将一種能量改變為機械能的機器，叫做發動機。各種發動機依照動力不同，可分為：風力發動機（簡稱風力機）；水力發動機（簡稱水力機）；熱力發動機（簡稱熱機）等。把燃料焚燒所發生的熱能轉化為機械能的發動機統稱做熱機，如蒸汽機、柴油機等。根據燃料進行焚燒進程所處的地址不同，熱機可分為外燃機和内燃機兩大類。

燃料在發動機外部進行焚燒的熱機，叫做外燃機。如蒸汽機（往複式）、汽輪機（回轉式）等。

燃料直接在發動機内部進行焚燒的熱機叫做内燃機。如柴油機、汽油機、天然氣機等。

内燃機便是使用燃料焚燒後發生的熱能來做功的。柴油發動機是一種内燃機，它是柴油在發動機汽缸内焚燒，發生高溫高壓氣體，通過活塞連杆和和曲軸組織轉化為機械動力。

一、活塞式内燃機作業原理

把柱塞裝在一個一端封閉的圓筒内，柱塞頂面與圓筒内壁構成一個封閉空間，如果用一個推杆将柱塞和一個輪子連接起來，則柱塞移動時，便通過推杆推進輪子旋轉，然後把空氣所得到的熱能轉化為推進輪子旋轉的機械能。

内燃機的作業進程，便是依照必定的規律，不斷地将燃料和空氣送入氣缸，并在氣缸内着火焚燒，放出熱能。燃氣在吸收熱能後發生高溫高壓，推進着活塞作功，将熱能轉化為機械能。

它是由一個獨立的發動機所構成。作業時燃料和空氣直接送到發動機的氣缸内部進行焚燒，放出熱能，構成高溫、高壓的燃氣，推進活塞移動。然後通過曲柄連杆組織對外輸出機械能。

1.氣缸體2.噴油器3.進氣門

4.排氣門5.活塞6.連杆7.曲軸

二、内燃機的機械傳動組織

在往複式内燃機中，曲柄連杆組織的作用是将活塞的往複直線運動變成曲軸的旋轉運動，以完結熱能和機械能的相互改變。

它是由活塞1、連杆3和曲軸4等構成。

活塞隻能沿氣缸直線往複運動。曲軸是由兩個中心線在一直線上的軸所構成。其間一個軸安置在機體中心孔内，稱做主軸。主軸隻能在機體座孔内繞本身中心線滾動。另一軸通過曲柄與主軸連接在一起，稱做連杆軸。它繞着主軸進行旋轉。連杆為兩頭帶有孔的一直杆，一端與活塞相連；另一端與連杆軸相連，它跟着活塞移動和曲軸旋轉而進行搖擺。

當活塞往複運動時，通過連杆推進曲軸繞主軸中心發生旋轉運動。活塞移動與曲軸滾動是相互牽連在一起的。因而，活塞移動方位與曲軸滾動方位是相對應的。

三、單缸四沖程柴油機作業原理

活塞接連運行四個沖程（即曲軸旋轉兩周）的進程中，完結一個作業循環（進氣—緊縮—焚燒脹大—排氣）的柴油機，叫做四沖程柴油機。

為了更清楚地表明出氣缸内氣體壓力随容積的變化情況，圖1-6-5繪出了單缸四沖程柴油機的示功圖。圖中橫座标表明氣缸容積，從座标表明氣缸的絕對壓力。圖中的水平虛線，表明絕對壓力為大氣壓（亦即1公斤/厘米2）。Vc、Vh别離表明焚燒室容積與氣缸作業容積。

下面對照單缸四沖程柴油機作業進程示意圖和示功圖，來闡明它的作業進程9指非增壓柴油機）。

榜首沖程——進氣進程活塞從上死點移動到下死點。這時進氣門翻開，排氣門封閉。

進氣進程開端時，活塞坐落死點方位。氣缸内（焚燒室）殘留着前次循環未排淨的剩餘廢氣（圖中以小十字符号表明）。它的壓力稍高于大氣壓力，約為1.1～1.2公斤/厘米。

當曲軸旋轉時，通過連杆帶動活塞向下移動，一起進氣門翻開。跟着活塞下移，氣缸内部容積增大，壓力随之減小，當壓力低于大氣壓力時，外部新鮮空氣開端被吸入氣缸。直到活塞移動到死點方位，氣缸内充滿了新鮮空氣。

在新鮮空氣進入氣缸的進程中，由于受空氣濾清器、進氣管、進氣門等阻力的影響，使進氣終了時氣缸内的氣體壓力略低于大氣壓，約為0.8～0.9公斤/厘米2，又因空氣從高溫的剩餘廢氣和焚燒室壁吸收熱量，故溫度可達35～50℃。

應當指出，實踐柴油機進氣門都是在活塞坐落死點前提早翻開，而且延遲到下死點後才封閉。原因是：若進氣進程開端活塞下移時，進氣門剛開端翻開而不能當即開足，便形成氣缸内發生部分真空，使活塞下行時發生較大的阻力。因而進氣門要提早在上死點前便翻開，則活塞開端由上死點下行時，進氣門已開到最大方位，确保空氣順暢進入氣缸，然後減小活塞的下行阻力。進氣進程中，空氣沿進氣管被吸入氣缸時，氣流發生慣性作用，若使氣門推遲到下死點後封閉，雖然活塞已開端上行，仍可以充分使用氣流的活動慣性，使一部分新鮮空氣進入氣缸，以确保吸入更多的空氣。由于進氣門早開遲關，所以實踐柴油機的進氣進程都大于180°曲軸轉角，一般為220°～240°。

