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內燃機都是我們日常生活中最常見的二手車。這些都是最高效、高性能的發動機。的對於內燃發動機有多種類型，柴油發動機是其中之一。柴油機也被稱為壓縮點火(CI)發動機。
柴油機是一種壓縮式發動機，在這種發動機中，燃料和空氣的混合過程是在室內完成的引擎化油器。在這種發動機中，壓縮過程是由於空氣的高度壓縮造成的。在這篇文章中，我們將深入討論柴油發動機的不同方麵。
什麼是柴油機?
一個引擎其中柴油被點燃的原因是高壓縮空氣在燃燒室內的流動稱為柴油發動機．柴油發動機也被稱為壓縮點火發動機，因為在這種發動機中，由於空氣的高度壓縮而發生點火。這台發動機不需要火花塞點火。在1893，魯道夫柴油發明了第一個柴油發動機．
．
柴油發動機比其他內燃機(即汽油發動機)效率更高。這是因為它具有最高的固有稀燃和膨脹比，使熱量被多餘的空氣驅散。
這些發動機有兩種類型，即4衝程和2衝程柴油發動機。這些類型的柴油發動機被用來代替固定的蒸汽機，以提高性能。
1910年，這些發動機在船隻和潛艇上被耗盡。經過一段時間後，它們已被用於發電發電廠、農業設備、重型設備、卡車和機車等應用。
在20世紀70年代，柴油發動機最常用於大型越野車和公路車輛。
低速CI發動機(用於船舶和其他發動機總重量相對較輕的應用)可以實現高達55%的有效效率。
柴油機的曆史
魯道夫·迪塞爾發明了1聖安裝柴油機1878．他是慕尼黑理工大學的學生。這台柴油機是根據…的名字命名的魯道夫柴油．
工作多年後，迪塞爾發表了他對柴油機的看法1893在文章"合理熱電動機的理論與構造．”
魯道夫柴油當他發明了柴油發動機的時候，美國就有了壓縮機打火機已被用作一種有效和高效的燃燒方式引擎．
迪塞爾用植物油等油發明了他的第一個發明引擎因為他當時沒有柴油基礎設施的公式。很高的壓縮比用來產生自動燃燒所需的高壓和高溫。這是壓縮點火發動機的主要特點。
還需要一種將燃料直接注入燃燒室的方法。隨著時間的推移，石油汙染的基礎設施變成了燃料，如汽油(支持汽油發動機)、石油和燃料油(鍋爐房)和柴油。
狄塞爾循環
柴油循環在活塞的兩到四衝程中完成一個動力衝程。下麵借助T-S圖和P-V圖對柴油機的循環工作進行解釋:
1)吸氣過程(0-1)
- 對於空氣的吸入，活塞從上止點移動到下止點(向下行程)。當它向下移動時，新鮮空氣開始從大氣進入壓縮氣缸或燃燒室。
- 在此過程中，排氣閥保持關閉狀態，吸氣閥打開。
2)等熵壓縮(1-2)
- 吸氣後，吸氣閥關閉，活塞向上移動(從下止點到上止點)。
- 在活塞向上運動的過程中，它壓縮了氣缸內的空氣。
- 在壓縮過程中，空氣溫度從T1T2時，體積從V開始減小1到V2，壓強從P點上升1P2．
- 然而，在整個過程中，焓(S1=年代2)．
- 這個過程被稱為等熵過程，因為焓沒有變化。
- 在等熵壓縮中，空氣被壓縮到如此高的溫度和壓力，以至於空氣-燃料混合物自己點燃，而不需要任何額外的外部熱源或火花塞。
3)恒壓加熱量(2-3)
- 當高度壓縮空氣到達點2時(如PV和TS圖所示)，噴油器將柴油噴射到汽缸中，柴油與壓縮空氣混合。
- 當柴油接觸到壓縮空氣時，由於空氣的高度壓縮，空氣-燃料混合物點燃。這個點火過程向壓縮的空氣-燃料混合物中增加熱量。
