知識(shí)點(diǎn)三 柴油機(jī)工作原理

《船舶操縱》

知識(shí)點(diǎn)：柴油機(jī)工作原理

柴油機(jī)工作原理

柴油機(jī)的基本工作原理是采用以壓縮發(fā)火的方式使燃料在氣缸內(nèi)部燃燒，以高溫高壓的燃?xì)夤べ|(zhì)在氣缸中膨脹推動(dòng)活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，再通過(guò)活塞-連桿-曲柄機(jī)構(gòu)將往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)工作機(jī)械。根據(jù)上述原理，燃油在柴油機(jī)氣缸中燃燒作功必須通過(guò)進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹（作功）、排氣四個(gè)過(guò)程才能實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)這四個(gè)過(guò)程就作功一次，也就是完成了一個(gè)工作循環(huán)，如果這四個(gè)過(guò)程分別在活塞的四個(gè)沖程中完成的就稱(chēng)為四沖程柴油機(jī)，如果這四個(gè)過(guò)程分別在活塞的兩個(gè)沖程中完成的就稱(chēng)為二沖程柴油機(jī)。

四沖程柴油機(jī)工作原理及特點(diǎn)

（1）四沖程柴油機(jī)工作原理

四沖程柴油機(jī)完成二次能量轉(zhuǎn)換，即完成一次工作循環(huán)，理論上必須經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)熱力過(guò)程:①第一沖程——進(jìn)氣過(guò)程，活塞從上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)，空氣進(jìn)入氣缸。②第二沖程——壓縮過(guò)程，活塞從下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)，工質(zhì)在氣缸內(nèi)被壓縮。③第三沖程——作功（燃燒膨脹）過(guò)程，活塞從上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)，工質(zhì)在氣缸內(nèi)燃燒膨脹。④第四沖程——排氣過(guò)程，活塞從下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)，廢氣從氣缸內(nèi)排出。（2）四沖程柴油機(jī)的工作特點(diǎn)

①一個(gè)工作循環(huán)在曲軸轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)內(nèi)完成，每一個(gè)過(guò)程都約占一個(gè)活塞沖程。

②在曲軸轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)過(guò)程中，進(jìn)氣閥、排氣閥、噴油器均只啟閉一次，因此凸輪軸轉(zhuǎn)速比曲軸慢一半。凸輪軸轉(zhuǎn)速與曲軸轉(zhuǎn)速比為1∶2。

③每一工作循環(huán)中，只有作功沖程才對(duì)外作功，其余的三個(gè)沖程都是輔助沖程，并且要消耗一定的功率。

④四沖程柴油機(jī)與二沖程柴油機(jī)在結(jié)構(gòu)上差別：a二沖程柴油機(jī)不設(shè)進(jìn)氣閥。b二沖程柴油機(jī)氣缸套設(shè)有氣口。c二沖程柴油機(jī)增加了掃氣泵。

二沖程柴油機(jī)工作原理及特點(diǎn)二沖程柴油機(jī):通過(guò)活塞的兩個(gè)行程來(lái)完成一個(gè)工作循環(huán)的柴油機(jī)稱(chēng)為二沖程柴油機(jī)。在二沖程柴油機(jī)中，在氣缸下部開(kāi)設(shè)掃、排氣口或設(shè)掃氣口-氣閥，并專(zhuān)門(mén)設(shè)置一個(gè)掃氣泵。掃氣泵附設(shè)在柴油機(jī)的一側(cè)，它的轉(zhuǎn)子由柴油機(jī)帶動(dòng)，先將空氣吸入泵內(nèi)壓縮，經(jīng)壓縮后的空氣儲(chǔ)存在具有較大容積的掃氣箱中，并在掃氣箱中保持一定的壓力，使壓力提高到高于大氣壓力，在活塞下行打開(kāi)掃氣口時(shí)，再?gòu)膾邭饪谶M(jìn)入氣缸驅(qū)掃廢氣，使廢氣從排氣口（閥）排出，進(jìn)氣與排氣同時(shí)進(jìn)行，完成氣缸內(nèi)的排氣和進(jìn)氣過(guò)程。直到活塞上行關(guān)閉掃氣口為止，因此能使柴油機(jī)的排氣和進(jìn)氣過(guò)程縮減到只占活塞行程的很少一部分。二沖程柴油機(jī)的進(jìn)氣和排氣過(guò)程統(tǒng)稱(chēng)為換氣過(guò)程，換氣過(guò)程是在膨脹行程末和壓縮行程初這一較短的時(shí)間內(nèi)完成的。（1）二沖程柴油機(jī)工作原理①第一沖程:掃氣和壓縮過(guò)程第一階段——掃氣第二階段——過(guò)后排氣第三階段——壓縮②第二沖程:作功、排氣和掃氣過(guò)程第一階段——作功第二階段——自由排氣第三階段——掃氣（2）二沖程柴油機(jī)的特點(diǎn)①工作循環(huán)在活塞的兩個(gè)沖程即曲柄轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)內(nèi)完成，掃氣過(guò)程時(shí)間短，需要設(shè)掃氣泵來(lái)提高進(jìn)氣壓力以提高換氣質(zhì)量，不設(shè)進(jìn)氣閥甚至不設(shè)排氣閥，只在氣缸套上開(kāi)排氣口，使結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單