柴油机的工作原理是什么 ♂
柴油机的工作原理是什么
- 柴油机的工作原理是什么
- 柴油机启动的原理
- 汽车柴油机的工作原理是什么
- 柴油发动机的工作原理
- 有二冲程柴油机吗工作原理是什么
- 柴油机的工作原理及工作过程是怎样的
- 我要柴油机和汽油机的工作原理
- 四行程柴油机的工作原理
- 柴油机的工作原理与常用型号
- 柴油机工作原理
1 柴油机的工作原理
柴油机的工作原理与汽油机的工作原理基本相同，也有四个冲程，通过活塞往复运动做功。主要不同之处在于可燃混合气的形成方法和着火方式，表10-6 所示为柴油机和汽油机的不同点。柴油机没有化油器，进气冲程中只有空气通过进气门进入缸体。由于柴油机的压缩比高于汽油机，因此得到的高压气体温度较高。
在压缩冲程即将结束时，燃油通过喷油嘴直接喷入缸体，高压空气与喷入的燃料混合，使燃料在高温高压的状态下自燃，这一过程需要较高的压力。燃料喷射速度和燃料与空气的混合速度共同决定了燃料的燃烧速度。为了避免一次进入燃料过多，导致缸体中压力过高，可以在做功冲程持续喷入燃料。
汽油机通过节气阀的位置改变发动机做功情况，怠速状态下，节气阀关闭，仅有少量的空气进入缸体；输出功较大时，通过节气阀进入较多的空气。而柴油机在不同的做功情况下，进入的空气量是不变的，它通过控制燃料喷射量来决定发动机的速度和输出功。
柴油机中，燃料被喷入燃烧室后，不能与空气完全混合，缸体的中心燃烧状态是富燃的，燃烧的区域不能到达缸壁。当柴油机满负荷运行时，燃烧室中的富燃区域较大，而且燃料过剩量大，就会产生大量的黑烟。
柴油发动机根据构造不同分为直喷式和预混式两种。直喷式柴油机的中央喷油嘴将燃油直接喷入燃烧室中，燃烧室中空气和燃油的混合不充分，存在富燃区和贫燃区。预混式柴油机即间喷式柴油机，燃油不是直接喷入主缸，而是在主缸前增加了一个预混缸，燃油首先在这里燃烧，燃烧的气体通过连接孔，进入主缸。这种工作方式，增加了气体混合物的紊流，使燃油和空气的混合更加充分，不存在过度富燃的区域，降低了黑烟颗粒物的形成，大多数轻型柴油机采用预混式。但是气体膨胀通过连接孔进入气缸的过程中，会损失一部分能量，降低了发动机的效率。
2柴油机排放污染物的形成
柴油机排气的有害成分主要有CO、HC、NOx、硫化物以及颗粒物（或称微粒物）、臭味等。由于柴油机使用的混合气的平均空燃比较理论空燃比大，故其CO及HC排放明显低于汽油机，柴油机NO的排放几乎与汽油机相当，而颗粒物及令人讨厌的气体的排量远高于汽油机，试验证明柴油机颗粒物的排放可达汽油机的数10 倍。柴油机的排放特性与燃烧室的形式等有很大关系，特别是直喷式与间接喷射式柴油机的排放有较大的不同。涡流燃烧室柴油机的NO、CO、HC和烟度普遍低于直喷式柴油机，特别是NOx排放浓度一般比直喷式柴油机的低1／3～1／2。
结构相同而燃烧室形式不同的直喷燃烧室及涡流燃烧室柴油机上试验结果表明，直喷柴油机的NO、CO、HC及烟度都比涡流室的高，特别是高负荷时的NO、CO、烟度及低负荷时CO 及HC，差别非常明显。但是，涡流室柴油机的燃油消耗率比直喷柴油机的高。
柴油机是用高的压缩比，一般17至23左右，将空气压缩而产生高温。引燃喷入气缸成雾状的柴油。产生膨胀推动活塞下行，产生动力，在气温较为底的情况下它起动时用缸内的电热塞帮助加热空气而容易启动。
柴油机的工作原理是什么？汽油机和柴油机有什么区别？柴油发动机的优点是扭矩大、经济性能好。柴油发动机的工作过程与汽油发动机有许多相同的地方，每个工作循环也经历进气、压缩、做功、排气四个冲程。但由于柴油机用的燃料是柴油，它的粘度比汽油大，不容易蒸发，而其自燃温度却比汽油低，因此，可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。
柴油机工作原理是什么 柴油发动机和汽油发动机的区别
柴油机工作原理
柴油发动机的工作过程其实跟汽油发动机一样的，每个工作循环也经历进气、压缩、作功、排气四个行程。但由于柴油机用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸发，而其自燃温度却较汽油低，因此可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。
柴油机在进气行程中吸入的是纯空气。在压缩行程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。由于柴油机压缩比高（一般为16-22），所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.5-4.5MPa，同时温度高达750-1000K（而汽油机在此时的混合气压力会为0.6-1.2MPa，温度达600-700K），大大超过柴油的自燃温度。因此柴油在喷入气缸后，在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧。气缸内的气压急速上升到6-9MPa，温度也升到2000-2500K。在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转而作功，废气同样经排气管排入大气中。
普通柴油机的是由发动机凸轮轴驱动，借助于高压油泵将柴油输送到各缸燃油室。这种供油方式要随发动机转速的变化而变化，做不到各种转速下的最佳供油量。
