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單缸柴油機工作原理

2023年11月06日

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解答:


單缸柴油機屬於內燃機的一種,它是燃料直接在發動機的氣缸內部進行燃燒的熱機。燃燒中產生的高溫高壓氣體,經過活塞連杆和曲柄連杆機構,將活塞的往復直線運動變成曲軸的旋轉運動,以實現熱能和機械能的相互轉變。
加在油箱裡的油可不是直接進入發動機的氣缸內部的,它是經過過濾器過濾後通過油管連接到這個高壓油泵進油口的。
當位於高壓油泵下凸輪的凸起部分轉過去後,在這個大彈簧的作用之下,柱塞向下運動,柱塞上部有個被稱為泵油室的空間產生真空,油箱裡的油通過油管進入泵油室,這時凸輪在最低點。
當凸輪軸轉到凸輪的凸起部分頂起滾輪體時,大彈簧被壓縮,柱塞向上運動出油閥打開,一小部分柴油壓回進油管,當圓柱面遮住進油孔上緣,進油孔被堵死,泵油室的油壓迅速升高,出油閥全部打開,高壓柴油經出油閥進入高壓油管,到達噴油器。
當凸輪的凸起部分轉過去後,在大彈簧的作用下,柱塞下行。圓柱面遮住進油孔下緣,出油閥關閉。此時便開始了下一個循環。這就是說呢,是一次次凸輪的旋轉,使高壓油泵將柴油一次次壓向內燃發動機噴油器的。
這一點請你記住,因為啊這是本片的一個重點,我們下面還要專門展開來談。
內燃發動機由噴油器、氣缸體、進氣門、排氣門、活塞、連杆、曲軸等組成。
高壓油泵壓過來的柴油,經高壓油管進入噴油器,現在來看一下噴油器是怎麼工作的。
從進油口進來的高壓柴油,到達閥體下部的油腔內,當油壓超過針閥上調壓彈簧的壓力時,針閥上行,密封的錐面變成通道,柴油就成為霧狀,均勻地噴射到燃燒室中,間隙泄漏的柴油經回油管流回油箱。高壓油泵停止供油時油壓下降,針閥在調壓彈簧的壓力下迅速下落,使封閉錐面關閉,噴油立即停止。接下去重新開始下一個循環。
在這裡可以看到,柴油是一次次噴向氣缸的。
把活塞裝在一個一端封閉的氣缸內,活塞只能沿氣缸直線運動。曲軸的旋轉通過連杆帶動活塞在氣缸中作往復運動,活塞運行到距曲軸中心最近處叫下死點,活塞運行到離曲軸中心最遠處的位置叫上死點,活塞從上死點運行到下死點是一個行程。活塞從下死點運行回到上死點又是一個行程,所以曲軸旋轉一圈活塞是兩個行程,曲軸旋轉兩圈形成活塞的四個行程,這也叫四衝程。運行四個衝程,完成一個工作循環的柴油機,就叫做四衝程柴油機。
目前我們國內廣泛使用的單缸柴油機基本上都是四衝程單缸柴油機。
那每一個衝程,在幹什麼呢?
1進氣過程
這時進氣門打開,排氣門關閉。當曲軸旋轉時,通過連杆帶動活塞從上死點往下死點移動,壓力低於外部大氣壓力,外部新鮮空氣開始被吸入氣缸,氣缸內部容積逐步增大,直到活塞移動到下死點位置,氣缸內充滿了新鮮空氣。
2壓縮過程
在這期間,進、排氣門全部關閉。曲軸在飛輪慣性作用下帶動旋轉,通過連杆推動活塞由下死點,往上死點逐步移動。氣缸內容積逐漸減小,新鮮空氣被壓縮,壓力和溫度隨著升高。到上死點,氣體溫度為500攝氏度-750攝氏度,比柴油的自燃溫度高200攝氏度-300攝氏度,柴油噴入氣缸內馬上會燃燒與膨脹。氣缸內氣體的最高溫度可達1700攝氏度-2000攝氏度,最高壓力為每平方厘米60-90公斤。
3工作過程
此時,進、排氣門仍然都關閉著。在燃燒膨脹過程中,高溫、高壓氣體推動活塞從上死點移向下死點,活塞通過連杆,帶動曲軸轉動。這一行程是四個衝程中實現熱能轉化為機械能的工作過程。
4排氣過程
此時,排氣門打開,進氣門關閉。排氣過程開始時,活塞位於下死點,氣缸內充滿著燃燒過後的廢氣。廢氣隨著活塞上移,被排出氣缸之外。
內燃柴油機就是如此周期循環、連續不斷運轉的。
  

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