第一章 柴油机工作
柴油机点火工作原理
柴油机点火工作原理
柴油机是一种内燃机，其点火工作原理与汽油机有所不同。
柴油机采用压燃式燃烧，即在高压高温的环境下将燃油点燃，而不是通过火花塞点火。
柴油机点火的关键在于压缩空气使其达到高温状态，然后将燃油喷射到高温空气中，使其瞬间自燃。
以下是柴油机点火工作的基本原理：
1. 启动阶段：当柴油机启动时，活塞在上止点附近，气缸内的空气被压缩，使气缸内温度升高。
2. 压气阶段：随着活塞向下运动，气缸内的压力和温度继续升高，直到达到足够高的压力，使气缸内的空气处于点火温度。
3. 燃油喷射阶段：当活塞到达上止点附近时，燃油喷射器开始喷射燃油到气缸中。
燃油经过高压喷射后，迅速细分成微小的颗粒，并与高温空气混合。
4. 自燃阶段：燃油与高温空气混合后，由于高温空气的压力和温度达到了柴油的自燃点，燃油会迅速自燃，形成高温高压的可燃气体。
5. 气体膨胀阶段：自燃的燃料气体会迅速膨胀，推动活塞向下运动，将燃气排出气缸。
6. 排气阶段：当活塞到达下止点附近时，排气门打开，将燃气
从气缸中排出，完成一个循环。
柴油机点火工作原理的关键在于高温高压的空气能够使燃油迅速点燃，从而推动活塞运动。
与汽油机相比，柴油机具有更高的压缩比和燃烧效率，因此在一些重型机械和车辆上得到广泛应用。
柴油发动机的工作原理
柴油发动机的工作原理柴油发动机是一种内燃机，它利用柴油燃料来产生动力，驱动机动车辆或者发电机。
与汽油发动机相比，柴油发动机具有更高的热效率和更大的扭矩输出，因此在大型车辆和工业设备中得到广泛应用。
下面我们将详细介绍柴油发动机的工作原理。
首先，柴油发动机的工作原理可以分为四个基本步骤，进气、压缩、燃烧和排气。
在进气阶段，气缸内的活塞向下运动，使气缸内的空气通过进气阀进入。
在压缩阶段，活塞向上运动，将进入的空气压缩至高压状态。
接着是燃烧阶段，柴油燃料被喷射到高压空气中，由于高温高压的作用，柴油燃料自燃，产生爆炸力推动活塞向下运动。
最后是排气阶段，活塞再次向上运动，将燃烧后的废气排出气缸。
在柴油发动机中，燃烧过程是最关键的部分。
燃烧室内的高压空气能够使柴油燃料迅速燃烧，产生大量高温高压的燃气，从而推动活塞运动。
与汽油发动机不同的是，柴油发动机的燃烧是通过高温高压自燃实现的，因此不需要点火系统。
柴油发动机的工作原理还涉及到燃油喷射系统。
燃油喷射系统负责将柴油燃料以高压喷射到燃烧室内，确保燃料能够充分燃烧，提高燃烧效率。
常见的燃油喷射系统包括常压喷射系统和高压共轨喷射系统，它们都能够实现精准的燃油喷射控制，提高发动机的动力输出和燃油经济性。
此外，柴油发动机还需要润滑系统和冷却系统的支持。
润滑系统负责减少活塞与气缸壁的摩擦，保持发动机的正常运转；冷却系统则通过循环冷却剂来降低发动机的工作温度，防止发动机过热损坏。
总的来说，柴油发动机的工作原理是通过压缩高压空气和喷射柴油燃料实现的，它具有高效率、高扭矩输出和长寿命的特点。
通过合理的燃油喷射控制、润滑和冷却系统的支持，柴油发动机能够稳定可靠地工作，满足各种车辆和设备的动力需求。
柴油机的工作原理
柴油机的工作原理柴油机是一种内燃机，其工作原理是将燃油喷入燃烧室，由于高压而自燃，产生压力推动活塞运动，从而完成工作循环。
下面将详细介绍柴油机的工作原理。
进入压缩阶段后，进气阀关闭，活塞向上运动，将进气压缩到极高的压力。
在这个过程中，柴油被喷射到气缸中。
柴油燃料的高压和高温使得它自燃，无需使用火花塞进行点火。
因为柴油的自燃温度较高，与汽油不同，所以柴油机内部的压力较高。
这是柴油机与汽油机的一个主要区别。
然后是燃烧阶段。
当柴油自燃时，产生的能量会推动活塞向下运动，这是柴油机的主要输出。
然而，为了保持燃烧的稳定性和完全性，在柴油燃烧过程中还需要一些辅助设备，例如燃油喷嘴和喷油泵。
燃油喷嘴会在适当的时机喷射适量的燃油，而喷油泵则会提供必要的压力来将燃油喷射到气缸中。
通过调整燃油的供应量和喷射时机，可以确保燃烧的稳定和高效。
最后是排放阶段。
在燃烧完成后，废气被排出气缸，并通过排气阀排出柴油机。
与汽油机相比，柴油机产生的废气中含有更多的氮氧化物（NOx）和颗粒物，这是因为柴油燃烧的温度更高，氮和氧更容易结合形成氮氧化物，并且柴油燃料中的杂质也会产生颗粒物。
为了满足排放标准，柴油机通常会配备尾气处理系统，例如颗粒捕捉器和选择性催化还原（SCR）装置，以减少排放物的产生。
总结起来，柴油机的工作原理是通过将燃油喷入气缸中，并借助高压使其自燃，在燃烧过程中产生的能量推动活塞运动，完成工作循环。
柴油机的工作原理相对复杂，但由于其高效、经济和高扭矩的特点，仍然被广泛应用于汽车、重型机械和发电等领域。
柴油机工作原理(简单版)PPT课件
Compression ratio
14.05.2020
1 Va VcVs
VS
Vc . Vc
VC
14
ε 压缩比 (Compression ratio)
1.经济性： ε 经济性提高， ε﹥12 对经济性影响
柴油机动力装置 蒸0
螺旋桨
传.动轴系
5
功率： 70000KW L：25M H：13M B：7M
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6
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7
燃气轮机工作原理
❖ gas turbine engine
14.05.2020
