一、四冲程柴油机的工作过程(精)
四冲程柴油机的工作原理
车辆维修试题一、四冲程柴油机的工作原理柴油机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的，这四个过程构成了一个工作循环。
活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机。
现对照上面的动画了说明它的工作理原。
1. 进气冲程第一冲程——进气，它的任务是使气缸内充满新鲜空气。
当进气冲程开始时，活塞位于上止点，气缸内的燃烧室中还留有一些废气。
2、压缩冲程压缩时活塞从下止点间上止点运动，这个冲程的功用有二，一是提高空气的温度，为燃料自行发火作准备：二是为气体膨胀作功创造条件。
当活塞上行，进气阀关闭以后，气缸内的空气受到压缩，随着容积的不断细小，空气的压力和温度也就不断升高，压缩终点的压力和湿度与空气的压缩程度有关，即与压缩比有关，一般压缩终点的压力和温度为：Pc＝4～8MPa,Tc＝750～950K。
3、燃烧膨胀冲程。
在这个冲程开始时，大部分喷入燃烧室内的燃料都燃烧了。
燃烧时放出大量的热量，因此气体的压力和温度便急剧升高，活塞在高温高压气体作用下向下运动，并通过连秆使曲轴转动，对外作功。
所以这一冲程又叫作功或工作冲程。
4、排气冲程排气冲程的功用是把膨胀后的废气排出去，以便充填新鲜空气，为下一个循环的进气作准备。
二、柴油机和汽油机工作过程的主要区别是什么汽油机和柴油机它们的区别主要在于压缩比、点火方式、所用燃料及用途。
柴油机吸入洁净空气，在活塞快要到达上止点时，向气缸内喷入燃油，燃油被高压高温的空气点燃，膨胀，将活塞推向下至点，而传统汽油机是吸入汽油与空气的混合气体，在活塞快要到达上止点时，用火花塞发火点燃混合气。
如今的电喷汽油机在活塞快要到达上止点时，用电子控制的喷油泵将汽油喷入气缸，但是燃烧还是靠火花塞点燃。
三、什么叫压缩比？压缩比＝汽缸总容积／燃烧室容积压缩比是内燃机的重要指标，压缩比越大，其压强越大，温度越高。
柴油机的压缩比为15～18。
从理论上讲，压缩比越大，效率越高。
但因为气缸受材料强度的限制，而且气缸内工质的温度不能超过燃料的燃点，所以压缩比不能太大。
四冲程直列六缸发动机工作顺序
一、概述四冲程直列六缸发动机是现代汽车发动机的一种常见形式，它采用四冲程循环工作原理，具有动力强劲、平稳运转等特点。
本文将就四冲程直列六缸发动机的工作顺序进行详细介绍，以便读者更好地了解其工作原理。
二、四冲程直列六缸发动机概述四冲程直列六缸发动机是由六个气缸按照直线排列组成的发动机，每个气缸都采用四冲程循环工作原理。
它通常用于中大型客车和卡车等重型车辆，并且在一些高性能汽车中也得到了广泛应用。
这种发动机由于气缸数量多、排量大，因此具有较大的功率输出和扭矩输出，可以满足重载、高速行驶等特殊工况的需求。
三、四冲程循环工作原理四冲程直列六缸发动机的工作原理基于四冲程循环，即吸气、压缩、爆发和排气。
其工作过程如下：1. 吸气冲程：活塞向下运动，气缸内的进气门开启，旋转凸轮轴带动气门开启，汽缸内气体向内流入，充满气缸。
2. 压缩冲程：吸气冲程结束后，进气门关闭，同时活塞向上运动，将气体压缩至最高压力点。
3. 燃烧冲程：气体压缩至最高压力点后，点火系统点燃混合气体，产生爆炸，推动活塞向下运动，同时带动曲轴旋转。
4. 排气冲程：燃烧冲程结束后，排气门打开，活塞向上运动，将废气排出气缸外。
四、六缸工作顺序四冲程直列六缸发动机的六个气缸工作顺序通常为1-5-3-6-2-4，即按照发动机旋转方向的顺序，依次为1号气缸、5号气缸、3号气缸、6号气缸、2号气缸和4号气缸。
这种工作顺序的设计可以保证发动机运转平稳、功率输出均衡。
五、工作顺序的原理解析1. 1号气缸吸气-压缩-燃烧-排气完成后，下一气缸为5号气缸，气缸数量两侧的气缸依次进行工作，可以减小气缸之间的运动不平衡。
2. 气缸工作顺序的设计使得爆炸冲程的气缸间隔均匀，减小了发动机振动和噪音。
3. 6缸发动机的工作顺序还能够使得曲轴的惯性力矩平衡，并且能够保持发动机的运转平稳和动力输出均衡。
六、结论四冲程直列六缸发动机的工作顺序对于发动机的运转平稳性、动力输出等性能有着重要的影响。
柴油机的物理知识点总结
柴油机的物理知识点总结一、柴油机的工作原理柴油机的工作原理主要包括四个基本过程：进气、压缩、燃烧和排气。
这些过程也称为柴油机的四冲程，分别对应柴油机的一次循环。
下面我们来逐一介绍这四个过程。