共轨喷射式供油系统由高压油泵、公共供油管、喷油器、电控单元（ECU）和一些管道压力传感器组成，系统中的每一个喷油器通过各自的高压油管与公共供油管相连，公共供油管对喷油器起到液力蓄压作用。工作时，高压油泵以高压将燃油输送到公共供油管，高压油泵、压力传感器和ECU组成闭环工作，对公共供油管内的油压实现精确控制，彻底改变了供油压力随发动机转速变化的现象。其主要特点有以下三个方面：
1．喷油正时与燃油计量完全分开，喷油压力和喷油过程由ECU适时控制。
2．可依据发动机工作状况去调整各缸喷油压力，喷油始点、持续时间，从而追求喷油的最佳控制点。
3．能实现很高的喷油压力，并能实现柴油的预喷射。
相比起汽油机，柴油机具有燃油消耗率低（平均比汽油机低30%），而且柴油价格较低，所以燃油经济性较好；同时柴油机的转速一般比汽油机来得低，扭距要比汽油机大，但其质量大、工作时噪音大，制造和维护费用高，同时排放也比汽油机差。但随着现代技术的发展，柴油机的这些缺点正逐渐的被克服。
汽油机和柴油机的区别
汽油机吸入燃料与空气的混合物并将其压缩，然后通过火花将混合物点燃。柴油机只吸入空气并将其压缩，然后将燃油喷入压缩空气。压缩空气产生的热量就能将燃油点燃。
汽油机的压缩比为8:1至12:1，而柴油机的压缩比为14:1，甚至能达到25:1。由于柴油机具有更高的压缩比，因此效率也更高。
汽油机通常使用汽化作用，即在空气进入气缸或油口之前，空气与燃油早已混合；或使用油口燃油喷射，即在开始进气冲程（气缸外）之前喷射燃油。柴油机采用直喷式，即柴油被直接喷入气缸。
下图是闭式柴油循环的图片演示。可将其与汽油机的动画演示比较一下，看看有哪些地方不同：
注意柴油机没有火花塞，它吸入并压缩空气，然后将燃油直接喷入燃烧腔（直喷式）。其实是压缩空气产生的热量点燃了柴油机的燃油。
柴油机的喷油器是其最为复杂的部件，并且曾经是大量试验的课题。因为具体到每一台发动机，其喷油器的位置都可能各不相同。喷油器应当能够承受气缸内部的温度和压力，同时使喷出的燃油呈细密的雾状。使气缸内部循环的油雾能够均匀分布也是一个问题，因此一些柴油机采用特殊的感应阀、预燃烧腔或其他装置，以使气流在燃烧腔内呈旋涡状，或者改进点火和燃烧过程。
马力
于对马力的定义及其对发动机性能的影响，请参见马力及其应用。
柴油机与汽油机之间一项很大的差异是其注入步骤不同。大多数汽车发动机（汽油机）采用油口喷射或使用化油器，而不采用直喷。因此在汽车发动机内部，全部燃油在进气冲程期间被注入到气缸中，然后被压缩。燃油与空气的混合物的压缩限制了发动机的压缩比，因为如果过度压缩空气，燃油与空气的混合物将自行点燃并导致爆震。而柴油机仅压缩空气，因此压缩比可比汽油机高出许多。压缩比越高，产生的马力也就越大。
一些柴油机包含某种预热塞（图内未显示）。当柴油机温度较低时，压缩过程无法将空气升至燃油的燃点。预热塞是一个电热线圈（想象在烤箱里看到的热线圈），它可在发动机低温时点燃燃油，从而起动发动机。克雷?布莱斯顿是一位经验丰富的重型设备技师，他认为：
现代发动机的全部功能均通过ECM与复杂传感器组的通信进行控制，这些传感器测量包括R.P.M.、发动机冷却液和机油的温度，以及发动机位置（即T.D.C.）等所有数据。如今的大型发动机很少采用预热塞。ECM检测环境温度并使发动机在寒冷天气下延迟计时，因此喷油器会延时喷油。气缸内的空气受到的压缩程度越高，就会产生更多辅助起动的热量。
较小的发动机以及没有先进计算机控制的发动机采用预热塞解决冷起动问题。
柴油
如果将柴油与汽油作比较，您会发现它们是不同的。它们闻起来不同。柴油更重，油性也更大。柴油汽化比汽油慢很多，实际上它的沸点比水的沸点要高出许多。
由于柴油较重，所以蒸发很慢。比起汽油来，它含有更多更长的碳原子链（汽油一般是C9H20，而柴油一般是C14H30）。生产柴油时的精炼过程较少，所以柴油比汽油便宜。
柴油比汽油有更高的能量密度。平均算来，3.8升的柴油含有约155x106焦耳能量，而3.8升的汽油含有132x106焦耳。这一优势结合柴油机更高的效率，说明了柴油机比汽油机里程费用低的原因。
柴油发动机的工作原理，包括四个行程：
1.进气行程
活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时排气门关闭，进气门开启。在活塞移动过程中，气缸容积逐渐增大，气缸内形成一定的真空度。空气通过进气门被吸入气缸.
2.压缩行程
进气行程结束后，曲轴继续带动活塞由下止点移至上止点。这时，进、排气门均关闭。随着活塞移动，气缸容积不断减小，气缸内的混合气被压缩，其压力和温度同时升高。
3.作功行程
压缩行程接近结束时(上止点前20度左右及喷油提前角)，喷油嘴喷入燃油，边喷油边燃烧(柴油机扩散燃烧)。燃烧气体的体积急剧膨胀，压力和温度迅速升高。在气体压力的作用下，活塞由上止点移至下止点，并通过连杆推动曲轴旋转作功。这时，进、排气门仍旧关闭。
4.排气行程
排气行程开始，排气门开启，进气门仍然关闭，曲轴通过连杆带动活塞由下止点移至上止点，此时膨胀过后的燃烧气体(或称废气)在其自身剩余压力和在活塞的推动下，经排气门排出气缸之外。当活塞到达上止点时，排气行程结束，排气门关闭。
有二冲程柴油机。二冲程柴油机的工作原理：
（1）扫气及压缩冲程： ?
