作者：孔祥峰
发动机是一种把化学能转化为机械能的机器。当越来越多的私家车进入千家万户的时候，发动机其实也和我们变得越来越近。回顾发动机产生和发展的历史，它经历了蒸汽机、外燃机、内燃机三个发展阶段。简单的说，柴油发动机就是利用柴油作为燃料来输出动力的内燃机。
一般来讲，柴油发动机包括燃油供给、润滑、冷却、启动四大系统。它主要由机体、机座、启动器、喷油泵、主轴、曲轴、凸轮轴、气缸盖、缸体、活塞、滤清器、油箱、冷却水箱及各种管路等部件组成。
其实柴油发动机与汽油发动机一样，每个工作循环先后经历吸气、压缩、做功、排气四个冲程。柴油发动机气缸中的油气混合物是压燃形式，这也是与汽油发动机的根本区别。在气缸中，有一套由活塞、连杆、曲柄组成的滑块机构。活塞在气缸里做往复运动，而在曲柄处就被转化为旋转动态运动。在活塞向下运动时，进气阀被打开，外部的新鲜空气被吸入缸内，换句话说就是发动机在呼吸，在反向冲程的时候，进气阀和排气阀都会关闭，气缸内的空气得到压缩。在压缩冲程的时候活塞会对空气做功，这时空气的温度达到550℃，压力约10公斤，将会达到并超过柴油自燃点，然后雾化状态的柴油喷入到这个压缩的空气中，燃油得到挥发，然后就会进行不可控的自燃爆炸，其结果就是压力和温度达到很高的程度，此时瞬间温度2500℃，压力约50公斤。高能量的油气混合物会将活塞向下推动，高温空气就会对活塞做功，而油气的燃烧能量被转化为活塞的机械能量。作为系统的惯性，活塞会再次向上运动，此时排气阀会被打开，燃烧后的废气就会被排出缸外，然后再次重复进气冲程。这样一次又一次的重复四个冲程，以便得到持续的动力输出。在活塞的顶部有一个碗状造型凹面，这个造型能使空气产生高速旋转，这一设计可以让喷入的雾化燃料高效的与空气结合，从而使机器充分做功。
部分结构 活塞 曲轴结构 中天门柴油机
由于柴油发动机输出功率大覆盖率广、经济性能好，所以它被广泛应用于大型柴油汽车上。我们知道，任何一条客运索道除了正常的主驱动系统外，都必须至少配备一套紧急驱动系统，也就是所谓的辅助驱动。中天门索道采用的是柴油发动机作为紧急动力输出模式，在失去动力电源或者主驱动设备（如主电机、减速机）出现故障时，就可以启动柴油发动机，临时在低速状态下紧急将线路乘客安全运送至站内。
中天门索道柴油发动机为康明斯6CTA8.3型号6缸发动机，输出功率为230马力，排量8.3升。于2000年随驱动设备一起安装在动力室，到目前为止已经间断累计运转了近210个小时，除有一次因电瓶馈电影响启动外，期间未出现过任何大的故障。作为保障索道正常运行的最后一道安全防线，我们的维护视线不能局限于定期更换部件和润滑油，更应当在“治未病”上加大力度，尽量能从隐藏的故障萌芽来及时判断、扼杀，从而有效提高柴油机使用效率，不至于关键时刻掉链子。
现以泰山中天门索道为例，对柴油机作以下简单了解。
因为柴油发动机没有点火器，是靠压燃启动，如果想让柴油机由静止状态变为运转状态，首先要给柴油机施加一个外力，让曲轴转动起来，才能得到初始的吸气、压缩、燃烧、排气过程产生动力，使发动机连续不断的循环运转。我们将控制盘上的驱动模式钥匙开关切换到紧急驱动状态，启动柴油机点火开关，这时储存在充电电池里的直流24V电压作为电源①，用专用的直流启动电动机②带动齿轮，通过离合器与安装在曲轴上的飞轮齿圈快速啮合起来，拖动发动机曲轴旋转，将发动机发动起来。同时，新鲜的空气通过空气滤清器⑩再通过吸气阀进入到某一气缸。