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8
蒸汽轮机工作原理
❖ Steam turbine engine
最近时的位置。 ❖ 5 冲程(Stroke)：又称行程。活塞在上、下止点间的运行距离。
它等于曲柄回转半径的两倍，即S＝2R。 ❖ 6 压缩室容积Vc：活塞位于上止点时，活塞顶与气缸盖底面之
间的气缸容积，又称燃烧室容积。 ❖ 7 气缸工作容积Vs：活塞从上止点到下止点所扫过的气缸容积。 ❖ 8 气缸总容积Va：活塞位于下止点时，活塞顶以上的全部气缸
D．存气容积
29期 1． 在内燃机中柴油机的本质特征是：
A ．用柴油做燃 B．外部混合 C．内部燃烧 30期 1.不同机型压缩比的大小,一般地说：
√D．压缩发火
A. 增压度越高,压缩比越大
B. 小型高速机的压缩比较低速机的小
√C. 现代新型低速柴油机的压缩比越来越大
D. 二冲程柴油机比四冲程机压缩比大
14.05.2020
1-2第二节 柴油机的基本工作原理
第二节 柴油机的基本工作原理柴油机是以柴油作燃料的压燃式内燃机。
工作时，空气在气缸内被压缩而产生高温，使喷入的柴油自行着火燃烧，产生高温、高压的燃气，燃气膨胀推动活塞作功，将热能转变为机械功。
柴油机的工作循环由进气、压缩、喷油着火燃烧、膨胀作功和排气等过程组成。
这些过程可以由四冲程柴油机来实现，也可由二冲程柴油机来实现。
一、四冲程柴油机（非增压）的工作原理图1-2-1所示是四冲程柴油机的基本结构图。
工作时活塞作往复直线运动，曲轴作旋转运动。
活塞改变运动方向瞬时的位置称止点（死点），止点处的活塞瞬时运动速度为零。
离曲轴中心最远时的止点称上止点（T.D.C.），最近时的止点称下止点（B.D.C.）。
曲柄销中心与主轴颈中心之间的距离称曲柄半径R 。
连杆大、小端中心间的距离称连杆长度L 。
上、下止点间的距离称活塞行程（冲程）S 。
活塞行程等于曲柄半径的两倍，即S =2R 。
活塞在上、下止点间移动所扫过的容积称气缸工作容积V S 。
S D V s ⋅=24π （1-2-1） 式中，D 为气缸直径（缸径）。
活塞位于上止点时活塞顶与气缸盖之间的气缸容积，称燃烧室容积（压缩室容积、余隙容积）V c 。
气缸总容积V a 与燃烧室容积之比称压缩比ε。
c s c c s c a V V V V VV V +=+==1ε （1-2-2） 显然压缩比是一个几何概念，它与柴油机的转速无关。
用四个行程（曲轴回转两转）完成一个工作循环的柴油机称四冲程柴油机。
图1-2-2是四冲程柴油机的工作原理简图。
图的上部表示四个行程中活塞、连杆、曲轴及气阀的相对位置。
图的下部表示相对应的气缸内气体压力随气缸容积的变化情况，称p-V 示功图。
1．进气行程活塞从上止点下行，进气阀打开。
由于活塞下行的抽吸作用，新鲜空气充入气缸。
为了能充入更多的空气，进气阀一般在上止点前提前开启（曲柄位于点1），在下止点后延迟关闭（曲柄位于点2），气阀开启的延续角（图中阴影线部分）约为220˚～250˚CA 。
柴油机基本知识
柴油机基础知识第一章柴油机基础知识第一节柴油机概述内燃机是一种复杂的能量转换机器。
随着技术水平的不断提高，各种类型内燃机的构造及其布置也就各有差异。
往复活塞式内燃机的基本构造，都由下列二个机构和五个系统所组成。
以柴油作燃料,当空气在气缸内受压缩而产生高温，使喷入的柴油自然，燃气膨胀而作功的内燃机，称为柴油机。
我国现生产柴油机的功率覆盖面为2.2—47280KW，柴油机的气缸直径65—900mm，转速5.6—4400r/min。
特点：易于起动、操作维护方便、结构紧凑、体积小、重量轻、便于运输安装、经济性好、使用范围广，是较理想的动力机械，广泛用作发电、船舶、排灌、汽车、拖拉机和工程机械等动力。
第二节柴油机分类按照工作循环分类：二冲程柴油机和四冲程柴油机；按照气缸数量分类：单缸柴油机和多缸柴油机；按照汽缸排列方式分类：立式、卧式、直列式、斜置式、V形、X形、W形、对置汽缸、对置活塞等；按照冷却方式分类：水冷柴油机和风冷柴油机；按照进气方式分类：自然吸气式和增压式；增压式可分为：低增压、中增压、高增压和超高增压等；按照曲轴转速分类：高速机、中速机、低速机；按照用途分类：固定式、移动式；第三节柴油机工作原理按照一定规律，不断地将柴油和空气送入气缸，柴油在气缸内着火燃烧，放出热能，高温高压的燃气推动活塞作功，将热能转化成机械能。
四冲程柴油机的正常运转通过以下四个工作过程来完成;进气过程: 活塞由上止点移动到下止点，即曲轴的曲柄内0°转到180°(活塞位于第一冲程上止点时，曲轴的曲柄位置定为0°)。
在这个冲程中，进气门打开，新鲜空气被吸入气缸。
压缩过程: 活塞由下止点移动到上止点，即曲柄由180°转到360°。
在这个冲程中，气缸内的气体被压缩;燃烧膨胀过程（工作过程）: 活塞再由上止点移动到下止点，即曲柄由360°转到540°。
在这个冲程中燃气膨胀做功，所以又称为工作冲程或做功冲程。
柴油机工作原理简单版 PPT
⑩热负荷
低
高
11自吸能力
有
无
12机械负荷
高
低
13噪音
大
小
36
四、 二冲程柴油机得换气形式
弯流 横流
(loop)
回流
半回流
直流 排气阀—
(uniflow)
排气口—扫气口式
37
横流扫气
扫气口与排气口布置在气缸
下部圆周得两侧,排气口高于
扫气口。 特点:扫气口与排气口水平 与垂直方向均有倾斜角控制 气流方向。
