柴油機(jī)工作原理是什么 柴油機(jī)工作原理 單缸往復(fù)活塞式柴油機(jī)結(jié)構(gòu)主要由排氣門、進(jìn)氣門、氣缸蓋、氣缸、活塞、活塞銷、連桿和曲軸等組成。氣缸內(nèi)裝有活塞，活塞通過活塞銷、連桿與曲軸相連接。活塞在氣缸內(nèi)作一上下往復(fù)運(yùn)動，通過連桿推動曲軸轉(zhuǎn)動。為丁吸入新鮮空氣和排出廢氣，在氣缸蓋上下設(shè)有進(jìn)氣門和排氣門。 (1)基本名聞術(shù)語 ①上止點(diǎn)：活塞離曲軸中心 距離的位置。 ②下止點(diǎn)：活塞離曲軸中心小距離的位置。 ③活塞行程(沖程)：上止點(diǎn)與下止點(diǎn)間的距離，用符號S表示，單位為mm。 ④曲柄半徑：曲軸旋轉(zhuǎn)中心到曲柄銷中心的距離，用符號r表示，單位為mm。活塞行程S等于曲柄半徑r的兩倍。 ⑤氣缸工作容積在：一個氣缸中，活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過的氣缸容積。用符號Vh表示，単位為L。 ⑥柴油機(jī)排量：柴油機(jī)所有氣缸工作容積的總和稱為柴油機(jī)排量，用VH表示。 柴油機(jī)排量表示柴油機(jī)的做功能力，在其他參數(shù)相同的前提下，柴油機(jī)排量越大，則其所發(fā)出的功率就越大。 ⑦燃燒室容積當(dāng)活塞在上止點(diǎn)時(shí)，活塞上方的氣缸容積。用符號Vc表示。 氣缸總?cè)莘e當(dāng)活塞在下止點(diǎn)時(shí)，活塞上方的氣缸容積。用符號Va表示。它等于燃燒室容積Va與氣缸工作容積Vh之和。 ⑨壓縮比氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比。用符號ε表示。 壓縮比ε表示氣缸中的氣體被壓縮后體積縮小的倍數(shù)，也表明氣體被壓縮的程度，通常柴油機(jī)的壓縮比ε=12～22。壓縮比越大，活塞運(yùn)動時(shí)，氣體被壓縮得越厲害，氣體的溫度和壓力就越高，柴油機(jī)的效率也越高。 ⑩工作循環(huán)：柴油機(jī)中熱能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，是通過活塞在氣缸內(nèi)工作，連續(xù)進(jìn)行進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個過程來完成的。每進(jìn)行這樣一個過程稱為一個工作循環(huán)。如柴油機(jī)活塞走完四個沖程(曲軸旋轉(zhuǎn)兩周)完成一個工作循環(huán)，稱該機(jī)為四沖程柴油機(jī)如活塞走完兩個沖程(曲軸旋轉(zhuǎn)一周)完成一個工作循環(huán)，稱改機(jī)為二沖程柴油機(jī)。 (2)四沖程柴油機(jī)工作原理 ①進(jìn)氣過程 活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動，這時(shí)在配氣機(jī)構(gòu)的作用下進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉。由于活塞下移，氣缸內(nèi)容積增大，壓力降低，新鮮空氣經(jīng)空氣濾清器、進(jìn)氣管不斷吸入氣缸。由于進(jìn)氣系統(tǒng)存在阻力，使進(jìn)氣終了氣缸內(nèi)的氣體壓力低于大氣壓力P0(約78～91kPa)，溫度為320～340K. ②壓縮過程 活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動，這時(shí)進(jìn)、排氣門關(guān)閉。氣缸內(nèi)容積不斷減少，氣體被壓縮，其溫度和壓力不斷提高。壓縮終了時(shí)氣體壓力可達(dá)3～5MPa，溫度高達(dá)750～1000K，為噴人氣缸內(nèi)的柴油蒸發(fā)、混合和燃燒創(chuàng)造條件。 ③做功過程 所示]在壓縮過程即將終了時(shí)，噴油器將柴油以細(xì)小的油雰噴入氣缸，在高溫、高壓和高速氣流作用下很快蒸發(fā)，與空氣混合，形成混合氣。并在高溫下自動著火燃燒，放出大量的熱量，使氣缸中氣體溫度和壓力急劇上升。燃燒氣體的 壓力可達(dá)6～9MPa， 溫度可達(dá)1800～2000K。高壓氣體膨脹推動活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動，從而使曲軸旋轉(zhuǎn)對外做功。