二冲程柴油机及循环图
二冲程柴油机的基本原理
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012，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。
二冲程内燃机
二冲程内燃机用扫气泵中，应用最广的是罗茨压缩机（见罗茨鼓风机）和离心压缩机。有的小型内燃机用曲 轴箱作为扫气泵。有的大型船用柴油机用活塞底部作为扫气泵，称为活塞底泵。
工作循环
当活塞从下止点开始向上移动时,扫气口和排气口均开启,新鲜充量(空气或可燃混合气)通过扫气泵提高压力 后，由扫气口压入气缸。一方面，清扫气缸内的废气使之由排气口排出;一方面,又使气缸充满新鲜充量。这就是 扫气过程。接着，活塞继续向上运动，先将扫气口覆盖，继而将排气口关闭,此时扫气过程结束。活塞再继续上行， 将封闭在气缸内的新鲜充量和未排净的少量废气的混合气压缩到上止点时即完成压缩过程.这时气缸内压力和温度 增高很多，活塞接近上止点时点火（或喷油），燃料燃烧，燃气压力和温度急剧升高，在高温高压气体作用下， 推动活塞从上向下运动，即为燃烧膨胀过程。这时，内燃机对外作功，通过连杆推动曲轴作旋转运动，将机械功 输出。当活塞继续下行打开排气口时，废气因压力较高便从排气口自行逸出，气缸内压力随即下降，待活塞打开 扫气口时供入新鲜充量清扫废气，活塞再移至下止点时即完成一个工作循环 。
工作原理
如果在两个冲程里完成进气、压缩、做功、排气这些循环动作，就叫二冲程，相应的内燃机叫二冲程内燃机。
辅助冲程：即进气冲程、压缩冲程和排气冲程的统称。为完成做功，这三个冲程都是为做功而准备的，故称 之为辅助冲程。
辅助设备：内燃机除主要做功部分之外，还有燃料、点火、冷却及润滑四个辅助设备系统。燃料系统主要是 化油器，它是把汽油和空气按一定比例配制成雾状的混合气体，以供给汽缸作为燃料使用；点火系统是由蓄电池、 线圈、火花塞等部分组成，火花塞是由齿轮来管理的，它能够按时在气缸中产生电火花，使压缩的混合气体燃烧 爆炸；冷却系统，主要部分是汽缸外部缸体的水套，使水在其中可以流动，因为燃料在汽缸中燃烧时，汽缸的温 度可以升到2000℃左右，使汽缸壁和活塞发热，易使机件损坏，故汽缸外壁的水套中的水吸热上升进入散热器， 降温后，再用抽水机将冷水打回水套中，使水循环地将汽缸冷却。小型内燃机和少数飞机也常用空气减热法，使 汽缸外壳与空气接触面积增大，将热散逸到空气中去；润滑系统，是为防止金属磨损，而在机内装有油盘、抽油 泵等装置向机件各部分输送润滑油，以减小摩擦损耗 。
二、二冲程柴油机工作过程
二、二冲程柴油机工作过程1．二冲程柴油机工作过程活塞在两个行程内完成一个工作循环的柴油机叫做二冲程柴油机。
在四冲程柴油机中新气的吸入与废气的排出是靠活塞的抽吸与推挤作用完成的。
在二冲程柴油机中没有单独的进气与排气过程，其进气与排气过程几乎同时在下止点前后约120 ～150℃A 同时进行。
因此在结构上，二冲程柴油机必须在气缸套下部开设气口，采用气缸套扫气口－排气口或采用气缸套下部扫气口—气缸盖上排气阀的换气机构，而且还必须提高进气压力，使进气能从扫气口进入气缸并将废气扫出气缸。
提高进气压力可以由机械驱动的扫气泵或由废气涡轮驱动的增压器来实现。
这样，进、排气过程(换气过程) 就可以缩减到下止点前后的部分行程中完成。
目前，船用二冲程低速柴油机都采用废气涡轮增压的方式提高进气压力，图3-2-3所示为一种具有废气涡轮增压的二冲程柴油机工作原理示意图。