- 在這個過程中，活塞變得恒定，壓力也保持恒定(P2= P3.)．然而，焓從S開始增加2到S3.，溫度從T開始升高2T3.體積也從V開始增加2到V3.．
4)等熵展開(3-4)
- 在這個過程中，混合物膨脹到圓筒中。
- 由於膨脹，被點燃的空氣-燃料混合物的熱量作用於活塞，迫使它向下移動，從而旋轉曲軸。曲軸的轉動進一步推動汽車。
- 在整個過程中，混合物的壓力從P3.P4，體積從V開始增大3.到V4，溫度也從T開始降低3.T4．然而，熵不改變S3.=年代4．
5)等容排熱(4-1)
- 膨脹過程結束後，活塞進一步向下移動，將廢熱從氣缸中排出。
- 在這個過程中，熵從S下降4到S1，溫度達到T1，壓力進一步下降到P1．然而，體積保持不變(即v4 = V1)。
- 在排出所有餘熱後，活塞再次吸入空氣，整個過程重複進行。
柴油機工作原理“，
柴油發動機的工作原理與普通發動機不同汽油機或內燃機．柴油機工作的基本原理是狄塞爾循環．柴油機循環由四個過程組成，分別是:
- 吸
- 壓縮
- 擴張和
- 排氣過程
1)吸氣衝程
- 在早期階段，活塞在燃燒室內向下移動，並在氣缸內產生真空。
- 由於真空的產生，氣缸內外產生了壓力差。
- 由於壓力差，進氣閥打開，排氣閥關閉，空氣從大氣中進入燃燒室。
2)壓縮行程
- 吸氣衝程結束後，進氣閥和出氣閥關閉，活塞開始向上移動(從下止點到上止點)進行空氣壓縮。在這個空氣壓縮過程中，空氣的壓力和溫度升高，但體積減小。
- 在壓縮行程結束時，活塞開始以恒定的速度運動一段時間，燃料被注入燃燒室，與壓縮空氣混合。
- 由於空氣的高度壓縮，燃料-空氣混合物被點燃，混合物的內熱增加。在這個加熱過程中，空氣-燃料混合物的壓力保持不變(如上麵柴油機循環的PV圖所示)。
3)動力衝程
- 由於空氣-燃料混合物的點火，熱量由空氣-燃料混合物釋放。
- 釋放的熱量作用於活塞，並將其向下推。
- 當活塞向下運動時，燃燒的混合物膨脹進入燃燒室。這個向下運動的活塞旋轉曲軸和移動車輛。
4)排氣行程
- 動力衝程後，活塞到達下止點，打開排氣閥，將廢氣推出腔室。
- 排氣衝程後，活塞再次向上移動，重複整個循環。
讀也:汽油機工作
柴油機部件
壓縮點火(CI)發動機或柴油發動機的主要部件如下:
1)燃油係統
的燃油係統有分離器，注入器，燃料泵，燃料rails，燃油壓力調節器燃油噴射泵，以及許多其他裝置。該係統還有燃料過濾器，用於過濾燃料，使其沒有灰塵和其他汙垢。
2)燃料分離器
這部分柴油發動機用於阻止劣質燃料從發動機故障。
3)燃油濾清器
過濾器對發動機的安全起著至關重要的作用。他們過濾燃料，去除燃料中的灰塵和其他汙染物。這樣，也延長了發動機的壽命。
4)噴油器
噴油器在燃料燃燒過程中起著重要作用。它的工作原理是，當壓縮空氣進入燃燒室時，將燃料注入燃燒室，並將燃料與壓縮空氣混合。
5)渦輪增壓器
渦輪增壓器允許發動機吸入更多的空氣進入燃燒室，增加發動機的馬力。
6)壓後冷卻器
用於降低進氣溫度。
7)潤滑係統
的潤滑係統有以下主要用途:
- 清除發動機上的異物。
- 把活塞環和汽缸連接起來。
- 減少摩擦表麵的磨損和停止發作。
- 消除來自活塞和其他部件的熱量。
- 降低禁用摩擦阻力所需的功率。
在潤滑油潤滑係統中，柴油機各部件在高壓供油條件下進行潤滑。這種用來潤滑發動機部件的油儲存在一個油底殼裏。油泵用來泵出油並將其轉移到過濾器中。
通過過濾器後，油落入主廊道。主槽油用於潤滑主軸承。
