柴油機工作原理是什么 柴油機工作原理 單缸往復(fù)活塞式柴油機結(jié)構(gòu)主要由排氣門、進氣門、氣缸蓋、氣缸、活塞、活塞銷、連桿和曲軸等組成。氣缸內(nèi)裝有活塞，活塞通過活塞銷、連桿與曲軸相連接?；钊跉飧變?nèi)作一上下往復(fù)運動，通過連桿推動曲軸轉(zhuǎn)動。為丁吸入新鮮空氣和排出廢氣，在氣缸蓋上下設(shè)有進氣門和排氣門。 (1)基本名聞術(shù)語 ①上止點：活塞離曲軸中心 距離的位置。 ②下止點：活塞離曲軸中心小距離的位置。 ③活塞行程(沖程)：上止點與下止點間的距離，用符號S表示，單位為mm。 ④曲柄半徑：曲軸旋轉(zhuǎn)中心到曲柄銷中心的距離，用符號r表示，單位為mm。活塞行程S等于曲柄半徑r的兩倍。 ⑤氣缸工作容積在：一個氣缸中，活塞從上止點到下止點所掃過的氣缸容積。用符號Vh表示，単位為L。 ⑥柴油機排量：柴油機所有氣缸工作容積的總和稱為柴油機排量，用VH表示。 柴油機排量表示柴油機的做功能力，在其他參數(shù)相同的前提下，柴油機排量越大，則其所發(fā)出的功率就越大。 ⑦燃燒室容積當活塞在上止點時，活塞上方的氣缸容積。用符號Vc表示。 氣缸總?cè)莘e當活塞在下止點時，活塞上方的氣缸容積。用符號Va表示。它等于燃燒室容積Va與氣缸工作容積Vh之和。 ⑨壓縮比氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比。用符號ε表示。 壓縮比ε表示氣缸中的氣體被壓縮后體積縮小的倍數(shù)，也表明氣體被壓縮的程度，通常柴油機的壓縮比ε=12～22。壓縮比越大，活塞運動時，氣體被壓縮得越厲害，氣體的溫度和壓力就越高，柴油機的效率也越高。 ⑩工作循環(huán)：柴油機中熱能與機械能的轉(zhuǎn)化，是通過活塞在氣缸內(nèi)工作，連續(xù)進行進氣、壓縮、做功、排氣四個過程來完成的。每進行這樣一個過程稱為一個工作循環(huán)。如柴油機活塞走完四個沖程(曲軸旋轉(zhuǎn)兩周)完成一個工作循環(huán)，稱該機為四沖程柴油機如活塞走完兩個沖程(曲軸旋轉(zhuǎn)一周)完成一個工作循環(huán)，稱改機為二沖程柴油機。 (2)四沖程柴油機工作原理 ①進氣過程 活塞從上止點向下止點移動，這時在配氣機構(gòu)的作用下進氣門打開，排氣門關(guān)閉。由于活塞下移，氣缸內(nèi)容積增大，壓力降低，新鮮空氣經(jīng)空氣濾清器、進氣管不斷吸入氣缸。由于進氣系統(tǒng)存在阻力，使進氣終了氣缸內(nèi)的氣體壓力低于大氣壓力P0(約78～91kPa)，溫度為320～340K. ②壓縮過程 活塞由下止點向上止點運動，這時進、排氣門關(guān)閉。氣缸內(nèi)容積不斷減少，氣體被壓縮，其溫度和壓力不斷提高。壓縮終了時氣體壓力可達3～5MPa，溫度高達750～1000K，為噴人氣缸內(nèi)的柴油蒸發(fā)、混合和燃燒創(chuàng)造條件。 ③做功過程 所示]在壓縮過程即將終了時，噴油器將柴油以細小的油雰噴入氣缸，在高溫、高壓和高速氣流作用下很快蒸發(fā)，與空氣混合，形成混合氣。并在高溫下自動著火燃燒，放出大量的熱量，使氣缸中氣體溫度和壓力急劇上升。燃燒氣體的 壓力可達6～9MPa， 溫度可達1800～2000K。高壓氣體膨脹推動活塞由上止點向下止點移動，從而使曲軸旋轉(zhuǎn)對外做功。由于噴油和燃燒要持續(xù)一段時間，所以雖然活塞開始下移，但此時還有噴入的燃料繼續(xù)燃燒放熱，氣缸內(nèi)的壓力并沒有明顯下降，隨著活塞下移，氣缸內(nèi)的溫度和壓力才逐漸下降。