它的工作过程具有如下特点：新气通过气缸下部的进气口a 进入气缸，而废气则通过气缸盖上的排气阀b 排出气缸。
在进、排气管道上分别安装了离心式压气机e 和废气涡轮机d (两者组合成废气涡轮增压器)，废气涡轮从废气中获得能量而带动压气机一起转动。
新鲜空气则从大气通过吸入口f 吸入压气机，经压缩后，压力和温度升高。
然后由管g 经冷却器k 冷却后导入进气管h 和扫气箱i ，准备进入气缸。
当活塞下行还没有打开进气口a 之前，排气阀b 首先被气阀机构打开(曲柄在点1位置)，废气大量排出气缸，并经排气阀和排气管j 进入废气涡轮d 中。
当活塞继续下行使气缸内的压力降低到接近于增压压力时，活塞将扫气口a 打开(曲柄在点2位置)，等候在扫气口外边的增压空气即进入气缸，并把废气扫出。
当活塞运动到下止点并转而上行时，扫气口a 被关闭(曲柄在点3位置)，接着排气阀关闭(曲柄在点4位置)，换气过程结束，开始进行压缩、燃烧和膨胀过程。
二冲程柴油机也可用定时圆图来表示它的各项定时时刻。
如图3-2-4所示为国产ESDZ43／82B 型二冲程柴油机的定时圆图。
1-2第二节--柴油机的基本工作原理
1 / 8第二节 柴油机的基本工作原理柴油机是以柴油作燃料的压燃式内燃机。
工作时，空气在气缸内被压缩而产生高温，使喷入的柴油自行着火燃烧，产生高温、高压的燃气，燃气膨胀推动活塞作功，将热能转变为机械功。
柴油机的工作循环由进气、压缩、喷油着火燃烧、膨胀作功和排气等过程组成。
这些过程可以由四冲程柴油机来实现，也可由二冲程柴油机来实现。
一、四冲程柴油机（非增压）的工作原理图1-2-1所示是四冲程柴油机的基本结构图。
工作时活塞作往复直线运动，曲轴作旋转运动。
活塞改变运动方向瞬时的位置称止点（死点），止点处的活塞瞬时运动速度为零。
离曲轴中心最远时的止点称上止点（T.D.C.），最近时的止点称下止点（B.D.C.）。
曲柄销中心与主轴颈中心之间的距离称曲柄半径R 。
连杆大、小端中心间的距离称连杆长度L 。
上、下止点间的距离称活塞行程（冲程）S 。
活塞行程等于曲柄半径的两倍，即S =2R 。
活塞在上、下止点间移动所扫过的容积称气缸工作容积V S 。
S D V s ⋅=24π （1-2-1） 式中，D 为气缸直径（缸径）。
活塞位于上止点时活塞顶与气缸盖之间的气缸容积，称燃烧室容积（压缩室容积、余隙容积）V c 。
气缸总容积V a 与燃烧室容积之比称压缩比ε。
c s c c s c a V V V V V V V +=+==1ε （1-2-2） 显然压缩比是一个几何概念，它与柴油机的转速无关。
用四个行程（曲轴回转两转）完成一个工作循环的柴油机称四冲程柴油机。
图1-2-2是四冲程柴油机的工作原理简图。
图的上部表示四个行程中活塞、连杆、曲轴及气阀的相对位置。
图的下部表示相对应的气缸内气体压力随气缸容积的变化情况，称p-V 示功图。
1．进气行程活塞从上止点下行，进气阀打开。
由于活塞下行的抽吸作用，新鲜空气充入气缸。
为了能充入更多的空气，进气阀一般在上止点前提前开启（曲柄位于点1），在下止点后延迟关闭（曲柄位于点2），气阀开启的延续角（图中阴影线部分）约为220˚～250˚CA 。
二冲程柴油机工作原理
二冲程柴油机工作原理
二冲程柴油机是一种用于驱动车辆或发电机的内燃机，其工作原理如下。
1. 进气阶段：当活塞向下运动时，活塞上部的进气孔暴露出来，此时汽缸内的压力降低，新鲜空气通过进气管进入汽缸。
与此同时，曲轴上的连杆机构将曲轴的旋转运动转化为推动活塞的线性运动。
2. 压缩阶段：当活塞开始向上运动时，进气孔被活塞上部的盖板遮挡，阻塞了进气口。