1. 进气：首先是进气过程。
柴油机进气门打开，活塞向下运动，气缸内的压力降低，空气被吸入气缸内。
这时燃油喷射器喷射一定量的柴油，与进入气缸内的空气混合。
2. 压缩：接着是压缩过程。
活塞向上运动，将混合气体压缩至高压。
在高压下，混合气体的温度也会升高，使混合气体更容易燃烧。
3. 燃烧：压缩结束后，喷油嘴向气缸内喷射高压柴油，柴油遇到高温高压气体瞬间着火，产生爆炸。
爆炸产生的高压气体推动活塞向下运动，驱动曲轴旋转，从而传递动力。
4. 排气：最后是排气过程。
气缸内的废气通过排气门排出，为下一个循环的进气过程做准备。
以上四个过程构成了柴油机的一个完整工作循环，也称为柴油机的四冲程。
二、柴油机的原理结构柴油机包括外部部分和内部部分。
外部部分包括机壳、缸盖、气门、进气管、排气管等，主要起到保护和连接的作用。
内部部分主要包括曲轴、连杆、活塞、气缸、燃油喷射器等。
以下我们逐一介绍柴油机的主要部件。
1. 气缸：气缸是柴油机中存放燃气的空间，根据气缸数量不同，柴油机可以分为单缸、多缸等类型。
气缸通常由高强度金属材料制成，具有耐高温、耐磨损的特点。
2. 活塞：活塞是气缸内的活动部件，负责压缩混合气体和转换爆炸能量。
活塞通常由铝合金或铸铁制成，具有良好的导热性能和耐磨损性能。
3. 曲轴：曲轴是柴油机的主要旋转部件，是由几节连杆构成的转轴。
曲轴可将活塞的上下往复运动转换为旋转运动，驱动柴油机的输出轴。
4. 连杆：连杆连接活塞和曲轴，起到传递动力的作用。
连杆承受着来自活塞的冲击力和扭矩，需要具有足够的强度和刚度。
5. 燃油喷射器：燃油喷射器是柴油机的关键部件，负责在适当的时机将高压柴油喷射到气缸内与空气混合。
燃油喷射器的喷油量和喷油时间由电控系统控制，从而控制燃烧的时机和效果。
柴油机结构及工作原理
柴油机概述
量热量，使气缸中的气体温度和压力急剧升高，最高 温度可达2000℃左右，最高爆发压力可达60一90 Kg.f/cm2 (随燃烧室的结构型式不同而有所差异，增压 及增压中冷柴油机此数值还要更高)。由于此时进气门 和排气门是关闭着的，所以高温高压气体便膨胀而推 动活塞内上止点迅速向下止点移动，并通过连杆的传 递而迫使曲轴旋转对外输出动力。这样，热能便转化 成了机械功。随着活塞的下移，气缸内的气体压力和 温度也随之逐渐降低，待活塞接近下止点时，做功行 程便告终了，此时缸内压力降到3—4 Kg.f/cm2。，而 温度降到800一900℃。
连杆小头与活塞销相连， 工作时小头与活塞销之 间相对转动，因此小头孔中一般压入减摩青铜衬套。 为了润滑活塞销与衬套，在连杆小头和衬套上均钻出 集油孔或铣出集油槽，用来收集发动机运转时被飞溅 上来的机油,以便润滑。装配连杆铜套时应当注意：青 铜衬套上的孔必须与连杆上端的油孔相通。
配气机构
配气机构的 功用是按照发动 机各缸工作次序 的要求， 在每 一工作循环中按 时开启和关闭各 气缸的进、 排 气门，以保证各 缸准时吸进清洁 空气，并及时排 出废气。
结构 涡轮
增压器主 要由压气 机和涡轮 两部分组 成。
进排气系统
工作原理：
利用发动机排气中的剩余能量来工作的空气泵。 柴油机排出的废气经过涡轮壳进入喷嘴，将废气的热 能及静压能变成动能，并以一定的方向流向涡轮叶轮， 从而使涡轮高速旋转，带动同轴上的压气机叶轮亦高 速旋转，新鲜空气经过空气滤清器被吸入高速旋转的 压气机叶轮，使气流速度增加，压力提高，再经过扩 压器与压气机壳，使气流的动能变成静压能，压力进 一步提高，增大密度的空气最后进入发动机的进气管， 以实现进气增压提高发动机功率的目的。
1-2 四冲程发动机工作原理
二、四冲程柴油机工作过程
四冲程柴油机工作过程由下述五个过程组成： （进气、压缩、燃烧、膨胀、排气） 1.进气过程（进气门开启至进气门关闭）
1)进气门早开、迟闭现象
进气提前角：0~40°CA 进气迟后角：40~70°CA
2)进气终了压降、温升
2.压缩过程（进气门关闭至TDC）
1)气体与缸壁之间存在热交换，压缩过程是一个复杂的多变 过程 2)压缩终了温度、压力
废气涡轮增压器工作原理
五、四冲程发动机示功图
1。内燃机示功图：表示在每个工作循环中活 塞所作的指示功。P-V示功图。 2。汽油机工作循环为等容加热循环，柴油机 工作循环为混合加热循环
柴 油 机 示 功 图
二、四冲程柴油机工作过程
3.燃烧过程：（燃油喷
入至燃烧结束），分 为四个阶段
1)滞燃期（着火延迟 期）1-2 2)速燃期2-3 3)缓燃期3-4 4)补燃期4-5
