一、四沖程柴油機工作過程

1、一、四沖程柴油機工作過程1四沖程柴油機工作過程圖3-2-1（d）（c）（b）（a）（a）（b）（c）（d）圖3-2-1所示的四個簡圖分別表示四個活塞行程的進行情況以及活塞、曲軸、氣閥等部件的有關動作位置。第一行程進氣行程，空氣進入氣缸時相應的活塞行程。見圖3-2-1（a）?；钊麖纳现裹c下行，進氣閥a打開。由于氣缸容積不斷增大，缸內(nèi)壓力下降，依靠氣缸內(nèi)與大氣的壓差（低于大氣壓力p0），新鮮空氣經(jīng)進氣閥被吸入氣缸。進氣閥一般在活塞到達上止點前提前打開(曲柄位于點1)，下止點后延遲關閉(曲柄位于點2)。曲軸轉角1-2 (圖中陰影線所占的角度)表示進氣持續(xù)角i，約為220250°CA。第二行

2、程壓縮行程，工質(zhì)在氣缸內(nèi)被壓縮時相應的活塞行程。見圖3-2-1（b）?；钊麖南轮裹c向上運動，自進氣閥a關閉(點2)才開始壓縮，一直到上止點(點3)為止。第一行程吸入的新氣經(jīng)壓縮后，壓力增高到36MPa，溫度升高到600700(燃油的自燃溫度為210270)。壓縮終點的壓力和溫度分別用符號pc和tc表示。在壓縮過程的后期由噴油器(c)噴入氣缸的燃油，與高溫空氣混合、加熱，并自行發(fā)火燃燒。曲軸轉角2-3表示壓縮過程，約為140160°CA。第三行程燃燒和膨脹行程，工質(zhì)在氣缸內(nèi)燃燒膨脹時相應的活塞行程。見圖3-2-1（c）。活塞在上止點附近，由于燃油強烈燃燒，使氣缸內(nèi)的壓力和溫度急劇上升，

3、壓力達到58MPa，甚至高達15MPa以上，溫度達14001800或更高。燃燒的最高壓力和溫度分別用符號pz和tz表示。高溫高壓的燃氣（工質(zhì)）膨脹推動活塞下行作功。由于氣缸容積逐漸增大，壓力下降，在上止點后某一時刻（點4）燃燒基本完成。膨脹過程一直到排氣閥b開啟時結束，膨脹終了時的氣缸內(nèi)壓力pb為250450kPa，氣體溫度tb為600700。與進氣閥相似，排氣閥b是在下止點前開啟(點5)的。曲軸轉角3-4-5表示燃燒和膨脹過程。第四行程排氣行程，廢氣從氣缸內(nèi)排出時相應的活塞行程。見圖3-2-1（d）。在上一行程末，排氣閥b開啟時活塞尚在下行，廢氣靠氣缸內(nèi)外壓力差經(jīng)排氣閥排出。當活塞由下止點上

4、行時，廢氣被活塞推出氣缸，此時的排氣過程是在略高于大氣壓力(約1.05至1.1大氣壓)且在壓力基本不變的情況下進行的。排氣閥一直延遲到上止點后(點6)才關閉。曲軸轉角5-6表示排氣持續(xù)角e，約為230260°CA。進行了上述的四個行程，完成了五個工作過程，柴油機就實現(xiàn)了一個工作循環(huán)。當活塞繼續(xù)運動時，另一個新的循環(huán)又按同樣的順序重復進行。四沖程柴油機每完成一個工作循環(huán)，曲軸要回轉兩轉(720A)。每個工作循環(huán)中只有第三行程(膨脹行程)是作功的，其它三個行程都是為膨脹行程服務的，都需要外界供給能量。柴油機常做成多缸的，這樣，進氣、壓縮、排氣行程的能量可由其它正在作功的氣缸供給。如果是單

5、缸柴油機，那就由較大的飛輪供給。圖3-2-2四沖程柴油機的換氣四沖程柴油機的進、排氣閥的啟閉都不正好在上、下止點，而是在上、下止點前后某一時刻。它們的開啟持續(xù)角均大于180°CA。進、排氣閥在上、下止點前后啟閉的時刻稱為氣閥定時，通常氣閥定時是用距相應止點的曲軸轉角(°CA)表示。用曲軸轉角表示氣閥定時的圓圖稱氣閥定時圓圖。如圖3-2-2所示。在圖中，進氣閥在上止點前點1開啟，在下止點后點2關閉。其與相應止點的夾角1、2分別稱進氣提前角、進氣滯后角。排氣閥在下止點前點5開啟，在上止點后點6關閉，其與相應止點的夾角3、4分別稱為排氣提前角、排氣滯后角。氣閥提前開啟與延后關閉是

6、為了將廢氣排除干凈并增加空氣的吸入量，以利于燃油的燃燒，另外還可減少排氣耗功。所以，氣閥定時是影響四沖程柴油機作功的重要因素。由圖尚可看出，在上止點前后進氣閥與排氣閥同時開啟著（疊開）。同一氣缸的進、排氣閥在上止點前后同時開啟的曲軸轉角稱為氣閥重疊角。在氣閥疊開期間，進氣管、氣缸、排氣管連通，此時利用廢氣的流動慣性，除可避免廢氣倒沖入進氣管外，尚可抽吸新鮮空氣進入氣缸，并利用此壓力差在將新氣吸入氣缸的同時將燃燒室內(nèi)的廢氣掃出氣缸，實現(xiàn)所謂的燃燒室掃氣。此時不但可提高換氣質(zhì)量，還可利用進氣冷卻燃燒室有關部件。因而，四沖程柴油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大于非增壓機，四沖程柴油機氣閥重疊角如下表3-2-1所示。表3-2-1 四沖程柴油機氣閥重疊角名 稱非 增 壓 機增 壓 機開 啟關 閉開 啟關 閉進氣閥上止點前15°30°下止點后10°30°上止點前40°80°下止點后20°40°排氣閥下止點前35°4