由于噴油和燃燒要持續(xù)一段時(shí)間，所以雖然活塞開始下移，但此時(shí)還有噴入的燃料繼續(xù)燃燒放熱，氣缸內(nèi)的壓力并沒有明顯下降，隨著活塞下移，氣缸內(nèi)的溫度和壓力才逐漸下降。做功行程結(jié)束時(shí)，壓力約為0.2～0.5MPa。 ④排氣過程 做功過程結(jié)末后，排氣門打開，進(jìn)氣門關(guān)閉。活塞在曲軸的帶動下由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動，燃燒過的廢氣便依靠壓力差和活塞上行的排擠，迅速從排氣門排出。由于排氣系統(tǒng)有阻力，因此，排氣終了時(shí)，氣缸內(nèi)廢氣壓力略高于大氣壓力。氣缸內(nèi)殘余廢氣的壓力約為0.105～0.12MPa，溫度約為700～900K。 活塞經(jīng)過上述四個連續(xù)過程后，便完成了一個工作循環(huán)。當(dāng)排氣過程結(jié)束后，柴油機(jī)曲軸依靠飛輪轉(zhuǎn)動的慣性作用仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，上述四個過程又重復(fù)進(jìn)行。如此周而復(fù)始地進(jìn)行個又一個的工作循環(huán)，使柴油機(jī)連續(xù)不斷地運(yùn)轉(zhuǎn)起來，并帶動工作機(jī)械做功。 (3)二沖程柴油機(jī)工作原理 二沖程柴油機(jī)無進(jìn)氣門。氣缸(氣缸套)壁上有一組進(jìn)氣孔，由活塞的上下運(yùn)動控制進(jìn)氣孔的開、閉，氣缸蓋上設(shè)有排氣門。空氣由掃氣泵提高壓力以后，經(jīng)氣缸外部的空氣室和氣缸壁上的進(jìn)氣孔進(jìn)入氣缸，完成進(jìn)氣和掃氣過程。燃燒后的廢氣由氣缸蓋上的排氣門排出。其工作過程如下。 ① 行程 行程也稱換氣-壓縮過程。曲軸帶動活塞由下止點(diǎn)向上運(yùn)動，這時(shí)進(jìn)氣孔和排氣門均打開，新鮮空氣山掃氣泵以高于大氣壓力送入氣缸中，并把氣缸中的殘余廢氣從排氣門掃除。這種進(jìn)、排氣同時(shí)進(jìn)行的過程稱為“掃氣過程”。活塞繼續(xù)向上運(yùn)動，當(dāng)活塞越過進(jìn)氣孔后，進(jìn)氣孔破活塞關(guān)閉的同時(shí)配氣機(jī)構(gòu)也使排氣門關(guān)閉。于是氣缸內(nèi)的新鮮空氣被壓縮，一直進(jìn)行到上止點(diǎn)。 ②第二行程 第二行程也稱膨脹-換氣過程。活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，噴油器開始噴油，被噴油器噴成的雰狀柴油與高溫壓縮空氣相遇，便迅速燃燒。由于燃?xì)鈮毫Φ淖饔茫苿踊钊蛳轮裹c(diǎn)運(yùn)動，經(jīng)連桿帶動曲軸旋轉(zhuǎn)而輸出動力。當(dāng)活塞下行至某一時(shí)刻時(shí)排氣門打開，做功后的廢氣由排氣門排出。活塞繼續(xù)向下運(yùn)動，隨后進(jìn)氣孔打開，新鮮空氣被掃氣泵再次壓入氣缸，開始“掃氣過程”。活塞一直運(yùn)動到下止點(diǎn)，完成第二個工作行程。 (4)二沖程與四沖程柴油機(jī)的比較 與四沖程柴油機(jī)比較，二沖程柴油機(jī)有以下主要特點(diǎn)。公明發(fā)電機(jī) ①曲軸毎轉(zhuǎn)一周就有一個做功過程，因此，當(dāng)二沖程柴油機(jī)工作容積和轉(zhuǎn)速與四沖程柴油機(jī)相同時(shí)，在理論上其功率應(yīng)為四沖程柴油機(jī)功率的兩倍。但由于結(jié)構(gòu)上的關(guān)系，二沖程柴油機(jī)廢氣排除不徹底，并且換氣過程減小了有效工作行程。因而在同樣的工作容積和曲軸轉(zhuǎn)速下，二沖程柴油機(jī)的功率約為四沖程柴油機(jī)的1.5～1.7倍。 ②二沖程柴油機(jī)因其曲軸毎轉(zhuǎn)一周就有一個做功行程，在相同轉(zhuǎn)速下工作循環(huán)次數(shù)多，故輸出轉(zhuǎn)矩均勻，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。 ③大多數(shù)二沖程柴油機(jī)部分或全部采用氣孔換氣，配氣機(jī)構(gòu)簡單。所以，二沖程柴油機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，重量輕·使用維修方便。 ④換氣時(shí)間短，并需要借助新鮮空氣來清掃廢氣，換氣效果相對較差。

