柴油機的工作原理是怎樣的
柴油機的工作原理是通過壓縮空氣體產(chǎn)生高熱,注入霧化柴油后爆炸膨脹,壓力直接作用在活塞上,推動活塞沿氣缸做不等速直線往復(fù)運動,再通過活塞銷、連桿和曲軸組成的曲柄連桿機構(gòu),將活塞的直線運動轉(zhuǎn)化為曲柄的旋轉(zhuǎn)運動,從而輸出機械功。
每個工作循環(huán)都有進氣、壓縮、做功和排氣四個沖程。進氣沖程中,活塞由上止點運動到下止點,進氣門打開排氣門關(guān)閉,空氣進入氣缸。
壓縮沖程里,進氣門和排氣門都關(guān)閉,活塞由下止點運動到上止點,把空氣壓縮為高溫高壓狀態(tài),溫度超過柴油的自燃溫度。
做功沖程時,進氣門和排氣門仍關(guān)閉,柴油被噴入氣缸,立即燃燒,放出大量熱能,氣缸內(nèi)溫度和壓力迅速增加,推動活塞由上止點運動到下止點。
排氣沖程中,進氣門關(guān)閉,排氣門打開,活塞由下止點運動到上止點,將燃燒后的廢氣排出。
柴油機與汽油機不同,其氣缸內(nèi)的混合氣是壓燃,不是點火。而且柴油粘度比汽油高,不易蒸發(fā),自燃溫度比汽油低。
柴油機有多種類型,比如按沖程可分為二沖程柴油機和四沖程柴油機;按進氣方式可分為增壓和非增壓;按曲軸轉(zhuǎn)速和活塞平均速度可分為高速、中速和低速柴油機;按活塞種類可分為筒形活塞式和十字頭式;按布置方式可分為立式和臥式柴油機。
目前,為了提高柴油機效率,各國都在積極研究改善燃燒過程,探索使用低質(zhì)燃油和非石油制品燃料的可能性,同時努力降低摩擦損失,廣泛采用廢氣渦輪增壓并提高增壓度,實現(xiàn)進一步輕量化、高速化、低油耗、低噪聲和低污染。
柴油機熱效率高,應(yīng)用廣泛,在載重汽車、火車、輪船等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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