柴油機工作原理是什么 柴油機工作原理 單缸往復活塞式柴油機結構主要由排氣門、進氣門、氣缸蓋、氣缸、活塞、活塞銷、連桿和曲軸等組成。氣缸內裝有活塞，活塞通過活塞銷、連桿與曲軸相連接。活塞在氣缸內作一上下往復運動，通過連桿推動曲軸轉動。為丁吸入新鮮空氣和排出廢氣，在氣缸蓋上下設有進氣門和排氣門。 (1)基本名聞術語 ①上止點：活塞離曲軸中心 距離的位置。 ②下止點：活塞離曲軸中心小距離的位置。 ③活塞行程(沖程)：上止點與下止點間的距離，用符號S表示，單位為mm。 ④曲柄半徑：曲軸旋轉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，活塞從上止點到下止點所掃過的氣缸容積。用符號Vh表示，単位為L。 ⑥柴油機排量：柴油機所有氣缸工作容積的總和稱為柴油機排量，用VH表示。 柴油機排量表示柴油機的做功能力，在其他參數相同的前提下，柴油機排量越大，則其所發出的功率就越大。 ⑦燃燒室容積當活塞在上止點時，活塞上方的氣缸容積。用符號Vc表示。 氣缸總容積當活塞在下止點時，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壓縮比氣缸總容積與燃燒室容積之比。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，也表明氣體被壓縮的程度，通常柴油機的壓縮比ε=12～22。壓縮比越大，活塞運動時，氣體被壓縮得越厲害，氣體的溫度和壓力就越高，柴油機的效率也越高。 ⑩工作循環：柴油機中熱能與機械能的轉化，是通過活塞在氣缸內工作，連續進行進氣、壓縮、做功、排氣四個過程來完成的。每進行這樣一個過程稱為一個工作循環。如柴油機活塞走完四個沖程(曲軸旋轉兩周)完成一個工作循環，稱該機為四沖程柴油機如活塞走完兩個沖程(曲軸旋轉一周)完成一個工作循環，稱改機為二沖程柴油機。 (2)四沖程柴油機工作原理 ①進氣過程 活塞從上止點向下止點移動，這時在配氣機構的作用下進氣門打開，排氣門關閉。由于活塞下移，氣缸內容積增大，壓力降低，新鮮空氣經空氣濾清器、進氣管不斷吸入氣缸。由于進氣系統存在阻力，使進氣終了氣缸內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 活塞由下止點向上止點運動，這時進、排氣門關閉。氣缸內容積不斷減少，氣體被壓縮，其溫度和壓力不斷提高。壓縮終了時氣體壓力可達3～5MPa，溫度高達750～1000K，為噴人氣缸內的柴油蒸發、混合和燃燒創造條件。 ③做功過程 所示]在壓縮過程即將終了時，噴油器將柴油以細小的油雰噴入氣缸，在高溫、高壓和高速氣流作用下很快蒸發，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6～9MPa， 溫度可達1800～2000K。高壓氣體膨脹推動活塞由上止點向下止點移動，從而使曲軸旋轉對外做功。由于噴油和燃燒要持續一段時間，所以雖然活塞開始下移，但此時還有噴入的燃料繼續燃燒放熱，氣缸內的壓力并沒有明顯下降，隨著活塞下移，氣缸內的溫度和壓力才逐漸下降。做功行程結束時，壓力約為0.2～0.5MPa。 ④排氣過程 做功過程結末后，排氣門打開，進氣門關閉。活塞在曲軸的帶動下由下止點向上止點運動，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。由于排氣系統有阻力，因此，排氣終了時，氣缸內廢氣壓力略高于大氣壓力。氣缸內殘余廢氣的壓力約為0.105～0.12MPa，溫度約為700～900K。 活塞經過上述四個連續過程后，便完成了一個工作循環。當排氣過程結束后，柴油機曲軸依靠飛輪轉動的慣性作用仍繼續旋轉，上述四個過程又重復進行。如此周而復始地進行個又一個的工作循環，使柴油機連續不斷地運轉起來，并帶動工作機械做功。 (3)二沖程柴油機工作原理 二沖程柴油機無進氣門。氣缸(氣缸套)壁上有一組進氣孔，由活塞的上下運動控制進氣孔的開、閉，氣缸蓋上設有排氣門。空氣由掃氣泵提高壓力以后，經氣缸外部的空氣室和氣缸壁上的進氣孔進入氣缸，完成進氣和掃氣過程。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向上運動，這時進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、排氣同時進行的過程稱為“掃氣過程”。