常見(jiàn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理是什么?
常見(jiàn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程工作,利用壓縮空氣產(chǎn)生高溫高壓使霧化柴油自燃,推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)械功。進(jìn)氣沖程吸入新鮮空氣,為后續(xù)燃燒準(zhǔn)備物質(zhì);壓縮沖程升高空氣溫度和壓力,達(dá)到柴油自燃條件;做功沖程柴油自燃推動(dòng)活塞下行輸出動(dòng)力;排氣沖程排出廢氣,為下一循環(huán)做準(zhǔn)備。這一過(guò)程周而復(fù)始,實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化與動(dòng)力輸出 。
在進(jìn)氣沖程里,進(jìn)氣門開(kāi)啟,排氣門關(guān)閉,活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)緩緩運(yùn)動(dòng)。此時(shí),外界的新鮮空氣如同被召喚的“能量使者”,順著進(jìn)氣管道,源源不斷地涌入氣缸,為后續(xù)的燃燒大戲準(zhǔn)備好充足的“原料”。
進(jìn)入壓縮沖程,進(jìn)氣門和排氣門緊緊關(guān)閉,活塞自下止點(diǎn)朝著上止點(diǎn)迅速攀升。在這個(gè)過(guò)程中,氣缸內(nèi)的空氣就像被放入“壓縮箱”,體積不斷縮小,溫度和壓力急劇升高。由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比通常在16 - 22之間,當(dāng)壓縮沖程接近尾聲,氣缸內(nèi)的空氣壓力可達(dá)3.5 - 4.5MPa,溫度高達(dá)750 - 1000K,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了柴油的自燃溫度。
緊接著的做功沖程是“重頭戲”。噴油泵將柴油油壓提升到10MPa以上,噴油器把柴油精準(zhǔn)地霧化噴入氣缸。剎那間,柴油與高溫空氣親密混合,迅速自燃。氣缸內(nèi)瞬間變成“能量爆發(fā)區(qū)”,氣壓急劇飆升至6 - 9MPa,溫度躥升至2000 - 2500K。在強(qiáng)大的氣壓推動(dòng)下,活塞有力地向下運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)曲軸歡快旋轉(zhuǎn),輸出強(qiáng)大的機(jī)械功,這就是汽車得以前行的動(dòng)力源泉。
最后是排氣沖程,排氣門開(kāi)啟,活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),將燃燒后的廢氣如同“清理垃圾”一般,順暢地排出氣缸,為下一個(gè)工作循環(huán)騰出空間。
柴油發(fā)動(dòng)機(jī)正是通過(guò)這四個(gè)緊密相連的沖程,周而復(fù)始地運(yùn)轉(zhuǎn),將柴油蘊(yùn)含的化學(xué)能,巧妙地轉(zhuǎn)化為熱能,再高效地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,從而為車輛和各種設(shè)備提供源源不斷的動(dòng)力 。
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