軸承潤滑後，一部分油回到油底殼，一部分油用來潤滑氣缸壁，剩下的油進入曲柄銷。油通過連杆的孔從曲柄銷流到活塞銷，使活塞環潤滑。
8)冷卻係統
冷卻係統在發動機中有許多用途。冷卻係統的主要用途是:
- 它保持一個理想的溫度為最佳效率的發動機在所有情況下。
- 該係統保持了油品的潤滑性能。
- 它避免了多餘的熱量，防止了發動機零件如氣門、活塞、氣缸蓋和汽缸。
冷卻係統執行兩種冷卻:
- 水的冷卻
- 空氣冷卻
發動機氣缸通過水套環繞。這個護套裏有水，可以吸收汽缸裏的熱量。
水冷法有三種:
- 強製循環法
- 熱虹吸管的方法
- 非直接法或直接法
柴油機效率
柴油發動機因其高壓縮比而具有高效率。缺乏一個節流閥意味著很少的空氣交換損失，這消耗更少的燃料，特別是在中低負荷。由於這些原因，柴油發動機非常經濟。
根據魯道夫柴油,柴油機的實際生產力應該來自43.2%至50.4%或者更多。
最新的乘用車柴油發動機的實際效率可達43%，重型柴油公交車和卡車發動機的最高效率可達45%。但是，行駛周期的平均效率小於最大效率。
柴油機的最高效率約為55％，這可以實現一個大二衝程船用柴油機．
柴油循環發動機理論效率
柴油機的壓縮行程和動力行程是可逆絕熱的。因此，柴油循環的效率可以從定容和定壓過程中衡量。
柴油循環效率的計算公式如下:
正如我們討論的那樣，
完成工作=係統吸收的熱量-係統排出的熱量
效率為:
壓縮比(r)如下:
截止比率如下:
膨脹比如下:
計算完所有參數後，現在計算恒壓(1-2)的加熱過程，
因此，在絕熱壓縮(4-1)的情況下，
在絕熱膨脹(2-3)的情況下，
將T1的值代入式(v)和(iv)，
現在將T3 T2 T1的值代入(iii)式，
柴油機的種類
柴油機主要有兩種類型:
- 四衝程柴油機
- 二衝程柴油機
1) 2衝程柴油機
2衝程柴油發動機是一種壓縮點火發動機的類型，完成一個動力循環隻有兩個衝程的活塞。由於燃料的高度壓縮，它可以點燃燃料。
二衝程柴油機的優缺點:-
| 優勢 | 缺點 |
|---|---|
| 它們的重量很低。 | 二衝程柴油機怠速不穩定。 |
| 它們的成本很低。 | 這些發動機產生高汙染。 |
| 這些發動機可以在任何位置工作。 | 噪音很大。 |
| 這些IC發動機易於啟動。 | 它們有很高的振動。 |
| 它們有一個簡單的機製。 | 它們有清除問題。 |
| 它們需要較低的維護成本。 | 體積和熱效率低。 |
閱讀更多:二衝程發動機工作
2)四衝程柴油機
曲軸轉動兩轉或活塞轉動四衝程後，它完成一個動力循環。你可以在諸如公共汽車、長途汽車、拖拉機、汽車等重型車輛上找到這些發動機。
四衝程柴油機的優缺點:-
| 優勢 | 缺點 |
|---|---|
| 它具有很高的壓縮比。 | 這種柴油發動機成本很高。 |
| 與二衝程發動機相比，它具有更高的燃油效率。 | 它們的設計很複雜。 |
| 它們產生的汙染更少。 | 它們的動力不如二衝程發動機。 |
| 它們具有很高的耐用性。 | 這些發動機有更多的部件。 |
| 它們具有很高的燃油效率。 | 它們的重量很高。 |
閱讀更多:四衝程發動機工作
柴油機和汽油機的區別
| 柴油發動機 | 汽油發動機 |
|---|---|
| 柴油機按柴油循環工作。 | 汽油發動機在地麵上運轉奧托循環． |
| 這樣效率更高。 | 它的效率較低。 |
