柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)，燃油系統(tǒng)采用的是高壓噴射技術(shù)，大多數(shù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是四沖程的，也有二沖程的柴油發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，大多數(shù)被用于需要較大載荷和轉(zhuǎn)矩的機(jī)組上，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)有活塞、氣門(mén)、曲軸、燃油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、起動(dòng)和充電系統(tǒng)，以及污染控制系統(tǒng)。本篇頂博電力為您介紹一下四沖程柴油機(jī)的工作過(guò)程。
 
       1、進(jìn)氣沖程
       進(jìn)氣沖程為活塞在曲軸帶動(dòng)下，從上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)，這時(shí)進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，排氣門(mén)關(guān)閉。由于汽缸內(nèi)容積增大，使汽缸內(nèi)的壓力低于大氣壓，在汽缸內(nèi)外壓力差的作用下，外界新鮮空氣通過(guò)進(jìn)氣門(mén)吸入汽缸。由于進(jìn)氣系統(tǒng)有阻力，空氣進(jìn)入汽缸后的壓力低于大氣壓力。進(jìn)氣終了時(shí)汽缸內(nèi)的壓力約為0.8~0.9大氣壓。汽缸內(nèi)空氣的溫度則高于大氣溫度，一般溫度在40°C~70°C。
進(jìn)氣過(guò)程對(duì)柴油機(jī)工作影響很大，進(jìn)氣沖程結(jié)束時(shí)，汽缸內(nèi)充氣量越多，可以噴入的燃油量也越多，燃燒過(guò)程放出的能量就越多，柴油機(jī)發(fā)出的功率就越大。
 
       2、壓縮沖程
       壓縮沖程是活塞從下止點(diǎn)移動(dòng)到上止點(diǎn)，進(jìn)、排氣門(mén)都處于關(guān)閉狀態(tài)，活塞便逐漸將第一沖程吸入的空氣壓縮在燃燒室內(nèi)，使空氣的溫度和壓力升高。壓縮終了時(shí)，汽缸內(nèi)空氣溫度約在500°C~700°C范圍內(nèi)，壓力為27~49個(gè)大氣壓。
 
       3、做功沖程
       活塞從上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)，進(jìn)、排氣門(mén)仍然關(guān)閉。在壓縮沖程接近終了時(shí)，噴油器將高壓燃油噴入汽缸與高溫高壓空氣混合，由于超過(guò)柴油自燃點(diǎn)溫度，便自行著火燃燒，產(chǎn)生大量熱能，使汽缸內(nèi)溫度和壓力急劇升高。高溫高壓氣體推動(dòng)活塞下移，經(jīng)連桿帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，對(duì)外做功。這一沖程最高燃燒壓力約為60~90個(gè)大氣壓，溫度最高可達(dá)1700°C~2000°C。隨著膨脹作用的進(jìn)行，熱能變成了機(jī)械能，汽缸內(nèi)氣體的壓力、溫度急劇下降，到膨脹終了時(shí)，汽缸內(nèi)的壓力已下降到四個(gè)大氣壓，溫度降到600°C~900°C。
 
       4、排氣沖程
       活塞從下止點(diǎn)移動(dòng)到上止點(diǎn)，此時(shí)進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣門(mén)打開(kāi)。膨脹終了的氣體已失去做功的能力，變成了廢氣。為了使新鮮空氣重新進(jìn)入汽缸就必須排除廢氣。廢氣經(jīng)活塞上行的排擠壓，經(jīng)排氣門(mén)排出缸外。排氣終了時(shí)，汽缸內(nèi)的壓力約為1.03~1.08大氣壓，溫度約為350°C~600°C。
 
       當(dāng)排氣終了時(shí)，活塞又回到上止點(diǎn)，至此，單缸四沖程柴油機(jī)完成了一個(gè)工作循環(huán)。曲軸在這一工作循環(huán)中轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈，即720°（曲軸轉(zhuǎn)角），活塞則經(jīng)過(guò)四個(gè)沖程：進(jìn)、壓、工、排。應(yīng)當(dāng)指出，以上講的是理論上柴油機(jī)的工作過(guò)程，但實(shí)際上柴油機(jī)工作過(guò)程很復(fù)雜，進(jìn)、排氣門(mén)并不在上、下止點(diǎn)時(shí)打開(kāi)或關(guān)閉，而是進(jìn)氣門(mén)在上止點(diǎn)前打開(kāi)，下止點(diǎn)后關(guān)閉;排氣門(mén)在下止點(diǎn)前打開(kāi)，上止點(diǎn)后關(guān)閉。
 
       從上述四個(gè)工作過(guò)程中可以看出，只有第三沖程（工作沖程）是做功的，其他三個(gè)沖程全是輔助過(guò)程，是需要消耗能量的，這個(gè)問(wèn)題在單缸柴油機(jī)上是利用飛輪儲(chǔ)存的能量來(lái)解決，在多缸柴油機(jī)上則主要靠其他缸的做功沖程來(lái)供給。工作循環(huán)開(kāi)始時(shí)（即柴油機(jī)起動(dòng)時(shí)），需要用外力先使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，完成輔助過(guò)程，使柴油機(jī)起動(dòng)，柴油機(jī)才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，即四個(gè)工作過(guò)程依次不斷地重復(fù)出現(xiàn)。
 
       以上講述的是單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作過(guò)程，事實(shí)上，根據(jù)功率和結(jié)構(gòu)的需要，功率較大的內(nèi)燃機(jī)都是采用多缸結(jié)構(gòu)的，如2缸、4缸、6缸內(nèi)燃機(jī)，甚至有12缸的，多缸內(nèi)燃機(jī)各汽缸中所進(jìn)行的工作過(guò)程，完全與單缸內(nèi)燃機(jī)相同，但各汽缸的做功過(guò)程并不同時(shí)進(jìn)行，而是按一定的順序和間隔交替進(jìn)行，而且多缸內(nèi)燃機(jī)曲軸每轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)各缸都做功一次、這種多缸內(nèi)燃機(jī)曲軸每旋轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)時(shí)，做功次數(shù)比單缸內(nèi)燃機(jī)多。因此，多缸內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)比較均勻，其飛輪的尺寸和質(zhì)量做得比單缸內(nèi)燃機(jī)的要小。