柴油内燃机的进气方式

谁发明了柴油内燃机?~

柴油机是用柴油作燃料的内燃机。柴油机属于压缩点火式发动机,它又常以主要发明者狄塞尔的名字被称为狄塞尔引擎。

柴油在工作时,吸入柴油机气缸内的空气,因活塞的运动而受到较高程度的压缩,达到500~700℃的高温。然后燃油以雾状喷入高温空气中,与空气混合形成可燃混合气,自动着火燃烧。燃烧中释放的能量作用在活塞顶面上,推动活塞并通过连杆和曲轴转换为旋转的机械功。

法国出生的德裔工程师狄塞尔,在1897年研制成功可供实用的四冲程柴油机。由于它明显地提高了热效率而引起人们的重视。起初,柴油机用空气喷射燃料,附属装置庞大笨重,只用于固定作业。二十世纪初,开始用于船舶,1905年制成第一台船用二冲程柴油机。

1922年,德国的博施发明机械喷射装置,逐渐替代了空气喷射。二十世纪20年代后期出现了高速柴油机,并开始用于汽车。到了50年代,一些结构性能更加完善的新型系列化、通用化的柴油机发展起来,从此柴油机进入了专业化大量生产阶段。特别是在采用了废气涡轮增压技术以后,柴油机已成为现代动力机械中最重要的部分。

柴油机可按不同特征分类:按转速分为高速、中速和低速柴油机;按燃烧室的型式分为直接喷射式、涡流室式和预燃室式柴油机等;按气缸进气方式分为增压和非增压柴油机;按气体压力作用方式分为单作用式、双作用式和对置活塞式柴油机等;按用途分为船用柴油机、机车柴油机等。

柴油机燃料主要是柴油,通常高速柴油机用轻柴油;中、低速柴油机用轻柴油或重柴油。柴油机用喷油泵和喷油器将燃油以高压喷入气缸,喷入的燃油呈雾状,与空气混合燃烧。因此柴油机可用挥发性较差的重质燃料或劣质燃料,如原油和渣油等。

在燃用原油和渣油时,除须滤除杂质和水分外,还要对供油系统进行预热保温,降低粘度,以便输送和喷射。柴油机如采用某种合适的燃烧室也可燃用乙醇、汽油和甲醇等轻质燃料。为了改善轻质燃料的着火性,可加入添加剂提高十六烷值,或与柴油混合使用。一些气体燃料,如天然气、液化石油气、沼气和发生炉煤气等也可作为柴油机的燃料,但这时通常以气体燃料为主,以少量柴油引燃,这种发动机称为双燃料内燃机。

柴油发动机的燃烧过程一般分为着火延迟期、速燃期、缓燃期和后燃期四个阶段。

着火延迟期是指从燃料开始喷射到着火,其间经过喷散、加热蒸发、扩散、混合和初期氧化等一系列物理的和化学的准备过程。它是燃烧过程的一个重要参数,对燃烧放热过程的特性有直接影响。

在着火延迟期内喷入燃烧室的燃料,在速燃期内几乎是同时燃烧的,所以放热速度很高,压力升高也特别快。

缓燃期阶段中燃料的燃烧取决于混合的速度。因此,加强燃烧室内的空气扰动和加速空气与燃料的混合,对保证燃料在上止点附近迅速而完全地燃烧有重要作用。

柴油机的混合和燃烧时间很短,以致有些燃料不能在上止点附近及时烧完,而拖到膨胀行程的后期放出的热量不能得到充分利用,因此应尽量避免燃料在后燃期燃烧。

燃烧室的优劣对柴油机的性能有决定性的作用,因此是柴油机设计的关键。燃烧室按组织燃烧过程的特点和结构不同分为开式、半开式、预燃室式和涡流室式四类。前两类属于直接喷射式燃烧室;后两类属于分隔式燃烧室。

