四冲程柴油发动机工作过程
四冲程柴油机的工作原理
车辆维修试题一、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。
1. 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。
2、压缩冲程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。
3、燃烧膨胀冲程。
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。
4、排气冲程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。
二、柴油机和汽油机工作过程的主要区别是什么汽油机和柴油机它们的区别主要在于压缩比、点火方式、所用燃料及用途。
柴油机吸入洁净空气，在活塞快要到达上止点时，向气缸内喷入燃油，燃油被高压高温的空气点燃，膨胀，将活塞推向下至点，而传统汽油机是吸入汽油与空气的混合气体，在活塞快要到达上止点时，用火花塞发火点燃混合气。
如今的电喷汽油机在活塞快要到达上止点时，用电子控制的喷油泵将汽油喷入气缸，但是燃烧还是靠火花塞点燃。
三、什么叫压缩比？压缩比＝汽缸总容积／燃烧室容积压缩比是内燃机的重要指标，压缩比越大，其压强越大，温度越高。
柴油机的压缩比为15～18。
从理论上讲，压缩比越大，效率越高。
但因为气缸受材料强度的限制，而且气缸内工质的温度不能超过燃料的燃点，所以压缩比不能太大。
四冲程直列六缸发动机工作顺序
一、概述四冲程直列六缸发动机是现代汽车发动机的一种常见形式，它采用四冲程循环工作原理，具有动力强劲、平稳运转等特点。
本文将就四冲程直列六缸发动机的工作顺序进行详细介绍，以便读者更好地了解其工作原理。
二、四冲程直列六缸发动机概述四冲程直列六缸发动机是由六个气缸按照直线排列组成的发动机，每个气缸都采用四冲程循环工作原理。
它通常用于中大型客车和卡车等重型车辆，并且在一些高性能汽车中也得到了广泛应用。
这种发动机由于气缸数量多、排量大，因此具有较大的功率输出和扭矩输出，可以满足重载、高速行驶等特殊工况的需求。
三、四冲程循环工作原理四冲程直列六缸发动机的工作原理基于四冲程循环，即吸气、压缩、爆发和排气。
其工作过程如下：1. 吸气冲程：活塞向下运动，气缸内的进气门开启，旋转凸轮轴带动气门开启，汽缸内气体向内流入，充满气缸。
2. 压缩冲程：吸气冲程结束后，进气门关闭，同时活塞向上运动，将气体压缩至最高压力点。
3. 燃烧冲程：气体压缩至最高压力点后，点火系统点燃混合气体，产生爆炸，推动活塞向下运动，同时带动曲轴旋转。
4. 排气冲程：燃烧冲程结束后，排气门打开，活塞向上运动，将废气排出气缸外。
四、六缸工作顺序四冲程直列六缸发动机的六个气缸工作顺序通常为1-5-3-6-2-4，即按照发动机旋转方向的顺序，依次为1号气缸、5号气缸、3号气缸、6号气缸、2号气缸和4号气缸。
这种工作顺序的设计可以保证发动机运转平稳、功率输出均衡。
五、工作顺序的原理解析1. 1号气缸吸气-压缩-燃烧-排气完成后，下一气缸为5号气缸，气缸数量两侧的气缸依次进行工作，可以减小气缸之间的运动不平衡。
2. 气缸工作顺序的设计使得爆炸冲程的气缸间隔均匀，减小了发动机振动和噪音。
3. 6缸发动机的工作顺序还能够使得曲轴的惯性力矩平衡，并且能够保持发动机的运转平稳和动力输出均衡。
六、结论四冲程直列六缸发动机的工作顺序对于发动机的运转平稳性、动力输出等性能有着重要的影响。
什么是四冲程发动机
（a）进气
（b）压缩
◎ 以四冲程汽油机为例
通过示功图表示气缸内容积和压力的变化 关系。图中曲线围成的面积表示发动机整个工 作循环中气体在单个气缸内所做的功。
（c）做功
（d）排气
四冲程汽油机的示功图
a)进气行程 b)压缩行程 c)膨胀行程(做功行程) d)排气行程
四冲程发动机是如何工作的
1 进气行程（以自然吸气为例）
吸入空气 压 缩 输入燃料 膨胀做功 排出废气
该过程成为发动机的一个工作循环。
进气
压缩
做功
排气
