柴油發(fā)動機是壓燃發(fā)動機，燃油系統(tǒng)采用的是高壓噴射技術，大多數(shù)柴油發(fā)動機是四沖程的，也有二沖程的柴油發(fā)電機結構，大多數(shù)被用于需要較大載荷和轉(zhuǎn)矩的機組上，柴油發(fā)動機有活塞、氣門、曲軸、燃油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、起動和充電系統(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的工作過程。
 
       1、進氣沖程
       進氣沖程為活塞在曲軸帶動下，從上止點移動到下止點，這時進氣門打開，排氣門關閉。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，外界新鮮空氣通過進氣門吸入汽缸。由于進氣系統(tǒng)有阻力，空氣進入汽缸后的壓力低于大氣壓力。進氣終了時汽缸內(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。
進氣過程對柴油機工作影響很大，進氣沖程結束時，汽缸內(nèi)充氣量越多，可以噴入的燃油量也越多，燃燒過程放出的能量就越多，柴油機發(fā)出的功率就越大。
 
       2、壓縮沖程
       壓縮沖程是活塞從下止點移動到上止點，進、排氣門都處于關閉狀態(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，汽缸內(nèi)空氣溫度約在500°C~700°C范圍內(nèi)，壓力為27~49個大氣壓。
 
       3、做功沖程
       活塞從上止點移動到下止點，進、排氣門仍然關閉。在壓縮沖程接近終了時，噴油器將高壓燃油噴入汽缸與高溫高壓空氣混合，由于超過柴油自燃點溫度，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。高溫高壓氣體推動活塞下移，經(jīng)連桿帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，對外做功。這一沖程最高燃燒壓力約為60~90個大氣壓，溫度最高可達1700°C~2000°C。隨著膨脹作用的進行，熱能變成了機械能，汽缸內(nèi)氣體的壓力、溫度急劇下降，到膨脹終了時，汽缸內(nèi)的壓力已下降到四個大氣壓，溫度降到600°C~900°C。
 
       4、排氣沖程
       活塞從下止點移動到上止點，此時進氣門關閉，排氣門打開。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)排氣門排出缸外。排氣終了時，汽缸內(nèi)的壓力約為1.03~1.08大氣壓，溫度約為350°C~600°C。
 
       當排氣終了時，活塞又回到上止點，至此，單缸四沖程柴油機完成了一個工作循環(huán)。曲軸在這一工作循環(huán)中轉(zhuǎn)動兩圈，即720°（曲軸轉(zhuǎn)角），活塞則經(jīng)過四個沖程：進、壓、工、排。應當指出，以上講的是理論上柴油機的工作過程，但實際上柴油機工作過程很復雜，進、排氣門并不在上、下止點時打開或關閉，而是進氣門在上止點前打開，下止點后關閉;排氣門在下止點前打開，上止點后關閉。
 
       從上述四個工作過程中可以看出，只有第三沖程（工作沖程）是做功的，其他三個沖程全是輔助過程，是需要消耗能量的，這個問題在單缸柴油機上是利用飛輪儲存的能量來解決，在多缸柴油機上則主要靠其他缸的做功沖程來供給。工作循環(huán)開始時（即柴油機起動時），需要用外力先使曲軸轉(zhuǎn)動，完成輔助過程，使柴油機起動，柴油機才能正常運轉(zhuǎn)，即四個工作過程依次不斷地重復出現(xiàn)。
 
       以上講述的是單缸四沖程內(nèi)燃機的工作過程，事實上，根據(jù)功率和結構的需要，功率較大的內(nèi)燃機都是采用多缸結構的，如2缸、4缸、6缸內(nèi)燃機，甚至有12缸的，多缸內(nèi)燃機各汽缸中所進行的工作過程，完全與單缸內(nèi)燃機相同，但各汽缸的做功過程并不同時進行，而是按一定的順序和間隔交替進行，而且多缸內(nèi)燃機曲軸每轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)各缸都做功一次、這種多缸內(nèi)燃機曲軸每旋轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)時，做功次數(shù)比單缸內(nèi)燃機多。因此，多缸內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)比較均勻，其飛輪的尺寸和質(zhì)量做得比單缸內(nèi)燃機的要小。