1淤刃、二沖程柴油機(jī)的工作原理
通過活塞的兩個沖程完成一個工作循環(huán)的柴油機(jī)稱為二沖程柴油機(jī)晒他，油機(jī)完成一個工作循環(huán)曲軸只轉(zhuǎn)一圈，與四沖程柴油機(jī)相比逸贾，它提高了作功能力陨仅，在具體結(jié)構(gòu)及工作原理方面也存在較大差異。
二沖程柴油機(jī)與四沖程柴油機(jī)基本結(jié)構(gòu)相同铝侵，主要差異在配氣機(jī)構(gòu)方面灼伤。二沖
程柴油機(jī)沒有進(jìn)氣閥，有的連排氣閥也沒有哟沫，而是在氣缸下部開設(shè)掃氣口及排氣口饺蔑；
或設(shè)掃氣口與排氣閥機(jī)構(gòu)锌介。并專門設(shè)置一個由運(yùn)動件帶動的掃氣泵及貯存壓力空氣
的掃氣箱嗜诀，利用活塞與氣口的配合完成配氣，從而簡化了柴油機(jī)結(jié)構(gòu)症旭。
圖是二沖程柴油機(jī)工作原理圖瀑捣。掃氣泵附設(shè)在柴油機(jī)的一側(cè)，它的
轉(zhuǎn)子由柴油機(jī)帶動秉返⊥罩担空氣從泵的吸入吸入，經(jīng)壓縮后排出螺坟，儲存在具有較大容積的
掃氣箱中顷沉，并在其中保持一定的壓力。現(xiàn)以圖說明二沖程柴油機(jī)的工作
原理缸秀。
燃燒膨脹及排氣沖程：
燃油在燃燒室內(nèi)著火燃燒钢囚，生成高溫高壓燃?xì)狻唯碗；钊谌細(xì)獾耐苿酉履癜保缮现裹c(diǎn)
向下運(yùn)動，對外作功铐向〖浚活塞下行直至排氣口打開（此時曲柄在點(diǎn)位置，此時燃?xì)?/span>
膨脹作功結(jié)束，氣缸內(nèi)大量廢氣靠自身高壓自由排氣营密，從排氣口排人到排氣管械媒。
當(dāng)氣缸內(nèi)壓力降至接近掃氣壓力時（一般掃氣箱中的掃氣壓力為0
12，下行活塞把掃氣口3打開（此時曲柄在點(diǎn)4的位置卵贱，掃氣空氣進(jìn)入氣缸滥沫，
同時把氣缸內(nèi)的廢氣經(jīng)排氣口趕出氣缸〖悖活塞運(yùn)行到下止點(diǎn)兰绣，本沖程結(jié)束，但掃氣
過程一直持續(xù)到下一個沖程排氣口關(guān)閉（此時曲柄在點(diǎn)位置為止编振。
·4· 342 第三篇船舶柴油機(jī)檢修圖二沖程柴油機(jī)工作原理示意圖
掃氣及壓縮沖程：
活塞由下止點(diǎn)向上移動缀辩，活塞在遮住掃氣口之前，由掃氣泵供給儲存在掃氣箱
內(nèi)的空氣踪央，通過掃氣口進(jìn)入氣缸臀玄，氣缸中的殘存廢氣被進(jìn)入氣缸的空氣通過排氣口
掃出氣缸〕澹活塞繼續(xù)上行盹躬，逐漸遮住掃氣口，當(dāng)掃氣口*關(guān)閉后（此時曲柄在點(diǎn)
位置血沦，空氣停止充人恐程，排氣還在進(jìn)行，這階段稱為“過后排氣階段”野言。排氣口關(guān)閉時
（此時曲柄在點(diǎn)位置皿理，氣缸中的空氣就開始被壓縮。當(dāng)壓縮至上止點(diǎn)前點(diǎn)時近窟，
噴油器將燃油噴人氣缸题姜，與高溫高壓的空氣相混合，隨即在上止點(diǎn)附近發(fā)火伦颊，自行著
火燃燒贪庄。本沖程結(jié)束，并與前一沖程形成一個完整的工作循環(huán)青弃。
二沖程柴油機(jī)示功圖見圖鞠哥，其中，為噴油始點(diǎn)丹禀，為活塞上止點(diǎn)状勤，為
燃燒終點(diǎn)。
二沖程柴油機(jī)與四沖程柴油機(jī)相比具有一些明顯優(yōu)點(diǎn)双泪，當(dāng)然也存在本身固有的
缺點(diǎn)持搜。
2、四沖程柴油機(jī)的工作原理