活塞繼續向上運動，當活塞越過進氣孔后，進氣孔破活塞關閉的同時配氣機構也使排氣門關閉。于是氣缸內的新鮮空氣被壓縮，一直進行到上止點。 ②第二行程 第二行程也稱膨脹-換氣過程。活塞接近上止點時，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。由于燃氣壓力的作用，推動活塞向下止點運動，經連桿帶動曲軸旋轉而輸出動力。當活塞下行至某一時刻時排氣門打開，做功后的廢氣由排氣門排出。活塞繼續向下運動，隨后進氣孔打開，新鮮空氣被掃氣泵再次壓入氣缸，開始“掃氣過程”。活塞一直運動到下止點，完成第二個工作行程。 (4)二沖程與四沖程柴油機的比較 與四沖程柴油機比較，二沖程柴油機有以下主要特點。公明發電機 ①曲軸毎轉一周就有一個做功過程，因此，當二沖程柴油機工作容積和轉速與四沖程柴油機相同時，在理論上其功率應為四沖程柴油機功率的兩倍。但由于結構上的關系，二沖程柴油機廢氣排除不徹底，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速下，二沖程柴油機的功率約為四沖程柴油機的1.5～1.7倍。 ②二沖程柴油機因其曲軸毎轉一周就有一個做功行程，在相同轉速下工作循環次數多，故輸出轉矩均勻，運轉平穩。 ③大多數二沖程柴油機部分或全部采用氣孔換氣，配氣機構簡單。所以，二沖程柴油機結構簡單，重量輕·使用維修方便。 ④換氣時間短，并需要借助新鮮空氣來清掃廢氣，換氣效果相對較差。

柴油機故障分析判斷原則 柴油機出現故障時，操作人員應仔細、及時地分析故障的特征，判斷其產生的原因，一般按如下原則進行： 1）判斷故障要有整體性，排除故障要有性。進行故障檢修作業是一項系統工程，要把柴油機看成一個整體（一個系統），而不能當做一組組件。一個系統、機構或零部件有故障，必然要涉及其他系統、機構或零部件。因此，對于各個系統、機構或零部件的故障不能 孤立地對待，而必須考慮對其他系統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，并進行的檢查排除。 故障發生的整個情況，應向操作者了解，并作出必要的檢查和分析。柴油機分析故障的一般程序為：了解故障現象→了解柴油機的使用狀況→了解維修史→現場觀察→故障分析與排除。 2）查找故障應盡可能減少拆卸。拆卸只能作為在經過縝密分析后采取的 手段。在決定采取這一步驟時，一定要以結構和機構原理等知識作為指導，并建立在科學分析的基礎上。在有把握恢復正常狀態和確信不會因此引起不良后果的情況下才能進行。否則不僅會拖長排除故障的時間，而且可能是發動機遭到不應有的損壞或產生新的故障。 3）切忌存僥幸心理和盲目蠻干。當柴油機突然發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正常工作時，應及時停機檢查。當判斷是較大故障或柴油機突然自行停機時，應及時地拆檢和修理。 對不能立即查明原因的故障，可以先將柴油機低速空載運轉，再觀察分析找出原因，以避免發生更大的事故。 當遇到較嚴重的、可能造成破壞性損壞的故障征兆時，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，不能輕易地起動發動機，否則會進一步擴大故障損壞程度，甚至造成重大事故。 4）注重調查、研究、和合理分析。應將每次出現的故障特別是大的故障原因排除方法，記錄在柴油機的運行簿上，供下次檢修參考。 調查、研究和了解柴油機的使用管理和維修方面的過程和現狀，主要看該機常出些什么故障、發生在什么部位；檢修中更換了哪些機件；檢驗和裝配的間隙數據等。對現狀的了解，主要是在柴油機在故障出現前后觀察到哪些現象，已經采取過哪些措施、效果如何等。通過對這些問題的了解，把思路引導到產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不要將故障看得很復雜，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、由表及里地進行。“按系分段、推理檢查”則要求有層次、符合機理地去分析判斷故障。例如柴油機排氣冒黑煙的故障，主要與兩個系統有關，一是進、排氣系統，二是燃油系統。進、排氣系統是供氣不足，還是泄露太多？燃油系統是油量過多，還是霧化質量、噴油壓力和噴油時間方面的原因。然后按系統逐一檢查，檢查一項排除一個疑點，逐步縮小故障范圍， 找出故障的真正原因。