随着活塞的上升，压缩室的压力逐渐升高，将进气的空气压缩成高压气体。
3. 燃烧阶段：当活塞接近顶点时，喷油器将燃油喷入汽缸中，燃油与高温高压空气混合，形成可燃气体。
由于高压气体的压力迫使活塞向下运动，产生的动能将向下压缩的气体推向顶部。
4. 排气阶段：当活塞再次向上运动时，排气门打开，将燃烧产生的废气排出汽缸。
废气的排出也带走了部分废热，提高了柴油机的效率。
通过这一循环，活塞将能量从高压气体转换为机械能，驱动车辆或发电机工作。
二冲程柴油机相较于四冲程柴油机具有结构简单、体积小、重量轻等优点，但由于进／出气门的设置不同，其排放污染较大，燃油经济性较差。
因此，现代柴油机大多采用四冲程工作原理。
二冲程柴油发动机工作过程
• 为提高车用汽油的辛烷值，改善车用汽油 的抗爆性能，过去，人们采取了很多办法
，如改变汽油组分，加添加剂等。我们所
说的含铅汽油就是在车用汽油中加入一定
量的四乙基铅。在车用汽油中加入一定量
的四乙基铅，对提高车用汽油的辛烷值、 改善车用汽油的抗爆性能起到一定作用。
但使用含铅汽油的汽车会排放铅化合物等
有害气体，污染环境，直接危害人Fra bibliotek健康 ，如损害人的神经、造血、生殖系统等。
制作人：崔春光
一、定义：
• 汽油是由石油提炼而得的密度小又易于挥发的液 体燃料，主要成分为C4～C12脂肪烃和环烃类，并 含少量芳香烃和硫化物（图_汽油）。
二、历史：
• 美国“标准石油公司”的两名工程师，威 廉姆·伯顿和罗伯特·哈姆福瑞斯解决了提炼 汽油的低效率问题。他们对蒸馏法进行了 改进，在其标准加热过程中增大压力，将 煤油“裂解”成汽油。这种“热裂解”工 艺使汽油的冶炼效率增加了一倍，出油率 达到40%。目前使用较多的是催化裂化法。
三、汽油的使用性能指标：
• 1、蒸发性：指汽油在汽化器中蒸发的难易 程度。汽油蒸发性的好坏，对于所形成的 混合气质量有很大影响。
• 2、抗爆性：指汽油在各种使用条件下抗爆 震燃烧的能力，即抗自燃的能力。车用汽
油的抗爆性用辛烷值表示（汽油的牌号是 指汽油辛烷值指标，如90号、93号，97号 ，98号）(图_汽油)。辛烷值愈高，抗爆性 愈好。
• 2000年1月1日，全国停止生产含铅汽油，7 月1日停止使用含铅汽油，全国实现了车用 汽油的无铅化(图_汽油)。
• 3、热值：指1kg燃料在完全燃烧时所放出的 热量。汽油的热值约为44MJ/kg。
四、汽油牌号的选择：
• 并不是标号越高越好，要根据发动机压缩 比合理选择汽油标号。一般压缩比高的的 汽油机采用辛烷值高的汽油。
二冲程柴油机及循环图
柴油机是一种内燃机，通过把燃油喷入高温高压的燃烧室而发火。
船用柴油机是一种在船上使用的柴油机。
其工作原理如下：
一定量的新鲜空气被吸入或泵入气缸并被运动的活塞压缩至很高的压力。
空气被压缩时，温度升高，便点燃喷入气缸的油雾。
燃油的燃烧增加了缸内空气的热量，使空气膨胀并迫使柴油机活塞对曲轴做功，随之驱动船舶螺旋桨。
两次喷油期间的运转过程叫一个工作循环，它由一些程序固定的活塞行程组成，即吸气、压缩、膨胀和排气。
如果我们把吸气和排气行程与压缩和膨胀行程结合起来，即为船用二冲程柴油机的工作循环。
船用二冲程柴油机的工作结构如图-1所示：
燃油喷射器
图-1 船用二冲程柴油机
二冲程循环从活塞离开其行程底部，即下止点向上运行开始，气缸侧面的进气口即扫气口是打开的[图-2a]，排气口也是打开的。
经压缩的新鲜空气充入气缸，通过排气口将上一行程的残余废气吹出。
当活塞上行至其行程的1/5时，关闭进、排气口，随后空气在活塞上行中被压缩[图-2b]。