排气口关闭时，气缸中的空气就开始被压缩。当压缩至上止点前点时，喷油器将燃油喷入气缸，与高温高压的空气相混合，自行着火燃烧。?
活塞由下止点向上移动，活塞在遮住扫气口之前，由扫气泵供给储存在扫气箱内的空气，通过扫气口进入气缸，气缸中的残存废气被进入气缸的空气通过排气口扫出气缸。活塞继续上行，逐渐遮住扫气口，当扫气口完全关闭后（此时曲柄在点位置，空气停止充人，排气还在进行，这阶段称为“过后排气阶段”。排气口关闭时（此时曲柄在点位置，气缸中的空气就开始被压缩。当压缩至上止点前点时，喷油器将燃油喷人气缸，与高温高压的空气相混合，随即在上止点附近发火，自行着火燃烧。本冲程结束，并与前一冲程形成一个完整的工作循环。 ?
（2）燃烧膨胀及排气冲程： ?
燃油在燃烧室内着火燃烧，生成高温高压燃气。活塞在燃气的推动下，由上止点 ?向下运动，对外作功。（此时曲柄在点位置，此时燃气膨胀作功结束，气缸内大量废气靠自身高压自由排气，从排气口排人到排气管。）活塞下行直至排气口打开，膨胀作功结束，气缸内大量废气靠自身压力从排气口排入到排气管。当气缸内的压力降至接近扫气压力时，下行活塞把扫气口打开，扫气空气进入气缸，同时把气缸内的废气经排气口赶出气缸。活塞运行到下止点，本冲程结束。
工作原理图如下：
柴油发动机工作时，活塞在汽缸内往复运动，进行着进气、压缩、作功和排气4个工作行程，如图3-4所示。图中如果活塞往复两次，即曲轴转两圈完成这个过程，这种柴油发动机称为四冲程柴油机；若活塞往复1次，即曲轴转1圈，完成这4个过程，这种柴油机称二冲程柴油机。农用车所用的柴油机都是四冲程柴油机。
图3-4 柴油机工作原理示意图
（a）进气行程 （b）压缩行程 （c）作功行程 （d）排气行程 1.喷油器 2.高压油管 3.喷油泵 4.燃烧室
（1）进气行程
由于曲轴的旋转，通过连杆使活塞在汽缸内从上止点向下止点运动，这时排气门关闭，进气门打开。进气过程开始时，活塞位于上止点，汽缸内残存有上一循环未排净的废气，因此，汽缸内的压力稍高于大气压力。随着活塞下移，汽缸内容积增大，压力减小，当压力低于大气压时，在汽缸内产生真空吸力，新鲜空气通过进气门被吸入汽缸内，直至活塞向下运动到下止点。整个进气过程曲轴转半圈。对进气过程的要求是进气要充分，进气量越多越好。
（2）压缩行程
曲轴继续旋转，活塞从下止点向上止点运动，这时进气门和排气门都关闭，汽缸内形成封闭容积，随着活塞的上移，压力和温度不断升高。压缩过程要求气门关闭要严，汽缸和活塞环之间的密封性要好，不漏气。
（3）作功行程
当压缩行程接近终了时，柴油经过高压喷油泵和喷油嘴，呈雾状与空气很快混合，形成可燃混合气，喷入有高压、高温气体的汽缸内，立即燃烧放出大量的热，使汽缸内的压力和温度急剧上升。此时，进、排气门关闭，高温高压的气体急剧膨胀，推动活塞从上止点向下止点移动，通过连杆使曲轴作旋转运动，对外作功。
（4）排气行程
在飞轮惯性力作用下，旋转的曲轴带动连杆活塞从下止点向上止点运动，这时进气门关闭，排气门打开。由于废气压力高于外界大气压，同时在活塞的推动下，将工作废气从排气门排出。
排气行程结束，即活塞到达上止点后，曲轴继续旋转，活塞又开始从上止点向下止点运动，开始下一个进气行程。柴油机每进行一次进气—压缩—作功—排气的过程，叫做一个工作循环。在这个循环中，曲轴转了2圈，经历了4个行程，所以称这种柴油机为四冲程柴油机。在柴油机的一个工作循环中，只有1个（作功）行程是由活塞带动曲轴旋转来作功的，其他3个行程都是为作功做准备的，需要由曲轴带动活塞运动。
单缸柴油机的曲轴转两圈只有半圈作功，所以会产生较大的振动，曲轴旋转也不平衡。
多缸柴油机是指两个缸以上的柴油机。多缸柴油机的功率大，实际上是用一根曲轴将若干个单缸柴油机组合起来，并将各缸的工作行程按一定的顺序排列，这样在每一工作循环的两圈中，就有相互交替的多次作功，各缸的离心力和惯性力可以互相抵消或减弱，使得柴油机振动减小，运转平稳。
四轮农用车最常用的四缸四冲程柴油机就是由4个缸组成，除曲轴和飞轮为4个缸共有外，其余构造与单缸四冲程柴油机基本相同。各缸的活塞连杆组都与曲轴相连，每一个缸都按照进气、压缩、作功、排气完成工作循环。曲轴每转两圈（720°），各缸都完成一个工作循环，为保证转速均匀，各缸的作功行程都均匀地分布在720°的曲轴转角内，即每隔720°/4=180°就有一个缸作功。四缸四冲程柴油机各缸的作功次序常采用1—3—4—2或1—2—4—3，其工作过程见表3-4。
表3-4 四缸四冲程柴油发动机工作次序
除常用的单缸和四缸柴油机外，农用车上也有用二缸四冲程柴油机和三缸四冲程柴油机的，二缸四冲程柴油机的工作次序为1—2—0—0或1—0—0—2；三缸四冲程柴油机的工作顺序一般为1—3—2或1—2—3，每个缸作功的相互间隔角度为240°。
1、二冲程柴油机的工作原理
通过活塞的两个冲程完成一个工作循环的柴油机称为二冲程柴油机，油机完成一个工作循环曲轴只转一圈，与四冲程柴油机相比，它提高了作功 能力，在具体结构及工作原理方面也存在较大差异。