柴油機(jī)的工作是由進(jìn)氣、壓縮葫盼、燃燒膨脹和排氣這四個過程來完成的残腌，這四個過程構(gòu)成了一個工作循環(huán)∑兜迹活塞走四個過程才能完成一個工作循環(huán)的柴油機(jī)稱為四沖程柴油機(jī)∨酌ǎ現(xiàn)對照上面的動畫了說明它的工作理原。
一. 進(jìn)氣沖程
*沖程——進(jìn)氣孩灯，它的任務(wù)是使氣缸內(nèi)充滿新鮮空氣闺金。當(dāng)進(jìn)氣沖程開始時，活塞位于上止點(diǎn)峰档，氣缸內(nèi)的燃燒室中還留有一些廢氣败匹。
當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)肘，連桿使活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動步蛮，同時遂冰，利用與曲軸相聯(lián)的傳動機(jī)構(gòu)使進(jìn)氣閥打開。
隨著活塞的向下運(yùn)動西寸，氣缸內(nèi)活塞上面的容積逐漸增大：造成氣缸內(nèi)的空氣壓力低于進(jìn)氣管內(nèi)的壓力则涎，因此外面空氣就不斷地充入氣缸。
進(jìn)氣過程中氣缸內(nèi)氣體壓力隨著氣缸的容積變化的情況如動畫所示枢慰。圖中縱坐標(biāo)表示氣體壓力P沈席，橫坐標(biāo)表示氣缸容積Vh（或活塞的沖S），這個圖形稱為示功圖推兄。圖中的壓力曲線表示柴油機(jī)工作時韭惧，氣缸內(nèi)氣體壓力的變化規(guī)律斟拘。從土中我們可以看出進(jìn)氣開始蔚奕，由于存在殘余廢氣，所以稍高于大氣壓力P0拾撇。在進(jìn)氣過程中由于空氣通過進(jìn)氣管和進(jìn)氣閥時產(chǎn)生流動阻力匙豹，所以進(jìn)氣沖程的氣體壓力低于大氣壓力，其值為0.085～0.095MPa狂秦，在整個進(jìn)氣過程中灌侣，氣缸內(nèi)氣體壓力大致保持不變。
當(dāng)活塞向下運(yùn)動接近下止點(diǎn)時裂问，沖進(jìn)氣缸的氣流仍具有很高的速度侧啼，慣性很大，為了利用氣流的慣性來提高充氣量堪簿，進(jìn)氣閥在活塞過了下止點(diǎn)以后才關(guān)閉痊乾。雖然此時活塞上行，但由于氣流的慣性，氣體仍能充人氣缸哪审。
二. 壓縮沖程
第二沖程——壓縮蛾魄。壓縮時活塞從下止點(diǎn)間上止點(diǎn)運(yùn)動，這個沖程的功用有二湿滓，一是提高空氣的溫度滴须，為燃料自行發(fā)火作準(zhǔn)備：二是為氣體膨脹作功創(chuàng)造條件。當(dāng)活塞上行叽奥，進(jìn)氣閥關(guān)閉以后扔水，氣缸內(nèi)的空氣受到壓縮，隨著容積的不斷細(xì)小塘袍，空氣的壓力和溫度也就不斷升高脸夸，壓縮終點(diǎn)的壓力和濕度與空氣的壓縮程度有關(guān)，即與壓縮比有關(guān)牌宜，一般壓縮終點(diǎn)的壓力和溫度為：Pc＝4～8MPa,Tc＝750～950K期油。
柴油的自燃溫度約為543—563K，壓縮終點(diǎn)的溫度要比柴油自燃的溫度高很多骡眼，足以保證噴入氣缸的燃油自行發(fā)火燃燒须拒。
噴入氣缸的柴油，并不是立即發(fā)火的晌爹，而且經(jīng)過物理化學(xué)變化之后才發(fā)火玛繁，這段時間大約有0.001～0.005秒，稱為發(fā)火延遲期肖自。因此号呜，要在曲柄轉(zhuǎn)至上止點(diǎn)前10～35°曲柄轉(zhuǎn)角時開始將霧化的燃料噴入氣缸，并使曲柄在上止點(diǎn)后5～10°時老玲，在燃燒室內(nèi)達(dá)到zui高燃燒壓力剑征，迫使活塞向下運(yùn)動。
