柴油機工作原理及特點

柴油機工作原理

燃料與空氣混合后在機器內部燃燒而產生熱能，然後再轉變為機械能。

單缸四衝程柴油機工作原理示意圖

柴油機的基本術語

柴油機的工作原理簡述

●進氣行程

起動機通電帶動曲軸旋轉，曲軸的轉動使活塞自上而下運動，這時，排氣門關閉，進氣門打開，新鮮空氣進入氣缸和燃燒室。

●壓縮行程

活塞從下止點向上運動，這時，進氣門和排氣門均關閉，吸入氣缸內的空氣受到活塞的壓縮，壓力提高，溫度也隨之升高。

●做功行程

當活塞壓縮到上止點，噴油器向燃燒室噴入霧狀柴油，油霧與壓縮空氣充分混合，形成高溫高壓的燃氣，並開始自行著火燃燒，混合汽膨脹做功，推動活塞向下運動，從而推動曲軸轉動，對外輸出功。

●排氣行程

活塞從下止點往上運動，這時，進氣門關閉，排氣門打開，燃燒廢氣在活塞的推動下排出燃燒室外，完成一個工作行程，這時曲軸轉動兩周。

當柴油機完成排氣行程后，在曲軸飛輪總成的慣性力作用下，又重複上述工作循環過程，使柴油機連續運轉對外輸出功率。

柴油機和汽油機區別

燃料的理化性能決定了汽油機是點燃，柴油機是壓燃。

•燃料特性： –柴油：粘度大、揮發性差、自燃性好 –汽油：粘度小、揮發性好、燃點相對於柴油高

•燃油供給系統： –柴油機：傳統的為燃油噴射系統，又稱為泵→管→嘴系統。

•柴油機的燃油噴射系統結構較汽油機複雜，高壓油泵需要一套驅動機構來驅動，並要帶一套調速機構。

•近代柴油機很多應用了高壓共軌電控系統、單體泵電控系統。–汽油機：汽油機主要採用化油器式燃料供給系統；近代汽油機借鑒直噴柴油機的優點，更多的採用了電噴系統（分進氣道噴射和氣缸內噴射兩種）。

•空燃比：–柴油機：柴油機空燃比只有一種情況：α＞1；柴油機可實現高增壓中冷技術，電控化較汽油機易實現。因而具有升功率高、動力強勁、燃燒更完全和經濟性好、排放低等顯著特點與優點–汽油機：汽油機空氣燃料比有三種狀態：α＞1；或α＝1；或α＜1。汽油機動力和經濟性相對較低，廢氣排放控制技術要求更高、更難。

•汽油機與柴油機比較各有特點；汽油機轉速高，質量小，噪音小，起動容易，製造成本低；柴油機壓縮比大，熱效率高，經濟性能和排放性能都比汽油機好，這些都是柴油機的顯著優勢。

•由於現在燃油價格一路飆升，汽油機的使用成本越來越高，柴油的價格優勢掀起了汽改柴的一代潮流，隨著柴油機設計水品和柴油機零部件生產工藝的提高，柴油機原有雜訊大、體積龐大、質量沉重振動大，製造和維修費用高等問題都得到了克服。