二、四冲程柴油机工作过程
4.膨胀作功过程（上止点至排气门打开） 5.排气过程（排气门打开至排气门关闭） 排气门早开、迟闭现象
排气提前角：30~80°CA
§1-2 四冲程发动机工作原理
一、四冲程发动机工作循环
四冲程发动机——活塞上、下共四个行程，曲轴 旋转二周（720），完成一个工作循环的内燃机。 四冲程发动机由下述四个冲程组成一个工作循环 1.进气冲程 2.压缩冲程 3.作功冲程 4.排气冲程 (动画：四冲程发动机工作原理)
四冲程发动机工作循环示意图
四、增压油机工作原理
1.目的
通过增加每工作循环的空气量，相应增加每工作循环供 油量，提高发动机的功率输出。
2.方式
1）机械增压（输出的动力驱动机械增压器） 2）废气涡轮增压（废气作为动力，驱动废气涡轮增压 器） 注：1。一般增压压力为：0.16kPa~0.2kPa 2。有较大的气门重叠角（利用压缩空气扫除废气） 3。对压缩空气进行冷却（提高进气密度）
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 。
四冲程柴油机工作原理特点
四冲程柴油机工作原理特点
四冲程柴油机是一种内燃机，其工作原理特点如下：
1. 循环流程：柴油机通过四个冲程完成一个循环流程，包括进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。
2. 进气冲程：在进气冲程中，气缸活塞向下运动，气门打开，供油泵向燃烧室喷射燃油，同时，进气门打开，进入新鲜空气使气缸内形成可燃混合物。
3. 压缩冲程：在压缩冲程中，活塞向上运动，气门关闭，气缸内的气体被压缩，达到高压状态，使温度升高。
4. 燃烧冲程：在燃烧冲程中，柴油泵继续向燃烧室喷射燃油，同时，高压的气体使燃油自燃，燃烧产生高压高温气体推动活塞向下运动。
5. 排气冲程：在排气冲程中，活塞再次向上运动，废气门打开，将燃烧产生的废气排出气缸，为下一个循环流程做准备。
6. 高效性：与两冲程发动机相比，四冲程柴油机具有更高的热效率和动力输出，能够更有效地将燃油转化为动力。
7. 灵活性：四冲程柴油机的工作过程受可调节的进气量和燃油喷射量的控制，从而可以根据工况要求灵活调整工作状态。
8. 环保性：四冲程柴油机废气排放比较清洁，符合环境保护要
求。
9. 维护成本：相对于两冲程柴油机，四冲程柴油机的维护成本较低，对于燃油的消耗也更经济。
四冲程柴油机的工作原理
Introduction to ship
轮机知识
[ 1 ]
四冲程柴油机的工作原理 P.6
一、四冲程柴油机的工作原理
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， 在下止点后延迟关闭，气阀开启的延续角约为220˚～250˚CA。
轮机知识
[ 4 ]
四冲程柴油机的工作原理
4、排气行程 活塞由下止点向上运动，排气阀继续开启着，上行的活塞 将气缸内的废气强行推挤出去。 为了实现充分排气和减少排气过程中所消耗的功，排气阀 不但在下止点前提前开启，而且要在排气行程结束的上止点后 才关闭。排气阀开启的延续角度约为230˚～260˚。
Koukiepin
在上止点后某一时刻，燃烧基本结束，但高温高压燃气继 续膨胀作功推动活塞下行。
当活塞到达下止点前某一时刻，排气阀开启，排气过程开 始。此时，气缸内的压力约为0.25～0.45MPa，温度约为600～ 700℃。活塞则继续下行到下止点。
Koukiepin
主推进动力装置
Introduction to ship
Koukiepin
主推进动力装置
Introduction to ship
轮机知识
[ 11 ]
四冲程柴油机气阀重叠角
(3)进气阀提前开： 进气阀提前开除了使进气冲程开始时有较大的通道截面， 以减少进气阻力，增加进气量，还可形成进排气阀叠开，对 燃烧室进行扫气，减少剩余废气量，增加进气量。 (4)进气阀滞后关： 进气阀延迟在下止点后关闭，一方面使活塞在下止点附 近时进气阀仍有足够开度。另一方面还可充分利用进气流的 惯性而吸入更多空气。 非增压 ：25˚～50˚ ；增压 ：80˚～130˚ 。
柴油发动机的工作原理
柴油发动机的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温度升高，定时喷入气缸的柴油自行着火燃烧，产生高温、高压的燃气，燃气膨胀推动活塞做功，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、膨胀做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）的基本工作原理用四个行程，曲轴调头两周顺利完成一个工作循环的柴油机表示四冲程柴油机。
