本文格式為Word版，下載可任意編輯——柴油發動機的工作原理

柴油發動機的工作原理

柴油機是以柴油作燃料的壓燃式內燃機。工作時，空氣在氣缸內被壓縮而溫度升高，定時噴入氣缸的柴油自行著火燃燒，產生高溫、高壓的燃氣，燃氣膨脹推動活塞做功，將熱能轉變為機械功。柴油機的工作循環由進氣、壓縮、噴油著火燃燒、膨脹做功和排氣等過程組成。這些過程可以由四沖程柴油機來實現，也可由二沖程柴油機來實現。

（一）四沖程柴油機（非增壓）的基本工作原理

用四個行程，曲軸回轉兩周完成一個工作循環的柴油機稱四沖程柴油機。工作時活塞作往復直線運動，曲軸作旋轉運動。活塞改變運動方向的瞬時位置稱止點（死點），止點處的活塞瞬時運動速度為零。離曲軸中心最遠的止點稱上止點，最近的止點稱下止點。

1．進氣行程

活塞從上止點下行，進氣閥開啟。由于活塞下行的抽吸作用，新鮮空氣充入氣缸。為了能充入更多的空氣，進氣閥一般在上止點前提前開啟，在下止點后延遲關閉，進氣閥開啟的延續角度約為220-250度。2．壓縮行程

活塞從下止點上行，進、排氣閥均關閉。上行的活塞對缸內的空氣進行壓縮，使其溫度和壓力均不斷升高。壓縮終點的壓力約為3-6mpa,溫度約為500-700℃，在上止點（壓縮終點）附近，燃油經噴油器以霧化的狀態噴入燃燒室，并在高溫高壓空氣的作用下，開始自行發火燃燒。3．膨脹行程

活塞由上止點向下運動，進、排氣閥均關閉。在此行程的初期，燃燒仍在繼續猛烈地進行，使缸內的壓力和溫度都急劇升高，其最大值分別可達6-9mpa,和1500-2000℃左右。高溫高壓

燃氣膨脹推動活塞下行做功，在上止點后某一時刻，燃燒基本終止，燃氣繼續膨脹做功。當活塞到達下止點前某一時刻，排氣閥開啟，排氣過程開始。此時，氣缸內的壓力約為0.2-0.5mpa,溫度600-700℃。活塞則繼續下行到下止點。4.排氣行程

活塞在曲軸帶動下由下止點向上運動，排氣閥繼續開啟著，上行的活塞將氣缸內的廢氣強行推擠出去。為了實現充分排氣和減少排氣過程中所消耗的功，排氣閥不但在下止點前提前開啟，而且要在排氣行程終止的上止點后才關閉。排氣閥開啟的延續角度230-260度。

在四沖程柴油機中，要經歷進氣、壓縮、膨脹、排氣等四個行程才完成一個工作循環；與此相應的是曲軸回轉兩轉，即+!$/曲軸轉角。而且，在四個行程中，只有膨脹行程才做功，其余三個行程都要消耗功。因此，在單缸柴油機中，必需有一個足夠大的飛輪來供給這三個行程所需的能量，而在多缸柴油機中，則借助于其他氣缸膨脹做功過程來供給。

此外，柴油機由停車狀態進入工作狀態，必需借助外部能量的驅動使其啟動運轉，直至噴入氣缸的燃油自發火燃燒，柴油機才能自行運轉。

（二）二沖程柴油機的基本工作原理

用兩個行程，曲軸回轉一周完成一個工作循環的柴油機稱二沖程柴油機。二沖程柴油機與四沖程柴油機不同，其氣缸上設有氣口，中氣缸右側為排氣口，左側為進氣口。排氣口比進氣口略高，氣口的開與關均由活塞控制。此外，二沖程柴油機設有掃氣泵。掃氣泵預先將空氣壓縮并送入掃氣箱中，掃氣箱中的空氣壓力（掃氣壓力）要比大氣壓力稍高。

1．換氣\壓縮行程

活塞由下止點向上運動。在活塞遮住進氣口之前，新鮮氣通過進氣口繼續充入氣缸并將氣缸內的廢氣經排氣口驅除去。當活塞上行到將進氣口全部遮閉時，新鮮空氣就中止進入氣缸。當排氣口被活塞遮閉后，氣缸內的空氣就被上行的活塞壓縮，壓力和溫度亦隨之升高。在活塞到達上止點前的某一時刻，柴油經噴油器噴入氣缸，并與高溫高壓空氣混合后著火燃燒。在這一行程中，進行了換氣、壓縮和噴油著火燃燒諸過程。2．膨脹\換氣行程

活塞由上止點向下運動。在此行程的初期，燃燒仍在繼續猛烈地進行，高溫高壓的燃氣膨脹推動活塞下行做功。當活塞下行將排氣口開啟時，由于此時缸內燃氣的壓力和溫度仍較高，分別為0.25-0.6mpa和600-800℃，因而氣缸內燃氣借助于氣缸內外的壓差經排氣口高速排出，缸內的壓力也隨之下降。當缸內壓力下降到接近掃氣壓力時，下行的活塞將進氣口開啟，新鮮空氣便通過進氣口充入氣缸，并對氣缸內進行掃氣，將氣缸內的廢氣經排氣口驅除出去。這個過程一直要延續到下一個循環活塞再次上行將進氣口關閉時為止，稱為掃氣過程。

在這一行程中，進行了燃燒與膨脹、排氣和部分掃氣過程。由此可見，與四沖程柴油機相比，二沖程柴油機是將進氣和排氣過程合并到壓縮與膨脹行程中進行，從而省略兩個行程。因此，二沖程柴油機的曲軸回轉一周就可以完成一個工作循環。在氣缸直徑、活塞行