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1、四冲程柴油机的工作原理发布: | 作者:| 来源: guanyanxiao | 查看:2734 次 | 用户关注四冲程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。现对照下面的动画了说明它的工作理原。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 四冲程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
2、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。现对照下面的动画了说明它的工作理原。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化的情况如动画所示。图中纵 坐标表示气体压力P,横坐标表示气缸容积Vh （或活塞的冲
3、S）,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Po。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0. 0850. 095MP&,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，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。压缩时活塞从下止点间上止点运动，这个冲程
4、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：Pc = 48MPa,Tc = 750950K。柴油的自燃温度约为5 4 3 5 6 3 K，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0.001o. 0 0 5秒，称为发火延迟期。因此，要在曲柄 转至上
5、止点前103 5曲柄转角时开始将雾化的燃料喷入气缸，并使曲柄在 上止点后510时，在燃烧室内达到最高燃烧压力，迫使活塞向下运动。ZPvhVa-馆子开发社区 DiBF.nec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
6、点表示最高燃烧压力Pz,此点的压力和温度为：Pz = 6 15MPa,Tz = 1800 2200K最高燃烧压力与压缩终点压力之比（Pz/Pc），称为燃烧时的压力升高比， 用入表示。根据柴油机类型的不同，在最大功牢时入值的范围如下：入二Pz / Pc = 1.22.5。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0. 0 2 5 0.
7、 0 3 5 MPa，其温度Tb = 1 0 0 012 0 0K。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Pr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。在四冲程柴油机的四个冲程中，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。