做功行程結(jié)束時，壓力約為0.2～0.5MPa。 ④排氣過程 做功過程結(jié)末后，排氣門打開，進氣門關(guān)閉?；钊谇S的帶動下由下止點向上止點運動，燃燒過的廢氣便依靠壓力差和活塞上行的排擠，迅速從排氣門排出。由于排氣系統(tǒng)有阻力，因此，排氣終了時，氣缸內(nèi)廢氣壓力略高于大氣壓力。氣缸內(nèi)殘余廢氣的壓力約為0.105～0.12MPa，溫度約為700～900K。 活塞經(jīng)過上述四個連續(xù)過程后，便完成了一個工作循環(huán)。當排氣過程結(jié)束后，柴油機曲軸依靠飛輪轉(zhuǎn)動的慣性作用仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，上述四個過程又重復(fù)進行。如此周而復(fù)始地進行個又一個的工作循環(huán)，使柴油機連續(xù)不斷地運轉(zhuǎn)起來，并帶動工作機械做功。 (3)二沖程柴油機工作原理 二沖程柴油機無進氣門。氣缸(氣缸套)壁上有一組進氣孔，由活塞的上下運動控制進氣孔的開、閉，氣缸蓋上設(shè)有排氣門?？諝庥蓲邭獗锰岣邏毫σ院螅?jīng)氣缸外部的空氣室和氣缸壁上的進氣孔進入氣缸，完成進氣和掃氣過程。燃燒后的廢氣由氣缸蓋上的排氣門排出。其工作過程如下。 ① 行程 行程也稱換氣-壓縮過程。曲軸帶動活塞由下止點向上運動，這時進氣孔和排氣門均打開，新鮮空氣山掃氣泵以高于大氣壓力送入氣缸中，并把氣缸中的殘余廢氣從排氣門掃除。這種進、排氣同時進行的過程稱為“掃氣過程”。活塞繼續(xù)向上運動，當活塞越過進氣孔后，進氣孔破活塞關(guān)閉的同時配氣機構(gòu)也使排氣門關(guān)閉。于是氣缸內(nèi)的新鮮空氣被壓縮，一直進行到上止點。 ②第二行程 第二行程也稱膨脹-換氣過程?；钊咏现裹c時，噴油器開始噴油，被噴油器噴成的雰狀柴油與高溫壓縮空氣相遇，便迅速燃燒。由于燃氣壓力的作用，推動活塞向下止點運動，經(jīng)連桿帶動曲軸旋轉(zhuǎn)而輸出動力。當活塞下行至某一時刻時排氣門打開，做功后的廢氣由排氣門排出?；钊^續(xù)向下運動，隨后進氣孔打開，新鮮空氣被掃氣泵再次壓入氣缸，開始“掃氣過程”?；钊恢边\動到下止點，完成第二個工作行程。 (4)二沖程與四沖程柴油機的比較 與四沖程柴油機比較，二沖程柴油機有以下主要特點。公明發(fā)電機 ①曲軸毎轉(zhuǎn)一周就有一個做功過程，因此，當二沖程柴油機工作容積和轉(zhuǎn)速與四沖程柴油機相同時，在理論上其功率應(yīng)為四沖程柴油機功率的兩倍。但由于結(jié)構(gòu)上的關(guān)系，二沖程柴油機廢氣排除不徹底，并且換氣過程減小了有效工作行程。因而在同樣的工作容積和曲軸轉(zhuǎn)速下，二沖程柴油機的功率約為四沖程柴油機的1.5～1.7倍。 ②二沖程柴油機因其曲軸毎轉(zhuǎn)一周就有一個做功行程，在相同轉(zhuǎn)速下工作循環(huán)次數(shù)多，故輸出轉(zhuǎn)矩均勻，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。 ③大多數(shù)二沖程柴油機部分或全部采用氣孔換氣，配氣機構(gòu)簡單。所以，二沖程柴油機結(jié)構(gòu)簡單，重量輕·使用維修方便。 ④換氣時間短，并需要借助新鮮空氣來清掃廢氣，換氣效果相對較差。

