第一章柴油机基本知识第一节

1、第一章第一章 柴油机的基本知识柴油机的基本知识第一节第一节 柴油机的工作原理柴油机的工作原理一、基本概念一、基本概念热机热机所谓热机是指把热能转换成机械能的动力机械。所谓热机是指把热能转换成机械能的动力机械。在热机中发生了在热机中发生了两次能量转换，两次能量转换，即：即：化学能化学能转换为转换为热能热能，热能转换为，热能转换为机械能机械能。柴油机、汽油机、煤气机、燃气轮机柴油机、汽油机、煤气机、燃气轮机蒸汽轮机以及蒸汽机。蒸汽轮机以及蒸汽机。热机热机外燃机外燃机内燃机内燃机：蒸汽机（如往复式蒸汽机、蒸汽轮机等）蒸汽机（如往复式蒸汽机、蒸汽轮机等）：柴油机、汽油机、煤气机、燃气轮机等柴油机、汽油

2、机、煤气机、燃气轮机等2.内燃机：内燃机： 在气缸内燃烧并利用燃烧产物对外作功的动力机械在气缸内燃烧并利用燃烧产物对外作功的动力机械 热效率高（热效率高（内部燃烧内部燃烧）、尺寸小、重量轻。）、尺寸小、重量轻。1.外燃机：燃料在气缸外的锅炉中燃烧，热能通过中间介质外燃机：燃料在气缸外的锅炉中燃烧，热能通过中间介质 （水蒸气）传（水蒸气）传 递，再在气缸内转变成机械能。递，再在气缸内转变成机械能。 热效率低，装置笨重热效率低，装置笨重 柴油机与汽油机的比较柴油机与汽油机的比较 柴油机柴油机 汽油机汽油机燃料（燃烧工质）燃料（燃烧工质） 柴油或劣质燃油柴油或劣质燃油 汽油汽油点火方式点火方式 压缩

3、发火压缩发火 电火花塞点燃电火花塞点燃 混合气形成方式混合气形成方式（供油系统供油系统） 气缸内混合气缸内混合 气缸外混合气缸外混合压缩比压缩比 121222 622 61010有效热效率有效热效率 30 3055 1555 154040柴油机的本质特征是：柴油机的本质特征是：压缩发火压缩发火柴油机与汽油机在工作原理上的最大区别在于：柴油机与汽油机在工作原理上的最大区别在于：发火方式不同发火方式不同结构上的主要差异是：结构上的主要差异是：供油系统不同供油系统不同3. 柴油机：柴油机： 在气缸内进行二次能量转换的往复式压缩发火的内燃机在气缸内进行二次能量转换的往复式压缩发火的内燃机对外作功的工质

4、是：对外作功的工质是：燃烧产物燃烧产物 （或燃气、或燃烧产物与未参加燃烧的空气）（或燃气、或燃烧产物与未参加燃烧的空气）在热机中热效率最高在热机中热效率最高：内部燃烧和压缩发火内部燃烧和压缩发火 在内燃机中热效率最高：在内燃机中热效率最高：压缩发火压缩发火柴油机的特点：柴油机的特点：优点：优点：1.1.经济性好经济性好2. 2. 功率范围广功率范围广3.3. 尺寸小、重量轻尺寸小、重量轻4.4.机动性好机动性好缺点：缺点：1.1.存在振动和噪音存在振动和噪音2.2.燃烧室部件工作条件差燃烧室部件工作条件差4、柴油机的组成：、柴油机的组成：固定件、运动件、辅助机构和固定件、运动件、辅助机构和 辅

5、助系统辅助系统 上止点上止点下止点下止点(上死点上死点)（T.D.C)(下死点下死点)B.D.CDSROAOABS=2R=180Vc (Vh )Vahc chcchcaVVVVVVV1Va=Vh+VcSDVh24BLARS/DV s 燃烧室燃烧室 容积容积=1222压缩比压缩比 （Va/Vc）：）： 气缸内新鲜空气被活塞压缩的程度（气缸内新鲜空气被活塞压缩的程度（pc、Tc）四冲程柴油机：几何压缩比或理论压缩比四冲程柴油机：几何压缩比或理论压缩比对对 最低要求：柴油机冷车起动与低负荷正常运转最低要求：柴油机冷车起动与低负荷正常运转对对 最高要求：机械负荷、热负荷的限制最高要求：机械负荷、热负荷

6、的限制 压缩温度压缩温度 膨胀比膨胀比 热效率热效率 热效率的提高率热效率的提高率小型高速柴油机小型高速柴油机 比大型低速柴油机比大型低速柴油机 大大非增压柴油机非增压柴油机 比增压柴油机比增压柴油机 大大现代大型超长行程柴油机的现代大型超长行程柴油机的 呈增大趋势呈增大趋势行程缸径比行程缸径比S/D 短行程短行程: S/D 2.5 长行程：长行程： 2.5S/D3.5 超长行程：超长行程： S/D3.5只有二冲程只有二冲程直流直流扫气柴油机才能不断提高行程缸径比扫气柴油机才能不断提高行程缸径比二冲程低速机的二冲程低速机的S/D比四冲程机的比四冲程机的S/D大大S/D增大后优点：燃气膨胀充分（增加燃气的膨胀功）增大后优点：燃气膨胀充分（增加燃气的膨胀功） 降低转速，提高螺旋桨效率降低转速，提高螺旋桨效率 对混合气形成有利，改善燃烧质量，降低油耗对混合气形成有利，改善燃烧质