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第一章 柴油机的基本知识 第一节 柴油机的基本概念 一、热机的基本概念 热力发动机（热机）：它是利用燃料的燃烧的燃烧热能、原子能作为有效能源，把热能转换成机械能的动力机械。 基本工作原理：燃料在一个特设的装置中燃烧，将化学能转变为热能以加热工质，然后把工质的热能转变为机械能，这种具有两次能量转换的机械称为热机。 根据能量转换场所的不同，可分为两大类： 1.外燃机： 燃料的燃烧是在机器外部特设的锅炉中进行的，燃料燃烧时放出的热能加热水，使水变成蒸汽，再将蒸汽引入蒸汽机内膨胀作功，推动机械运动。 如往复式蒸汽机、蒸汽轮机等。 2. 内燃机: 燃油的燃烧是在机器内部进行，直接加热空气和燃烧产物（即燃气），燃气被加热后压力和温度急剧上升具有了作功的能力，从而推动机械运动。 如柴油机、汽油机、燃气轮机等。 3. 内燃机优点： 内燃机中，两次能量转换都发生在气缸内部，由于采用内部燃烧，从能量转换观点看，内燃机能量损失小，具有较高的热效率。另外，在尺寸和重量等方面也均具有优越性，因而在与外燃机的竞争中处于有利地位。 4。柴油机与汽油机比较 汽油机以汽油为燃料，缸内燃烧为电火花塞点火式，外部混合方式。 柴油机以柴油为燃料，采用压燃式燃烧，内部混合方式。 5。 船舶柴油机动力装置 A。 汽油机特点： 工作柔和平稳，噪音低，比容积小，比重量轻，所以在轿车和轻型车上占优势。但是： （1） 外部混合，压缩比不能太高，使经济性不能提高很大； （2） 汽油闪点低，储运过程中危险性大。 B。柴油机特点： （1）经济性好，热效率最高； （2）机动性好，启动方便； （3）功率范围广，单机功率1.1~45600kW,适用范围广； （4）尺寸小、重量轻； 缺点： （1）存在机身振动、扭振和噪声； （2） 某些部件的工作条件恶劣。 HD-MAN-BW 6L50MCE 第二节 柴油机的工作原理 一、柴油机的基本构造 1。柴油机的基本组成 固定件，运动件，辅助机构，辅助系统四部分。 （1） 固定件：气缸盖、气缸、机身（机架）、机座、轴承。 燃烧室的构成：气缸被气缸盖、活塞和缸套封闭为一个密封的空间，空气、燃料的混合、燃烧、膨胀、作功在这个空间内完成。 （2） 运动件：活塞组、连杆、曲轴。它们组成一个“曲柄-连杆”机构，将活塞在气缸内的往复运动转变为曲轴的旋转运动。 （3）辅助机构：进气阀、排气阀、凸轮轴及传动机构、中间齿轮。 （4）辅助系统：燃油系统：喷油泵、喷油器等； 冷却系统：防止燃烧室周围部件烧坏； 润滑系统：对相对运动部件润滑，减少摩擦和热量； 操纵系统：启动、停车、换向、调速、报警等。 2。基本术语 采用压缩发火方式，使燃料在气缸内部燃烧，以高温、高压的燃气工质在气缸内膨胀作功。燃油在柴油机气缸中燃烧作功必须通过进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程。包括上述五个过程的周而复始的循环叫工作循环。 一个工作循环在四个冲程完成 四冲程柴油机。 一个工作循环在二个冲程完成 二冲程柴油机。 二、四冲程柴油机的工作原理 燃油在柴油机气缸中燃烧作功必须通过进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个 过程。每一工作循环按活塞冲程分为四个阶段： 1。进气行程。活塞从上止点下行，进气阀a已打开。由于活塞下行的抽吸作用，新鲜空气充人气缸。 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），进气阀开启的延续角度φ1-2（图中阴影线部分）约为220°～250°。 （1）减少进气阻力，加大气阀通流面积，进气阀提前打开，提前角：20°~30° （2）减少排气阻力，加大气阀通流面积，进排阀延迟关闭，延迟角：20°~40° 2。压缩行程。活塞从下止点向上运动，自进气阀a关闭（曲柄到达点2）开始压缩一直到活寒到达上止点（曲柄到这点3）为止。 燃油的自燃温度为210～270℃，使压缩终点时的压力3～6MPa，温度升至600～700℃。 它需要外界输入较大的能量，消耗有用功。 3。燃烧和膨胀行程。压缩行程快结束之前，提前喷油，喷油提前角：20°~30° 活塞在上止点附近，由于燃油猛烈燃烧，使气缸内的压力和温度急剧升高，压力约达5～8MPa，甚至13MPa以上，温度约为1400～1800℃或更高些。 它对外作功。 4。排气行程。活塞由下止点上行时，废气靠气缸内