低速柴油机和部分中、高速柴油机主要用无涡流的开式燃烧室。燃烧室由气缸盖底面和活塞顶面形成,具有一定形状的整体空间。多孔喷油器(6~10孔)能使燃油雾化良好,并均匀分布在燃烧室空间。因此,开式燃烧室中的燃烧属于典型的空间式燃烧过程,要求燃烧室与油束形状和分布相配合。它的优点是燃料消耗率低,起动容易;缺点是燃料雾化要求高,难于适应变转速工作。

小型高速柴油机大多采用有涡流的半开式燃烧室。这种燃烧室又分为多种类型,主要有油膜式燃烧室和复合式燃烧室等。

油膜式燃烧室是1956年由德国的莫勒所发明。燃烧室位于活塞顶内,呈球形。燃料喷向燃烧室壁面,大部分燃油在强涡流作用下喷涂在燃烧室壁面上,形成很薄的油膜,小部分燃油雾化分布在燃烧室空间并首先着火,随后即引燃从壁面上蒸发的燃料。这种燃烧室可使工作过程柔和,燃烧完全,声轻无烟,并可使用轻质燃料;缺点是低温时起动较困难。

复合式燃烧室是1964年由中国的史绍熙等发明,燃烧室在活塞顶内呈深盆形,口部略有收缩,用特殊形状的进气道形成进气涡流,采用单孔轴针式喷油器。喷油器轴线与燃烧室壁面基本平行,燃料喷向燃烧室的周边空间。在涡流作用下,粗大的油粒散落在燃烧室壁面上形成油膜,细小的油粒在空间与空气混合。当转速较高时,燃烧室涡流速度高,壁面上的油膜燃料增多,具有油膜燃烧的特点;而在低转速和起动时,涡流速度低,空间混合的燃料量增多,具有空间式燃烧的特点,能改善冷起动性能。

复合式燃烧室把油膜蒸发混合燃烧与空间混合燃烧合理地结合起来,兼有两者的优点,故又称为复合式燃烧系统,其工作过程柔和,可燃用多种燃料,对喷油系统要求低,而且起动容易。缺点是低负荷排气中未燃的碳氢化物含量较高。

预燃式燃烧室由预燃室和主燃烧室两部分组成。预燃室在气缸盖内,占压缩容积的25~40%,有一个或数个通孔与主燃烧室连通。燃料喷入预燃室中,着火后部分燃料燃烧,将未燃的混合物高速喷入主燃烧室,与空气进一步混合燃烧。这种燃烧室适用于中小功率柴油机。

涡流式燃烧室由涡流室和主燃烧室组成。涡流室位于气缸盖上,呈球形或倒钟形,占总压缩容积的50~80%,有切向通道与主燃烧室相通。在压缩行程时,压入涡流室的空气产生强烈的涡流运动,促使喷入其中的燃料与空气混合。着火后混合物流入主燃烧室,形成二次流动,进一步与主燃烧室内的空气混合燃烧。

涡流室燃烧室和预燃室燃烧室都用轴针式喷油器,喷油压力较低,工作可靠;由于涡流室内涡流随转速增高而加强,柴油机高转速时柴油和空气仍能很好地混合。

涡流室式柴油机的转速可达4000转/分以上,工作过程柔和,排气中有害成分较少。但散热损失和气体流动损失大,而且后燃较严重,故燃料消耗率较高;冷车起动困难,往往需要加装预热塞。

柴油机具有热效率高的显著优点,其应用范围越来越广。随着强化程度的提高,柴油机单位功率的重量也显著降低。为了节能,各国都在注重改善燃烧过程,研究燃用低质燃油和非石油制品燃料。此外,降低摩擦损失、广泛采用废气涡轮增压并提高增压度、进一步轻量化、高速化、低油耗、低噪声和低污染,都是柴油机的重要发展方向。