二冲程柴油机与四冲程柴油机基本结构相同，主要差异在配气机构方面。二冲
程柴油机没有进气阀，有的连排气阀也没有，而是在气缸下部开设扫气口及排气口；
或设扫气口与排气阀机构。并专门设置一个由运动件带动的扫气泵及贮存压力空气
的扫气箱，利用活塞与气口的配合完成配气，从而简化了柴油机结构。
图是二冲程柴油机工作原理图。扫气泵附设在柴油机的一侧，它的
转子由柴油机带动。空气从泵的吸入吸入，经压缩后排出，储存在具有较大容积的
扫气箱中，并在其中保持一定的压力。现以图说明二冲程柴油机的工作
原理。
燃烧膨胀及排气冲程：
燃油在燃烧室内着火燃烧，生成高温高压燃气。活塞在燃气的推动下，由上止点
向下运动，对外作功。活塞下行直至排气口打开（此时曲柄在点位置，此时燃气
膨胀作功结束，气缸内大量废气靠自身高压自由排气，从排气口排人到排气管。
当气缸内压力降至接近扫气压力时（一般扫气箱中的扫气压力为0
12，下行活塞把扫气口3打开（此时曲柄在点4的位置，扫气空气进入气缸，
同时把气缸内的废气经排气口赶出气缸。活塞运行到下止点，本冲程结束，但扫气
过程一直持续到下一个冲程排气口关闭（此时曲柄在点位置为止。
·4· 342 第三篇船舶柴油机检修图二冲程柴油机工作原理示意图
扫气及压缩冲程：
活塞由下止点向上移动，活塞在遮住扫气口之前，由扫气泵供给储存在扫气箱
内的空气，通过扫气口进入气缸，气缸中的残存废气被进入气缸的空气通过排气口
扫出气缸。活塞继续上行，逐渐遮住扫气口，当扫气口完全关闭后（此时曲柄在点
位置，空气停止充人，排气还在进行，这阶段称为“过后排气阶段”。排气口关闭时
（此时曲柄在点位置，气缸中的空气就开始被压缩。当压缩至上止点前点时，
喷油器将燃油喷人气缸，与高温高压的空气相混合，随即在上止点附近发火，自行着
火燃烧。本冲程结束，并与前一冲程形成一个完整的工作循环。
二冲程柴油机示功图见图，其中，为喷油始点，为活塞上止点，为
燃烧终点。
二冲程柴油机与四冲程柴油机相比具有一些明显优点，当然也存在本身固有的
缺点。
2、四冲程柴油机的工作原理
柴油机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的，这四个过程构成了一个工作循环。活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机。现对照上面的动画了说明它的工作理原。
一. 进气冲程
第一冲程——进气，它的任务是使气缸内充满新鲜空气。当进气冲程开始时，活塞位于上止点，气缸内的燃烧室中还留有一些废气。
当曲轴旋转肘，连杆使活塞由上止点向下止点移动，同时，利用与曲轴相联的传动机构使进气阀打开。
随着活塞的向下运动，气缸内活塞上面的容积逐渐增大：造成气缸内的空气压力低于进气管内的压力，因此外面空气就不断地充入气缸。
进气过程中气缸内气体压力随着气缸的容积变化的情况如动画所示。图中纵坐标表示气体压力P，横坐标表示气缸容积Vh(或活塞的冲S)，这个图形称为示功图。图中的压力曲线表示柴油机工作时，气缸内气体压力的变化规律。从土中我们可以看出进气开始，由于存在残余废气，所以稍高于大气压力P0。在进气过程中由于空气通过进气管和进气阀时产生流动阻力，所以进气冲程的气体压力低于大气压力，其值为0.085～0.095MPa，在整个进气过程中，气缸内气体压力大致保持不变。
当活塞向下运动接近下止点时，冲进气缸的气流仍具有很高的速度，惯性很大，为了利用气流的惯性来提高充气量，进气阀在活塞过了下止点以后才关闭。虽然此时活塞上行，但由于气流的惯性，气体仍能充人气缸。
二. 压缩冲程
第二冲程——压缩。压缩时活塞从下止点间上止点运动，这个冲程的功用有二，一是提高空气的温度，为燃料自行发火作准备：二是为气体膨胀作功创造条件。当活塞上行，进气阀关闭以后，气缸内的空气受到压缩，随着容积的不断细小，空气的压力和温度也就不断升高，压缩终点的压力和湿度与空气的压缩程度有关，即与压缩比有关，一般压缩终点的压力和温度为：Pc＝4～8MPa,Tc＝750～950K。
柴油的自燃温度约为543—563K，压缩终点的温度要比柴油自燃的温度高很多，足以保证喷入气缸的燃油自行发火燃烧。
喷入气缸的柴油，并不是立即发火的，而且经过物理化学变化之后才发火，这段时间大约有0.001～0.005秒，称为发火延迟期。因此，要在曲柄转至上止点前10～35°曲柄转角时开始将雾化的燃料喷入气缸，并使曲柄在上止点后5～10°时，在燃烧室内达到最高燃烧压力，迫使活塞向下运动。
三. 燃烧膨胀冲程
第三冲程——燃烧膨胀。在这个冲程开始时，大部分喷入燃烧室内的燃料都燃烧了。燃烧时放出大量的热量，因此气体的压力和温度便急剧升高，活塞在高温高压气体作用下向下运动，并通过连秆使曲轴转动，对外作功。所以这一冲程又叫作功或工作冲程。
随着活塞的下行，气缸的容积增大，气体的压力下降，工作冲程在活塞行至下止点，排气阀打开时结束。
