柴油机的结构原理

2025-04-17

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柴油机和汽油机的结构基本相同,包括缸体、缸盖、活塞、气门、曲柄、曲轴、凸轮轴、飞轮等。不过前者用压燃式柴油作功,后者用点火式汽油作功。一次“压燃”和一次“点火”是两者的根本区别。

汽油机的燃料在进气冲程与空气混合,然后进入气缸,再由火花塞点火做功;柴油机的燃油在压缩冲程末期直接喷入气缸,在压缩空气中压缩燃烧做功。这种差异导致柴油机在供油系统的结构上有自己的特点。柴油机的燃油喷射系统由喷油泵、喷油器、高压油管和一些辅助部件组成。

柴油机燃油输送的简单过程是:燃油输送泵将柴油送入过滤器,过滤后进入喷油泵(为了保证燃油充足并保持一定的压力,要求燃油输送泵的供油量远大于喷油泵的供油量,多余的柴油会通过低压管回流到油箱, 而其他柴油会被喷油泵压缩到高压),然后通过高压管进入喷油器,直接喷入气缸燃烧室进行压缩燃烧。 (示意图为柴油机供油系统,红色管路为高压油管路,棕色管路为低压油管路,紫色管路为回油管路。)为了让柴油机在怠速下稳定工作,限制柴油机超速,喷油泵上还有一个调速器。喷油泵是柴油机燃油供应系统中部件。它的作用是根据柴油机工况的变化来调节柴油量,增加柴油压力,按照规定的时间和规律向喷油器供给柴油。柴油机与汽油机相比,具有转速慢、扭矩大、油耗低、负荷高、重量大等优点,常用于大中型汽车。

1976年,大众开发出一台高速小型化柴油机,使汽车应用柴油机实用化。现在西欧大约30%的轿车和90%的商用车采用柴油机。目前轿车柴油机采用每缸四气门,电控喷射系统,使得柴油机的排放达到欧II标准。

这里要提到的是,在柴油机上应用电控技术的难度要比汽油机大得多。因为柴油机是高压喷射,所以直喷柴油机高压油管的喷射压力一般高达30-100mpa,而汽油机的喷射压力只有0.3MPa,至少相差100倍。所以汽油机的喷油量只能通过电磁阀来控制,而像柴油机这样的高压喷射状态很难通过电磁阀来控制。

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