脏物，使套筒在装入泵壳时歪斜，拧紧出油阀紧座后，套筒产生变形。
d.出油阀紧座拧得过紧。
e.柴油机长期未用，且未做良好的保管期保养，致使柱塞与套筒锈蚀卡死。
f.调速器有关部件失常，使柱塞不能转动而只能往复移动。如调速杠杆端头从柱塞调节臂或调节齿杆的凸耳上脱下。
③故障排除方法及注意事项：
a.适当拧松出油阀紧座，如柱塞被卡故障消除，则说明原来拧得过紧。
b.适当拧松定位螺钉，如柱塞被卡故障消除，则说明定位螺钉过长或密封垫圈过薄或失装。
c.从机体上拆下喷油泵总成，接通低压油路，打开油箱开关，使喷油泵低压油腔充满柴油，然后观察滚轮部分，若有柴油渗出，表明柱塞套筒台肩与泵壳底座接触面不平整或有异物，可清除异物或修整接触面。
d.拆下柱塞副，进行清洗检查，若确因赃物或锈蚀而导致卡死，则应更换柱塞副。
e.检查调速器，若因部件失灵导致柱塞不能转动，则应检修调速器。
f.日常使用中，应保证柴油的洁净和柴油滤清器性能的完好；拆检喷油器时注意严格按技术要求进行；出油阀紧座的拧紧力矩应大小合适。
5.润滑系的常见故障与排除方法
（1）机油消耗量过大
①故障征象。机油消耗量一般应为柴油消耗量的1%～2%，若大于这一比例，或油底壳中油面下降较快，添加机油的次数较多，都说明机油消耗量过大。机油窜烧时，排气冒蓝烟。
②故障原因：
a.机油窜入燃烧室烧掉［具体原因见（四）9］。
b.从油管接头、油底壳接合面、放油螺塞及曲轴油封等不严密处漏失。
c.以油雾形式从曲轴箱中逸出。
③故障排除方法及注意事项：
a.窜烧机油的故障排除方法见本章（四）9。
b.观察机体外表，尤其是机油可能漏失的部位。消除外漏的方法不能只靠拧紧连接螺栓，同时要注意检查接合面上的密封垫质量。若密封垫损坏或变形老化，则应更换。
c.若发现机油漏失部位在曲轴油封处，除了更换油封外，还要检查主轴承间隙。因为小型柴油机在主轴承间隙过大时，从间隙中就会挤出较多的机油，形成泄漏。
d.若发现曲轴箱大量冒出油雾，则应检查活塞、缸筒组的密封性能及曲轴箱通风装置是否正常，并排除出现的故障。否则，不仅会增加机油以油雾形式散失，还会使机油从曲轴油封和油底壳密封垫处向外挤出，形成破坏性漏失。
（2）机油压力指示器不能升起
①故障征象。柴油机以正常转速运转，但机油压力指示器不能升起。此时拧松机油管接头螺母检查，会出现有油流出和无油流出或流出极少等情况。有油流出，说明机油压力正常，故障部位在机油压力指示器本身；无油流出或流出极少，说明机油压力过低，故障部位在油路中，应立即停机检修。
②故障原因：
a.指示器中活塞与套孔的配合间隙过小，或间隙中有异物，或活塞圆柱面上有机械损伤等，使活塞向上移动受阻，被卡在套孔内。
b.指示器中活塞与套孔严重磨损，泄油严重。
c.指示器杆弯曲变形，卡在杆孔中，活塞不能向上移动。
d.制造加工或安装不妥，使指示器进油口与机油道不通。
e.因机油压力过低，而导致的机油压力指示器不能升起的故障原因及排除方法见本章（四）10。
③故障排除方法及注意事项。彻底检修机油压力指示器，更换或维修失常的零件。
即使是机油压力正常，由于指示器有问题而造成机油压力指示器不能升起，也不要掉以轻心，认为油道压力正常，可以继续行驶。实际上，汽缸罩内气门摇臂等的润滑，就是依靠从指示器中泄漏出来的机油润滑。所以，必须保证机油压力指示器工作正常。
（3）机油温度过高
①故障征象。正常情况下，柴油机工作时，机油温度比冷却水温度低5℃左右，在70～90℃之间。当超过90℃，而且经常比水温还高时，属于机油温度过高现象。
②故障原因：
a.活塞、缸筒组件密封性差，汽缸中的高温燃气窜入油底壳，将机油加热。
b.油底壳油面过高，机油受到连杆大端的激烈搅动而温度升高。
c.油底壳油面过低，机油量少，或机油泵有故障、油道泄漏或堵塞等，造成机油的循环供油量不足，散热不正常而出现过热。