工作时活塞并作往复直线运动，曲轴并作转动运动。
活塞发生改变运动方向的瞬时边线称止点（死去点），终了点处的活塞瞬时运动速度为零。
距曲轴中心最北的止点称横移点，最近的止点称VTD点。
1．进气行程活塞从横移点上行，入气阀关上。
由于活塞上行的穿刺促进作用，新鲜空气压入气缸。
为了能够压入更多的空气，入气阀通常在横移点前提前打开，在VTD点后延后停用，入气阀打开的沿袭角度约为220-250度。
2．放大行程活塞从下止点上行，进、排气阀均关闭。
上行的活塞对缸内的空气进行压缩，使其温度和压力均不断升高。
压缩终点的压力约为3-6mpa,温度约为500-700℃，在上止点（压缩终点）附近，燃油经喷油器以雾化的状态喷入燃烧室，并在高温高压空气的作用下，开始自行发火燃烧。
3．膨胀行程活塞由横移点向上运动，入、排气阀均停用。
在此行程的初期，冷却仍在稳步猛烈地展开，并使缸内的压力和温度都急剧增高，其最大值分别仅约6-9mpa,和1500-2000℃左右。
高温高压燃气膨胀推动活塞下行做功，在上止点后某一时刻，燃烧基本结束，燃气继续膨胀做功。
当活塞到达下止点前某一时刻，排气阀开启，排气过程开始。
此时，气缸内的压力约为0.2-0.5mpa,温度600-700℃。
活塞则继续下行到下止点。
4.排气行程活塞在曲轴助推下由VTD点向上运动，排气阀稳步打开着，下行的活塞将气缸内的废气私自拉扯过来。
为了同时实现充份排气和增加排气过程中所消耗的功，排气阀不但在VTD点前提前打开，而且必须在排气行程完结的横移点后才停用。
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四冲程发动机工作循环示意图
二、四冲程柴油机工作过程
四冲程柴油机工作过程由下述五个过程组成： （进气、压缩、燃烧、膨胀、排气） 1.进气过程（进气门开启至进气门关闭）
1)进气门早开、迟闭现象
进气提前角：0~40°CA 进气迟后角：40~70°CA
2。汽油机工作循环为等容加热循环，柴油机 工作循环为混合加热循环
柴 油 机 示 功 图
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2)进气终了压降、温升
2.压缩过程（进气门关闭至TDC）
1)气体与缸壁之间存在热交换，压缩过程是一个复杂的多变 过程
2)压缩终了温度、压力
二、四冲程柴油机工作过程
3.燃烧过程：（燃油喷
入至燃烧结束），分 为四个阶段
1)滞燃期（着火延迟 期）1-2
2)速燃期2-3 3)缓燃期3-4 4)补燃期4-5
二、四冲程柴油机工作过程
4.膨胀作功过程（上止点至排气门打开）
5.排气过程（排气门打开至排气门关闭） 排气门早开、迟闭现象
排气提前角：30~80°CA 排气迟后角：10~35°CA
6.气门叠开期，气门重叠角
废气涡轮增压器工作原理
五、四冲程发动机示功图
1。内燃机示功图：表示在每个工作循环中活 塞所作的指示功。P-V示功图。
内燃机结构及原理
内燃机未来的发展将着重于改进燃烧过程，提高机械效率，减少散热损失，降低燃料消耗率；开发和利用非石油制品燃料、扩大燃料资源；减少排气中有害成分，降低噪声和振动，减轻对环境的污染；采用高增压技术，进一步强化内燃机，提高单机功率；研制复合式发动机、绝热式涡轮复合式发动机等；采用微处理机控制内燃机，使之在最佳工况下运转；加强结构强度的研究，以提高工作可靠性和寿命，不断创制新型内燃机
四冲程内燃机（汽油机）
吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，雾状汽油和空气的混合物（柴油机为空气）进入气缸内。
压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩（机械能转化为内能）
做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞（柴油机为喷油嘴）产生电火花，使燃料猛烈燃烧（柴油机为压燃），产生高温高压气体。高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。（内能转化为机械能）
