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科普非道路系列(29):非道路移動(dòng)機(jī)械用柴油機(jī)的工作原理是什么?

生態(tài)環(huán)境保護(hù)
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科普生態(tài)環(huán)境保護(hù)科學(xué)技術(shù)與管理實(shí)踐知識(shí)
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非道路移動(dòng)機(jī)械用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理主要涉及壓縮空氣產(chǎn)生高熱,并通過注入霧化的柴油引發(fā)爆炸性膨脹,從而推動(dòng)活塞進(jìn)行工作。具體過程可以細(xì)分為以下幾個(gè)步驟:

1. 進(jìn)氣沖程

過程描述:在進(jìn)氣沖程中,活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng),氣缸內(nèi)的容積逐漸增大,導(dǎo)致氣缸內(nèi)的空氣壓力低于進(jìn)氣管內(nèi)的壓力。這樣,外界的空氣就可以通過進(jìn)氣門充入氣缸。

目的:為接下來的壓縮沖程準(zhǔn)備充足的空氣。

2. 壓縮沖程

過程描述:當(dāng)活塞運(yùn)行到一定位置時(shí),進(jìn)氣口被擋住,氣缸變?yōu)榉忾]狀態(tài)。隨后,活塞繼續(xù)向上移動(dòng),壓縮氣缸內(nèi)的空氣,使其壓力和溫度都急劇上升。柴油機(jī)的壓縮比通常較高(一般為16-22),這有助于在壓縮終了時(shí)達(dá)到柴油的自燃溫度。

目的:通過壓縮空氣產(chǎn)生高熱,為柴油的自燃創(chuàng)造條件。

3. 做功沖程

噴油與自燃:在壓縮沖程接近終了時(shí),柴油經(jīng)噴油泵將油壓提高到10MPa以上,通過噴油器以良好的霧化狀態(tài)噴入氣缸。由于此時(shí)氣缸內(nèi)的溫度和壓力都非常高,柴油在噴入后很快與空氣混合并自行發(fā)火燃燒。

燃燒與膨脹:柴油燃燒后,氣缸內(nèi)的氣壓和溫度急劇上升(氣壓可升至6-9MPa,溫度可升至2000-2500K)。這種高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng),并通過連桿帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn),從而將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

做功:隨著活塞的下行,氣缸容積逐漸增大,燃?xì)獾膲毫蜏囟纫仓饾u下降。但在這個(gè)過程中,活塞的直線運(yùn)動(dòng)已經(jīng)通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)外做功。

4. 排氣沖程

過程描述:在做功沖程結(jié)束后,排氣閥打開,氣缸內(nèi)的廢氣被排出到大氣中。同時(shí),活塞再次向上移動(dòng),為下一個(gè)工作循環(huán)的進(jìn)氣沖程做準(zhǔn)備。

目的:清除氣缸內(nèi)的廢氣,為新的工作循環(huán)提供空間。

綜上所述,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)通過進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣四個(gè)沖程的循環(huán)工作,實(shí)現(xiàn)了將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程。其中,柴油的自燃特性和較高的壓縮比是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理中的關(guān)鍵要素。

評(píng)論
科普ZSL
學(xué)士級(jí)
柴油發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,輸出動(dòng)力強(qiáng),它通過進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣四個(gè)沖程的循環(huán)工作,實(shí)現(xiàn)了將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程。其中,柴油的自燃特性和較高的壓縮比是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理中的關(guān)鍵要素。
2024-08-15
西吉縣第七中學(xué)馬慧娟
少傅級(jí)
過程描述:在進(jìn)氣沖程中,活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng),氣缸內(nèi)的容積逐漸增大,導(dǎo)致氣缸內(nèi)的空氣壓力低于進(jìn)氣管內(nèi)的壓力。這樣,外界的空氣就可以通過進(jìn)氣門充入氣缸
2024-07-29
愛科普懂生活
大學(xué)士級(jí)
柴油發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,輸出動(dòng)力強(qiáng),它通過進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣四個(gè)沖程的循環(huán)工作,實(shí)現(xiàn)了將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程。其中,柴油的自燃特性和較高的壓縮比是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理中的關(guān)鍵要素。
2024-07-29