柴油机发动机的具体工作原理是怎样的

柴油机发动机利用压缩空气产生高热注入雾化柴油后爆炸膨胀推动活塞运动从而输出机械功。

每个工作循环有进气、压缩、做功和排气四个冲程。

进气冲程柴油机吸入的是纯空气。活塞由上止点运动到下止点进气门打开排气门关闭空气顺利进入气缸。

压缩冲程进气门和排气门都关闭。活塞由下止点运动到上止点空气被压缩为高温高压状态。柴油机压缩比高一般在16 22 压缩终了时气缸内空气压力可达3.5 4.5mpa 温度高达750 1000k。压缩冲程接近终了时经喷油泵提高油压喷油器将柴油喷入气缸柴油迅速与高温压缩空气混合形成可燃混合气。因为此时的温度大大超过柴油的自燃温度柴油喷入气缸后会立即自行发火燃烧。

做功冲程进气门和排气门仍关闭。气缸内柴油燃烧气压急速上升到6 9mpa 温度升到2000 2500k 强大的压力推动活塞由上止点运动到下止点带动曲轴旋转做功。

排气冲程活塞由下止点运动到上止点排气门打开燃烧后的废气经排气管排入大气。

柴油机与汽油机工作过程有相似处但可燃混合气的形成和点火方式不同。汽油机的燃油/空气混合物由火花点燃而柴油机是通过压缩空气实现点火也就是压燃。并且柴油机典型压缩比是20:1 汽油发动机压缩比是9:1。

柴油机还分为二冲程和四冲程两种。四冲程柴油机就是按上述四个冲程循环工作。二冲程柴油机则是将进气、压缩合为一个冲程做功、排气合为一个冲程工作节奏更快。

总之柴油发动机通过柴油和空气在气缸内燃烧产生高温高压废气推动活塞下行把化学能转换为热能再转换为机械能 。

四冲程柴油机的工作原理：

1、发动机每个工作循环是由进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程组成，而四冲程发动机要完成一个工作循环，活塞在气缸内需要往返4个行程（即曲轴转2转）；

2、进入汽缸的工质是纯空气。由于柴油机进气系统阻力较小，进气终点压力pa=（0.85～0.95）p0，比汽油机高。进气终点温度Ta=300～340K，比汽油机低；

3、由于压缩的工质是纯空气，因此柴油机的压缩比比汽油机高（一般为ε=16～22）。压缩终点的压力为3000～5000kPa，压缩终点的温度为750～1000K，大大超过柴油的自燃温度（约520K）；

4、当压缩行程接近终了时，在高压油泵作用下，将柴油以10MPa左右的高压通过喷油器喷入汽缸燃烧室中，在很短的时间内与空气混合后立即自行发火燃烧。汽缸内气体的压力急速上升，最高达5000～9000kPa，最高温度达1800～2000K。由于柴油机是靠压缩自行着火燃烧，故称柴油机为压燃式发动机；

5、柴油机的排气与汽油机基本相同，只是排气温度比汽油机低。一般Tr=700～900K。对于单缸发动机来说，其转速不均匀，发动机工作不平稳，振动大。这是因为四个行程中只有一个行程是做功的，其他三个行程是消耗动力为做功做准备的行程。为了解决这个问题，飞轮必须具有足够大的转动惯量，这样又会导致整个发动机质量和尺寸增加。采用多缸发动机可以弥补上述不足。现代汽车用多采用四缸、六缸和八缸发动机。