实际上，进气门是在上止点前即开启，以保证活塞下行时进气门有较大的开度，这样可在进气过程开始时减小流动阻力，减少吸气所消耗的功，同时也可充入较多的新鲜充量。当活塞在进气行程中运行到下止点时，由于气流惯性，新鲜充量仍可继续充入气缸，故使进气门在下止点后延迟关闭。
排气门也在下止点前提前开启，即在膨胀行程后部分即开始排气，这是为了利用气缸内较高的燃气压力，使废气自动流出气缸，从而使活塞从下止点向上止点运动时气缸内气体压力低些，以减少活塞将废气排挤出气缸所消耗的功。排气门在上止点后关闭的目的是利用排气流动的惯性，使气缸内的残余废气排除得更为干净。
四冲程柴油机的工作原理
四冲程柴油机的工作原理
四冲程柴油机工作原理是指通过四个冲程完成一次工作循环。
以下是它的详细工作过程：
1. 进气冲程（吸气冲程）：活塞从上死点向下运动，减小气缸内的容积，使进气门打开。
此时，通过进气道进入的新鲜空气受到高压油泵喷射的燃油雾化，形成可燃混合气。
同时，曲轴带动曲轴连杆使排气门保持关闭状态。
2. 压缩冲程：进气门关闭后，活塞再次向上运动，将进气混合气逐渐压缩，在高温高压条件下形成高压燃气。
压缩比较高，通常在17∶1到22∶1之间。
3. 燃烧冲程（爆发冲程）：活塞接近上死点时，高压喷油器开始喷射燃油，形成一个符合点火温度和压力条件的燃油雾化云。
然后，点火塞或压燃点火使燃料自燃。
当燃料燃烧时，燃料释放的能量将被转化为活塞向下运动的机械能。
4. 排气冲程：活塞再次向上运动，将燃烧产生的废气排出气缸，同时排气门打开。
此时，废气进入排气道，准备被排出。
随后，活塞再次进入进气冲程，循环重复进行，使柴油机保持持续工作。
这个工作循环是四个冲程依次进行，完成了进气、压缩、燃烧和排气的过程。
这也是四冲程柴油机被广泛应用的原因之一，因为它的效率相对较高，功率输出稳定。
柴油机燃烧过程分哪几个阶段
柴油机燃烧过程分哪几个阶段?各阶段有什么特点?一. 进气冲程第一冲程——进气，它的任务是使气缸内充满新鲜空气。
当进气冲程开始时，活塞位于上止点，气缸内的燃烧室中还留有一些废气。
当曲轴旋转肘，连杆使活塞由上止点向下止点移动，同时，利用与曲轴相联的传动机构使进气阀打开。
随着活塞的向下运动，气缸内活塞上面的容积逐渐增大：造成气缸内的空气压力低于进气管内的压力，因此外面空气就不断地充入气缸。
进气过程中气缸内气体压力随着气缸的容积变化的情况如动画所示。
图中纵坐标表示气体压力P，横坐标表示气缸容积Vh(或活塞的冲S)，这个图形称为示功图。
图中的压力曲线表示柴油机工作时，气缸内气体压力的变化规律。
从土中我们可以看出进气开始，由于存在残余废气，所以稍高于大气压力P0。
在进气过程中由于空气通过进气管和进气阀时产生流动阻力，所以进气冲程的气体压力低于大气压力，其值为0.085～0.095MPa，在整个进气过程中，气缸内气体压力大致保持不变。
当活塞向下运动接近下止点时，冲进气缸的气流仍具有很高的速度，惯性很大，为了利用气流的惯性来提高充气量，进气阀在活塞过了下止点以后才关闭。
虽然此时活塞上行，但由于气流的惯性，气体仍能充人气缸。
二. 压缩冲程第二冲程——压缩。
压缩时活塞从下止点间上止点运动，这个冲程的功用有二，一是提高空气的温度，为燃料自行发火作准备：二是为气体膨胀作功创造条件。
当活塞上行，进气阀关闭以后，气缸内的空气受到压缩，随着容积的不断细小，空气的压力和温度也就不断升高，压缩终点的压力和湿度与空气的压缩程度有关，即与压缩比有关，一般压缩终点的压力和温度为：Pc＝4～8MPa,Tc＝750～950K。
柴油的自燃温度约为543—563K，压缩终点的温度要比柴油自燃的温度高很多，足以保证喷入气缸的燃油自行发火燃烧。
喷入气缸的柴油，并不是立即发火的，而且经过物理化学变化之后才发火，这段时间大约有0.001～0.005秒，称为发火延迟期。
详述四冲程柴油机的工作原理和工作过程
四冲程柴油机就像一个向自己的节拍跳动的动力室，遵循摄入，压制，动力，排气中风的四步。
在摄入步骤中，它就像在发动机打开其摄入
阀时深呼吸，并吸入一大槽空气，形成吸进去的真空。
在压抑步骤中，它就像活塞推动空气时挥动其肌肉，使其感受到热和压力，为大火派
对做好准备。
燃料喷射系统在气缸里喷出一丝细薄的柴油雾像酒保一样将气泡搅拌在压气中而这只是柴油机狂奔的开始！
在动力中风期间，燃料会点燃并燃烧得超快，使一吨压力推倒活塞。
这使得活塞的运动变成能量，去向曲轴，然后变成旋转运动，使发动
机开动。