在动画中，工作冲程的压力变化这条线上升部分表示燃料在气缸内燃烧时压力的急剧升高，最高点表示最高燃烧压力Pz，此点的压力和温度为：
Pz＝6～15MPa， Tz＝1800～2200K
最高燃烧压力与压缩终点压力之比(Pz／Pc)，称为燃烧时的压力升高比， 用λ表示。根据柴油机类型的不同，在最大功牢时λ值的范围如下：λ＝Pz／Pc＝1.2～2.5。
四. 排气冲程
第四冲程——排气。排气冲程的功用是把膨胀后的废气排出去，以便充填新鲜空气，为下一个循环的进气作准备。当工作冲程活塞运动到下止点附近时，排气阀开起，活塞在曲轴和连杆的带动下，由下止点向上止点运动，并把废气排出气缸外。由于排气系统存在着阻力，所以在排气冲程开始时，气缸内的气体压力加比大气压力高0.025—0.035MPa，其温度Tb＝1000～1200K。为了减少排气时活塞运动的阻力，排气阀在下止点前就打开了。排气阀一打开，具有一定压力的气体就立即冲出缸外，缸内压力迅速下降，这样当活塞向上运动时，气缸内的废气依靠活塞上行排出去。为了利用排气时的气流惯性使废气排出得干净，排气阀在上止点以后才关闭。
在动画中，排气冲程曲线表示在排气过程中，缸内的气体压力几乎是不变的，但比大气压力稍高一些。排气冲程终点的压力Pr约为0.105～0.115MPa,残余废气的温度Pr约为850～960K。
由于进、排气阀都是早开晚关的；所以在排气冲程之末和进气冲程之初，活塞处于上止点附近时，有一段时间进、排气阀同时开起，这段时间用曲轴转角来表示，称为气阀重迭角。
排气冲程结束之后，又开始了进气冲程，于是整个工作循环就依照上述过程重复进行。由于这种柴油机的工作循环由四个活塞冲程即曲轴旋转两转完成的，故称四冲程柴油机。
在四冲程柴油机的四个冲程中，只有第三冲程即工作冲强才产生动力对外作功，而其余三个冲程都是消耗功的准备过程。为此在单缸柴油机上必须安装飞轮，利用飞轮的转动惯性，使曲轴在四个冲程中连续而均匀地运转。
1·进气：此时进气门打开，活塞下行，汽油和空气的混合起被吸进汽缸内
2·压缩：此时进气门和排气门同时关闭，活塞上行，混合气被压缩。
3·燃烧：当混合器被压缩到最小时火花塞跳火点燃混和气，燃烧产生的压力推动活塞下行并带动曲轴旋转。
4·排气：当活塞下行到最低点时排气门打开，废气排出，活塞继续上行把多余的废气排出。
四冲程柴油机的工作原理：
柴油机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的，这四个
过程构成了一个工作循环。活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机
称为四冲程柴油机。
一. 进气冲程
第一冲程——进气，它的任务是使气缸内充满新鲜空气。当进气冲程开始时，
活塞位于上止点，气缸内的燃烧室中还留有一些废气。
当曲轴旋转肘，连杆使活塞由上止点向下止点移动，同时，利用与曲轴相联的
传动机构使进气气阀打开。
随着活塞的向下运动，气缸内活塞上面的容积逐渐增大：造成气缸内的空气压
力低于进气管内的压力，因此外面空气就不断地充入气缸。
进气过程中气缸内气体压力随着气缸的容积变化的情况如动画所示。图中纵坐
标表示气体压力P，横坐标表示气缸容积Vh(或活塞的冲S)，这个图形称为示
功图。图中的压力曲线表示柴油机工作时，气缸内气体压力的变化规律。从
土中我们可以看出进气开始，由于存在残余废气，所以稍高于大气压力P0。在
进气过程中由于空气通过进气气管和进气阀时产生流动阻力，所以进气冲程的气
体压力低于大气压力，其值为0.085～0.095MPa，在整个进气过程中，气缸内气体压力大致保持不变。
当活塞向下运动接近下止点时，冲进气缸的气流仍具有很高的速度，惯性很大，为了利用气流的惯性来提高充气量，
进气阀在活塞过了下止点以后才关闭。虽然此时活塞上行，但由于气流的惯性，气体仍能充人气缸。
二.压缩冲程
第二冲程——压缩。压缩时活塞从下止点间上止点运动，这个冲程的功用有二，一是提高空气的温度，
为燃料自行发火作准备：二是为气体膨胀作功创造条件。当活塞上行，进气阀关闭以后，气缸内的空气受到压缩，
随着容积的不断细小，空气的压力和温度也就不断升高，压缩终点的压力和湿度与空气的压缩程度有关，即与压缩比有关，
一般压缩终点的压力和温度为：Pc＝4～8MPa,Tc＝750～950K。
柴油的自然温度约为543—563K，压缩终点的温度要比柴油自燃的温度高很多，足以保证喷入气缸的燃油自行发火燃烧。
喷入气缸的柴油，并不是立即发火的，而且经过物物理化学变化之后才发火，这段时间大约有0.001～0.005秒，称为发火延迟期。
因此，要在曲柄转至上止点前10～35°曲柄转角时开始将雾化的燃料喷入气缸，并使曲柄在上止点后5～10°时，
在燃烧室内达到最高然烧压力，迫使活塞向下运动。
三. 燃烧膨胀冲程
第三冲程——燃烧膨胀。在这个冲程开始时，大部分喷入燃烧室内的燃料都燃烧了。燃烧时放出大量的热量，
因此气体的压力和温度便急剧升高，活塞在高温高压气体作用下向下运动，并通过连秆使曲轴转动，对外作功。所以这一冲程又叫作功或工作冲程。
