柴油机在工作过程中能输出动力，除了直接将燃料的热能转变为机械能的燃烧室和曲柄连杆机构外，还必须具有相应的机构和系统予以保证，并且这些机构和系统是互相联系和协调工作的。不同类型和用途的柴油机，其机构和系统的形式不同，但其功用基本一致。柴油机主要由机体组件与曲柄连杆机构、配气机构与进排气系统、燃油供给与调速系统、润滑系、冷却系、起动装置等机构和系统组成(如图2-4所示)。
机体组件主要包括气缸体、气缸盖和曲轴箱等。它是柴油机各机构系统的装配基体，而且其本身的许多部位又分别是柴油机曲柄连杆机构、配气机构与进排气系统、燃油供给与调速系统、润滑系统和冷却系统的组成部分。例如，气缸盖与活塞顶共同形成燃烧室空间，不少零件、进排气道和油道也布置在它上面。
热能转变为机械能，需要通过曲柄连杆机构来完成。此机构是柴油机的主要运动件，由活塞、连杆、曲轴、飞轮和曲轴箱等组成。在柴油燃烧时，活塞承受气体膨胀的压力，并通过连杆使曲轴旋转，将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动，并对外输出动力。
配气机构由气门组(进气门、排气门、气门导管、气门座和气门弹簧等)及传动组(挺柱、挺杆、摇臂、摇臂轴、凸轮轴和正时齿轮等)组成，进排气系统是由空气滤清器、进气管、排气管与消声器等组成，配气机构与进排气系统的作用是按一定要求，适时地开启和关闭进、排气门，排出气缸内的废气和吸入新鲜空气，保证柴油机换气过程顺利进行。
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