| 在重型汽車上，如公共汽車、拖拉機和小汽車等，它們就耗竭了。 | 它們通常在小型車輛如貨車和自行車等上消耗殆盡。 |
| 這些都很貴。 | 它們的成本很低。 |
| 柴油發動機使用柴油，這是非常昂貴的。 | 汽油發動機使用的汽油比較便宜。 |
| 它具有很高的壓縮比。 | 它的壓縮比相對較低。 |
| 這些設備有很高的維護和初始成本。 | 這些發動機的維護和初始成本很低。 |
| 柴油較難點燃。 | 汽油很容易點燃。 |
| 工作時噪音很大。 | 它產生的噪音更小。 |
| 柴油發動機耗油量低。 | 汽油發動機耗油量高。 |
柴油機的優點和缺點
柴油機的優缺點如下:
柴油機的優點
- 使用壓縮點火發動機的主要好處是直接在燃燒室內噴射燃料。它不需要火花塞燃燒。此外，氣體不需要操縱壓縮點火發動機的電源供應。
- 柴油機的效率比柴油機高SI引擎．
- 它有很高的速度。
- 它使用防煙閥來提高扭矩。如果隻在運行中減少SW和保護，則可以減少泵送和泵送能力，增加進口通道的能力。HC和CO也可以被還原。
- 柴油發動機或壓縮點火發動機消耗的燃料也比SI引擎．
- 這種發動機耗油量低。
- 這些引擎與汽油發動機相比，需要較低的維護。
- CI發動機不需要火花塞來點燃燃料。
柴油機的缺點
- 這些引擎需要高壓縮比，以產生自動點火所需的條件
- 柴油發動機與普通發動機相比有很高的失事幾率汽油發動機．
- 如果這台發動機控製不當，就會在高溫條件下永久損壞其部件。
- 高壓縮比影響其性能。
- 這些引擎維護成本高。
- 柴油發動機的汽車比較貴。
- 柴油的價格比汽油高。
- 相比之下，這些都很貴火花點火發動機．
柴油機的應用
- 壓燃式發動機用於重型工業機械。
- IC發動機使用不同的動力壓縮機，泵，以及大型電機。
- 這些內燃機用在水力發電廠．
- 他們用with渦輪機生成電．
- 它們用來給船提供動力。
- 高速發動機用於驅動汽車、公共汽車、遊艇、卡車、拖拉機和不同的汽車。
- 它們也被用來為火車提供動力。
FAQ部分
柴油機好還是汽油機好?
柴油發動機比汽油發動機好，因為它排放的二氧化碳比汽油發動機少。柴油發動機比汽油發動機效率高，但成本高。
柴油發動機有很高的能力移動重物，因為它們比汽油發動機產生更多的扭矩。因此，柴油發動機最常用於重型車輛。
柴油發動機有什麼問題?
- 柴油發動機很難發動。
- 它們的成本很高。
- 重量級的
- 柴油發動機使用的是柴油，它比汽油燃料厚很多。因此，柴油被汙染的可能性很大。
柴油機在哪個循環中工作?
柴油機按柴油循環工作。
柴油機有哪些類型?
柴油機主要有以下兩種類型:
- 四衝程引擎
- 2-stroke引擎
柴油機有哪些部件?
柴油發動機有火花塞嗎?
柴油發動機沒有火花塞。原因是，在這種發動機中，由於空氣的高度壓縮而發生點火。
誰發明了柴油發動機?
魯道夫柴油在19世紀90年代發現了柴油發動機。
如果你把汽油加到柴油機裏會發生什麼?
柴油被設計成不需要任何外部熱源(如火花塞)就能點火，而汽油燃料沒有火花塞就不能點火。因此，如果你給你的柴油發動機加油，你的發動機就不會點燃它，發動機就啟動不了。
結論
柴油發動機在全世界使用最廣泛。它們受歡迎的原因是它們比汽油發動機．這些引擎用於為不同的重型車輛以及工業重型機械提供動力。
CI發動機消耗的燃料比普通發動機少汽油發動機．因此，柴油發動機比普通發動機有更高的功率和速度SI引擎．但與汽油發動機相比，這些發動機的成本很高。