主頁 > 新（xīn）聞動（dòng）態 > 柴油發動機結構與原理認識 2021-10-26

柴油發動機結構與原理認識

一、實驗目的
柴油發動機結構與原理認識
二、實驗設備
柴油發動機試驗台、萬用表等
三、實驗步驟
柴油機總體（tǐ）機（jī）構認識

（1）固定件：氣缸蓋、氣（qì）缸套、機架、機座、主軸承等。
（2）運動（dòng）件：活塞組件、連杆、曲軸。
（3）配氣機構：進氣（qì）閥、排氣（qì）閥、凸輪軸及其傳動機構等。
（4）起動係統：空氣瓶、起動控製閥、主起（qǐ）動閥、空氣分配器（qì）和氣缸起動閥等。
（5）燃油係統：主要包括噴油泵、噴油器等。
（6）冷卻係統：冷卻水泵、膨脹水箱、冷卻器等
（7）潤滑係統：潤滑油泵、滑油循環櫃、滑油冷（lěng）卻（què）器等（děng）
（8）操縱係統：實現對柴油機進行起動、換向、調（diào）速、連鎖、安全（quán）保護和報警等操作而設置的專門執行機構（gòu）。
柴油機工作原理
柴油機的基本（běn）工作（zuò）原理是采用壓縮發火，使燃料在氣缸內部燃燒，以高溫、高壓的燃氣工質（zhì）在氣缸中（zhōng）膨脹推動活塞作往複運動，再通（tōng）過活塞-連杆-曲柄將往（wǎng）複運動變（biàn）成曲軸的回轉運動，從而帶動工作機械。
一個工作循環的五個過（guò）程：進氣、壓縮、燃（rán）燒、膨脹作功和排氣。
用四個行程（曲軸回轉兩轉）完成一個工作循環的柴油機稱四（sì）衝程柴油機（jī）。曲軸與（yǔ）凸輪軸轉速之比為2/1。
一（yī）、四衝程柴油機工（gōng）作原理
圖1-2是（shì）四衝程柴油機的工作原理簡圖。

1．進氣行程
（1）作用：使氣缸滿（mǎn）新鮮空氣。
（2）進（jìn）氣（qì）提前角：進氣閥開啟時曲柄與上止點之（zhī）間的夾角。用α₁表示，α₁過大（dà），則缸內壓（yā）力大可能產生（shēng）廢氣倒流。
（3）進氣延遲角：進氣閥關閉時曲柄與下（xià）止點之間的夾角。用α₂表示，α₂過大（dà），則壓縮行程變短。
一般增壓機的（de）α₁、α₂均大於非增壓機。氣閥開（kāi）啟的延續角約為220˚～250˚CA。
2．壓縮行程
（1）作用：①使燃燒過程的溫度升（shēng）高，提高工作（zuò）循環的（de）熱（rè）效率②提高工質的溫度和壓力，為冷車起動和著火作準備③使循環（huán）的工質得到（dào）更大的膨脹比，對活塞做更（gèng）多的功。
（2）壓縮終點：Pc=3～6MPa；Tc=600～700℃。燃油自燃溫度為（wéi）210~270℃。
（3）壓縮始點溫度過高對柴（chái）油機的影響
①空氣密度減（jiǎn）小，充氣量減少，氧氣供給不足，燃燒不良（liáng）。
②工作循（xún）環的平均（jun1）溫度升高，燃（rán）燒室部件的平均溫度和熱負荷高。
③易引（yǐn）起缸內提前發火。
3．膨脹行程
（1）作用：進行燃燒膨脹對外作功。
（2）P_Z=5～8MPa；T_Z=1400～1800℃。P_b=0.3～0.6MPa，T_b=600～700℃。
4．排氣行程
（1）作用：將做（zuò）功後的廢氣排出缸外，為下一個循環充入新氣做準備（bèi）。
（2）排氣提（tí）前角：排氣閥開（kāi）啟時曲柄與下止點之間的夾角，用β₁表示。排氣閥提前開啟有兩個好處：①多排出廢氣②減少（shǎo）排氣耗功。但β₁過大，則膨脹功損失大。
（3）排氣（qì）延遲角：排氣閥關閉時曲柄（bǐng）與上止點之間的夾角（jiǎo）。用β₂表示，β₂過（guò）大，則排氣管中（zhōng）的廢氣會（huì）倒流（活塞下行）。
一般增（zēng）壓機的（de）β₁、β₂均大於非增壓（yā）機。氣閥開啟的延續角約為230˚～260˚CA。
進氣和排氣衝程均大於180˚CA。二壓縮與膨脹衝程均小於180˚CA。
綜上所述，在四衝程柴油機中（zhōng），要經曆進氣、壓縮、膨脹、排氣（qì）等四個行程才完成一個工作（zuò）循環；與此相應的是曲軸回轉兩轉，即720˚曲軸轉角。而（ér）且，在四個行程中，隻有膨脹行（háng）程才作（zuò）功，其餘三個行程都要消（xiāo）耗功。因此，在單缸柴油機中，必須有一個足夠大的飛輪來（lái）供給這三個行程所（suǒ）需的能量；而在多缸柴油機中，則藉助於其他氣缸膨脹（zhàng）作功過程來供給。
此外，柴油機由停車狀態（tài）進入工作狀態（tài），必須藉助外源能量的驅動使其起（qǐ）動運轉，直至噴入氣缸的燃油自發火燃燒，柴油機才（cái）能自行（háng）運轉。
二、氣閥重疊角和定時圖
1．氣閥重疊角：進、排氣閥（fá）同時開啟的曲軸轉角。為α₁+β₂
作用：（1）在氣閥疊開期間，利用廢氣流（liú）動慣性（xìng）的作用，在燃燒室內形成一定的低壓，造成抽吸（xī）新鮮空氣的有利條件，將新氣吸入氣缸。（2）利用吸入的新（xīn）氣更好地把廢氣掃出氣缸。（3）利用新氣對燃燒室部（bù）件進行冷卻。
2．燃燒室掃氣：利（lì）用排出廢氣的抽吸作用，通過進氣閥向氣缸內充入新鮮空氣，新氣（qì）充入後又更好地把廢氣掃出。在氣閥疊開期間，進氣管（guǎn）、氣缸、排氣管是相通的。
四衝程機均有一定的氣閥重疊角，而且增壓柴油機的氣閥重疊角均（jun1）大（dà）於非（fēi）增壓機。一（yī）般（bān）非增壓機為（wéi）25˚～50˚CA，增壓機為80˚～130˚CA。
3．定時圖：用（yòng）曲軸（zhóu）轉角表示氣閥正時（shí）的圓圖。