柴油機故障分析判斷原則 柴油機出現(xiàn)故障時，操作人員應(yīng)仔細、及時地分析故障的特征，判斷其產(chǎn)生的原因，一般按如下原則進行： 1）判斷故障要有整體性，排除故障要有性。進行故障檢修作業(yè)是一項系統(tǒng)工程，要把柴油機看成一個整體（一個系統(tǒng)），而不能當做一組組件。一個系統(tǒng)、機構(gòu)或零部件有故障，必然要涉及其他系統(tǒng)、機構(gòu)或零部件。因此，對于各個系統(tǒng)、機構(gòu)或零部件的故障不能 孤立地對待，而必須考慮對其他系統(tǒng)的影響及本身所受到的影響，從而以整體觀念來分析故障原因，并進行的檢查排除。 故障發(fā)生的整個情況，應(yīng)向操作者了解，并作出必要的檢查和分析。柴油機分析故障的一般程序為：了解故障現(xiàn)象→了解柴油機的使用狀況→了解維修史→現(xiàn)場觀察→故障分析與排除。 2）查找故障應(yīng)盡可能減少拆卸。拆卸只能作為在經(jīng)過縝密分析后采取的 手段。在決定采取這一步驟時，一定要以結(jié)構(gòu)和機構(gòu)原理等知識作為指導(dǎo)，并建立在科學分析的基礎(chǔ)上。在有把握恢復(fù)正常狀態(tài)和確信不會因此引起不良后果的情況下才能進行。否則不僅會拖長排除故障的時間，而且可能是發(fā)動機遭到不應(yīng)有的損壞或產(chǎn)生新的故障。 3）切忌存僥幸心理和盲目蠻干。當柴油機突然發(fā)生故障或一般已判定出故障的原因，而且故障將影響柴油機正常工作時，應(yīng)及時停機檢查。當判斷是較大故障或柴油機突然自行停機時，應(yīng)及時地拆檢和修理。 對不能立即查明原因的故障，可以先將柴油機低速空載運轉(zhuǎn)，再觀察分析找出原因，以避免發(fā)生更大的事故。 當遇到較嚴重的、可能造成破壞性損壞的故障征兆時，切忌存僥幸心理，盲目蠻干。在沒有查找到故障原因并予以排除時，不能輕易地起動發(fā)動機，否則會進一步擴大故障損壞程度，甚至造成重大事故。 4）注重調(diào)查、研究、和合理分析。應(yīng)將每次出現(xiàn)的故障特別是大的故障原因排除方法，記錄在柴油機的運行簿上，供下次檢修參考。 調(diào)查、研究和了解柴油機的使用管理和維修方面的過程和現(xiàn)狀，主要看該機常出些什么故障、發(fā)生在什么部位；檢修中更換了哪些機件；檢驗和裝配的間隙數(shù)據(jù)等。對現(xiàn)狀的了解，主要是在柴油機在故障出現(xiàn)前后觀察到哪些現(xiàn)象，已經(jīng)采取過哪些措施、效果如何等。通過對這些問題的了解，把思路引導(dǎo)到產(chǎn)生故障可能性大的方向上去，便于作出正確的分析和判斷。 5）遵循“從簡到繁、由表及里、按系分段、推理檢查”的原則，“從簡到繁、由表及里”的含義比較明確，要求查找判斷故障時不要將故障看得很復(fù)雜，分析排除故障與一般的工作方法一樣，總是從簡到繁、由近及遠、由表及里地進行?！鞍聪捣侄巍⑼评頇z查”則要求有層次、符合機理地去分析判斷故障。例如柴油機排氣冒黑煙的故障，主要與兩個系統(tǒng)有關(guān)，一是進、排氣系統(tǒng)，二是燃油系統(tǒng)。進、排氣系統(tǒng)是供氣不足，還是泄露太多？燃油系統(tǒng)是油量過多，還是霧化質(zhì)量、噴油壓力和噴油時間方面的原因。然后按系統(tǒng)逐一檢查，檢查一項排除一個疑點，逐步縮小故障范圍， 找出故障的真正原因。