通信工程师考试培训设备环境柴油机工作原理

5.1.2 柴油机工作原理

1.单缸四冲程柴油机的工作过程

（1）进气冲程

第一冲程为进气过程。如图5-2（a）所示，这时进气门打开，排气门关闭，曲轴沿图中箭头方向转动，活塞从上止点向下止点移动。由于活塞向下移动，活塞上方的空间增大，气缸内的压力就低于大气压力，即气缸内有了真空度，因此气缸外面的空气就经过进气门被吸入气缸内。当活塞移动到下止点时，活塞上方的空间充满了空气。因为空气经过空气滤清器、进气管、进气门时通到阻力，所以气缸内的气体压力低于大气压力P.,进气终了时的压力约为0.8-0.95kg/cm2,温度可达7TC。

（2）压缩冲程

第二冲程为压缩过程。如图5-2（b）所示，活塞由下止点向上止点移动，进气门、排气门均已关闭。气缸内空气被压缩，压力和温度随之升高。当压缩终了时，即活塞移动到上止点后，气缸内的压力为30?50kg/cm2,温度为60（TC?700'C,这已超过了柴油在此压力下自燃的温度（20（TC?30（TC）。这时气缸顶部的喷油器开始向气缸内喷射雾状柴油。

（3）燃烧及膨胀冲程

第三冲程为工作（燃烧）过程。如图5-2（c）所示，这时，射入气缸的雾状柴油被高温高压的空气引燃着火，气缸内气体压力和温度急剧上升，压力约为60-120kg/cm2,温度达1800℃-220CTC.这时进气门和排气门均处于关闭状态，高温高压燃体在气缸内膨胀，推动活塞下移，通过连杆转动曲轴输出动力。当活塞被推至下止点时，膨胀完成。这时气体压力为2?5kg/cm2,温度为800℃-900℃。

（4）排气冲程

第四冲程为排气过程。如图5-2（d）所示，这时排气门已打开，曲轴沿图中箭头方向旋转，活塞从下止点向上止点移动，把膨胀后的废气从气缸中排出。由于排气存在阻力，所以整个排气过程中气缸内气体的压力总是稍大于大气压力。活塞到达上止点时，排气门关闭，排气结束。这样就完成了一个工作循环，此时的气体压力为1.05-1.25kg/cm2,气温度为40TC-60CTC。

当活塞再重复向下移动时，又开始了一个工作循环。从上述工作循环中可以看出，四冲程柴油机完成一个工作循环，只有第三冲程对外做功，其他三个冲程是依靠飞轮在做功过程中储存的能量来完成的。在这种情况下，曲轴的转速是不均匀的。为了解决这个矛盾，功率较大的柴油机都采用多个气缸。使各个气缸间工作冲程互相交叉。这样就提高了曲轴旋转的均匀性，使内燃机工作比较平稳，同时减小了飞轮的尺寸和重量。

在多缸柴油机中，各气缸的工作过程都相同，但各气缸的相同冲程安排在不同时刻出现，使各气缸做功冲程均匀分布。例如，六缸四冲程柴油机每隔720°/6=120°曲轴转角，便有一缸做功，即在曲轴旋转二周中共有六次做功，因而使曲轴旋转均匀，飞轮尺寸减小。理论上讲，气缸数越多，机器运转越平稳，飞轮尺寸也越小，单位功率机重更小。但缸数过多，使机器结构复杂，尺寸和重量反而增加。常见的多缸机有2、4、6、8、12缸等形式。

2.单缸两冲程柴油机的工作过程

两冲程柴油机是由两个冲程来完成一个工作循环，也就是曲旋转360°。活塞往复运动两个冲程完成进气、压缩、工作、排气四个过程》两冲程柴油机的进气和排气是同时完成的，因此这个过程称为换气。两冲程柴油机一般设有换气泵，在气缸壁四周钻有许多小进气孔。

在第一冲程，活塞由下止点向上止点移动的开始，排气门继续开启，露出进气孔，换气泵将空气经进气孔送入气缸，利用输入气缸的空气将未排尽的废气继续从排气门驱出，完成换气过程。当活塞继续上行时，进气孔被活塞遮闭。排气门也关闭，空气受到压缩，使缸内空气压力增大，温度升高。压缩终了时，空气压力增大到50kg/Cm2时，温度达600X:700°C。

在第二冲程中，当活塞到达上止点时，燃油呈雾状喷入气缸，被高温高压气体引燃，燃气压力达80?lOOkg/cm2,推动活塞下行产生动力。当活塞下移到接近下止点时^排气门开启，气缸内的废气由于压力较大，大部分很快从排气门排出。活塞继续下行至让开进气孔时，空气又被压入到气缸，开始下一个循环。

两冲程柴油机与四冲程柴油机相比有以下优点：配气机构简单，单位马力机重较小，造价低，曲轴每转一周就做功一次，因而运转平稳。当两种柴油机气缸直径、冲程、转速相同时，两冲程柴油机的输出功率为四冲程柴油机的2倍。但由于两冲程机充气效率较低，故实际上两冲程机的功率仅比四冲程机大50%.

两冲程柴油机也有明显缺点：换气时间短造成气缸充气不足，排气不净，以及换气泵需消耗一定功率。因此，两冲程柴油机的效率较低。又由于两冲程柴油机工作冲程频繁，因此机械零件受热和受力次数较多，易磨损。

返回目录：通信工程师考试培训设备环境油机发电机组

相关汇总推荐：

通信工程设备环境交直流供电系统

通信工程考试交直流供电系统汇总

通信工程师考试通信电源系统概述汇总

通信工程师设备环境考试蓄电池汇总