四沖程柴油機(jī)工作原理

問題引導(dǎo)1、大家說一說四沖程柴油機(jī)是那四個沖程？先后順序是什么？2、不同的沖程中，氣門的狀態(tài)是什么樣的？3、各沖程的作用是什么？第一頁，共30頁。一、常用概念活塞行程上止點下止點

活塞在氣缸內(nèi)上下運(yùn)動時，活塞頂部能達(dá)到的最高位置，叫做上止點。

活塞頂部能達(dá)到的最低位置，叫做下止點。

活塞從上止點移動到下止點或從下止點移動到上止點時，所走過的距離叫做活塞行程（又叫沖程）。第二頁，共30頁。一、常用概念第三頁，共30頁。（一）上止點：活塞在氣缸內(nèi)上下運(yùn)動時，活塞頂部能達(dá)到的最高位置，叫做上止點。（二）下止點：活塞頂部能達(dá)到的最低位置，叫做下止點。（三）活塞行程：活塞從上止點移動到下止點或從下止點移動到上止點時，所走過的距離叫做活塞行程（又叫沖程）。一、常用概念第四頁，共30頁。二、四沖程柴油機(jī)的工作原理凡活塞在氣缸內(nèi)運(yùn)行，經(jīng)進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣四個沖程完成一次工作循環(huán)的柴油機(jī)統(tǒng)稱為四沖程柴油機(jī)。第五頁，共30頁。四沖程柴油機(jī)工作原理——初始狀態(tài)排氣門高壓油泵進(jìn)氣門噴油嘴活塞第六頁，共30頁。排氣門高壓油泵進(jìn)氣門噴油嘴活塞四沖程柴油機(jī)工作原理——進(jìn)氣沖程第七頁，共30頁。排氣門高壓油泵進(jìn)氣門噴油嘴活塞四沖程柴油機(jī)工作原理——進(jìn)氣沖程第八頁，共30頁。四沖程柴油機(jī)工作原理——進(jìn)氣沖程排氣門高壓油泵進(jìn)氣門噴油嘴活塞第九頁，共30頁。3、四沖程柴油機(jī)的工作原理：（1）進(jìn)氣沖程：進(jìn)氣沖程前，活塞位于上止點，此時進(jìn)、排氣門均關(guān)閉。由于外力的作用，曲軸旋轉(zhuǎn)，通過連桿帶動活塞由上止點向下運(yùn)行，同時進(jìn)氣門打開。隨著活塞的下行，外部新鮮空氣被吸入氣缸。當(dāng)活塞運(yùn)行到下止點時，進(jìn)氣門關(guān)閉，進(jìn)氣沖程結(jié)束，曲軸旋轉(zhuǎn)半周。第十頁，共30頁。排氣門高壓油泵進(jìn)氣門噴油嘴活塞四沖程柴油機(jī)工作原理——壓縮沖程第十一頁，共30頁。排氣門高壓油泵進(jìn)氣門噴油嘴活塞四沖程柴油機(jī)工作原理——壓縮沖程第十二頁，共30頁。排氣門高壓油泵進(jìn)氣門噴油嘴活塞四沖程柴油機(jī)工作原理——壓縮沖程第十三頁，共30頁。（2）壓縮沖程：進(jìn)氣沖程結(jié)束后，由于外力帶動曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，使活塞由下止點上行，此時進(jìn)、排氣門均關(guān)閉。隨著活塞的上行，氣缸內(nèi)工作容積減小，新鮮空氣被壓縮，壓力和溫度隨著升高。當(dāng)活塞運(yùn)行到上止點時，壓縮沖程結(jié)束，曲軸又旋轉(zhuǎn)半周。第十四頁，共30頁。壓縮終了時，氣缸內(nèi)氣體溫度達(dá)到500～750°C(而柴油的自燃溫度為200～300°C），壓力約為30～50公斤/厘米2，為燃燒膨脹沖程做好了準(zhǔn)備。