之后，在排气中风中，燃烧的气体被推出气瓶，整个循环重
新开始。
引擎就是这样运行和移动你的车的！
简言之，四冲程柴油机的操作方式是将空气摄入气缸，然后对空气进
行压强以提升气压和温度，随后将燃料注入气缸，点燃燃料—空气混
合物以产生动力，最后将燃烧气体从气缸中排出。
这种一系列事件最
终会持续生产机械能量，使发动机能够执行生产工作。
四冲程周期提
供了效率更高、更平滑的操作能力，可发展为两冲程发动机，使其成
为汽车、工业、海洋和发电等不同行业的首选。
柴油机工作原理
（5）排气管内压力波振幅比进气管内大
2)强制排气阶段
（1）自由排气结束开始到排气阀关闭为止
（2）活塞推挤强制排气
（3）排气阀在上止点后滞后关闭，如延后 关闭角太大会使排烟管中废气又被吸入 气缸
3)进气阶段
四、柴油机的换气过程
1四冲程柴油机的换气过程
1)自由排气阶段
（1）排气阀在下止点前打开开始至下止点 后（10－30。CA）气缸压力接近排气管压 力为止
（2）压差自由排气－缸内与排气管始终存 在较大的压差
（3）先后两个阶段：超临界－废气以当 地音速排出气缸；亚临界－排气管压 力与气缸压力之比大于临界值，小于音 速排出气体
的时刻。 b气阀正时圆图：用曲轴转角表示气阀正时的圆
图。 c进气提前角 d进气滞后角 e排气提前角 f排气滞后角
TDC
7
8ψ4
6
ψ1 1
2 ψ2
ψ3
5
BDC 1-Inlet valve opens 2-Inlet valve closes 5-Exhaust valve opens 6-Exhaust value closes 7-Injection commences 8-Fuel valve closed
第二节 柴油机工作原理
一、四冲程柴油机工作原理
1定义
1）柴油机工作过程：包括进气、压缩、燃烧、 膨胀、排气在内的全部热力循环过程
2）柴油机工作循环：包括进气、压缩、膨胀和 排气等过程的周而复始的循环
3）四冲程柴油机：用活塞的四个行程完成一个 工作循环的柴油机
4）二冲程柴油机：用活塞的两个行程完成一个 工作循环的柴油机
柴油机基本原理
柴油机工作原理柴油发动机是一种压燃式发动机,压燃式发动机吸入气缸的是纯净的空气,并被压缩到很高的温度,柴油经喷射装臵以高压喷入气缸并与高温空气混合着火燃烧,对外作功，从而将化学能转变为机械能。
柴油发动机的优点是：燃油消耗低，较低的有害废气排放。
柴油发动机有四冲程也有二冲程的，汽车使用的柴油机多为四冲程。
柴油机工作循环（四冲程）第一冲程活塞由上死点向下运动，将空气经打开的进气门吸入气缸，故而称之为进气冲程。
第二冲程活塞由下死点向上运动，进、排气门关闭，气缸内的空气以14:1-24:1的压缩比被压缩，空气升温至800℃，在压缩行程结束时，喷油器以接近1500巴的压力将柴油喷入气缸。
该冲程称之为压缩冲程。
第三冲程在一定的发火延迟后，雾化的燃油与空气混合自行发火燃烧，气缸内空气压力迅速升高，推动活塞下行对外作功。
该冲程称之为作功冲程。
第四冲程活塞向上运动，排气门打开，燃烧的废气被排出气缸。
该冲程称之为排气冲程。
然后，新鲜的空气再次被吸入，一个新的工作循环由开始了。
发动机的总体构造柴油机由许多机构和装臵组成,其机构型式很多,不同机型每一种机构的机构不一定相同,但这些机构的共同的目的是使发动机能很好的进行工作循环,将燃烧产生的热能转变为机械能,保证发动机长期正常工作。
发动机油下列机构和系统组成：1．机体机体构成发动机的骨架，所有的运动件都装在它上面，而且其本身的许多部分又分别为曲柄连杆机构、配气机构、供给系、冷却系、润滑系的组成部分。
汽缸盖和汽缸壁共同组成燃烧室的一部分，是承受高温与高压的机件。
2．曲柄连杆机构曲柄连杆机构是发动机的主要运动件，它们的作用是将活塞在气缸中往复运动转变为曲轴的旋转运动，在膨胀行程中气缸内气体对活塞顶的压力通过曲柄连杆机构的传递变成扭矩输出，因此它是往复式发动机传递动力的机构。
3．配气机构配气机构的作用是使新鲜空气及时冲入气缸并从气缸及时排出废气。
4．供给系柴油机供给系的作用是把经过过滤的柴油在规定的时间内以一定的压力喷入气缸。
四冲程柴油机的工作过程
四冲程柴油机的工作过程
一、进气冲程
进气冲程是四冲程柴油机工作的第一个阶段。
在此阶段，柴油机吸入空气，同时喷油嘴向气缸内喷射少量燃油。
这个阶段也称为“吸气冲程”或“进气阶段”。
空气被吸入后，通过活塞的向上运动，气缸内的气体压力逐渐增加。
二、压缩冲程
压缩冲程是四冲程柴油机的第二个阶段。