根据每一个工作循环所需的活塞行程数，可将往复活塞式内燃机分为四冲程发动机和二 冲程发动机。完成一个循环需要活塞往复四个行程的称为四冲程发动机。
什么是四冲程发动机
在气缸内装有活塞，活塞通过活塞销、连杆与曲 轴相连。可燃混合气在气缸内燃烧时产生的压力 作用在活塞上，使活塞在气缸内做往复运动，通 过连杆推动曲轴转动，对外输出动力。
• 一个工作循环的四个行程分别为： 进气、压缩、做功和排气。
拓展思考
本节课是以汽油机为例讲述了四冲 程发动机的工作原理，那么柴油机的工 作原理是怎样的？与四冲程汽油机的工 作原理相同吗？
学习构造是为了改进构造。 谢谢收看！
进气门和排气门用来吸入新鲜可燃混合气和 排出废气，其开闭由凸轮轴来控制。
凸轮轴的转动通过传动装置由曲轴带动。
排气门
火花塞 飞轮
摇臂
顶杆 电喷嘴 进气门
气缸 活塞 凸轮轴
连杆
曲轴
正时齿轮
单缸四冲程汽油机结构示意图
什么是四冲程发动机
发动机的基本术语：
1 上止点：活塞顶部离曲轴中心最远处，即活塞最高位置。
进气过程中，排气门关闭，进气门开启，活塞 从上止点向下止点移动一个行程，在气缸内形 成真空，新鲜可燃混合气被吸入气缸。
1-2 四冲程发动机工作原理
二、四冲程柴油机工作过程
四冲程柴油机工作过程由下述五个过程组成： （进气、压缩、燃烧、膨胀、排气） 1.进气过程（进气门开启至进气门关闭）
1)进气门早开、迟闭现象
进气提前角：0~40°CA 进气迟后角：40~70°CA
2)进气终了压降、温升
2.压缩过程（进气门关闭至TDC）
1)气体与缸壁之间存在热交换，压缩过程是一个复杂的多变 过程 2)压缩终了温度、压力
废气涡轮增压器工作原理
五、四冲程发动机示功图
1。内燃机示功图：表示在每个工作循环中活 塞所作的指示功。P-V示功图。 2。汽油机工作循环为等容加热循环，柴油机 工作循环为混合加热循环
柴 油 机 示 功 图
二、四冲程柴油机工作过程
3.燃烧过程：（燃油喷
入至燃烧结束），分 为四个阶段
1)滞燃期（着火延迟 期）1-2 2)速燃期2-3 3)缓燃期3-4 4)补燃期4-5
二、四冲程柴油机工作过程
4.膨胀作功过程（上止点至排气门打开） 5.排气过程（排气门打开至排气门关闭） 排气门早开、迟闭现象
排气提前角：30~80°CA
§1-2 四冲程发动机工作原理
一、四冲程发动机工作循环
四冲程发动机——活塞上、下共四个行程，曲轴 旋转二周（720），完成一个工作循环的内燃机。 四冲程发动机由下述四个冲程组成一个工作循环 1.进气冲程 2.压缩冲程 3.作功冲程 4.排气冲程 (动画：四冲程发动机工作原理)
四冲程发动机工作循环示意图
四、增压油机工作原理
1.目的
通过增加每工作循环的空气量，相应增加每工作循环供 油量，提高发动机的功率输出。
2.方式
1）机械增压（输出的动力驱动机械增压器） 2）废气涡轮增压（废气作为动力，驱动废气涡轮增压 器） 注：1。一般增压压力为：0.16kPa~0.2kPa 2。有较大的气门重叠角（利用压缩空气扫除废气） 3。对压缩空气进行冷却（提高进气密度）
四冲程柴油发动机工作原理
四冲程柴油发动机工作原理
四冲程柴油发动机是一种常见的内燃机，它通过四个工作行程完成燃油的燃烧
和能量转换，从而驱动汽车或机械设备运行。
下面将详细介绍四冲程柴油发动机的工作原理。
首先，四冲程柴油发动机的第一冲程是进气冲程。
在这一冲程中，活塞向下运动，气门打开，汽缸内的空气被吸入到汽缸内。
此时，柴油燃料喷入到气缸内，与空气混合，形成可燃混合气。
接着是第二冲程——压缩冲程。
在这一冲程中，活塞向上运动，气门关闭，将
混合气压缩，使其温度和压力升高，为后续的燃烧提供条件。
第三冲程是燃烧冲程。
在这一冲程中，柴油发动机的喷油泵向燃烧室喷射高压
柴油，柴油遇到高温高压的空气，瞬间燃烧，产生爆发力，推动活塞向下运动，从而驱动曲轴旋转。
最后是第四冲程——排气冲程。
在这一冲程中，活塞向上运动，将燃烧后的废
气排出汽缸外，气门打开。
同时，活塞的运动也推动曲轴旋转，完成一个工作循环。
通过这四个冲程的循环工作，柴油发动机就能够持续地产生动力，驱动汽车或
机械设备运行。
