柴油發動機結構原理認（rèn）識及使（shǐ）用說（shuō）明

一、實驗目的
柴油發動機（jī）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（bù）驟（zhòu）
柴（chái）油機總體（tǐ）機構認識

（1）固定件：氣缸蓋、氣缸套、機架（jià）、機座、主軸承等。
（2）運動件：活塞組件、連杆、曲（qǔ）軸。
（3）配氣（qì）機（jī）構：進氣閥、排氣閥、凸（tū）輪軸及其傳動機構等。
（4）起動係（xì）統（tǒng）：空氣瓶、起動控製閥、主起動閥、空氣分配器和氣缸起動閥等。
（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（yóu）冷卻器等
（8）操縱（zòng）係（xì）統（tǒng）：實現對柴油機進行起動、換向、調速、連鎖、安全保護和報警等操作而設置的專門執行機構（gòu）。
柴（chái）油機工作原理
柴油機的基本工作原理是（shì）采用壓縮發火（huǒ），使燃（rán）料在（zài）氣缸內部燃燒，以（yǐ）高溫、高壓的（de）燃氣工質在氣缸中（zhōng）膨脹推動活塞作往複（fù）運動，再（zài）通過活塞-連（lián）杆-曲柄將往複運動變成曲軸的回轉運動，從（cóng）而帶動工作機械。
一個工（gōng）作循環的五個過程：進氣、壓縮、燃燒、膨脹作功和排氣。
用四個行程（曲軸（zhóu）回轉兩轉）完（wán）成一個工作循環的柴油機稱四衝（chōng）程柴油機。曲（qǔ）軸與凸（tū）輪軸轉速之比為2/1。
一、四衝（chōng）程（chéng）柴油機工作（zuò）原理
圖1-2是四衝程（chéng）柴油機的工作原理簡圖。

1．進氣（qì）行（háng）程
（1）作用：使氣缸滿新鮮空氣。
（2）進氣提前角：進氣閥開啟（qǐ）時曲柄與上止點（diǎn）之間的夾角。用（yòng）α₁表（biǎo）示，α₁過大，則缸內壓力大可能產生廢氣倒流。
（3）進氣延遲角：進氣閥關閉時曲柄與下止點之間的夾角。用α₂表（biǎo）示，α₂過（guò）大，則壓縮行（háng）程變短。
一般增壓機的α₁、α₂均大於非增壓機。氣閥開啟的延續角約為220˚～250˚CA。
2．壓縮行程
（1）作用：①使（shǐ）燃燒過程的溫度（dù）升高，提高工作循環的熱效率②提高工質的溫度和壓力，為冷車起動和著火作準備③使循環的工質得到更大的膨脹比，對活塞做更多的功。
（2）壓縮終點：Pc=3～6MPa；Tc=600～700℃。燃油自燃溫度為210~270℃。
（3）壓縮始（shǐ）點溫度過高對柴油機的影響
①空氣密度減小，充氣量減少（shǎo），氧氣供給不足，燃燒不良。
②工作循環的平均溫度升高，燃燒室部件的平均溫度和熱負荷高。
③易引起缸內提（tí）前發火。
3．膨脹行程
（1）作用：進行燃燒（shāo）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：將做功（gōng）後的廢氣（qì）排出缸外，為下一個循環充入新氣做（zuò）準（zhǔn）備。
（2）排氣提前角：排（pái）氣閥（fá）開啟時（shí）曲柄與（yǔ）下止點之間的夾角（jiǎo），用β₁表示。排氣（qì）閥提前開啟有兩個好處：①多排出廢氣②減少排氣耗功。但β₁過大，則膨脹功損（sǔn）失（shī）大。
（3）排（pái）氣延遲角：排（pái）氣閥關（guān）閉時曲柄與上止點之（zhī）間的夾角。用β₂表示，β₂過大，則排氣管中的廢氣（qì）會倒流（活塞（sāi）下行）。
一般增壓機的β₁、β₂均大於非（fēi）增壓機。氣閥開啟的延續角（jiǎo）約為230˚～260˚CA。
進氣和排氣（qì）衝程（chéng）均大於180˚CA。二壓縮（suō）與膨脹衝程均小於180˚CA。
綜上所述，在四衝程柴油機中，要經曆進氣、壓縮、膨脹、排氣等四個行程才完成一（yī）個（gè）工作循環；與此相（xiàng）應的是曲（qǔ）軸（zhóu）回轉兩（liǎng）轉，即720˚曲軸轉角。而且，在四個（gè）行（háng）程中，隻有膨脹行程（chéng）才作功，其餘（yú）三個行程都要消耗功。因此，在單缸柴油機中，必須有（yǒu）一個（gè）足夠大的飛輪來供給這三個行程所（suǒ）需的能（néng）量（liàng）；而在多缸柴油機中，則藉助於其他氣缸膨脹作功過（guò）程來供給。
此外，柴油機由停車狀態進入工作狀態，必須藉助外（wài）源（yuán）能（néng）量的（de）驅動使其（qí）起動運轉，直至噴入氣缸的燃油自發火燃燒，柴油機才能自行運轉。
二、氣閥重疊角和（hé）定時圖
1．氣閥重疊角：進、排氣閥同時開啟的曲軸轉角。為α₁+β₂
作用：（1）在氣閥疊開期間，利（lì）用廢氣流（liú）動慣性（xìng）的作用，在燃燒（shāo）室（shì）內形成（chéng）一定的低（dī）壓，造成抽吸新鮮空氣的有利條件，將（jiāng）新（xīn）氣吸入（rù）氣缸。（2）利用吸入的新氣更好地把（bǎ）廢氣掃出氣缸。（3）利用新氣對燃燒室部件進行冷卻。
2．燃燒室掃氣：利用排出廢氣的抽吸作用，通過進（jìn）氣閥向氣（qì）缸（gāng）內充入新鮮空氣，新氣充入後又更好地把（bǎ）廢氣掃出。在氣閥疊開（kāi）期間（jiān），進（jìn）氣管（guǎn）、氣缸、排氣管是相通的。
四衝程（chéng）機均有（yǒu）一定的氣閥重疊角，而且增壓柴油機的氣閥重疊角均大於非增（zēng）壓機。一般非增壓機為25˚～50˚CA，增壓機為80˚～130˚CA。
3．定時圖：用曲軸轉角表示氣（qì）閥正時的圓圖。