四沖程柴油機的工作原理

1、四沖程柴油機的工作原理作者：本站 來源：本站原創(chuàng) 發(fā)布時間：2008-3-21 9:36:40 收 藏評 論四沖程柴油機的丁作原理柴汕機的工作是由進氣、壓縮、燃燒膨脹和排氣這四個過程來完成的，這四個過程構(gòu)成了一個工作循壞。 活塞定四個過程才能完成一個工作循環(huán)的柴汕機稱為四沖程柴汕機?，F(xiàn)對照下面的動畫了說明它的工作理 原。一. 進氣沖程第一沖程進氣，它的任務(wù)是使氣缸內(nèi)充滿新鮮空氣。當進氣沖程開始時，活塞位于上止點，氣缸 內(nèi)的燃燒室中還留有一些廢氣。當曲軸旋轉(zhuǎn)肘，連桿使活塞由上止點向下止點移動，同時，利用與曲軸相聯(lián)的傳動機構(gòu)使進氣閥打開。隨著活塞的向下運動，氣缸內(nèi)活塞上而的容積逐漸增大：造成氣缸內(nèi)

2、的空氣壓力低丁進氣管內(nèi)的壓力, 因此外血空氣就不斷地充入氣缸。進氣過程中氣缸內(nèi)氣體壓力隨著氣缸的容積變化的情況如動畫所示。圖屮縱坐標表示氣體壓力p ,橫 坐標表示氣缸容積vh （或活塞的沖s）,這個圖形稱為示功圖。圖中的壓力曲線表示柴油機工作時，氣 缸內(nèi)氣體壓力的變化規(guī)律。從土小我們可以看出進氣開始，由于存在殘余廢氣，所以稍高于大氣壓力po。 在進氣過程中由于空氣通過進氣管和進氣閥時產(chǎn)生流動阻力，所以進氣沖程的氣體壓力低于人氣壓力，其 值為0 . 0 8 50 . 0 9 5 m p a ,在整個進氣過程中，氣缸內(nèi)氣體壓力大致保持不變。當活塞向下運動接近下止點時，沖進氣缸的氣流仍具有很高的速度

3、，慣性很大，為了利用氣流的慣性 來提窩充氣量，進氣閥在活塞過了下止點以后才關(guān)閉。雖然此時活塞上行，但由于氣流的慣性，氣體仍能 充入氣缸。二. 壓縮沖程第二沖程一壓縮。壓縮時活塞從下止點間上止點運動，這個沖程的功用有二，一是提高空氣的溫度, 為燃料自行發(fā)火作準備：二是為氣體膨脹作功創(chuàng)造條件。當活塞上行，進氣閥關(guān)閉以后，氣缸內(nèi)的空氣受 到壓縮，隨著容積的不斷細小，空氣的壓力利溫度也就不斷升髙，壓縮終點的圧力利濕度與空氣的壓縮程 度冇關(guān)，即與壓縮比冇關(guān)。一般壓縮終點的壓力和溫度為：pc=48mpa,tc=750950k。柴汕的自燃溫度約為5 4 3 5 6 3 k,壓縮終點的溫度耍比柴汕自燃的溫度高

4、很多，足以保證噴入 氣缸的燃汕口行發(fā)火燃燒。噴入氣缸的柴油，并不是立即發(fā)火的，而且經(jīng)過物理化學變化之后才發(fā)火，這段時間大約有0. 0 0 10. 0 0 5秒，稱為發(fā)火延遲期。因此要在曲柄轉(zhuǎn)至上止點前1 03 5。曲柄轉(zhuǎn)角時開始將霧化的 燃料噴入氣缸，并使曲柄在上止點后51 0。時，在燃燒室內(nèi)達到最高燃燒壓力，迫使活塞向下運動。4f*-va一三. 燃燒膨脹沖程第三沖程燃燒膨脹。在這個沖程開始時，大部分噴入燃燒室內(nèi)的燃料都燃燒了。燃燒時放出大最 的熱量，因此氣體的斥力和溫度便急劇升窩，活塞在窩溫窩斥氣體作用下向下運動，并通過連稈使曲軸轉(zhuǎn)動，對外作功。所以這一沖程乂叫作功或工作沖程。隨著活塞的下行

5、，氣缸的容積增人，氣體的壓力下降，工作沖程在活塞行至下止點，排氣閥打開時結(jié) 束。在動畫中，工作沖程的壓力變化這條線上升部分表示燃料在氣缸內(nèi)燃燒時壓力的急劇升高,最高點表 示最高燃燒壓力pz,此點的壓力和溫度為：pz=6 15mpa,tz = 1800 2200k最高燃燒壓力與壓縮終點壓力z比（pz/pc）,稱為燃燒時的壓力升高比，用九表示。根據(jù)柴汕機類 型的不同,在最大功牢時入值的范圍如下:x=pz / pc=1.22.5。四. 排氣沖程第四沖程排氣。排氣沖程的功用是把膨脹后的廢氣排出去，以便充填新鮮空氣，為下一個循環(huán)的 進氣作準備。當工作沖程活塞運動到下止點附近時，排氣閥開起，活塞在曲軸和連

6、桿的帶動下，由下止點 向上止點運動，并把廢氣排出氣缸外。由于排氣系統(tǒng)存在著阻力，所以在排氣沖程開始時，氣缸內(nèi)的氣體 壓力加比大氣壓力高0. 0 2 5 0. 0 3 5 mp a，其溫度t b = 1 0 0 01 2 0 0 k。為了減少排 氣時活塞運動的阻力，排氣閥在下止點前就打開了。排氣閥一打開，具有一定壓力的氣休就立即沖出缸外, 缸內(nèi)壓力迅速下降，這樣當活塞向上運動時，氣缸內(nèi)的廢氣依靠活塞上行排出去。為了利用排氣時的氣 流慣性使廢氣排出得干凈，排氣閥在上止點以后才關(guān)閉。在動畫中，排氣沖程曲線表示在排氣過程中，缸內(nèi)的氣體壓力兒乎是不變的，但比大氣壓力稍高一些。 排氣沖程終點的圧力pr約為0.1050.115mpa,殘余廢氣的溫度pr約為850960k。山于進、排氣閥都是早開晩關(guān)的；所以在排氣沖程之末和進氣沖程之初，活塞處于上止點附近時，有一段時間進、排氣閥同時開起，這段時間用曲軸轉(zhuǎn)角來表示，稱為氣閥璽迭角。排氣沖程結(jié)束z后,乂開始了進氣沖程，于是整個工作循環(huán)就依照上述過程重復進行。由于這種柴油 機的工作循環(huán)由四個活塞沖程即曲軸旋轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)完成的，故稱