需要注意的是，四冲程柴油发动机的工作原理中涉及到很多细节和精密的部件，如喷油泵、气门、曲轴等，它们的精准配合和稳定运行对发动机的性能和效率都有着重要的影响。
总的来说，四冲程柴油发动机通过不同的工作冲程完成燃油的燃烧和能量转换，从而产生动力。
它的工作原理虽然复杂，但是通过合理的设计和精密的制造，能够高效可靠地驱动各种机械设备的运行。
《柴油机维修技术》习题答案1.新. doc
《柴油机维修技术》习题答案第1章柴油机构造、拆装和试机1．1 柴油机总体构造1.1.1一．填空题1．柴油发动机是由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、冷却系、润滑系和起动系组成。
2．四冲程柴油机曲轴转二周，活塞在气缸里往复行程四次，进、排气门各开闭一次，气缸里热能转化为机械能一次。
3．柴油机的动力性指标主要有有效扭矩（Me）、有效功率（Ne）；经济性主要指标是有效燃油消耗率（ge）。
4．柴油机每一次将热能转化为机械能，都必须经过进气、压缩、作功和排气这样一系列连续过程，称为柴油机的一个工作循环。
二、解释术语1．上止点和下止点答：上止点是指活塞离曲轴回转中心的最远位置；下止点是指活塞离曲轴旋转中心的最近位置；2．压缩比答：压缩比是指气缸总容积与燃烧室的比值，即ε=V a / V C =1+V h /V c。
3．活塞行程答：活塞行程是指上下止点间的距离，即S=2r。
4．柴油机排量答：柴油机的排量（活塞总排量V H）是多缸柴油机所有气缸工作容积之和，若气缸数为i，则V H =i·V h。
5．柴油机有效转矩答：柴油机通过飞轮对外输出的扭矩，称为有效扭矩（Me），单位为N·m。
有效扭矩与负荷施加在柴油机曲轴上的阻力矩相平衡。
6．柴油机有效功率答：柴油机在单位时间内对外作功的量，又叫作功的速率，单位为kW。
它等于有效扭矩与曲轴转速的乘积，即Ne=2πnMe×10-3/60其中n为转速（r/min ）7．柴油机燃油消耗率答：柴油机每发出1kw有效功率，在1小时内所消耗的燃料质量，单位为g/（kW·h）。
即：g e=G T ×103 / Ne 其中G T为每小时的燃油消耗量（kg/h）三．判断题（正确打√，错误打×）1．柴油机各气缸的总容积之和，称为柴油机排量。
（×）2．柴油机的燃油消耗率越小，经济性越好。
（√）3．柴油机总容积越大，它的功率也就越大。
第2章发动机实际循环与评价指标
一、四冲程发动机理想循环
四冲程发动机的工作过程由进气、压缩、燃烧膨 胀、排气四个过程组成。理想循环的基本假设： （1）缸内热力系统为闭口系统； （2）加热过程为定容或定压加热，放热简化为定容 放热过程； （3）压缩和膨胀过程近似为绝热过程； （4）工质为理想气体； （5）气缸内无摩擦损失，简化为可逆过程；
3.指示热效率和指示燃油消耗率
指示热效率指实际循环指示功与所消耗的 燃油热量的比值 热功当量
Wi 3.6 10 kJ 3.6 6 it 10 g i hn Q g i hn kJ 1000
3
it
的范围一般是 柴油机 0.43～0.50 汽油机 0.25～0.40
1千瓦.小时的功 需要消耗的热量
三种基本循环的比较
柴油机，在工作条件一定时，其压缩比 也基本上确定，但是其压缩比一般较高，其 压缩终了压力也较高，为避免其工作粗暴、 噪声及振动，必须控制其最高压力。因此应 按一定的最高压力为条件来比较其各种理想 循环的热效率。
二、四冲程发动机的实际循环
1.进气过程 进气过程中进气终点的压力和 温度的范围: ／P0 ／K 汽油机 0.80～0.92 340～380 柴油机 0.80～0.95 300～340
根据加热方式的不同 发动机理想循环分类
定容循环 定压循环 混和循环
1、定容循环
1 - 2 绝热压缩 2 - 3定容加热 3 - 4绝热膨胀 4 - 1定容放热
吸热前压缩气体，提高平均吸热温度是提高热效率的 重要措施，是卡诺循环，第二定律对实际循环的指导。
2、定压循环
1 - 2 绝热压缩 3 - 4绝热膨胀
问2：柴油机采用哪种形式的加热循环
四冲程柴油发动机工作原理
四冲程柴油发动机工作原理
四冲程柴油发动机工作原理如下：
第一冲程：进气冲程（进气阀开启）：
活塞由上往下运动，同时曲轴也随之转动。
