柴油發(fā)動機解剖演示臺采用五十鈴4JB1發(fā)動機總成進行剖面處理，各部件齊全，剖面位置合理，能全面展示發(fā)動機內外部結構和部件的運動情況，適用于發(fā)動機原理和機械機構的教學。

一、實驗目的

柴油發(fā)動機結構與原理認識

二、實驗設備

柴油發(fā)動機解剖演示臺、萬用表等

三、實驗步驟

柴油機總體機構認識:

 

（1）固定件：氣缸蓋、氣缸套、機架、機座、主軸承等。

（2）運動件：活塞組件、連桿、曲軸。

（3）配氣機構：進氣閥、排氣閥、凸輪軸及其傳動機構等。

（4）起動系統(tǒng)：空氣瓶、起動控制閥、主起動閥、空氣分配器和氣缸起動閥等。

（5）燃油系統(tǒng)：主要包括噴油泵、噴油器等。

（6）冷卻系統(tǒng)：冷卻水泵、膨脹水箱、冷卻器等

（7）潤滑系統(tǒng)：潤滑油泵、滑油循環(huán)柜、滑油冷卻器等

（8）操縱系統(tǒng)：實現對柴油機進行起動、換向、調速、連鎖、安全保護和報警等操作而設置的專門執(zhí)行機構。

柴油機工作原理:

柴油機的基本工作原理是采用壓縮發(fā)火，使燃料在氣缸內部燃燒，以高溫、高壓的燃氣工質在氣缸中膨脹推動活塞作往復運動，再通過活塞-連桿-曲柄將往復運動變成曲軸的回轉運動，從而帶動工作機械。

  一個工作循環(huán)的五個過程：進氣、壓縮、燃燒、膨脹作功和排氣。

 用四個行程（曲軸回轉兩轉）完成一個工作循環(huán)的柴油機稱四沖程柴油機。曲軸與凸輪軸轉速之比為2/1。

一)、四沖程柴油機工作原理

圖1-2是四沖程柴油機的工作原理簡圖。

 

1．進氣行程

（1）作用：使氣缸滿新鮮空氣。

（2）進氣提前角：進氣閥開啟時曲柄與上止點之間的夾角。用α₁表示，α₁過大，則缸內壓力大可能產生廢氣倒流。

（3）進氣延遲角：進氣閥關閉時曲柄與下止點之間的夾角。用α₂表示，α₂過大，則壓縮行程變短。

一般增壓機的α₁、α₂均大于非增壓機。氣閥開啟的延續(xù)角約為220˚～250˚CA。

2．壓縮行程

（1）作用：①使燃燒過程的溫度升高，提高工作循環(huán)的熱效率②提高工質的溫度 和壓力，為冷車起動和著火作準備③使循環(huán)的工質得到更大的膨脹比，對活塞做更多的功。

（2）壓縮終點：Pc=3～6MPa； Tc=600～700℃。燃油自燃溫度為210~270℃。

（3）壓縮始點溫度過高對柴油機的影響

①空氣密度減小，充氣量減少，氧氣供給不足，燃燒不良。

②工作循環(huán)的平均溫度升高，燃燒室部件的平均溫度和熱負荷 高。

③易引起缸內提前發(fā)火。

3．膨脹行程

（1）作用：進行燃燒膨脹對外作功。

（2）P_Z=5～8MPa； T_Z=1400～1800℃。P_b= 0.3～0.6MPa， T_b= 600～700℃。

4．排氣行程

（1）作用：將做功后的廢氣排出缸外，為下一個循環(huán)充入新氣做準備。

（2）排氣提前角：排氣閥開啟時曲柄與下止點之間的夾角，用β₁表示。排氣閥提前開啟有兩個好處：①多排出廢氣②減少排氣耗功。但β₁過大，則膨脹功損失大。

（3）排氣延遲角：排氣閥關閉時曲柄與上止點之間的夾角。用β₂表示，β₂過大，則排氣管中的廢氣會倒流（活塞下行）。

一般增壓機的β₁、β₂均大于非增壓機。氣閥開啟的延續(xù)角約為230˚～260˚CA。

   進氣和排氣沖程均大于180˚CA。二壓縮與膨脹沖程均小于180˚CA。

 綜上所述，在四沖程柴油機中，要經歷進氣、壓縮、膨脹、排氣等四個行程才完成一個工作循環(huán)；與此相應的是曲軸回轉兩轉，即720˚曲軸轉角。而且，在四個行程中，只有膨脹行程才作功，其余三個行程都要消耗功。因此，在單缸柴油機中，必須有一個足夠大的飛輪來供給這三個行程所需的能量；而在多缸柴油機中，則藉助于其他氣缸膨脹作功過程來供給。

此外，柴油機由停車狀態(tài)進入工作狀態(tài)，必須藉助外源能量的驅動使其起動運轉，直至噴入氣缸的燃油自發(fā)火燃燒，柴油機才能自行運轉。

二)、氣閥重疊角

1．氣閥重疊角：進、排氣閥同時開啟的曲軸轉角。為α₁+β₂

作用：（1）在氣閥疊開期間，利用廢氣流動慣性的作用，在燃燒室內形成一定的低壓，造成抽吸新鮮空氣的有利條件，將新氣吸入氣缸。（2）利用吸入的新氣更好地把廢氣掃出氣缸。（3）利用新氣對燃燒室部件進行冷卻。

2．燃燒室掃氣：利用排出廢氣的抽吸作用，通過進氣閥向氣缸內充入新鮮空氣，新氣充入后又更好地把廢氣掃出。在氣閥疊開期間，進氣管、氣缸、排氣管是相通的。四沖程機均有一定的氣閥重疊角，而且增壓柴油機的氣閥重疊角均大于非增壓機。一般非增壓機為25˚～50˚ CA，增壓機為80˚～130˚CA。

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