12－22
汽油机 汽油 混合气(油+气) 气缸外混合(雾化器) 电火花塞点燃 0、15－0、40 无喷油器 6－10
12
14
二、柴油机得基本结构参数
❖ 1 气缸直径(Bore):汽缸内径,简称缸径D。 ❖ 2 曲柄半径(Crank Radius) ❖ 3 上止点(TDC):活塞在气缸中运动到最上端,即离曲轴中心线最
45期 1、关于活塞行程得错误认识就是_______、
A、活塞在上下止点间得运行距离
B、等于曲柄半径得两倍
C√ 、等于主轴颈中心线到曲柄销中心线距离得两倍 D、等于主轴颈中心线到曲柄销中心线间距离
18
喷油器
气缸盖 气缸套 活塞 活塞杆
十字头 导板 曲轴箱
排气管 排气阀 废气涡轮 增压器 扫气箱 机体
6
7
燃气轮机工作原理
❖ gas turbine engine
8
蒸汽轮机工作原理
❖ Steam turbine engine
9
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
柴油机得定义
(pression ignition)
柴油机的工作原理
柴油机的工作原理柴油机是一种内燃机，利用燃料（柴油）进行燃烧来产生能量。
它是广泛应用于汽车、船舶和发电等领域的重要动力装置。
本文将详细介绍柴油机的工作原理。
一、柴油机的构造柴油机主要由气缸、活塞、气缸盖、进气阀、排气阀、喷油器等组成。
其基本结构类似于汽油机，但内部采用压缩着火的工作原理。
二、工作原理1. 进气冲程柴油机的工作原理从进气冲程开始。
进气活塞向下运动，气缸内形成负压，进气阀打开，新鲜空气通过进气阀进入气缸。
2. 压缩冲程当活塞向上运动时，进气阀关闭，气缸内的空气被压缩，从而提高了压力和温度。
3. 燃烧冲程当活塞向上运动到达顶点时，柴油喷油器喷射燃油到气缸内。
燃油在高温高压环境下快速燃烧，产生的高温高压气体推动活塞向下运动。
4. 排气冲程活塞再次向上运动，排气阀打开，将燃烧后的废气排出气缸。
5. 循环重复以上四个冲程依次进行，形成连续的循环。
柴油机通过这种循环运作，将能量转化为机械动力。
三、与汽油机的区别柴油机与汽油机相比，有以下几个主要区别：1. 燃料点火方式不同柴油机采用压燃点火，即燃料在高压高温的条件下自燃。
而汽油机则采用火花塞点火，通过火花点燃混合气体。
2. 燃油压力和喷射方式不同柴油机的燃油被高压喷油器以高压喷射进入气缸，而汽油机的燃油则是在汽油喷油器中以较低压力雾化喷入气缸。
3. 燃油的自燃特性不同柴油在高温高压的环境下容易自燃，而汽油则需要通过火花点燃。
4. 燃油消耗和效率不同由于柴油机的压缩比较高，燃油的热效率较高，燃油消耗相对较低，而汽油机则相对较高。
四、柴油机的优缺点1. 优点柴油机具有功率大、扭矩大、燃油经济性较好等优点。
相对于汽油机，柴油机在相同排量下能够提供更高的功率输出，并且燃油经济性更好。
2. 缺点与汽油机相比，柴油机的启动较为困难，需要较高的压缩比才能点燃燃料，因此柴油机启动前需要进行预热。
此外，柴油机的噪音和振动较大，排放物质也相对较多。
五、柴油机的应用柴油机广泛应用于汽车、船舶、工程机械、发电机组等领域。
柴油发动机的工作原理
柴油发动机的工作原理
柴油发动机是一种内燃机，使用柴油作为燃料进行燃烧，从而驱动发动机运转。
柴油发动机的工作原理基本上分为四个步骤：进气、压缩、燃烧和排气。
首先是进气阶段。
柴油发动机通过活塞的下行运动，将气缸内的空气通过进气门吸入，同时进入的空气被压缩。
接下来是压缩阶段。
活塞上行时，将进气的空气压缩到非常高的压力和温度。
这个压缩过程使空气的密度变得更大，为燃烧做准备。
然后是燃烧阶段。
当活塞到达上死点时，喷油器向气缸内喷入压力非常高的燃油，燃油在高温高压的环境下立即起火燃烧。
燃烧产生的能量推动活塞下行，带动曲轴旋转，从而产生动力。
最后是排气阶段。
活塞再次上行时，将燃烧后的废气排出气缸，通过排气门进入排气系统。
柴油发动机使用自压燃烧的原理，即是在高温高压的环境下，由于柴油的自燃性质而实现燃烧。
相比汽油发动机，柴油发动机的压缩比更高，热效率更高，具有更强的动力输出和更低的燃油消耗。
同时，柴油发动机还具有稳定性好、可靠性高、使用寿命长等优点，因此在大型车辆和工业领域得到广泛应用。
电控柴油发动机工作原理（可编辑）
电控柴油发动机工作原理电喷柴油发动机工作原理孟爱国主讲第一章燃料与燃烧第一节柴油的来源1柴油是从原油中用蒸馏的方式提炼出来的也叫蒸馏馏出的温度叫馏分 2加热到250350℃时馏出的是柴油此外在350500℃时还馏出润滑油这种炼制方法是直馏法 3加热加压的方法叫热裂化法用催化剂裂解的方法叫催化裂化法催化裂化法柴油适用于高速柴油发动机 4柴油是含有多种烃类的混合物根据化学成分柴油可分为石蜡基环烷基和环烷芳香基三种其中石蜡基柴油适用于高速柴油发动机 5催化裂化法柴油的柴油热值是4220MJKg中国大庆原油直馏柴油的热值是4325MJKg热值又称能量密度第二章柴油混合气形成和燃烧第一节柴油混合气的形成一柴油混合气的形成的特点 1燃料粘度大不易挥发必须借助于喷油器将柴油在接近压缩终了时刻采用高压雾化的方法通过高压以细小的油滴形式喷入缸内与高温高压空气强制混合后再燃烧 2混合形成时间极短τ 000070003秒15°35°曲拐转角 3由于混合时间极短所以混合气在缸内各处很不均匀喷油与燃烧重叠出现边燃烧边喷油边混合的情况因此要求空气对燃料的比例一般比汽油发动机大α 