当活塞上行到行程底部，即上止点时空气的压力和温度都上升到很高的数值。
此时喷油器把很细的油雾喷入炽热的空气中，燃烧开始，在气体中产生更高的压力。
随着高压气体的膨胀，活塞被推动下行[图-2c]直到它打开排气口，燃烧过的气体开始排出[图-2d]，活塞继续下
扫气(2a) 压缩
(2b)
排气
(2d)
喷油
(2c) 行直到它打开进气口，另一个循环开始。
柴油机工作原理简单版 PPT
⑩热负荷
低
高
11自吸能力
有
无
12机械负荷
高
低
13噪音
大
小
36
四、 二冲程柴油机得换气形式
弯流 横流
(loop)
回流
半回流
直流 排气阀—
(uniflow)
排气口—扫气口式
37
横流扫气
扫气口与排气口布置在气缸
下部圆周得两侧,排气口高于
扫气口。 特点:扫气口与排气口水平 与垂直方向均有倾斜角控制 气流方向。
12－22
汽油机 汽油 混合气(油+气) 气缸外混合(雾化器) 电火花塞点燃 0、15－0、40 无喷油器 6－10
12
14
二、柴油机得基本结构参数
❖ 1 气缸直径(Bore):汽缸内径,简称缸径D。 ❖ 2 曲柄半径(Crank Radius) ❖ 3 上止点(TDC):活塞在气缸中运动到最上端,即离曲轴中心线最
45期 1、关于活塞行程得错误认识就是_______、
A、活塞在上下止点间得运行距离
B、等于曲柄半径得两倍
C√ 、等于主轴颈中心线到曲柄销中心线距离得两倍 D、等于主轴颈中心线到曲柄销中心线间距离
18
喷油器
气缸盖 气缸套 活塞 活塞杆
十字头 导板 曲轴箱
排气管 排气阀 废气涡轮 增压器 扫气箱 机体
6
7
燃气轮机工作原理
❖ gas turbine engine
8
蒸汽轮机工作原理
❖ Steam turbine engine
9
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
柴油机得定义
(pression ignition)
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柴油机是一种内燃机，通过把燃油喷入高温高压的燃烧室而发火。
船用柴油机是一种在船上使用的柴油机。
其工作原理如下：
一定量的新鲜空气被吸入或泵入气缸并被运动的活塞压缩至很高的压力。
空气被压缩时，温度升高，便点燃喷入气缸的油雾。
燃油的燃烧增加了缸内空气的热量，使空气膨胀并迫使柴油机活塞对曲轴做功，随之驱动船舶螺旋桨。
两次喷油期间的运转过程叫一个工作循环，它由一些程序固定的活塞行程组成，即吸气、压缩、膨胀和排气。
如果我们把吸气和排气行程与压缩和膨胀行程结合起来，即为船用二冲程柴油机的工作循环。
船用二冲程柴油机的工作结构如图-1所示：
燃油喷射器
图-1 船用二冲程柴油机
二冲程循环从活塞离开其行程底部，即下止点向上运行开始，气缸侧面的进气口即扫气口是打开的[图-2a]，排气口也是打开的。
经压缩的新鲜空气充入气缸，通过排气口将上一行程的残余废气吹出。
当活塞上行至其行程的1/5时，关闭进、排气口，随后空气在活塞上行中被压缩[图-2b]。
当活塞上行到行程底部，即上止点时空气的压力和温度都上升到很高的数值。
此时喷油器把很细的油雾喷入炽热的空气中，燃烧开始，在气体中产生更高的压力。
随着高压气体的膨胀，活塞被推动下行[图-2c]直到它打开排气口，燃烧过的气体开始排出[图-2d]，活塞继续下
扫气(2a) 压缩
(2b)
排气
(2d)
喷油
(2c) 行直到它打开进气口，另一个循环开始。