柴油機(jī)故障分析判斷原則 柴油機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，操作人員應(yīng)仔細(xì)、及時(shí)地分析故障的特征，判斷其產(chǎn)生的原因，一般按如下原則進(jìn)行： 1）判斷故障要有整體性，排除故障要有性。進(jìn)行故障檢修作業(yè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，要把柴油機(jī)看成一個整體（一個系統(tǒng)），而不能當(dāng)做一組組件。一個系統(tǒng)、機(jī)構(gòu)或零部件有故障，必然要涉及其他系統(tǒng)、機(jī)構(gòu)或零部件。因此，對于各個系統(tǒng)、機(jī)構(gòu)或零部件的故障不能 孤立地對待，而必須考慮對其他系統(tǒng)的影響及本身所受到的影響，從而以整體觀念來分析故障原因，并進(jìn)行的檢查排除。 故障發(fā)生的整個情況，應(yīng)向操作者了解，并作出必要的檢查和分析。柴油機(jī)分析故障的一般程序?yàn)椋毫私夤收犀F(xiàn)象→了解柴油機(jī)的使用狀況→了解維修史→現(xiàn)場觀察→故障分析與排除。 2）查找故障應(yīng)盡可能減少拆卸。拆卸只能作為在經(jīng)過縝密分析后采取的 手段。在決定采取這一步驟時(shí)，一定要以結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)原理等知識作為指導(dǎo)，并建立在科學(xué)分析的基礎(chǔ)上。在有把握恢復(fù)正常狀態(tài)和確信不會因此引起不良后果的情況下才能進(jìn)行。否則不僅會拖長排除故障的時(shí)間，而且可能是發(fā)動機(jī)遭到不應(yīng)有的損壞或產(chǎn)生新的故障。 3）切忌存僥幸心理和盲目蠻干。當(dāng)柴油機(jī)突然發(fā)生故障或一般已判定出故障的原因，而且故障將影響柴油機(jī)正常工作時(shí)，應(yīng)及時(shí)停機(jī)檢查。當(dāng)判斷是較大故障或柴油機(jī)突然自行停機(jī)時(shí)，應(yīng)及時(shí)地拆檢和修理。 對不能立即查明原因的故障，可以先將柴油機(jī)低速空載運(yùn)轉(zhuǎn)，再觀察分析找出原因，以避免發(fā)生更大的事故。 當(dāng)遇到較嚴(yán)重的、可能造成破壞性損壞的故障征兆時(shí)，切忌存僥幸心理，盲目蠻干。在沒有查找到故障原因并予以排除時(shí)，不能輕易地起動發(fā)動機(jī)，否則會進(jìn)一步擴(kuò)大故障損壞程度，甚至造成重大事故。 4）注重調(diào)查、研究、和合理分析。應(yīng)將每次出現(xiàn)的故障特別是大的故障原因排除方法，記錄在柴油機(jī)的運(yùn)行簿上，供下次檢修參考。 調(diào)查、研究和了解柴油機(jī)的使用管理和維修方面的過程和現(xiàn)狀，主要看該機(jī)常出些什么故障、發(fā)生在什么部位；檢修中更換了哪些機(jī)件；檢驗(yàn)和裝配的間隙數(shù)據(jù)等。對現(xiàn)狀的了解，主要是在柴油機(jī)在故障出現(xiàn)前后觀察到哪些現(xiàn)象，已經(jīng)采取過哪些措施、效果如何等。通過對這些問題的了解，把思路引導(dǎo)到產(chǎn)生故障可能性大的方向上去，便于作出正確的分析和判斷。 5）遵循“從簡到繁、由表及里、按系分段、推理檢查”的原則，“從簡到繁、由表及里”的含義比較明確，要求查找判斷故障時(shí)不要將故障看得很復(fù)雜，分析排除故障與一般的工作方法一樣，總是從簡到繁、由近及遠(yuǎn)、由表及里地進(jìn)行。“按系分段、推理檢查”則要求有層次、符合機(jī)理地去分析判斷故障。例如柴油機(jī)排氣冒黑煙的故障，主要與兩個系統(tǒng)有關(guān)，一是進(jìn)、排氣系統(tǒng)，二是燃油系統(tǒng)。進(jìn)、排氣系統(tǒng)是供氣不足，還是泄露太多？燃油系統(tǒng)是油量過多，還是霧化質(zhì)量、噴油壓力和噴油時(shí)間方面的原因。然后按系統(tǒng)逐一檢查，檢查一項(xiàng)排除一個疑點(diǎn)，逐步縮小故障范圍， 找出故障的真正原因。