船用柴油机发动机工作原理维修技术介绍

船用柴油机是怎样工作的？

       柴油机是一种内燃机，通过把燃油喷入高温高压的燃烧室而发火。船用柴油机是一种在船上使用的柴油机。其工作原理如下： 一定量的新鲜空气被吸入或泵入汽缸并被运动的活塞压缩至很高的压力。空气被压缩时，温度升高，便点燃喷入汽缸的油雾。燃油的燃烧增加了缸内空气的热量，使空气膨胀并迫使发动机活塞对曲轴做功，随之驱动螺旋桨。两次喷油期间的运转过程叫一个工作循环。它由一些程序固定的过程组成。这个循环可在两个行程或四个行程内完成。四冲程柴油机的工作循环需四个独立的活塞行程，即吸气，压缩，膨胀和排气。如果我们把吸气和排气行程与压缩和膨胀行程结合起来，四冲程柴油机就变成了二冲程柴油机。二冲程循环从活塞离开其行程底部，即下止点（BDC）向上运行开始，气缸侧面的进气口即扫气口是打开的，排气口也是打开的。经压缩的新鲜空气充入气缸，通过排气口将上一行程的残气吹出。 当活塞上行至其行程的1/5时，关闭进，排气口，随后空气在活塞上行中被压缩。当活塞上行到行程底部，即上止点（TDC）时空气的压力和温度都上升到很高的数值。此时喷油器把很细的油雾喷入灼热的空气中，燃烧开始，在气体中产生更高的压力。 随着高压气体的膨胀，活塞被推动下行直到它打开排气口，燃烧过的气体开始排出，活塞继续下行直到它打开进气口，另一个循环开始。

      在二冲程柴油机中，曲轴转一周产生一个动力行程，即做功行程；而在四冲程柴油机中，曲轴转两周才产生一个动力行程。这就是为什么从理论上说二冲程柴油机能产生相同尺寸的四冲程柴油机的两倍功率。然而，扫气不充分和其他损失使这一优势降到大约1.8倍。 在船上，每种柴油机都有他的应用。低速（即90~120 r/min）主推进柴油机以二冲程工作。在此低速时，机桨间不需减速箱。四冲程柴油机（通常以中速运转，转速在250~750r/min）用于发电机，并且有时作推进主机，用减速箱提供90~120 r/min的速度。

      工作循环 柴油机可设计成以二冲程循环或四冲程循环工作，二者解释如下：

      四冲程循环 典型的两转四冲程循环的过程。通常从上止点（TDC，发火）开始绘制，从上止点 （TDC，扫气）开始解释。上止点又叫内止点。

沿该顺时针看，开始时进，排气阀都是打开的（所有现代四冲程柴油机均有气阀机构）。如果柴油机是自然换气或带有径流增压气的小型高速机，气阀的重叠时间，即两气阀同时开启的时间将很短。排气阀将在上止点后（ATDC）10º左右关闭。

推进柴油机和绝大多数1000r/min以下运转的辅助发电柴油机几乎都采用涡轮增压，并设计成在这一时刻让大量的扫气空气贯穿流动以控制适当的叶片温度。在这种情况下，排气阀将保持开启直至上止点后50~60º关闭。随着活塞在其吸气行程向外或下止点下行，它将吸入大量新鲜空气。为使吸入空气量达到最大，并补偿因阀落座造成的开启量减少或吸气惯性作用，进气阀保持开启，直到下止点后大约25~30º（145~155ºBTDC）。这一过程称之为进气阀关闭。充入的空气然后被上行的活塞压缩至大约550ºC。依柴油机的型号和转速而定，大约在10º~20ºBTDC，喷油器喷入精细雾化的燃油。喷入的燃油在2~7º内着火（也依机型而定），活塞在膨胀行程下行，在30~50º的期间内燃烧。活塞的运动通常有利于诱导空气助燃。