第二沖程——緊縮進程活塞由下死點移動到上死點，在這期間，進、排氣門悉數封閉。

緊縮進程開端時，活塞坐落下死點。曲軸在飛輪慣性作用下帶動旋轉，通過連杆推進活塞向上移動。氣缸内容積逐步減小，新鮮空氣被緊縮，壓力和溫度跟着升高。

為了完結高溫氣體點燃柴油的意圖，柴油機都具有較大的緊縮比，使緊縮終了時，氣缸内氣體溫度比柴油的自燃溫度高出200～300℃，即500～750℃（柴油的自燃溫度約為200～300℃），而壓力約炒30～50公斤/厘米2。

為了充分使用燃料焚燒所發生的熱能，要求焚燒進程可以在活塞移動到上死點略後方位敏捷完結，以使焚燒後的氣體充分脹大多做功，使柴油機功率提高。但是，由于燃料噴入氣缸内時，有必要通過必定的着火預備階段，才幹完結焚燒（詳見本書第六章第二節）。因而，實踐柴油機作業中，在緊縮沖程結束前（約在上死點前10°～35°），開端将燃料噴入氣缸内。在示功圖上，m點表明噴油開端時刻。

第三沖程——焚燒脹大進程活塞又從上死點移動到下死點。此時，進、排氣門仍然都封閉着。噴入氣缸内的燃料在高溫空氣中着火焚燒，發生大量熱能，使氣缸内的溫度、壓力急劇升高。高溫、高壓氣體推進活塞向下移動，通過連杆，帶動曲軸滾動。因為隻有這一行程才完結熱能轉化為機械能，因而，一般把該行程叫做作業行程。

在焚燒與脹大進程中，氣缸内氣體的最高溫度可達1700～2000℃，最高壓力為60～90公斤/厘米2。跟着活塞被推進着下移，氣缸容積逐步增大，氣體随之逐步減小數點。示功圖的c—z—b線表明出這一進程中氣缸容積與壓力變化的情況。在這一曲線上，幾乎筆直的c—z線段，表明出燃料急劇焚燒時壓力的升高程度。z點表明焚燒壓力Pz（又稱做最大爆發壓力）。

第四沖程——排氣進程活塞又從下死點移動到上死點。此時，排氣門翻開，進氣門封閉。

排氣進程開端時，活塞坐落下死點，氣缸内充滿着燃料并脹大作功的廢氣。排氣門翻開後，廢氣跟着活塞上移，被排出氣缸之外。

焚燒脹大終了時，氣缸内的氣體還具有較大的壓力，如果排氣門在下死點方位時才翻開，而不能瞬時刻開足便影響廢氣及時的排出，氣缸内的壓力也不能敏捷下降，使活塞向上運動遭到很大的阻力，消耗較多的能量。因而，在實踐柴油機作業中，排氣門都在活塞移動到下死點前提早翻開（一般在下死點前40°～60°）。這樣可使廢氣在較大的壓差下，自行流出氣缸，使氣缸内的壓力敏捷下降。大大減小活塞上移的阻力，下降排氣進程的消耗功。

當活塞上移到上死點時，排氣門并不立刻封閉，而要推遲到進氣進程開端後。如前所述，因為進氣門提早在排氣進程結束前翻開，這樣便構成進、排氣門一起開啟的一段重合時刻。在某種情況下（例如增壓），還可以使用新鮮空氣将殘存在氣缸内的廢氣排出去，使氣缸内充填更多的新鮮空氣。

曲軸依托盡輪滾動的慣性作用繼續旋轉，上述各進程又重複進行。如此周期循環地作業，完結柴油機接連不斷地作業。

四沖程汽油機的作業進程，與四沖程柴油機的作業進程是一樣的。汽油機與柴油機的首要區别在于：

四、柴油機發動機的結構

柴油機由機體、曲軸連杆組織、配氣組織、燃油體系、光滑體系、冷卻體系、發動體系等組成。

1．機體組件：包含機體（氣缸—曲軸蓋）、氣缸套、氣缸蓋和油底殼等。這些零件構成了柴油機骨架，一切運動件和輔佐體系都支承在它上面。

2、曲軸連杆組織：氣缸内焚燒氣體的壓力推進曲軸連杆組織，并将活塞的直線運動變為曲軸的旋滾動力。首要部件有：氣缸曲軸箱、氣缸蓋、活塞、連杆、曲軸、飛輪等

3、配氣組織：當令向氣缸内提供新鮮空氣，并當令的排出氣缸中燃料焚燒後的廢氣。它由進氣門、排氣門、凸輪軸及其傳動零件組成。

4、燃油體系：燃料供應體系是依照内燃機作業是所要求的時刻，供應氣缸适量的燃料。它由燃油箱、燃油濾清器、油泵、噴油器等組成。

5、光滑體系：光滑體系是向柴油機各運動機件的沖突表面，不斷提供适量的光滑油。它由機油泵、機油濾清器、機油散熱器等組成。

6、冷卻體系：适當冷卻在高溫下作業的機件，使柴油機堅持正常的作業溫度。它由水泵、散熱器、水套、節溫器、電扇等組成。

7、發動體系：以外力滾動内燃機曲軸，使内燃機由靜止狀況轉入作業狀況的設備。由蓄電池、發動馬達等組成。

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