d.有关运动配合件间隙过小，运转中摩擦发热过多，导致机油温度过高。
e.超负荷作业或其他原因导致柴油机过热。
③故障排除方法及注意事项：
a.正确装配和维护缸筒、活塞和活塞环等，保证活塞、缸筒之间的密封良好，减少燃气窜入油底壳。
b.坚持每次启动前检查油底壳油面高度，并采取相应措施排除油底壳油面过高或过低的故障，保证机油量正常。
c.正确装配曲轴与轴瓦等各种运动配合件，保持其合适的配合间隙，并使之在工作中得到正常的润滑。
d.定期清洗保养润滑系统，及时排除油路堵塞、泄漏及机油泵等出现的故障，保证机油的循环流量以散热。
e.工作中负荷要适当，不要长期超负荷。
6.冷却系的常见故障与排除方法
（1）蒸发式水冷却系统水位浮子升不起来
①故障征象。水箱中水位正常，但浮子升不起来。
②故障原因：
a.浮子杆弯曲变形，卡在套孔中。
b.浮子杆与浮子脱开，指示杆无法升起。
c.浮子上下壳胶合处渗水或脱开。
③故障排除方法及注意事项。拆出水位浮子进行检查，若浮子杆弯曲变形，则进行校直；若浮子杆与浮子脱开，则重新装上即可；若浮子渗水或在胶合处脱开，则进行维修或更换浮子。
（2）冷却系漏水
①故障征象。冷却水消耗大，水箱内需经常加水。若补加水不及时，会由于冷却水短缺而导致柴油机过热，甚至出现粘缸、烧瓦等事故。外漏时可发现从机体中往下滴水；内漏则会出现油底壳油面反常升高，或排气冒白烟或喷水现象。
②故障原因：
a.外漏主要是由于放水开关关闭不严、水箱与机体和缸盖水套接合处密封不严、缸垫冲坏或缸体水套外部产生裂纹等所致。
b.内漏主要是由于汽缸阻水圈损坏或失效、缸盖上水道工艺堵头松动、缸套产生裂纹、缸垫冲坏或缸体水套内部产生裂纹等所致。
③故障排除方法及注意事项：
a.放水开关关闭不严时，可考虑更换，若在开关螺纹处漏水，则进一步拧紧，或拆下后在螺纹上涂胶后装复。
b.缸垫冲坏应换新件。
c.阻水圈漏水，亦应更换新件，且更换时应认真检查。若阻水圈环槽和装配件有损伤或锈迹、污物时，应首先进行修整和清除，以防换新阻水圈后依然漏水。
d.缸盖上水道工艺堵头密封不严漏水时，可涂耐水密封胶堵漏；若是因松动漏水，则可用小锤予以铆紧。
e.缸体外部裂纹漏水，可视情况进行粘补或焊修；内部裂纹漏水难以进行机械维修，可在水箱中加入适量的“方儿茶”（中药店有售）堵漏。缸体裂纹严重时，可考虑更换新件。
（四）柴油机整机常见故障与排除
1.柴油机启动困难或启动不起来
故障征象：按正确操作步骤多次启动柴油机，汽缸内没有爆发声或启动非常困难。
故障原因、检查时可能出现的现象及排除方法见表4-1。
表4-1 柴油机启动困难的原因、现象及排除方法
表4-1 柴油机启动困难的原因、现象及排除方法（续）-1
2.功率不足
故障征象：柴油机工作乏力，稍有负荷排气管即冒黑烟。
故障原因、检查时可能出现的现象及排除方法见表4-2。
表4-2 柴油机功率不足的原因、现象及排除方法
表4-2 柴油机功率不足的原因、现象及排除方法（续）-1
3.排气冒烟
故障征象：柴油机在正常工作条件下，排气冒黑烟、蓝烟或白烟。
故障原因、检查时可能出现的现象及排除方法见表4-3。
表4-3 柴油机排气不正常的原因、现象及排除方法
表4-3 柴油机排气不正常的原因、现象及排除方法（续）-1
表4-3 柴油机排气不正常的原因、现象及排除方法（续）-2
4.柴油机运转不稳
故障征象：柴油机工作时，转速忽高忽低（可听到），机器发生震动，动力不能充分发挥。
故障原因、检查时可能出现的现象及排除方法见表4-4。
表4-4 柴油机运转不稳的原因、现象及排除方法
5.柴油机运转中有不正常响声
故障征象：柴油机运转中出现不正常响声，如“当、当……”的敲缸声、各种金属敲击声等。
故障原因、检查时可能出现的现象及排除方法见表4-5。
表4-5 柴油机运转中有不正常响声的原因、现象及排除方法
