顶博电力为您介绍四冲程柴油机工作过程

       柴油发动机是压燃发动机，燃油系统采用的是高压喷射技术，大多数柴油发动机是四冲程的，也有二冲程的柴油发电机结构，大多数被用于需要较大载荷和转矩的机组上，柴油发动机有活塞、气门、曲轴、燃油系统、冷却系统、起动和充电系统，以及污染控制系统。本篇顶博电力为您介绍一下四冲程柴油机的工作过程。
 
       1、进气冲程
       进气冲程为活塞在曲轴带动下，从上止点移动到下止点，这时进气门打开，排气门关闭。由于汽缸内容积增大，使汽缸内的压力低于大气压，在汽缸内外压力差的作用下，外界新鲜空气通过进气门吸入汽缸。由于进气系统有阻力，空气进入汽缸后的压力低于大气压力。进气终了时汽缸内的压力约为0.8~0.9大气压。汽缸内空气的温度则高于大气温度，一般温度在40°C~70°C。
进气过程对柴油机工作影响很大，进气冲程结束时，汽缸内充气量越多，可以喷入的燃油量也越多，燃烧过程放出的能量就越多，柴油机发出的功率就越大。
 
       2、压缩冲程
       压缩冲程是活塞从下止点移动到上止点，进、排气门都处于关闭状态，活塞便逐渐将第一冲程吸入的空气压缩在燃烧室内，使空气的温度和压力升高。压缩终了时，汽缸内空气温度约在500°C~700°C范围内，压力为27~49个大气压。
 
       3、做功冲程
       活塞从上止点移动到下止点，进、排气门仍然关闭。在压缩冲程接近终了时，喷油器将高压燃油喷入汽缸与高温高压空气混合，由于超过柴油自燃点温度，便自行着火燃烧，产生大量热能，使汽缸内温度和压力急剧升高。高温高压气体推动活塞下移，经连杆带动曲轴旋转，对外做功。这一冲程最高燃烧压力约为60~90个大气压，温度最高可达1700°C~2000°C。随着膨胀作用的进行，热能变成了机械能，汽缸内气体的压力、温度急剧下降，到膨胀终了时，汽缸内的压力已下降到四个大气压，温度降到600°C~900°C。
 
       4、排气冲程
       活塞从下止点移动到上止点，此时进气门关闭，排气门打开。膨胀终了的气体已失去做功的能力，变成了废气。为了使新鲜空气重新进入汽缸就必须排除废气。废气经活塞上行的排挤压，经排气门排出缸外。排气终了时，汽缸内的压力约为1.03~1.08大气压，温度约为350°C~600°C。
 
       当排气终了时，活塞又回到上止点，至此，单缸四冲程柴油机完成了一个工作循环。曲轴在这一工作循环中转动两圈，即720°（曲轴转角），活塞则经过四个冲程：进、压、工、排。应当指出，以上讲的是理论上柴油机的工作过程，但实际上柴油机工作过程很复杂，进、排气门并不在上、下止点时打开或关闭，而是进气门在上止点前打开，下止点后关闭;排气门在下止点前打开，上止点后关闭。
 
       从上述四个工作过程中可以看出，只有第三冲程（工作冲程）是做功的，其他三个冲程全是辅助过程，是需要消耗能量的，这个问题在单缸柴油机上是利用飞轮储存的能量来解决，在多缸柴油机上则主要靠其他缸的做功冲程来供给。工作循环开始时（即柴油机起动时），需要用外力先使曲轴转动，完成辅助过程，使柴油机起动，柴油机才能正常运转，即四个工作过程依次不断地重复出现。
 
       以上讲述的是单缸四冲程内燃机的工作过程，事实上，根据功率和结构的需要，功率较大的内燃机都是采用多缸结构的，如2缸、4缸、6缸内燃机，甚至有12缸的，多缸内燃机各汽缸中所进行的工作过程，完全与单缸内燃机相同，但各汽缸的做功过程并不同时进行，而是按一定的顺序和间隔交替进行，而且多缸内燃机曲轴每转两转各缸都做功一次、这种多缸内燃机曲轴每旋转两转时，做功次数比单缸内燃机多。因此，多缸内燃机的运转比较均匀，其飞轮的尺寸和质量做得比单缸内燃机的要小。