115220 4理想的混合气形成过程应该是燃料喷入燃烧室后在近可能短的时间内与周围空气均匀雾化混合形成可燃混合气着火后继续喷入的燃料应及时得到足够的空气和混合能量以便迅速混合力求避免燃料直接进入高温缺氧区域引起裂化无效排除第三节柴油混合气的燃烧一柴油混合气的多点低温多阶段着火在柴油发动机缸内在活塞压缩终了时的温度约为600℃而柴油混合气的燃点是400℃左右此时喷入气缸内的燃油在高温空气高压和气流的扰动下要经过雾化氧化反应首先是氧化产物甲醛产生的冷焰继续提高缸内温度接着继续生成以CO的蓝色火焰形成热积累最终发生在缸内的多点的热爆炸二柴油混合气的燃烧过程 1滞燃期从柴油开始喷入气缸起到着火开始为止的这一段时期在滞燃期中柴油尚未着火仅进行着着火前的物理化学变化氧化反应速度与缸内气体压力和温度成正比 2急燃期从开始着火到出现最高压力为止的这一段时期混合气着火后形成多个火焰中心并各自向四周传播使混合气迅速燃烧放出大量的热量在极燃期中喷油器将燃油继续喷入燃烧室使混合气的提高而火焰尚未传遍整个燃烧室因而空气尚未被完全利用在急燃期中压力升高率较高因此伴随着燃烧的突爆声音也伴随着尖锐的对机件的敲击声如果噪声过大被称为柴油发动机的粗暴燃烧一般不大于0406MPaCA°由于工作粗暴所以缩短着火滞燃期和限制开始的喷油量是控制粗暴燃烧的两个主要的技术改进方向这也是电喷柴油发动机的目的 3缓燃期经过前期燃烧缸内含氧量已经下降此时完成的柴油混合气燃烧的速度有所下降压力变化不大但气体温度升高到最高值缓燃期的后期燃烧速度显著下降在缓燃期中喷入的燃油若喷到缺氧的废气区则油分子会因高温缺氧裂解并最终产生碳烟虽废气排到大气污染环境 4后燃期补燃期从缓燃期终点起到燃油基本烧完时为止时期在高速柴油发动机中由于燃烧时间短促燃油与空气的混合不均匀总有一些燃油不能及时烧完拖到膨胀行程上继续燃烧特别是在高速高负荷时由于混合气较浓混合气形成和燃烧时间更短补燃量较大有时甚至继续到排气过程由于是燃烧放热是在活塞下行远离上止点其产生的热量主要加热发动机机体和废气上三燃烧过程存在的问题1混合气形成困难及燃烧不完全在高速发动机中混合时间太短属于非均质混合燃烧是排气冒烟废气温度高的主要原因常规做法是增大过量空气系数α＞1增加油找空气的机会组织缸内空气的涡流加强空气找油的强度电喷发动机采用预喷和精准控制喷油量和正时增加混合气形成 2燃烧噪声混合气的急燃期内压力急剧升高的压力直接使燃烧室壁面及活塞曲轴等机件受冲击而产生强烈振动并通过气缸壁传到外部从而形成燃烧噪声初期喷入缸内油量越多滞燃期越长所形成的混合气数量就越多同时着火爆燃点就越多最高压力和平均压力升高率就越大柴油发动机工作粗暴机械负荷大 3排气冒烟急燃期喷入的燃油如果进入到高温缺氧的区域就会发生裂解聚合成碳粒不能燃烧而随废气排出形成排气冒黑烟白烟冷车启动时由于缸内温度低燃烧不良不同直径的柴油颗粒随废气排出受到光线的反射呈现不同的颜色白烟是在061μm的颗粒构成蓝烟发动机在暖机过程是由更小的柴油颗粒构成06μm以下 4有害的废气成分 Ppm单位我国有害最大浓度的大致范围2001年柴油发动机排放的微粒柴油发动机排出的废气对人的危害 1NOX氮氧化合物可以形成二次污染物如臭氧它可以造成肺部及呼吸系统失调 2PM微粒微粒物质悬浮在空气中影响可见度可以导致肺部及心脏疾病可以增加致癌的概率 3CO一氧化碳与血液中的血红蛋白结合降低人体氧气输送能力可以导致头痛眩晕等问题 4CnHm碳氢化合物可以导致眼睛喉咙肺部过敏炎症而且有毒且致癌四减轻柴油发动机排气污染的途径 1增压中冷通过增压增加空气量提高控燃比使柴油分子更能容易找到氧分子保证燃油充分燃烧提高进入气缸的空气密度使发动机的新鲜充量增加提高发动机的平均有效压力从而提高功率同时再用空空中冷器冷却增压空气到接近环境温度降低微粒排放3040NOX 可以降低6070 2在保证增压中冷的前提下采用电控燃油喷射可以进一步降低微粒排放和NOX同时可以优化燃烧达到节能的目的 3降低机油消耗一般机油消耗在051wei为正常技术状况良好的为0306由于机体温度较高有些机件易实效所以控制消耗主要是加强活塞组气门组废气循环组和涡轮增压器的检查 4排气后处理用氧催化转换器降低HCCO和微粒中的有机成分用为微粒过滤装置捕集排气中的微粒第五节影响燃烧过程的主要因素与汽油混合气燃烧机理不同柴油混合气是一种缸内多点着火非均质燃烧过程而且只在活塞压缩终了时在缸内发生混合其混合时间极短要在000300007秒内完成所以经常处在混合气形成与燃烧过程交错在一起由于存在燃烧过程的不均匀性除了完全燃烧的产物外还存在着因局部乏氧产生的热分解的不完全燃烧的产物即以碳烟为主的颗粒状物和后续的燃烧过程形成只加热废气温度的补燃期 1喷油正时的影响①喷油提前角偏大使得燃油喷入缸内时空气的压力和温度较低着火延迟期较长压力升高率和最高燃烧压力增大导致柴油机工作粗暴喷油提前角偏大使得柴油机冷启动和怠速时空气温度更低导致启动困难怠速不良喷油提前角偏大还会使压缩负功增大功率下降油耗增加②喷油提前角过小则燃油不能在上止点附近燃烧完毕补燃量增加虽然压力升高率较低但排气温度升高废气带走的热量增加缸盖温度过热进气效率下降同时废气涡轮增压器废气涡壳热负荷过大有关零件会因热负荷过大热应力增加而加速损坏 