特別提示：第十五頁，共30頁。乙醚燃燒試驗

實驗證明：當(dāng)外界溫度達(dá)到某種物質(zhì)的自燃點時，此物質(zhì)不需要用明火點燃即可自行著火燃燒，這種現(xiàn)象我們稱之為自燃。第十六頁，共30頁。排氣門高壓油泵進(jìn)氣門噴油嘴活塞四沖程柴油機(jī)工作原理——做功沖程第十七頁，共30頁。排氣門高壓油泵進(jìn)氣門噴油嘴活塞四沖程柴油機(jī)工作原理——做功沖程第十八頁，共30頁。排氣門高壓油泵進(jìn)氣門噴油嘴活塞四沖程柴油機(jī)工作原理——做功沖程第十九頁，共30頁。（3）燃燒膨脹沖程（做功沖程）：在壓縮沖程即將結(jié)束時，噴油嘴將霧化良好的柴油噴入氣缸燃燒室內(nèi)，它與高溫、高壓的新鮮空氣接觸后便發(fā)生著火燃燒，此時產(chǎn)生大量熱能，使氣缸內(nèi)的溫度和壓力急劇升高，高溫高壓的氣體推動活塞向下運(yùn)行，通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，當(dāng)活塞運(yùn)行到下止點時，做功沖程結(jié)束，曲軸又旋轉(zhuǎn)半周。第二十頁，共30頁。特別提示：在燃燒膨脹過程中，氣缸內(nèi)氣體的最高溫度可達(dá)1700～2000°C，最高壓力為60～90公斤/厘米2

，所以能以強(qiáng)大的推力推動活塞向下運(yùn)行。第二十一頁，共30頁。排氣門高壓油泵進(jìn)氣門噴油嘴活塞四沖程柴油機(jī)工作原理——排氣沖程第二十二頁，共30頁。排氣門高壓油泵進(jìn)氣門噴油嘴活塞四沖程柴油機(jī)工作原理——排氣沖程第二十三頁，共30頁。排氣門高壓油泵進(jìn)氣門噴油嘴活塞四沖程柴油機(jī)工作原理——排氣沖程第二十四頁，共30頁。（4）排氣沖程：當(dāng)做功沖程結(jié)束后，氣缸內(nèi)充滿著柴油燃燒后的廢氣，活塞在曲軸旋轉(zhuǎn)慣性的作用下，由連桿帶動自下向上運(yùn)行，此時排氣門打開。隨著活塞的上行，氣缸內(nèi)的廢氣經(jīng)排氣門排出。當(dāng)活塞運(yùn)行到上止點時，排氣門關(guān)閉，排氣沖程結(jié)束，曲軸又旋轉(zhuǎn)半周。至此，四沖程柴油機(jī)完成一個工作循環(huán)。第二十五頁，共30頁。至此，四沖程柴油機(jī)經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣四個沖程，向外輸出一次功率，完成一個工作循環(huán)。第二十六頁，共30頁。三、需要注意的幾個問題（一）在四沖程柴油機(jī)工作過程中，只有燃燒膨脹沖程是對外做功的（即熱能變?yōu)闄C(jī)械能），其余三個沖程都是消耗功的輔助沖程。（二）柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，開始時必須用外力將曲軸轉(zhuǎn)動，使氣缸進(jìn)行進(jìn)氣及壓縮沖程，當(dāng)在做功沖程后，依靠曲軸和飛輪儲存的能量，使以后的沖程得以繼續(xù)進(jìn)行。

(四)要注意四沖程和四缸的區(qū)別：四沖程是指柴油機(jī)完成一次工作循環(huán)對外輸出一次能量要經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹和排氣四個沖程，屬時間概念；而四缸是指柴油機(jī)有四個氣缸，是空間概念。（三）注意柴油機(jī)和汽油機(jī)燃料著火方式的不同：柴油機(jī)用的是“壓燃”，汽油機(jī)用的是“點燃”方式