将空气压缩后，发动机底部油箱③中的柴油，通过泵油器④，进入到燃油过滤器⑤，进入油水分离器⑥（因为水的比重大于柴油的比重，在分离器中，水沉积在底部，所以在检查维护时，只需打开分离器底部的阀门就可以进行冷凝水放水处理），然后柴油被吸入到高压输油泵⑦。在高压输油泵左侧内部，有一个由曲轴带动的齿轮泵对柴油进行高压输出，这也是高压输油的动力来源。在高压输油泵的内部，同样有一个由曲轴带动的凸轮轴，在凸轮轴上排列安装有6个（根据缸体的个数）不同角度的凸轮块，在凸轮轴的转动下，与每个活塞的不同冲程严密对应，计算出该哪一个油嘴需要喷油。同样的道理，在气缸盖的内部⑧，安装着由曲轴带动并排列有12个凸轮的凸轮轴（每个缸体包括一个吸气、一个排气，共六组），凸轮轴的转动对应着是某一个气缸吸气或进气的关闭、打开。每个活塞做完功后都要进入下一个冲程——排气冲程，废气经过排气阀再通过排气筒⑨进入消音器后，排出到室外，其中，有一部分废气进行了二次利用，驱动涡轮增压器对新进入的空气进行增压，以此增大空气量提高燃烧质量和动力。连续不断的做功，使曲轴连续不断的朝着同一方向旋转，在发动机的输出端如果增加一个齿轮泵，带动齿轮泵将液压油以高压的喷射出去，将机械能转换为液压能，再利用喷射出去的高压油驱动液压马达转动，将液压能转换为机械能，消耗掉能量的低压由返回到油箱，这就是形成了我们的紧急驱动系统。作为柴油机的润滑系统，同样来自安装在机油箱内部的齿轮泵，在曲轴转动下，齿轮泵输出高压机油，流转于整个系统，对系统完成润滑、冷却、清洗等工序后重新回到油箱。
柴油发动机的日常保养：
1.进行维护保养前，要先拆开与电池的接线并对电容放电，拆开启动电机的接线，以免意外启动柴油机。
2.如果柴油机在运行过程中冷却剂（防冻液）过热，必须先等柴油机降温后再慢慢打开过滤器盖来释放冷却系统的压力。
3.空载运转时，建议分三个阶段完成，低速、中速、高速各5分钟最后达到2200转/分钟。
4.检查润滑油的浓度，液面的允许范围，是否存在突然减少或增加。
5.检查皮带的张力和使用情况。
6.每100至250小时，更换柴油滤清器，每200至250小时更换润滑机油及滤清器，每300至400小时更换空气滤清器。
7.定期放水、排气，检查密封情况。
8.运行中仔细听柴油机是否有明显噪音，检查排除的废气烟雾的颜色。
9.检查对电瓶的反向充电是否正常，电瓶是否馈电。
柴油发动机常见故障：
1.检查润滑油液面时，如果发现突然增多，说明进入了柴油或者是冷凝水（比如排除的烟雾颜色发生变化或者表现为压力降低），如果突然减少，说明存在泄漏，要进一步查找原因。
2.冬季低温天气下，燃油粘度相对增大，可能影响启动甚至启动困难。
3.长期存放的燃油会发生污染、变质、降低性能，进入油路后会堵塞输油泵，不能正常为发动机提供雾化油，因此可能会发生干打火不启动的现象。
4.如果冷却系统出现故障或者冷却液过少，柴油机在长时间运行中可能会发生熄火现象，这是因为气缸内部温度过高，使活塞的活塞环与气缸内壁粘连，活塞不能运动造成。
5.如果润滑系统故障或者缺机油，造成滑动轴承干摩擦，最终会曲轴抱死而无法启动。
6.如果气缸内部进入了冷却液或冷凝水，柴油机启动会很困难，检查时，转动启动钥匙开关，同时打开水箱盖看是否有气泡冒出。
7.如果柴油机能正常启动，但在启动一段时间后，温度上升后便熄火再启动时困难，说明高压输油泵柱塞部件磨损，大部分燃油泄漏导致启动燃油不足而无法启动。
