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柴油發(fā)動機的基本工作循環(huán)是怎樣的?

2025-01-04 10:39:40
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  柴油發(fā)動機的基本工作循環(huán)由進氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程四個沖程組成,具體如下:

  進氣沖程:在這個沖程中,活塞由曲軸帶動從上止點向下止點運動。此時,進氣門打開,排氣門關(guān)閉。隨著活塞下行,氣缸內(nèi)容積增 大,形成一定的真空度,空氣在大氣壓力作用下被吸入氣缸。由于柴油發(fā)動機是壓燃式,只吸入空氣,為后續(xù)的燃燒過程提供充足的氧氣。

柴油發(fā)動機

  壓縮沖程:進氣沖程結(jié)束后,活塞開始從下止點向上止點運動,進、排氣門均關(guān)閉。氣缸內(nèi)的空氣被壓縮,壓力和溫度不斷升高。柴油發(fā)動機的壓縮比通常較高,一般在 16 - 22 之間,遠高于汽油發(fā)動機。這使得空氣在壓縮終了時達到很高的壓力和溫度,為柴油的自燃創(chuàng)造條件。

  做功沖程:在壓縮沖程接近終了時,噴油嘴將高壓柴油以霧狀噴入氣缸。柴油與高溫高壓的空氣迅速混合并自燃,產(chǎn)生大量的熱能,使氣缸內(nèi)的壓力和溫度急劇升高。高溫高壓的氣體推動活塞從上止點向下止點運動,通過連桿帶動曲軸旋轉(zhuǎn),對外輸出機械能。這是柴油發(fā)動機實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵沖程。

  排氣沖程:做功沖程結(jié)束后,活塞再次從下止點向上止點運動。此時,排氣門打開,進氣門關(guān)閉,燃燒后的廢氣在活塞的推動下排出氣缸。當(dāng)活塞到達上止點時,排氣沖程結(jié)束,廢氣基本排盡。隨后,發(fā)動機又開始新的進氣沖程,如此循環(huán)往復(fù),使發(fā)動機持續(xù)運轉(zhuǎn)。

  柴油發(fā)動機通過這四個沖程的不斷循環(huán),將柴油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能,為各種設(shè)備和車輛提供動力。其工作循環(huán)的特點是依靠壓縮空氣產(chǎn)生的高溫使柴油自燃,具有熱效率高、扭矩大等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于汽車、船舶、工程機械等領(lǐng)域。


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