随着活塞的下行，气缸的容积增大，气体的压力下降，工作冲程在活塞行至下止点，排气阀打开时结束。
在动画中，工作冲程的压力变化这条线上升部分表示燃料在气缸内燃烧时压力的急剧升高，最高点表示最高燃烧压力Pz，此点的压力和温度为：
Pz＝6～15MPa， Tz＝1800～2200K
最高燃烧压力与压缩终点压力之比(Pz／Pc)，称为燃烧时的压力升高比， 用λ表示。根据柴油机类型的不同，在最大功牢时λ值的范围如下：λ＝Pz／Pc＝1.2～2.5。
四. 排气冲程
第四冲程——排气。排气冲程的功用是把膨胀后的废气排出去，以便充填新鲜空气，为下一个循环的进气作准备。当工作冲程活塞运动到下止点附近时，
排气阀开起，活塞在曲轴和连杆的带动下，由下止点向上止点运动，并把废气排出气缸外。由于排气系统存在着阻力，所以在排气冲程开始时，
气缸内的气体压力加比大气压力高0.025—0.035MPa，其温度Tb＝1000～1200K。为了减少排气时活塞运动的阻力，排气阀在下止点前就打开了。
排气阀一打开，具有一定压力的气体就立即冲出缸外，缸内压力迅速下降，这样当活塞向上运动时，气缸内的废气依靠活塞上行排出去。
为了利用排气时的气流惯性使废气排出得干净，排气阀在上止点以后才关闭。
在动画中，排气冲程曲线表示在排气过程中，缸内的气体压力几乎是不变的，但比大气压力稍高一些。
排气冲程终点的压力Pr约为0.105～0.115MPa,残余废气的温度Pr约为850～960K。
由于进、排气阀都是早开晚关的；所以在排气冲程之末和进气冲程之初，活塞处于上止点附近时，有一段时间进、排气阀同时开起，这段时间用曲轴转角来表示，称为气阀重迭角。
排气冲程结束之后，又开始了进气冲程，于是整个工作循环就依照上述过程重复进行。
由于这种柴油机的工作循环由四个活塞冲程即曲轴旋转两转完成的，故称四冲程柴油机。
(一)柴油机的工作原理
1.四冲程柴油机
柴油机工作必须经过:将空气吸入气缸,再把空气压缩使温度升高,燃油发火推活塞移动做功,最后将废气排出缸外。这一循环如活塞上下运动4次,曲轴旋转两周,这样的柴油机称为四冲程柴油机。柴油机就是靠这容积、温度、压力变化而工作的。
四冲程柴油机的气缸头上部装有进气门和排气门,这两种气门均由传动机构操纵而定时开闭,以完成进排气的工作循环。四冲程柴油机的工作原理如图5-9所示。
(1)进气冲程
在进气过程中,进气门开启,排气门关闭,活塞由上止点向下止点运动(图5-9a)。气缸容积不断增大,压力降低,所以空气自动流入气缸。由于进气阀门的节流作用,致使缸内压力低于外界大气压力,活塞运行到下止点时进气结束;此时曲轴旋转了180°。
图5-9 四冲程柴油机工作原理
(2)压缩冲程
在压缩过程中,进、排气门都关闭,活塞由下止点向上止点运动,对缸内空气进行压缩(图5-9b),到上止点为止。缸内气体温度可达800～900K,压力可达(30～50)×105Pa。此时曲轴又转了180°角,即由180°转到360°。
(3)爆发冲程
爆发过程中,进、排气门仍都关闭,燃油喷入气缸与高温的压缩空气混合而自燃、爆发,缸内温度迅速上升到1800～2200K,压力上升到(60～90)×105Pa。强大压力推动活塞由上止点向下止点运动(图5-9c)。当活塞下行到下止点时,爆发冲程结束,缸内压力降到3×105Pa左右,温度降到1000～1200K;此时曲轴又转了180°,即由360°转到540°。因为四冲程中,只有爆发冲程是做功的,所以又称它为做功冲程。
(4)排气冲程
在排气过程中,进气门仍关闭,排气门开启。活塞由下止点向上止点运动,将燃烧废气排出缸外(图5-9d)。由于排气门的节流作用,气缸内的压力仍高于大气压力,约为(1.05～1.2)×105Pa,温度约为700～900K。活塞到上止点时,排气冲程终止,曲轴又转了180°角,即由540°转到720°。
至此,活塞已经往复运动了4次,曲轴旋转了两周,完成了吸、压、爆、排4项工作,即完成了一个“工作循环”。
在4个冲程中,除爆发冲程外,其余的吸气、压缩和排气3个冲程均为非做功冲程。这3个非做功冲程,是靠曲轴上的飞轮储存一部分爆发冲程中的能量释放而完成的。
2.多缸内燃机的工作顺序
把柴油机的数个气缸并在一起,并由数个气缸内的活塞共驱同一根曲轴,这便是多缸柴油机。不论气缸多少,为了工作平稳,其同类冲程不能同时进行,而要互相错开,这就是柴油机的工作顺序。
四缸机各缸的发火顺序为:1—3—4—2。
六缸机各缸的发火顺序为:1—5—3—6—4—2。
(二)柴油机型号意义
1.型号的编制要求及组成含义
柴油机型号按国家标准统一进行编制。
柴油机型号由下列三部分依次组成:
首部:为缸数符号,用阿拉伯数字表示。
中部:为机型系列代号,由冲程符号和缸径符号组成。用E表示二冲程,不加标注即为四冲程。用阿拉伯数字表示气缸直径,单位为mm。
