柴油发动机的工作原理与特点.docx

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1、柴油发动机的工作原理是什么？1、二冲柴油机的工作原理1、进气，压缩冲程活塞从下止点向上运动，废气涡轮增压机将带有一定压 力的新鲜空气送入气缸;当活塞运行到一定时候，挡住扫 气口，气缸变为封闭状态，活塞继续上行，气缸内压力逐 渐增加。2、膨胀,排气冲程当活塞运行到上止点前的某一时刻，燃油经喷油器以良 好的雾化状态喷入燃烧室与空气混合后自行发火燃烧。当活塞越过上止点后，气缸内的气体压力、温度急剧上升 活塞在高温高压的燃气作用下，从上止点向下止点运动， 将动力通过连杆传给曲轴，曲轴以回转的形式输出功率。随着活塞的下行，气缸容积也逐渐增大，燃气的压力和温 度也逐渐下降。直至排气阀打开。2、四冲柴油机的

2、工作原理柴油发动机的工作过程其实跟汽油发动机一样的，每个工作循环也经历进气、压缩、做功、排气U!个冲程。1、进气冲程进入汽缸的工质是纯空气。由于柴油机进气系统阻力较 小，进气终点压力pa= (0.85O.95)pO ,比汽油机高。进 气终点温度Ta = 300340K ,比汽油机低。进气的任务是 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。当曲轴旋转时， 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

3、气缸。2、压缩冲程由于压缩的工质是纯空气，因此柴油机的压缩比比汽油 机高（一般为“1622）。压缩终点的压力为3 000-5 OOOkPa ,压缩终点的温度为7501 000K ,大大超过柴 油的自燃温度（约520K）。3、做功冲程当压缩冲程接近终了时，在高压油泵作用下，将柴油以 10MPa左右的高压通过喷油器喷入汽缸燃烧室中，在很 短的时间内与空气混合后立即自行发火燃烧。汽缸内气 体的压力急速上升，最高达5 000-9 OOOkPa ,最高温度 达1 8002 000Ko由于柴油机是靠压缩自行着火燃烧， 故称柴油机为压燃式发动机。4、排气冲程柴油机的排气与汽油机基本相同，只是排气温度比汽油

4、机低。一般Tr = 700-900Ke对于单缸发动机来说，其转 速不均匀，发动机工作不平稳，振动大。这是因为四个冲 程中只有一个冲程是做功的，其他三个冲程是消耗动力 为做功做准备的冲程。为了解决这个问题，飞轮必须具有 足够大的转动惯量，这样又会导致整个发动机质量和尺 寸增加。采用多缸发动机可以弥补上述不足。现代汽车多 采用四缸、六缸和八缸发动机。因为柴油机的工作原理是 自身压缩燃气，依靠燃烧产生动力，并且带动飞轮转动， 为下一次做功储存能量，产生较多的废气污染，所以逐渐 地越来越多的汽车改用汽油甚至新能源来代替柴油。3.柴油发动机的特点传统柴油发动机的特点：热效率和经济性较好，柴油机采 用压缩

5、空气的办法来提高空气温度，使空气温度超过柴 油的自燃点，这时再喷入柴油、柴油喷雾和空气混合的同 时自己点火燃烧。因此，柴油发动机无需点火系统。同时，柴油机的供油系统也相对简单，因此柴油发动机的 可靠性要比汽油发动机的好。由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要，柴油机压缩 比很高。热效率和经济性都要好于汽油机，同时在相同功 率的情况下，柴油机的扭矩大，最大功率时的转速低，适 合于载货汽车的使用。但柴油机由于工作压力大，要求各有关零件具有较高的 结构强度和刚度，所以柴油机比较笨重，体积较大；柴油 机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高，所以成本较高；另外， 柴油机工作粗暴，振动噪声大；柴油不易蒸发，在冬季时

6、 冷车时起动困难。由于上述特点，以前柴油发动机一般用于大、中型载重货 车上。传统上，柴油发动机由于比较笨重，升功率指标不 如汽油机（转速较低），噪声、振动较高，炭烟与颗粒（PM） 排放比较严重，所以一直以来很少受到轿车的青睐。特别 是小型高速柴油发动机的新发展，一批先进的技术，例如 电控直喷、共轨、涡轮增压、中冷等技术得以在小型柴油 发动机上应用，使原来柴油发动机存在的缺点得到了较 好的解决，而柴油机在节能与C02排放方面的优势，则 是包括汽油机在内的所有热力发动机无法取代的，成为 绿色发动机”。用奔驰柴油发动机举例，奔驰汽车在2016年发布了全新 直列四缸柴油机，该款发动机是为了满足欧六排放法规 而研发的未来发动机，真实驾驶模式下，NOx排放远低 于欧六排放法规的限制（80mg/km ），大部分工况下,NOx 排放在 13-20mg/km。采用全铝机身，轻量化的材料使发动机重量大幅降低；采 用钢活塞并开发出新型燃烧室，从而使得燃烧效率特以 提升，降低了 soot排放；采用了机内净化和后处理协同 工作的方式来控制发动机排放，从而使得发动机的排放 能够满足严苛的欧六排放法规。