柴油發(fā)電機組四沖程柴油機的工作原理如下:
1、進氣過程如圖1-a所示,活塞從上止點向下止點移動,這時在配氣機構(gòu)的作用下進氣門打開,排氣門關(guān)閉。由于活塞氣缸內(nèi)容積增大,壓力降低,新鮮空氣經(jīng)空氣濾清器、進氣管不斷吸入氣缸。由于進氣系統(tǒng)存在阻力,使進氣終了氣缸內(nèi)的氣體壓力低于大氣壓力P0(約78~91KPA),溫度為320~340K。
2、壓縮過程如圖1-b所示,活塞由下止點向上止點移動,這時時、排氣門關(guān)閉。氣缸內(nèi)容積不斷減少,氣體被壓縮,其溫度和壓力不斷提高。壓縮終了時氣體壓力可達3~5MPA,溫度高達750~1000K,為噴入氣缸內(nèi)的柴油蒸發(fā)、混合和燃燒創(chuàng)造條件。
3、做功過程如圖1-c所示,在壓縮過程即將終了時,噴油器將柴油以細小的油霧噴入氣缸,在高溫、高壓和高速氣流作用下很快蒸發(fā),與空氣混合,形成混合氣。并在高溫下自動著火燃燒,放出大量的熱量,使氣缸中氣體溫度和壓力急劇上升。氣體的zui大壓力可達6~9MPA,zui高溫度可達1800~2000K,高壓氣體膨脹推動活塞由上止點向下止點移動,從而使曲軸旋轉(zhuǎn)對外做功。由于噴油和燃燒要持續(xù)一段時間,所以雖然活塞開始下移,但此時還有噴入的燃料繼續(xù)燃燒放熱,氣缸內(nèi)的壓力并沒有明顯下降,隨著活塞下移,氣缸內(nèi)的溫度和壓力才逐漸下降。做功行程結(jié)束時,壓力約為0.2~0.5MPA。
4、排氣過程如圖1-d所示,做功過程結(jié)束后,排氣門打開,進氣門關(guān)閉。活塞在曲軸的帶動下由下止點向上止點運動。燃燒過的廢氣便壓力差和活塞上行的排擠,迅速從排氣門排出。由于排氣系統(tǒng)有阻力,因此,排氣終了時,氣缸內(nèi)廢氣壓力略高于大氣壓力。氣缸內(nèi)殘余廢氣的壓力約為0.105~0.12MPA,溫度約為700~900K。
活塞經(jīng)過上述四個連續(xù)過程后,便完成了一個工作循環(huán)。當排氣過程結(jié)束后,柴油機曲軸依靠飛輪轉(zhuǎn)動的慣性作用仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn),上述四個過程又重復進行。如此進行一個又一個的工作循環(huán),使柴油機連續(xù)不斷地運轉(zhuǎn)帶動工作機械做功。