在活塞下行过程中，缸体内形成一个负压，进气阀打开，使空气通过进气道进入气缸内。
第二冲程：压缩冲程（进气阀关闭）：
活塞由下往上运动，曲轴继续转动，进气阀关闭。
在活塞上行过程中，柴油喷油泵将已经过滤和压缩的柴油，通过喷油器喷入气缸内。
同时，活塞上升将气缸内的空气压缩，使空气温度增加，达到点火温度。
第三冲程：工作冲程（喷油器喷油点火）：
活塞在上死点时，喷油器将高压柴油喷入气缸内，喷油嘴内的喷孔，通过高温高压气体的作用，使柴油迅速雾化，然后与空气混合，并形成高温高压气体。
混合气体的高温和高压使燃料自燃，产生燃烧。
燃烧产生的热量使气体膨胀，推动活塞向下运动，驱动曲轴转动。
第四冲程：排气冲程（排气阀开启）：
活塞由下往上运动，排气阀打开，将燃烧后产生的废气经过排气道排出气缸，准备进入下一个工作循环。
同时，曲轴继续转动，活塞回到初始位置。
通过这样的四个冲程，柴油发动机可以完成一次完整的工作循
环，并将化学能转化为机械能，实现驱动车辆或机械设备的目的。
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一、单缸四冲程柴油机
• 1.特点：燃油经济性好，效率高；因为四个冲程只有作功冲程是有功作出
的，其它三个冲程是辅助冲程，所以发动机运转不平稳。为了解决此问题， 飞轮必须做成具有更大的转动惯量，从而使发动机质量和体积增大。
•
多用于小型拖拉机（2_2_1_3_四冲程柴油发动机工作过程_1.jpg）
2.工作过程（2_2_1_3_四冲程柴油发动机工作过程_动画_1）
汽车认识
四冲程柴油发动机工作过程
任务描述
本次任务需要你掌握四冲程柴油发动机工作过程
学习目标
通过本任务学习，应能：
了解四冲程柴油发动机工作过程
• • •
四冲程柴油机和汽油机一样，每个工作循环也是由进气行程、压缩行程、做 功行程和排气行程组成。 由于柴油机以柴油作燃料，与汽油相比，柴油自燃温度低、黏度大不易蒸发， 因而可燃混合气的形成及点火方式与汽油机不同。 柴油机的进气冲程吸入的是纯空气。在压缩冲程接近终了时，柴油经喷油泵 提高压力，通过喷油器喷入气缸，形成可燃混合气。做功行程是靠压缩自行 着火燃烧。
（2_2_1_3_四冲程柴油发动机工作过程_4.jpg）
（2_2_1_3_四冲程柴油发动机工作过程_5.jpg）
可以预见，我国将出现越来越多的柴油轿车（2_2_1_3_四冲程柴油发动机工作过 程_6.jpg）。
• 2、工作过程：与单缸发动油经济性好，效率高；因为四个冲程只有作功 冲程是有功作出的，其它三个冲程是辅助冲程，所以发动机运转不 平稳。为了解决此问题，飞轮必须做成具有更大的转动惯量，从而 使发动机质量和体积增大。
•
使原来柴油发动机存在的缺点得到了较好的解决，而柴油机在节能与CO2排放 方面的优势，则是包括汽油机在内的所有热力发动机无法取代的，因此，先 进的小型高速柴油发动机，其排放已经达到欧洲III号的标准，成为“绿色发 动机”，目前已经成为欧美许多新轿车的动力装置 。
（2_2_1_3_四冲程柴油发动机工作过程_3.jpg）
柴油机发展历程是传统上，柴油发动机由于比较笨重，因为转速 较低故升功率指标不如汽油机，噪声、振动较高，炭烟与颗粒排放 比较严重，所以一直以来很少受到轿车的青睐。但随着近年来柴油 机技术的进步，特别是小型高速柴油发动机的新发展，一批先进的 技术，例如电控直喷、共轨、涡轮增压、中冷等技术得以在小型柴 油发动机上应用 四冲程柴油发动机工作过程是进气冲程、压缩冲程、作功冲程、 排气冲程
课堂练习
• 判断题：
• • 1.柴油机的进气行程吸入的是纯空气。（ ） 2.单缸四冲程柴油机燃油经济性好，效率高。（ ）
二、多缸四冲程柴油机
• 1、发展历程：
• 传统上，柴油发动机由于比较笨重，因为转速较低故升功率指标不如汽油机， 噪声、振动较高，炭烟与颗粒排放比较严重，所以一直以来很少受到轿车的 青睐。但随着近年来柴油机技术的进步，特别是小型高速柴油发动机的新发 展，一批先进的技术，例如电控直喷、共轨、涡轮增压、中冷等技术得以在 小型柴油发动机上应用（2_2_1_3_四冲程柴油发动机工作过程_2.jpg）