在这个阶段，活塞向下运动，压缩气缸内的空气和燃油混合物。
这个阶段也称为“压缩阶段”或“压气阶段”。
随着活塞的向下运动，气缸内的气体压力和温度逐渐升高。
三、燃烧冲程
燃烧冲程是四冲程柴油机工作的第三个阶段。
在这个阶段，高压燃油喷入气缸，与高温高压的空气混合并燃烧。
这个阶段也称为“燃烧阶段”或“发火阶段”。
燃烧产生大量的热量和气体，推动活塞向下运动，对外输出机械能。
四、排气冲程
排气冲程是四冲程柴油机工作的最后一个阶段。
在这个阶段，活塞向上运动，将燃烧后的废气从气缸中排出。
这个阶段也称为“排气阶段”。
随着活塞的向上运动，气缸内的压力逐渐降低，废气被排出。
同时，喷油嘴向气缸内喷射少量燃油，准备进入下一个进气冲程。
以上就是四冲程柴油机的工作过程。
在每个冲程中，活塞、气缸、燃油系统和点火系统等各个部件协同工作，实现柴油机的正常运转。
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3) 排气阀关闭的时刻：上止点后点6 排气持续角为：e≈230~260°CA
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220~250°CA 30~70 ℃ 0.08~0.095MPa
230~260° 0.105~0.11 MPa
140~160°CA 600~700 ℃ 3~6MPa
1400~1800/600~700 ℃ 5~8(15) /0.25~0.45MPa
130~160°CA
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Induction 吸气行程
Compress 压缩行程
Exhaust 排气行程
Power 作功行程
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⑴进气过程：其任务 是向缸内充入新鲜空 气 1) 各机件运动情况： 活塞：从上止点
向下行； 进气阀：打开→关闭；排 气阀：关闭；喷油器：关闭 2) 1~2为进气过程：进气持续角为： i≈220~250°CA 3) 活塞到达下止点时，缸内状态： 压力：（0.85~0.95）p0； 温度：30~70℃
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⑷排气过程：任务是将 作功后的废气排出气缸
1) 原理：废气压差、活塞推挤、新鲜空气 扫气 2) 排气阀开启的时刻：活塞膨胀到下止点 前（点5 ）时，认为膨胀终止，此时的 燃气称为废气。 pb≈0.25~0.45MPa tb ≈ 600~700℃
⑷柴油机定时圆图
一般在柴油机的说明书上 可查到额定工况下的柴油 机各种定时，如进、排气 阀定时；供油定时，启动 定时等。将各种定时在图 中表示，该图称为柴油机 的定时圆图或称正时图。 数一下左图中标有几个定 时时刻？
答案：7个时刻，你数对了吗？
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小结
1) 四冲程柴油机气阀定时规律是早开、晚关 2) 四冲程柴油机进气阀的定时为上止点前开，下止点后关 3) 四冲程柴油机排气阀的定时为下止点前开，上止点后关 4) 四冲程机进气持续角为：θ =1+180°+ 2，进气凸轮作用角 为：θ 凸= （1+180°+ 2）／2 。排气持续角也类似。 柴油机设置气阀重叠角的主要 目的是： • 有利于气缸内废气排净 • 有利于新鲜空气充分吸入 • 有利于实现燃烧室扫气， 降低燃烧室部件热负荷
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⒉四冲程柴油机的换 气 ⑴气阀定时
⑵进、排气阀早开、迟关的目的 ⑶气阀定时和气阀重叠角 ⑷柴油机定时圆图
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Hale Waihona Puke 《机工业务》课程⑴气阀定时
柴油机进气阀和排气阀的启闭的时刻，称 为气阀定时。它用曲柄转角来表示，标以 图上称其为气阀定时图。 进气提前角：进气阀开启瞬时曲柄位置与 上止点之间的曲柄转角。其余概念类似
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一．柴油机的工作循环
¤ 基本工作原理
柴油机的理论循环