2喷油速率的影响喷油速率对柴油发动机的性能有很大影响为要实现平稳有效的燃烧比较理想的喷油速率是先缓后急即德尔塔三角形这就是说在滞燃期内喷入气缸内的油量不宜过多油找空气充分混合均匀燃烧迅速以控制速燃期的最大燃烧压力和平均最大压力升高率保证柴油发动机能平稳运转及较小的燃烧噪声而着火后应以较高的喷油速率将燃油喷入气缸在先期着火形成的热涡流作用下可以迅速形成均匀的混合气改善燃烧停油时应干脆迅速脉宽调制喷油量在一定范围内随喷油脉宽的延长而线性增大喷油脉宽一定时喷射压力越大喷油量越大第三章电控柴油发动机的原理柴油发动机电控技术的特点和难点 1通过改善混合气燃烧过程从而改善发动机的性能和排放所运用的单片机的控制系统都是在各种发动机转速负荷下主要数字确定①曲轴相位每循环岐管内空气和高压管内燃油的流体质量②提高柴油发动机的经济性和降低排放③统应能在不同的工况及工作条件下精确地控制喷油提前角并始终保持在最佳值以降低燃油消耗和减少排放污染 2对柴油发动机运行工况进行实时高精度控制一旦柴油发动机及其系统的运行参数或状态偏离目标值电控系统就能立节和控制从而实现对柴油发动机运行工况的实时高精度控制 4电控柴油发动机的喷油器有很好的可靠性和耐久性 5柴油发动机的燃烧性能和排放对喷油正时的精度和喷油速率很敏感柴油发动机电控技术有两个明显特点1电控执行器复杂2电控系统多样化 6目前发展的几代柴油发动机电控技术主要差别是集中在柴油喷射的喷油器也就是电控喷射执行器上第一代的位置电控技术它用计算机控制的电磁伺服机构代替PT泵的调速器控制供油滑套位置以实现供油调整应用在MT3600B 172吨的矿用自卸卡车上保留了传统的燃油供应系统从柴油喷射的电控喷射执行器上的工作特点上划分①第二代称为时间控制执行器第二代重点是在保证接近近理想化空燃比供油的前提下精确决定供油正时改善燃烧过程缺点是供油压力受发动机转速影响大②第三代为时间压力控制执行器第三代柴油喷射的电控喷射执行器不但能够精确决定供油正时而且供油速率可以按照德尔塔三角形等理想化模式喷油不受转速和负荷影响第二节电喷控制的最基本原理一控制核心喷油器中的高速强力电磁阀承担着喷油控制任务 1它必须能够快速开启以保证喷油定时准确和迅速形成高压快速关闭以保证喷射的快速切断和稳定卸载 2采用高压驱动并利用PWMPulse Width Modulation脉宽调制控制方式产生维持电流提起喷油针阀决定喷油量定时器从当前传感器提供的基准信号的到来时刻开始计数计满个数使控制下一缸喷油器的高速输出端口发出高电平触发信号使喷油器开启高速电磁阀时间后关闭这样就完成了一次喷油过程第三节电控喷射执行器的工作原理分析说明由于柴油发动机的电控技术难度和复杂都在电控喷射执行器而且电控系统发生任何故障最终都会在电控喷射执行器产生不正常的现象所以分析电控喷射执行器的结构和工作原理就十分重要一EUPElectric Unit Pump电控喷射执行器的工作原理 1运用该执行器工作在TEREX TR50矿用重型汽车 Cummins QSX15C525电喷发动机上这是北方重型汽车股份有限公司在2005年以后向露天矿推出的产品 2系统构成整个燃油供应系统是主要由输油泵电控单元电控单体泵总供油高速电磁阀总正时供油高速电磁阀和调压器脉动阻尼器传感器等组成每个缸的EUP都有一个单独的凸轮轴驱动来实现燃油高压建立过程和燃油喷射过程最高喷射压力可达241MP这两个过程在时序上不能完全分开喷油压力要受发动机转速限制是属于第二代电控喷射执行器两组总供油高速电磁阀总正时供油高速电磁阀分别为六个电控喷射执行器依次供油总供油高速电磁阀的开启持续时间就是决定供油量的大小 AC Electric Drive 燃油系统流程图 5工作原理如下⑴排油当凸轮最高点与柱塞泵活塞接触时柱塞泵活塞正时活塞下活塞和喷油针阀克服回位弹簧的张力向下移动彼此接触柱塞腔内无燃料油同时喷油针阀上的卸油道将减压槽与泄油槽连通⑵伸张当凸轮的基圆与柱塞泵活塞接触时柱塞泵活塞正时活塞下活塞和喷油针阀在各自回位弹簧作用下向上伸张这时由于特殊结正时活塞与下活塞脱离接触形成空腔⑶注油当凸轮驱动柱塞泵活塞向下移动时电控单元根据传感器提供的信息决定本循环的喷油提前角和喷油量后触发发动机一侧的总高速电磁阀开启经缸体油道正时供油槽进入柱塞泵活塞和正时活塞之间的油柱将两活塞刚性联接同时将正时活塞紧密挤压在下活塞上油柱越长喷油提前角越大同样经缸体油道计量油槽的燃油量进入喷油针阀油腔⑷喷油当凸轮驱动柱塞泵活塞继续向下移动时高压在喷油针阀油腔内建立然后喷入气缸内燃烧室当油柱与两活塞持续向下移动经过泄油槽时通过泄油槽挤回油箱但柱塞泵活塞正时活塞和喷油针阀继续向下移动直到喷油针阀的上的泄压槽与减压槽重合时喷油针阀油腔彻底泄压喷油迅速截止 4燃油供应系统 3电控喷射执行器结构示意图如图一所示 1运用该执行器工作在CaterpillarD10R型履带式推土机CAT3412E 电喷发动机上这是Caterpillar公司在1993年首次推出的产品 C27 Engine with ACERT Technology 2整个燃油供应系统是主要由发动机油供给及调节系统共轨电控单元及各传感器增压式电控喷射执行器等组成是将液压和电控技术相结合使电控喷射执行器压力的建立过程和燃油喷射过程是分开所以该系统与发动机转速无关可在宽广的工况范围内保持较高的喷油压力最高喷油压力达到150MP是属于第三代电控喷射执行器电控喷射执行器结构示意图如图三所示主要由菌式高速电磁阀增压活塞喷油针阀预喷结构等组成图三1共轨机油入口2高速电磁阀3截止阀4增压活塞七倍根据液压放大原理增压 