表4-5 柴油机运转中有不正常响声的原因、现象及排除方法（续）-1
6.柴油机过热
故障征象：冷却水箱开锅，机体温度过高。
故障原因、检查时可能出现的现象及排除方法见表4-6。
表4-6 柴油机过热的原因、现象及排除方法
7.柴油机突然自行熄火
故障征象：正常运转的柴油机突然自行熄火。
故障原因、检查时可能出现的现象及排除方法见表4-7。
表4-7 柴油机突然自行熄火的原因、现象及排除方法
8.飞车
故障征象：柴油机转速飞快上升，不能控制。
遇到柴油机发生“飞车”故障时，务必立即采取紧急熄火措施：首先关死油门，并迅速拧松高压油管接头螺母，彻底切断燃油供给；如果“飞车”是由于燃烧机油所造成，可迅速卸去空气滤清器顶罩，用方便、顺手的物体堵死进气管口，使发动机实现紧急熄火；若采取以上措施均无效时，可打开减压装置，使发动机减压熄火，但这种方法容易造成气门弹簧、顶杆等零件折断，只在不得已时采用。
故障原因、检查时可能出现的现象和排除方法见表4-8。
表4-8 柴油机飞车的原因、现象及排除方法
9.窜烧机油
故障征象：窜烧机油，排气冒蓝烟、机油消耗量大，积炭严重，零件磨损快，柴油机性能下降等。
故障原因、检查时可能出现的现象及排除方法见表4-9。
表4-9 柴油机窜烧机油的原因、现象及排除方法
表4-9 柴油机窜烧机油的原因、现象及排除方法（续）-1
10.机油压力不足
故障征象：机油压力不足，机油压力指示器不能升起，润滑不良，摩擦消耗的功率多，功率不足。严重时，会造成轴瓦烧坏（俗称“烧瓦”）故障。
故障原因、检查时可能出现的现象及排除方法见表4-10［其中因机油压力指示器故障造成的机油压力指示器不能升起的原因见表4-9（7）］。
表4-10 柴油机机油压力不足的原因、现象及排除方法
表4-10 柴油机机油压力不足的原因、现象及排除方法（续）-1
（五）故障诊断与排除中应注意的问题
诊断并排除故障，是一项技术性很强的工作。机手个人感官的感受水平、实际经验的多少以及对柴油机构造原理的掌握程度等，是正确识别故障的决定性因素。要想彻底根除某一故障，必须找出最本质的故障原因，予以彻底排除，不能只停留在表面上。例如，经过诊断发现汽缸压缩力不足，是由于汽缸套磨损造成的，但汽缸套的磨损却有可能是由于曲轴轴向位置变动引起的。如果仅仅只更换缸套，虽然汽缸压缩力一时得到恢复，但由于曲轴轴向位置不正确，这一故障的根本原因没有被消除，新缸套又会剧烈磨损，汽缸压缩力又会很快下降。
诊断并排除故障时，机手应灵活运用故障诊断的原则和方法，并应在平时使用中，掌握柴油机技术状态正常时的各种征象，如温度、各部位的声响、排气烟色等，只有这样，才能在柴油机一旦出现异常现象时就会及时发现，并做出相应的处理。若到异常现象严重时再处理，就会造成很大的浪费，还有可能导致机器的损伤和人员的伤亡。
诊断和排除故障时，切忌在不懂柴油机的构造和工作原理的情况下乱拆乱卸。乱拆乱卸，一是浪费时间；二是并不一定能找到故障的真正原因并排除；三是柴油机上的某些运动配合件，在乱拆乱卸重新装配后，原有的配合间隙及配合状态等必将遭到破坏，需要重新进行磨合。这会降低有关零部件的使用寿命。
诊断、排除故障和维修有关零部件时，常需要一些专用工具、量具和试验仪器等，而作为一般的柴油机机手来说，并不具备这些条件。所以，有些故障的排除及零件的修复，要到专业修理厂进行。如没有厚薄规，就不要试图调整气门间隙；没有扭力扳手就不要去拆卸拧动缸盖螺栓、连杆螺栓；没有喷油泵试验台，一般也不要去乱动喷油泵等。否则，无法保证维修质量。
本书只就一些常见故障及其原因作了简单的描述。实际使用中，由于各地使用情况不同，各生产厂家的产品质量参差不齐，各机型构造上又有差异，使柴油机可能出现的故障比上述还多，还复杂。机手须在充分了解和掌握自己机器构造和工作原理的前提下，对出现的具体故障进行具体分析，才能正确排除故障，充分发挥柴油机的效能。