三. 燃燒膨脹沖程
第三沖程——燃燒膨脹再菊。在這個沖程開始時爪喘，大部分噴入燃燒室內(nèi)的燃料都燃燒了。燃燒時放出大量的熱量纠拔，因此氣體的壓力和溫度便急劇升高秉剑，活塞在高溫高壓氣體作用下向下運(yùn)動，并通過連稈使曲軸轉(zhuǎn)動稠诲，對外作功侦鹏。所以這一沖程又叫作功或工作沖程。
隨著活塞的下行臀叙，氣缸的容積增大略水，氣體的壓力下降岗仑，工作沖程在活塞行至下止點(diǎn)，排氣閥打開時結(jié)束聚请。
在動畫中荠雕，工作沖程的壓力變化這條線上升部分表示燃料在氣缸內(nèi)燃燒時壓力的急劇升高，zui高點(diǎn)表示zui高燃燒壓力Pz驶赏，此點(diǎn)的壓力和溫度為：
Pz＝6～15MPa酬桦， Tz＝1800～2200K
zui高燃燒壓力與壓縮終點(diǎn)壓力之比（Pz／Pc），稱為燃燒時的壓力升高比罕识，用λ表示桩眼。根據(jù)柴油機(jī)類型的不同，在zui大功牢時λ值的范圍如下：λ＝Pz／Pc＝1.2～2.5舒脐。
四. 排氣沖程
第四沖程——排氣袄碱。排氣沖程的功用是把膨脹后的廢氣排出去，以便充填新鮮空氣侨识，為下一個循環(huán)的進(jìn)氣作準(zhǔn)備描宁。當(dāng)工作沖程活塞運(yùn)動到下止點(diǎn)附近時，排氣閥開起骄熟，活塞在曲軸和連桿的帶動下坊偿，由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動，并把廢氣排出氣缸外宦狭。由于排氣系統(tǒng)存在著阻力申建，所以在排氣沖程開始時，氣缸內(nèi)的氣體壓力加比大氣壓力高0.025—0.035MPa乘碑，其溫度Tb＝1000～1200K挖息。為了減少排氣時活塞運(yùn)動的阻力，排氣閥在下止點(diǎn)前就打開了兽肤。排氣閥一打開套腹，具有一定壓力的氣體就立即沖出缸外，缸內(nèi)壓力迅速下降轿衔，這樣當(dāng)活塞向上運(yùn)動時沉迹，氣缸內(nèi)的廢氣依靠活塞上行排出去睦疫。為了利用排氣時的氣流慣性使廢氣排出得干凈害驹，排氣閥在上止點(diǎn)以后才關(guān)閉。
在動畫中蛤育，排氣沖程曲線表示在排氣過程中宛官，缸內(nèi)的氣體壓力幾乎是不變的，但比大氣壓力稍高一些瓦糕。排氣沖程終點(diǎn)的壓力Pr約為0.105～0.115MPa,殘余廢氣的溫度Pr約為850～960K底洗。
由于進(jìn)腋么、排氣閥都是早開晚關(guān)的；所以在排氣沖程之末和進(jìn)氣沖程之初亥揖，活塞處于上止點(diǎn)附近時贺跟，有一段時間進(jìn)、排氣閥同時開起绰瘾，這段時間用曲軸轉(zhuǎn)角來表示简骗，稱為氣閥重迭角。
排氣沖程結(jié)束之后蚜雏，又開始了進(jìn)氣沖程愕泣，于是整個工作循環(huán)就依照上述過程重復(fù)進(jìn)行。由于這種柴油機(jī)的工作循環(huán)由四個活塞沖程即曲軸旋轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)完成的附柜，故稱四沖程柴油機(jī)缓膀。
在四沖程柴油機(jī)的四個沖程中，只有第三沖程即工作沖強(qiáng)才產(chǎn)生動力對外作功僚料，而其余三個沖程都是消耗功的準(zhǔn)備過程详依。為此在單缸柴油機(jī)上必須安裝飛輪，利用飛輪的轉(zhuǎn)動慣性毡飒，使曲軸在四個沖程中連續(xù)而均勻地運(yùn)轉(zhuǎn)钧失。
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