5低压燃油入口6泄油槽7预喷结构8回油道工作原理如下⑴泄压截止电控喷射执行器不工作时在回位弹簧的作用下电磁阀左移动关闭共轨机油入口打开机油回油道发动机机油经气缸盖油道返回油底壳此时增压活塞被回位弹簧顶在上位喷油器针阀被回位弹簧抵靠在阀座上低压燃油从入口经泄压槽直接返回燃油箱⑵增压预喷当电控单元根据传感器提供的信息决定本循环的喷油提前角和喷油压力后触发某一个电控喷射执行器的高速电磁阀开启开启截止阀右移打开共轨机油入口同时关闭回油道高压机油进入增压活塞上方由于增压活塞的上部截面积是下部活塞对进入喷油器蓄压室的燃油增压同时增压室将压力传递给喷油器的计量油室使喷油针阀克服回位弹簧的压力向上开启开始喷油当增压活塞上的凹槽泄油槽相通时蓄压室的燃油部分溢流泄压截止回燃油箱喷油过程阶段性停止⑶增压主喷当增压活塞的凹槽越过泄油槽后蓄压室的燃油增压喷油继续进行⑷断电截止高速电磁阀断电时截止阀在回位弹簧的作用下左移关闭共轨机油入口打开回油道增压活塞上方的压力迅速下降并在回位弹簧和剩余燃油压力的共同作用下向上移动针阀在回位弹簧和进油压力的共同作用下而关闭 EN40000T1柱塞泵活塞 2正时注油槽 3正时活塞 4下活塞 5计量油槽 6喷油针阀 7泄油槽 8减压槽正时油道回油油道供油油道 FU32100F-1 FU32100F-2 FU32100F-3 图一1柱塞泵活塞 2正时注油槽 3正时活塞 4下活塞5计量油槽6喷油针阀7泄油槽8减压槽二HEUI-A Hydraulic Electric Unit Injector 电控喷射执行器的工作原理 New operators station with integrated electronics Electrohydraulic dozer and ripper controls C27 with ACERT Technology Integrated carrier roller mount Reinforced roller frames Cross flow cylinder head ADEM A4 engine controller MEUI fuel system with multiple injection fuel delivery Overhead cams one per bank Tight tolerance design between pistons and liners Meets worldwide emissions requirements Tier 3Stage 3 泄压截止增压预喷增压主喷断电截止 036gkwh PM微粒 45gkwh CO 11gkwh CnHm 8gkwh NOX 20 片电阻栅的电阻柜 GE交流控制柜小松 SSDA16V160 总马力– 2700hp 5GDY106 电动轮 GTA41 主发电机 930E AC 驱动系统电动顺序电动轮为卡车提供拖动力主控组微处理器控制主要的推进操作Directs Engine Power 给电动论提供交流电整流器将交流电转换为直流逆变器利用产生可变频率的交流电提供给电动机交流发电机提供系统冷却风动力系统构成发动机发电机--通风机总成高低温水箱进排气系统燃油系统冷启动装置动力系统概述高低温水箱进气系统排气系统发电机燃油箱供油管接头正时油道执行器正时油道压力传感器正时油道出口燃油切断阀供油油道执行器供油油道压力传感器供油油道接头正时油道执行器燃油温度传感器。
柴油机基本工作原理
柴油机基本工作原理
柴油机是一种内燃机，通过在燃烧室中燃烧柴油来产生动力。
它的基本工作原理如下：
1. 进气：柴油机通过进气门吸入新鲜空气，进入气缸。
2. 压缩：活塞向上运动，将进入气缸的空气压缩。
3. 燃烧：当活塞压缩空气至某一高压时，燃油喷射器喷射高压燃油进入燃烧室，燃油雾化后与高温高压空气混合并发生自燃。
由于柴油的自燃性较好，所以不需要使用火花塞来点燃。
4. 推动：燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下，转化为机械功。
同时，活塞的下行运动带动连杆与曲轴连接处转动。
5. 排气：活塞向上运动，将燃烧后的废气排出气缸，通过排气门排出柴油机。
柴油机工作基本知识(简单版)
蒸汽动力装置
主 柴 油 机
舵
2020年8月10日6时17分
螺旋桨
传动轴系
5
功率： 70000KW L：25M H：13M B：7M
2020年8月10日6时17分
6
2020年8月10日6时17分
7
燃气轮机工作原理
❖ gas turbine engine
2020年8月10日6时17分
32期 1.柴油机压缩比不能过低，其下限应能保证：
A ．压缩终了时气缸内空气温度应高于柴油的自燃点
√B．冷车起动可靠与低负荷运转稳定
C．最高爆发压力正常
D．燃烧室有足够的油气混合空间
34期 1. 通常,高速柴油机的压缩比一般比低速机的大些,其主要原因是
A. 经济性要求 √B. 起动性能要求 C. 结构特点 D. A+B
12－22
汽油机 汽油 混合气（油+气） 气缸外混合（雾化器） 电火花塞点燃 0.15－0.40 无喷油器 6－10
2020年8月10日6时17分
11
2020年8月10日6时17分
13
二、柴油机的基本结构参数
❖ 1 气缸直径(Bore):汽缸内径，简称缸径D。 ❖ 2 曲柄半径(Crank Radius) ❖ 3 上止点(TDC)：活塞在气缸中运动到最上端，即离曲轴中心线
A、名义压缩比 B、几何压缩比 √C、有效压缩比 D、行程失效系数 45期 1.关于活塞行程的错误认识是_______.