科学家分析,柴油在高温的空气中还是容易点燃的,而且一旦点燃起来,效果并不比汽油差多少。关键是要有高温的空气。
于是,科学家将一般烧汽油的内燃机加以改造,让汽缸先吸入空气,再加以压缩,这样一来,空气的温度就会急剧升高。这时,再将柴油通过细孔喷进高温空气中。柴油在高温空气中形成细雾,就会很快点着而燃烧起来。这种加压空气而使柴油燃烧的内燃机,有别于汽车上的用电火花点燃的内燃机,叫“压燃式内燃机”。而一般人则通称它为柴油机。

柴油内燃机的进气方式是靠机器里的飞轮转动带动活塞吸气去缸的,又称为内燃机的第一冲程,即吸气冲程。一般的内燃机都是经过四个冲程完成一次工作的。

这就是为啥柴油机都有一个很大很重的飞轮了,它是依靠惯性来带动曲轴连杆活塞进行吸气冲程的。

两种方法:
1、自然吸气:在吸气冲程时靠活塞下行时产生的负压将空气吸入气缸;
2、增压供气:通过增压器将空气增压后送入气缸。

柴油的自燃温度约为543—563k,气缸内压缩终点的温度要比柴油自燃的温度高很多,才能保证喷入气缸的燃油自行发火燃烧。一般压缩终点的压力和温度为:pc=4~8mpa,tc=750~950k。
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。燃气膨胀推动气缸活塞过程属于燃烧膨胀。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。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。
具体你可以查看有关柴油机气缸工作原理。

四冲程柴油机的工作原理?
答: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...

汽车分几种进气方式?
答:按进气系统的工作方式可分为自然吸气、涡轮增压、机械增压和双增压四个类型。

柴油机吸气冲程吸入的是什么
答:柴油在压缩冲程结束时由喷油嘴喷入气缸;在汽油发动机的进气冲程中,空气和雾化汽油的混合物被吸入。柴油机是以柴油为燃料的内燃机,属于压燃式发动机。柴油机是以柴油为燃料的内燃机,属于压燃式发动机。根据工作循环,油可分为:1.按工作循环可分为四冲程和二冲程柴油机;2.按冷却方式可分为水冷和风冷...

简述汽油机进气、压缩、做功、排气四个形成的工作特点?
答:1、 进气冲程 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。2、 压缩冲程 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3 000~5 000kPa,压缩...

内燃机的原理?
答:你好,内燃机车的工作原理是让柴油或煤气燃料在汽缸里燃烧,利用燃烧时产生的温度高和压力大的气体去推动活塞,带动车轮前进。内燃机车和电力机车都诞生于19世纪末。内燃机车的工作原理是:让柴油或煤气燃料在汽缸里燃烧,利用燃烧时产生的温度高和压力大的气体去推动活塞,带动车轮前进。而电力机车则利用电力...

四冲程柴油机工作原理
答:四冲程柴油机的工作原理是: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。进气冲程:进气门开启、排气门关闭,活塞在曲轴、连杆的带动下,从上止点向下止点运动,把新鲜空气吸进气缸,...

柴油机的工作原理
答:柴油发动机工作原理: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、做功、排气四个冲程。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,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,...

内燃机的工作原理是什么
答:(1)四冲程汽油机将空气和汽油按一定比例混合,形成汽车发动机的良好混合气。在进气冲程,混合气被吸入气缸,混合气被压缩、点燃、燃烧,产生热能。高温高压气体作用于活塞顶部,推动活塞做直线往复运动,机械能通过连杆、曲轴、飞轮机构向外输出。四冲程汽油发动机在进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程中...

柴油机和汽油机四个冲程中有哪些不同点和相同点 急!
答: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。

柴油机哪个是排气门哪个是进气门?
答:在进气管一侧的气门是进气门,排气管一侧的是排气门,再就是进气门大排气门小,排气门积碳多,进气门积碳少。摇臂连着哪个气门就是哪个气门。

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