柴油機是柴油發(fā)電機組必不可少的部分，其以柴油做燃料的壓燃式內燃機。工作時(shí)，氣缸內的空氣被壓縮而溫度升高，定時(shí)噴入氣缸的柴油自行著(zhù)火燃燒，產(chǎn)生高溫、高壓的燃氣膨脹推動(dòng)活塞做功，將熱能轉變?yōu)闄C械功。柴油機的工作循環(huán)由進(jìn)氣、壓縮、噴油著(zhù)火燃燒、膨脹做功和排氣等過(guò)程組成。這些過(guò)程可以由四沖程或二沖程柴油機來(lái)實(shí)現。
1）四沖程柴油機（非增壓）的基本工作原理
四沖程柴油機：用4個(gè)行程，曲軸回轉兩周完成一個(gè)工作循環(huán)。四沖程柴油機的基本結構如圖2-2所示。工作時(shí)活塞作往復直線(xiàn)運動(dòng)，曲軸做旋轉運動(dòng)?；钊淖冞\動(dòng)方向的瞬時(shí)位置稱(chēng)止點(diǎn)(死點(diǎn)），止點(diǎn)處的活塞瞬時(shí)運動(dòng)速度為零。離曲軸中心最遠的止點(diǎn)稱(chēng)上止點(diǎn)，最近的止點(diǎn)稱(chēng)下止點(diǎn)。
四沖程柴油機的工作原理如圖2-3所示。圖中別表示4個(gè)行程中活塞、連桿、曲軸及氣閥的相對位置。
①進(jìn)氣行程 活塞從上止點(diǎn)下行，進(jìn)氣閥打開(kāi)。因活塞下行的抽吸作用，氣缸內充入新鮮空氣。為了能充人更多新鮮空氣，進(jìn)氣閥一般在上止點(diǎn)前提前開(kāi)啟，在下止點(diǎn)后延遲關(guān)閉，進(jìn)氣閥開(kāi)啟的延續角度約為220°～250°，如圖2-3a所示。
②壓縮行程 活塞從下止點(diǎn)上行，進(jìn)、排氣閥均關(guān)閉?；钊闲袎嚎s缸內的空氣，使其壓力和溫度均不斷升高。壓縮終點(diǎn)的壓力約為3～6MPa；溫度約為500～700℃。在上止點(diǎn)（壓縮終點(diǎn)）附近，霧化的燃油經(jīng)噴油器噴人燃燒室，并在高溫高壓空氣的作用下，開(kāi)始自行著(zhù)火燃燒，如圖2-3b所示。
③做功行程 活塞由上止點(diǎn)向下運動(dòng)，進(jìn)、排氣閥均關(guān)閉。在此行程的初期，大量的混合氣燃燒，缸內的壓力和溫度都急劇升高，其最大值分別可達6～9MPa和1500～2000℃左右。高溫高壓氣體推動(dòng)活塞下行做功，在上止點(diǎn)后某一時(shí)刻，燃燒結束，膨脹做功仍在進(jìn)行。當活塞到達下止點(diǎn)前某一時(shí)刻，排氣閥開(kāi)啟，做功過(guò)程結束。此時(shí)，氣缸內的壓力約為0.2～0.5MPa，溫度約為600～700℃?；钊麆t繼續向下止點(diǎn)下行，如圖2-3c所示。
④排氣行程 曲軸帶動(dòng)活塞由下止點(diǎn)向上運動(dòng)，排氣閥繼續開(kāi)啟狀態(tài)，氣缸內的廢氣被上行的活塞強行推出缸外。為了實(shí)現充分排氣和減少排氣過(guò)程中所消耗的功，不但在下止點(diǎn)前提前開(kāi)啟排氣閥，而且要在排氣行程結束的上止點(diǎn)后才關(guān)閉。排氣閥開(kāi)啟的延續角度約為230°～260°如圖2-3d所示。
四沖程柴油機完成一個(gè)工作循環(huán)要經(jīng)歷進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣等4個(gè)行程；一個(gè)工作循環(huán)曲軸回轉兩轉，即曲軸轉角720°。其中只有一個(gè)行程做功，其余3個(gè)行程都要消耗功。因此，在單缸柴油機必須有一個(gè)足夠大的飛輪來(lái)供給這3個(gè)行程所需的能量；而對于多缸柴油機，則借助于其他氣缸膨脹做功過(guò)程來(lái)供給。
柴油機必須借助外部能量的驅動(dòng)使其啟動(dòng)運轉，實(shí)現停車(chē)狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)，直至噴入氣缸的燃油自發(fā)火燃燒，實(shí)現柴油機自行運轉。
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