尾部:为机型特征符号和变型符号,用阿拉伯数字表示变型次序,用汉语拼音字母表示机型特征。如:Q表示汽车用;T表示拖拉机用;C表示船用;J表示机车用;Z表示增压用;K表示复合式发动机(内燃机与燃气轮机复合输出动力式或其他复合式发动机);F表示风冷式发动机。
2.型号排列顺序及符号
地勘钻探工：基础知识
例如:
1)1E56F为单缸,二冲程,缸径56mm,风冷,汽油机。
2)195柴为单缸,四冲程,缸径95mm,水冷,通用式柴油机。
3)6135柴为六缸,四冲程,缸径135mm,水冷,通用式柴油机。
4)6135Z柴为带进气增压装置的柴油机。其他性能同上。
5)6135C-1-柴为第一次变型,船用柴油机。其他性能同一般135系列。
6)12E230C柴为12缸,二冲程,缸径230mm,水冷,船用柴油机。
7)12E430Z柴为12缸,二冲程,缸径430mm,水冷,增压式柴油机。
8)4100Q-4汽为4缸,四冲程,缸径100mm,水冷,汽车用,第四次变型汽油。
9)6160-1柴为6缸,四冲程,缸径160mm,水冷,第一次变型柴油机。
(三)柴油机选型原则
用柴油机作为动力带动从动机(执行机构)运转,必须对柴油机进行选择,以使柴油机能满足从动机(执行机构)的工作要求。
1.柴油机的类型选择
柴油机的效率比汽油机的效率高原因是什么 ♂
柴油机的效率比汽油机的效率高原因是什么
- 柴油机的效率比汽油机的效率高原因是什么
- 柴油机的效率为什么比汽油机高呢
- 汽油机和柴油机的效率分别由哪些因素来决定
- 柴油机和汽油机哪个效率高
- 汽油和柴油哪个转化率更高汽油与柴油相比有什么优势
- 汽油发动机的效率大约是30% 柴油发动机的效率
- 柴油机和汽油机的效率哪一个更高，原因是什么
- 为什么柴油机比汽油机效率高
柴油机的效率比汽油机的效率高原因是，柴油在气缸内燃烧后产生的气体压强和温度都比汽油机高，柴油机的压缩比比汽油的大得多，气缸内柴油燃烧要比汽油燃烧更充分。
汽油发动机和柴油发动机都属于，都是燃烧燃料后通过推动汽缸内活塞运动来将燃料中的化学能量转换成为驱动车辆前进的机械能量，因此两者的工作原理大体是相同的。
汽油机吸进的是混合汽油和空气，柴油机吸进的是空气。在压缩冲程中，柴油机把吸入的气体压缩得体积比汽油机更小，压强更大，温度也更高。
工作冲程时，汽油机使用火花塞产生电火花。柴油机是在压缩冲程终了时，由喷油嘴向汽缸内喷射雾状柴油，雾状柴油遇到高温热空气立即燃烧。在柴油机里，推动活塞做功的燃气压强比汽油机更大，效率也更高。汽油机的效率是26-40％，柴油机的效率是34-45％。（图/文/摄： 许双和） 小鹏汽车P7 Model Y AION V 理想ONE 蔚来EC6 Model X @2019
1.高负荷时差距扩大的因素；
在高负荷条件下，汽油机的混合气较浓，过量空气系数=0.8-1.0，而柴油机的平均过量空气系数=1.3-2.0，混合气总体偏稀。
汽油机的压缩比虽然较低，但由于混合气较浓而且等容度也较高，所以它的最高燃烧温度反而比柴油机高很多；此外，汽油机的残余废气系数比柴油机高。以上两方面的原因，使得汽油机的等熵指数比柴油机小，高温热分解作用加剧，这些都使得汽油机的热效率相对于理论循环的下降幅度远大于柴油机。虽然汽油机的分子变化系数要高于柴油机，但其影响较小，不起主要作用。
2.低负荷时差距进一步扩大的因素；
由于混合气形成和负荷调节方式的差别，汽油机的负荷越低，过量空气系数越小。而柴油机则相反。这进一步扩大了两者热效率的差距。
汽油机是量调节负荷，负荷越低，进气量越少，残余废气系数越高。而柴油机的残余废气系数在低负荷变化时大致维持不变。这一因素除对汽油机的等熵指数有影响外，更多的是使汽油机的燃烧速度降低，热效率下降。
汽油机高、低负荷时，工质燃烧后的温差要比柴油机小，即低负荷时汽油机仍保持较高的燃烧温度。这是因为汽油机是量调节负荷，各种负荷时混合气的过量空气系数变化不大。虽然低负荷时进入缸内的混合气量少，但单位质量工质的发热量没有改变，故燃烧后工质的温度下降幅度不大。
柴油机是质调节负荷，低负荷时过量空气系数增大，单位质量工质的发热量减少，燃烧后工质的温度成比例下降。这一因素使汽、柴油机低负荷时的工质温度差别更显著，由此引起两者的热效率的差距加大。
通过汽、柴油机的理论循环和理想循环热效率的全面对比，从理论上阐明了两种不同燃烧模式对热效率影响的本质原因。近年来，缸内直喷(GDI)、均质压燃(HCCI)汽油机的出现，正是这些循环理论应用的突出体现。
1、汽油发动机还是柴油发动机都属于内燃机，都是燃烧燃料后通过推动汽缸内活塞作往返运动来将燃料中的化学能量转换成为驱动车辆前进的机械能量，因此两者的工作原理大体是相同的。
2、在吸气冲程，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入气缸里的只是空气。在压缩冲程末，柴油机把吸入的气体压缩得体积比汽油机更小，压强更大，温度也更高。
在做功冲程，汽油机利用火花塞产生电火花点燃燃料.柴油机是在压缩冲程终了时，由喷油嘴向汽缸内喷射雾状柴油，雾状柴油遇到高温热空气立即燃烧.
