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四冲程柴油机的工作原理

  柴油机必须经过进气、压缩、膨胀、排气四个热力过程之后,才能恢复到起始状态,使柴油机不断地产生机械功,上述四个热力过程称为一个工作循环。

  进气冲程

  进气冲程的目的是吸入新鲜空气,为燃料燃烧做好准备。要实现进气,缸内与缸外要形成压差。因此,此冲程排气门关闭,进气门打开,活塞由上止点向下止点移动,活塞上方的汽缸内的容积逐渐扩大,压力降低,缸内气体压力低于大气压力约68-93kPa。在大气压力的作用下,新鲜空气经进气门被吸入汽缸,活塞到达下止点时,进气门关闭,进气冲程结束。

  压缩冲程

  压缩冲程的目的是提高汽缸内空气的压力和温度,为燃料燃烧创造条件。由于进、排气门都已关闭,汽缸内的空气被压缩,压力和温度亦随之升高,其升高的程度,取决于被压缩的程度,不同的柴油机略有不同。当活塞接近上止点时。缸内空气压力达3000-5000kPa,温度达500-700℃,远超过柴油机的自燃温度。

  膨胀(作功)冲程

  当活塞上行将终了时,喷油机开始将柴油喷入汽缸,与空气混合成可燃混合气。并立即自燃,此时,汽缸内的压力迅速上升到约6000-9000kPa,温度高达1800-2200℃。在温度、高压气体的推动作用下,活塞向下止点运动并带动曲轴旋转而作功。随着气体膨胀活塞下行其压力逐渐降低,直到排气门被打开为止。

  排气冲程

  排气冲程的目的是清除缸内的废气。做功冲程结束后,缸内的燃气已成为废气,其温度下降到800-900℃,压力下降到294-392kPa。此时,排气门打开,进气门仍关闭,活塞从下止点向上止点移动,在缸内残存压力和活塞推力的作用下,废气被排出缸外。当活塞又到上止点时,排气过程结束。

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