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。

噴油正時的檢查和調整 由于燃油的噴射和燃燒都需要一定的時間，對于高速柴油機來說，往往在活塞壓縮快到上止點前一定角度開始噴油（此角稱噴油提前），以保證燃料在 時刻進行燃燒。因此，噴油是否正時，對于柴油機動力性和經濟性影響很大。所以，正如前述，對于使用一定時間或經拆裝過又重新裝配的柴油機應進行噴油正時的檢 與調整。 噴油正時是當活塞處于壓縮行程上止點前噴油的時刻。KTTA型柴油機是上止點前5.16m或曲軸轉角19°時，在噴油器和油杯之間的距離。噴油正時由推桿的行程量來表示。 1.噴油正時儀的安裝 噴油正時的檢查和調整是根據活塞位置與噴油器推桿位置的相互關系進行的。為此采用一種專門檢查噴油正時的儀器（3375522正時儀，適用于所有康明斯柴油機。 噴油正時儀的安裝方法如下： 先將推桿柱塞支撐4安裝到活塞柱塞3的外切口里，對準推桿柱塞儀支撐的記號，緊固螺栓。再把指示表1和2裝在支撐上、把加長桿安裝到活塞行程指示表上。 安裝前、首先卸下搖臂室蓋、搖臂總成和噴油器。裝上正時儀，即將正時儀的測量柴油機活塞行程的桿插進噴油器的座孔里，再把測量噴油器推桿行程的桿插在噴油器推桿球頭座上。正時儀有兩個千分表：一個千分表的測桿與活塞接觸，叫活塞行程千分表：另一個千分表測桿頂在推桿球座上，叫推桿行程千分表，正時儀的安裝位置必須與氣缸中心線平行，否則影響則量的度。 2.噴油正時的檢查 先檢查和調整 缸： 1）按曲軸轉向轉動曲軸，使上止點記號“1-6TC”對準正時齒輪蓋上的指引或記號，使一缸處于壓縮終了的上止點位置，此時觀察正時儀，兩只柱塞都上下移動，如果這時發現兩只柱塞不是都向上（一只向上，一只向下）移動，說明一缸是處于排氣接近完了而進氣開始，不是處于壓縮終了位置，應將曲軸再轉一圈，即可使一缸處于壓縮終了位置。 2)在點1位置（活塞處于壓縮至上止點位置）將活塞行程表桿下移至碰到活塞柱塞，并使表桿完全壓縮后再升高0.64mm左右（為下一步留出量程），將該表固定在測量儀上，并將活塞行程千分表調至“0”位（為了下一步讀數方便方便）。 3)順序曲軸轉向轉動曲軸至上止點后90°的位置，在此位置將推桿行程千分表下移至碰到推桿柱塞，并使此表桿完全壓縮后再升高0.64mm左右，再將表固定并將表調至“0”位。 4)按曲軸轉向的相反方向轉動曲軸并越過上止點，直到上止點前45°的位置。這一步驟的目的是為下一步測量時傳動系統間隙（如齒輪嚙合間隙)，以使測量準確。 以上四步均為準備工作，下一步便開始測量噴油提前角的大小。 5)按曲軸轉動方向緩慢地轉動曲軸，并注意工程活塞行程表，當該表量程為-5.161mm時停轉曲軸(此位置是活塞處于壓縮行程上止點前19°的位置。在此位置時讀出推桿行程表的讀數；若讀數在規定值范圍內，說明噴油是正時的；若讀數大于規定值范圍，說明噴油提前角過小；若讀數小于規定值范圍，說明噴油提前角過大。規定值一般在-2.9800～-1.0033之間為正時。