A.活塞在上下止点间的运行距离
B.等于曲柄半径的两倍
C.等于主轴颈中心线到曲柄销中心线距离的两倍
D√ .等于主轴颈中心线到曲柄销中心线间距离
2020年8月10日6时17分
船舶柴油机题库及答案
第一章柴油机的基本知识第一节柴油机的工作原理1.大型低速柴油机曾采取限制或降低压缩比的目的是（）。
A．限制机械负荷B．限制曲轴最大扭矩C．限制往复惯性力D．限制离心惯性力2.影响柴油机压缩终点温度T c和压力p c的因素主要是（）。
A．进气密度B．压缩比C．进气量D．缸径大小3.低速柴油机与高速柴油机在压缩比上的比较，一般规律是（）。
A．相等B．低速机较大C．高速机较大D．随机4.下列压缩比大小对柴油机影响的一个不正确论述是（）。
A．压缩比越小，启动性能越差B．压缩比增大，膨胀功增加C．压缩比增大，热效率增高D．压缩比越大，机械效率越高5.为了提高柴油机压缩压力，通常的做法是（）。
A．减少轴承盖间的调隙垫片B．增加轴承盖间的调隙垫片C．加厚连杆杆身与大端间的调整垫片D．减薄连杆杆身与大端间的调整垫片6.通常提高已有船用柴油机压缩比的措施是（）。
A．提高增压压力B．加大转速C．增大缸径D．增大连杆长度7.不同机型压缩比的大小，一般地说（）。
A．增压度越高，压缩比越大B．小型高速机的压缩比较低速机的小C．现代新型低速柴油机的压缩比越来越大D．二冲程柴油机比四冲程机压缩比大8.柴油机的机型不同其压缩比不同，一般地说（）。
A．增压度越高，压缩比越大B．小型高速机的压缩比较低速机的大C．大型柴油机压缩比较大D．现代新型柴油机的压缩比较大9.柴油机的机型不同其压缩比不同，一般地说（）。
A．增压度越高，压缩比越大B．小型高速机的压缩比较低速机的大C．大型柴油机压缩比较大D．现代新型柴油机的压缩比较大10.在连杆杆身与大端上半轴承接合处增减垫片，下述哪一项变化是错误的（）。
A．压缩容积变化B．气缸总容积变化C．气缸工作容积变化D．压缩比变化11.在提高柴油机压缩比中的主要限制是（）。
A．限制机械负荷B．限制热负荷C．限制曲轴上的最大扭矩D．A＋B12.随着压缩比的提高，工质的压缩温度（），膨胀比（），热效率（），热效率的提高率（）。
第一章 柴油机的基本知识
第一章柴油机的基本知识第一节柴油机概述一、热机、内燃机、柴油机1、柴油机是热机的一种2、热机是将燃料的化学能通过燃烧转变为热能，再通过燃烧产物（亦称工质）的膨胀做功把热能转变为机械能的机械3、能量的转化：化学能————热能————机械能4、根据燃料燃烧的部位，热机可分为内燃机和外燃机5、内燃机的特点：①效率高、质量轻6、汽油机特点：①燃油采用外部混合法②电火花塞点火方式燃烧③经济性差④燃油易挥发，火灾危险性大⑤工作柔和、噪音低、比质量轻7、柴油机①柴油机是一种压缩发火的往复式内燃机②燃油为气缸内部混合③发火方式为压缩发火④优点：①热效率高，经济性好②功率范围广③尺寸小布置方便④机动性好，启动方便，加速性好，能直接反转，便于使用和管理⑤缺点：①振动和噪音大②零部件工作条件差二、柴油机的基本结构1、固定部件：气缸盖、气缸套、机体、机座、主轴承2、运动部件：①组成：活塞组件、连杆组件、曲轴飞轮组件（“曲柄——连杆”组件）②作用：a、将活塞的往复运动转化为曲轴的回转运动b、实现热能到机械能的转化3、主要系统：①配气系统②燃油系统③冷却系统④润滑系统⑤操纵系统三、柴油机常见几何术语1、上止点：活塞在气缸中运动的最上端位置2、下止点：活塞在气缸中运动的最下端位置3、冲程（S）：又称行程，是活塞在上下止点间的直线距离4、气缸直径（D）：气缸的名义内径5、压缩室容积（Vc）：活塞位于上止点时，活塞顶与气缸盖之间的气缸室容积，又称燃烧室容积6、余隙高度（顶隙）：活塞位于上上止点时，活塞与气缸盖底面之间的垂直距离7、气缸工作容积（Vh）：活塞从上止点到下止点所扫过的气缸容积8、气缸总容积（Va）：活塞位于上止点时，活塞顶以上的全部气缸容积9、压缩比ξ①气缸总容积与压缩室容积的比值，亦称为几何压缩比②压缩比表明压缩过程中进入气缸内的空气被压缩的程度，它是柴油机的主要性能参数之一，压缩比越大，压缩终点的温度和压力就超高，对光滑的发火，柴油机的启动有利，而且热效率也超高。
农业机械概论-动力部分-第1章 柴油机
2、构造
一缸上止点记号 定位采用定位销 或不对称螺栓 齿圈在发动机起动 时与起动机齿轮啮 合，带动曲轴旋转。
飞轮边缘部分做的 厚些，可以增大转 动惯量
第三节
• •
换气系统
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•
一、功用 按照发动机工作循环的需要，适时地供给气缸足够量的新鲜充量，及时、安全并 尽可能彻底地排除废气。 二、组成 空气滤清器，进气管，进气歧管，配气机构，排气歧管，排气管，消音灭火器。 三、配气机构 分气门式和气孔式两种。气门式配气机构又有顶置和侧置之分。 1、顶置式配气机构 2、侧置式配气机构 3、气门间隙 （1）何谓气门间隙 当气门处在关闭状态时，气门杆尾端和摇臂端头平面之间（顶置式） 或气门杆尾端与调整螺钉平面（侧置式）之间的距离称为气门间隙。 （2）为何要留气门间隙 给气门受热膨胀留有余地，防止气缸漏气。 （3）留好的气门间隙使用一段时间后为何还需重新调整 4、配气相位 气门从开始开启到关闭终了，这一延续过程的曲轴转角。
（2）连杆杆身
• 通常做成“工"字 形断面，抗弯强 度好，重量轻， 大圆弧过渡，且 上小下大，采用 压力润滑的连杆， 杆身中部都制有 连通大、小头的 油道。
（3）连杆大头