4、在柴油机里，推动活塞做功的燃气压强比汽油机更大，效率也更高。汽油机的效率是26-40％，柴油机的效率是34-45％。
5、作为日常使用的燃料本身，柴油的能量密度最高，比液化天然气高出近1倍，比汽油高出10%以上.此外,柴油机还有低速扭矩大的特点.综上所述,柴油机比汽油机效率高
柴油机效率比较高。柴油的热效率比汽油高，柴油的热值高，所以燃烧相同质量的体积放出能量多，在做功冲程时做的功更多。与汽油相比，柴油不易挥发、功率大、着火点较高，小型柴油发动机比汽油机的燃油经济性高出三分之一。压燃式的柴油机比点燃式的汽油机具有更高的能量转换比，能量消耗为汽油机的45%-60%。
柴油车主要是采用压燃式的点火方式，而汽油车则采用点燃式的方式，当启动柴油车时，压燃到一定程度就会发出的爆响声，因此在行驶中，能明显地感受到柴油车发动机的噪音。在噪音方面，汽油车占有一定优势。但随着现在一些先进技术的使用，一些柴油轿车和SUV采用了比较先进的喷油系统，在噪音控制方面也与汽油车缩短了距离。
柴油发动机寿命长且经济耐用，由于没有点火系统，辅助电器少，所以柴油发动机的故障率远低于汽油发动机耗油量低，此外，虽然柴油机在高速不及汽油机，但在低速下扭矩大，在复杂路面、爬坡、载重，要优于汽油机。（图/文/摄： 郭珊珊-兼职） 星瑞 理想ONE Model Y Model X 高合HiPhi X 零跑T03 @2019
汽油机跟柴油机相比显然是柴油机的能量转换效率会更高一些，但是两者本身适用不同的工作场合，燃烧的方式也是略有不同的，所以不能说汽油机更好，也不能说柴油机更好。只能说汽油机燃烧条件要求更低，适用范围更加广泛。
汽油机的燃烧效率是在30%左右，而柴油机的燃烧效率是在35%~40%左右，不要小看这一点点的差距，这个差距是什么体现呢？就是同样加一升油汽油及可以释放30的能量，那柴油机就可以释放40的能量，那自然就可以跑得更远，这是最根本的燃烧效率上的差异，还有就是燃烧方式上，柴油机是采用压燃的方式。所以大家看到柴油机都非常笨重，看起来都很大因为它是采用压力的方式压力一定程度的时候里面的柴油就会爆炸然后推动车子产生动力。
而汽油机所采用的是点燃的方式，也就是有火花拆根据一定的配比原则，吸入一定的空气，喷入一定的汽油，再用火花塞的方式将汽油点燃，点燃就产生了爆炸，然后同样可以产生力量推动汽车前进，只不过汽油机是通过这种点的方式，而柴油机是通过压力，压力大到一定程度，温度上升自然也会爆炸。两种不同的方式就决定了两种类型的燃烧机器，是适用，不同的工作场合的汽油机更适合快速加速的这种场合，而柴油机更适合需要稳定动力的场合。
大家看到的平常的汽车，无论是普通的家用汽车还是昂贵的商业汽车还是超跑，本身所采用的都是汽油机，因为它本身更能够满足短时间之内快速提升速度的这个需要。但是像重型的货车卡车，包括轮船基本采用的都是柴油机，因为它燃烧效率更高，动力更强。
柴油机的效率大约为35％，而汽油发动机的效率大约为27％。相当于同样烧一斤油，柴油机有0.65斤被浪费掉，而汽油发动机要有0.73斤被浪费掉。当功率很大的发动机时，当然选择柴油机了，选择汽油发动机你亏死掉。
但为什么又有小功率的汽油发动机呢。这就涉及到发动机的重量的问题。因为柴油机要比汽油发动机重得多。同样三匹马力的发动机，汽油发动机大约只有20斤，而柴油机却有近100斤。假如在一辆摩托车上安一台三匹马力的柴油机，恐怕发动机就把车压垮了。这时首先考虑的是轻便。所以选择汽油发动机。
但若是在载重为60吨的重型卡车上安大功率的发动机时，首先考虑的是省油。当然是选柴油机了。
答案你自己选择吧
答：柴油机的效率比汽油机的效率高．这主要是因为柴油机的构造和工作过程与汽油机有所不同，柴油机在压缩冲程中的压缩程度比汽油机大，做功冲程中柴油机汽缸内的燃气产生的压强和温度比汽油机里的高，转化成的有用功更多．
柴油机的效率比汽油机的效率高说明柴油机损耗的能量比汽油机损耗的能量少．是因为柴油机在压缩冲程中，压缩的程度比汽油机大，燃烧更充分，燃气产生的压强更大，转化成的有用功更多。
汽油发动机还是柴油发动机都属于内燃机，都是燃烧燃料后通过推动汽缸内活塞作往返运动来将燃料中的化学能量转换成为驱动车辆前进的机械能量，因此两者的工作原理大体是相同的。在吸气冲程，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入气缸里的只是空气。
在压缩冲程中，柴油机把吸入的气体压缩得体积比汽油机更小，压强更大，温度也更高。在做功冲程，汽油机利用火花塞产生电火花点燃燃料。柴油机是在压缩冲程终了时，由喷油嘴向汽缸内喷射雾状柴油，雾状柴油遇到高温热空气立即燃烧。
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