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¤ 基本工作原理
• 采用压缩发火方式使燃料在缸内燃烧 • 以高温高压的燃气为工质在气缸中膨胀推动 活塞运动 • 通过活塞—连杆—曲柄机构将活塞的往复运 动转变为曲轴的回转运动，向外输出功。 • 柴油机又称为压燃式内燃机
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柴油机的五个过程及工作 循环
① 五个过程：进气、压缩、燃烧、膨胀、排气—这
是柴油机工作的必备条件。气缸内发生了：
② 工作循环：包括五个过程在内的全部热力工作过 程的周而复始的循环叫工作循环。
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排气持续角为e ≈230~260°CA
换气持续角为i
e
≈450~510°CA
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⑶气阀重叠角
进气阀和排气阀在上止 点前后的一段时间里同 时开着，对应于这段时 间的曲柄转角—称为气 阀重叠角。 气阀重迭角的意义：适 当的气阀重迭角不仅不 会使废气倒灌入进气管， 而且还有助于废气的清 除和新气的充入（及冷 却）。
四冲程机和二冲程机
• 五个过程分别在活塞运动的四个冲程内完成的称为四冲程机。
• 在二个冲程内完成的称为二冲程机。
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二. 四冲程柴油机的工作 过程
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⒈四冲程柴油机工作过 程
⑴进气过程 ⑵压缩过程 ⑶膨胀过程 ⑷排气过程
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⑶膨胀过程：工质在缸内 燃烧并膨胀对外作功
① 各机件状态：进排气阀均关闭；燃油 继续喷入强烈燃烧。燃烧结束点为4； 膨胀结束点为5（排气阀打开） ② 3~4~5为膨胀行程：曲轴转角约为 130~160℃A ③ 最高燃烧压力和最高燃烧温度： pz≥5~8MPa（甚至高达15MPa） tz ≥ 1400~1800℃（或更高） ④ 膨胀终了时缸内状态： Pb≈250~450kPa；Tb≈600~700℃
结论
① 四个冲程，完成一个循环，当活塞继 续运动时，另一个新的循环以按同样 的顺序重复进行。 ② 曲轴转数/凸轮轴转数=2/1 ③ 每个工作循环，只有膨胀冲程作功， 其它的三个冲程需消耗功；所以柴油 机大都做成多缸的，单缸柴油机由飞 轮供给三个冲程（不做功的）。
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⑵压缩过程：其任务是将空气压 缩到自行发火的温度，并增大膨 胀比，提高热效率 ① 各机件运动情况：活塞从下往上运动；
喷油器、进、排气阀都关闭；气缸处于 密闭状态，活塞到达上止点，压缩过程 结束；压缩过程后期喷油器喷入燃油， 与高温空气混合、加热，并自行发火燃 烧（燃油的自然温度为210~270℃） ② 2~3为压缩过程；曲轴转角约为 140~160℃A ③ 压缩后缸内状态：压力：pc=3~6MPa， 温度：tc=600~700 ℃
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⑵进、排气阀早开、迟关的 目的
I. 四冲程柴油机的换气方式由装于气缸盖上的进 气阀和排气阀的启闭来实现。 II.进气阀和排气阀都采用早开（由于气阀的惯 性）、晚关（利用气流的惯性）的定时方法。 其目的是为了减少节流损失，提高换气质量 （使废气排除干净并减少排气的耗功；增加空 气的吸入量，以利于燃油的燃烧）。 进气持续角为i ≈220~250°CA
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表1-1 四冲程柴油机气阀定时和气阀 重叠角
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40~80 1 40~50 15~30 0~20
10~3 0 20~4 0
5 35~4 5 40~5
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