• 连杆大头按剖分面分为平切口和斜切口平切口— —分面与连杆杆身轴线垂直，汽油机多采用这种 连杆。一般汽油机连杆大头的横向尺寸都小于气 缸直径，可以方便地通过气缸进行拆装。 • 斜切口——分面与连杆杆身轴线成30～60°夹角。 柴油机多采用这种连杆。因为，柴油机压缩比大， 受力较大，曲轴的连杆轴颈较粗，相应的连杆大 头尺寸往往超过了气缸直径，为了使连杆大头能 通过气缸，便于拆装，一般都采用斜切口，最常 见的是45°夹角。
工作原理柴油机的
工作原理柴油机的
柴油机是一种内燃机，使用柴油作为燃料。
其工作原理可以分为四个基本过程：进气、压缩、燃烧和排气。
首先是进气过程。
柴油机中有一个活塞和一个气缸，活塞在气缸内上下运动。
当活塞下降时，汽缸内的进气阀打开，供给空气进入气缸。
然后是压缩过程。
当活塞完成下行运动并开始上行运动时，进气阀关闭，将空气困在气缸中。
同时，活塞的上升也使空气被压缩，使气体的压力和温度都增加。
接下来是燃烧过程。
当活塞上升到最高点时，柴油被喷入气缸中。
柴油遇热自燃，产生高温高压的燃烧气体。
这些气体的膨胀推动活塞向下运动，带动曲轴转动。
最后是排气过程。
当活塞再次上升到最高点时，排气阀打开，将燃烧产生的废气排出。
随后，活塞再次下降，气缸内的气体被排出，准备进行下一次循环。
整个过程中，柴油机的曲轴通过连杆传递动力，将活塞的上下运动转化为旋转运动，从而驱动车辆或者机械设备工作。
而且，由于柴油燃烧的特性使得柴油机具有高效率和高扭矩的特点，因此在许多应用领域得到广泛应用。
第一章第1节 柴油机的工作原理
缺点：
汽油机：245~350g/KWh
1）振动及噪音较大；2）部件工作条件恶劣，燃烧室 部件承受较大热负荷和曲柄连杆机构承受较大的机 械负荷等缺点。
7
1.2柴油机的基本结构参数
压缩发火的往复式内燃 机
五个过程：进气、压缩、 燃烧、膨胀和排气。
四个行程：进气﹑压缩 ﹑燃烧和膨胀﹑排气行 程。
特点：活塞上下运动四 次，曲轴转两转，凸轮 轴转一转。
热负荷
二冲程柴油机较高(作功频繁),喷油嘴喷孔易因热
负荷过高而引起结炭堵塞。
各自优越性
提高功率方面，二冲程机优越；
换气质量方面，四冲程机优越。
42
1.增压的目的与定义
目的：提高柴油机的单缸功率。
定义：提高柴油机的进气压力，增加进气密度，从而达到 在同样的气缸容积中充进更多的空气量，以便喷入更多的燃 油，提高柴油机的平均指示压力和平均有效压力。
二冲程柴油机的工作过程包括第一行程(压 缩行程)、第二行程(膨胀冲程)和换气过程 (进、排气过程)。压缩行程指活塞从下止点上 行遮住排气口开始(图中点4)，当活塞到达上 止点时，压缩过程结束(图中的点C)。膨胀行 程是指从上止点燃油发火燃烧开始到活塞下行打 开排气口结束(图中的点1)，z点表示缸内的最 大爆发压力点，d2点表示工作循环的最高温度 点，在此过程中燃气膨胀推动活塞下移向外输出 有效功。换气过程是指从膨胀行程终止后开始， 随着活塞的移动，活塞依次打开排气口(点1) 、 打开扫气口(点2)、到达下止点(点0)、关闭扫气 口(点3)、关闭排气口(点4)，到压缩行程开 始前结束。废气排出气缸，新鲜空气进入气缸进 行清扫的过程，不占有单独的行程，因而又称为 “扫气过程”。
汽油机(点燃式)
燃气轮机 蒸汽轮机
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本章小结与复习内容
1、发动机及柴油机的分类 2、柴油机常识及柴油机常用术语 3、四冲程柴油机工作原理 4、柴油机总体构造 5、示功图及柴油机指标参数 作业一： 1、柴油机的功用和最大优点分别是什么？其 由哪些部分组成？ 2、柴油机常用术语有哪些，冲程和行程有何 区别？一个工作循环通常有哪几个冲程？ 3、分别画出四个冲程的示功图。
第一篇
柴油机
发动机的发展过程及分类 一、发动机的发展过程 二、发动机的分类 发动机可分为：热机和冷机（自 然能机） 热机又可分为：内燃机和外燃机 内燃机又可从以下两个方面分类： 按燃料分：柴油机 煤气机 汽油机 等 按结构原理分：往复活塞式 旋转活塞式（转子式） 叶轮式 喷气式等等
第一章 柴油机工作原理与构造
三、工程机械用柴油机的工作条件及要求 1、工作环境恶劣 2、负荷大且具有冲击性 3、负荷和转速变化剧烈 4、结构布置上的特殊要求
本节小结
柴油机定义、型号、常识、要求
第二节柴油机工作原理及主要技术性能
一、柴油机的常用术语 1、上止点 2、下止点 3、活塞行程 s 4、活塞冲程 5、汽缸工作容积（积Va 8、压缩比ε ε= Va / Vc
第一节 概述 一、柴油机定义与分类 1、定义 2、分类 二、柴油机常识 1、型号 2、前后端(自由端与输出端) 与旋向 3、多缸柴油机的汽缸编号
型号：
包括厂家、缸数、冲程、缸径、特征和 改型等个代号 例如:CY4100Q YC6105G 也有例外 ，如 WP3 WP5 WP12 WD615 WP12.270E40 WP12NG330E40
四、柴油机示功图与指标参数
1、柴油机示功图 如何知道柴油机活 塞一个工作循环做 了多少功能呢？ 计算 测出相关参数，绘 出示功图
2、柴油机指示指标
1）、指示功Wi和平均压力 pmi 2）、指示功率Pi 3）、指示燃油消耗率bi 4）、指示热效率ηi
3、柴油机有效指标
1）、有效功率Pe和机械效率ηm 2）、有效扭矩Teq 3）、平均有效压力pme 4）、有效燃油消耗率be 5）、有效热效率ηe 6）、升功率PL与比重量Ge
学而时 习之，不 亦悦乎！
巧学融会 事半功倍
常用术语小结 常用术语很好记， 两点两程比三积。
二、柴油机的工作原理
四冲程柴油机工作原理： 一个工作循环四个冲程 1、进气冲程 2、压缩冲程 3、做功冲程 4、排气冲程
四冲程柴油机工作原理
三、柴油机总体构造
一、曲柄连杆机构 二、配气机构 三、供给系 四、润滑系 五、冷却系 六、启动系 小结： 曲连配气供给系， 润滑冷却启动系。