膨胀过程
燃烧后直到活塞下行至排气阀打开 为膨胀过程。
柴油机热力循环和工作原理
总结： •二冲程柴油机每个工作循环曲轴转一转； •进气过程在下死点附近完成，压缩行程小于1800 （CA)，膨胀过程小于900（CA)，排气过程大于90 小于 1800（CA)； •进气过程包含在排气过程中，进气的同时还可 帮助排气，此称为扫气。
柴油机热力循环和工作原理
柴油机热力循环和工作循环，曲轴要回转两 转，每个工作循环中只有膨胀行程是对外做功的； •四冲程柴油机的进、排气阀的启闭都不正好在上下 止点，而是在上、下止点前后某一时刻，开启持续 角都大于1800（CA）； •提前开启和滞后关闭都是为了排气干净并增加空气 吸气量，减少排气耗功； •在上止点附近，进气阀和排气阀同时开启，叫做气 阀重叠角。
二冲程柴油机的扫气
A C B D C A D B
AB截面 CD截面
CD截面
AB截面
(a)
(b)
(c)
图1-13 横流、回流、半回流扫气示意图
图1-11 直流扫气示意图
柴油机热力循环和工作原理
弯流与直流扫气的比较
弯流扫气 换气质量
弯流换气质量差
直流扫气
直流换气质量好
气缸受热 受热不均匀，易产生变形 受热均匀，不易变
影响pi值的因素：（1）负荷即循环的供油量。 （2）缸内工质混合的完善程度（3）过量空气 系数（4）换气质量（5）燃烧质量 增压机pi＞非增压机；四冲程机pi＞二冲程 机；直流pi＞弯流 2．指示功率Ni 指示功率是指气缸内的工质在单位时间 内所作的指示功。
gi－指示燃油消耗率 ge－有效燃油消耗率
1．指示指标：是以缸内工质对活塞所作的功 为基础的指标，表征气缸内部工作情况，其优 劣取决于气缸内部实际工作循环进行的完善程 度（包括不完全燃烧、燃烧延迟、气体泄漏、 气缸壁传热损失等）。 2 ．有效指标：是以在柴油机输出轴上所得到 的有效功为基础的指标，它扣除了柴油机内的 一切损失，其优劣取决于工作循环进行的完善 程度外，还得取决于机械损失的大小。
柴油机热力循环和工作原理
二冲程柴油机的换气形式
换气形式 特点
简单横流扫气 进排气口为与气缸中心线的两侧 回流式扫气 半回流扫气 直流式扫气 进排气口在气缸下部同一侧且排气口在进气口 的上方 进气口布置在排气口的下方及两侧，气流在气 缸内兼有横流与回流的特点 气缸下部均布一圈进气口，在气缸盖上有排气 阀
因此平均指示压力pi是单位气缸工作容积每一 工作循环的指示功。它的数值与气缸工作容积 的大小无关。因此可以用pi 来比较不同气缸 尺寸和不同类型的柴油机的做功能力——强化 程度。pi 值大，表明其单位气缸工作容积的 做功能力大，柴油机气缸工作容积利用程度大。 喷入的燃油量相同时，pi 值大表明其工作循 环进行得比较完善。所以pi 是评定柴油机工 作循环动力性的重要指标。
相同尺寸和转速时，二冲程功率为 四冲程1.6－1.8倍； 二冲程柴油机较均匀均匀
二冲程柴油机较简单 二冲程柴油机较差 二冲程柴油机较高
各自优越性
提高功率方面，二冲程机优越； 提高强化程度方面，四冲程机优越
增压柴油机的基本工作原理
1．概念： 在气缸容积不变的情况下， 通过提高进气压力来提高柴油机功率 的方法。 2．增压方式：（按增压器所利用能 量不同） （1）机械增压（2）废气涡轮增压 （3）复合增压 3．增压压力分类 （1）低增压 PK≤0.17MPa (2)中增压0.17MPa＜PK≤0.25MPa （3）高增压0.25MPa＜PK≤0.35MPa （4）超高增压PK＞0.35MPa
柴油机热力循环和工作原理
特别要求： •一定要理解为什么二冲程柴油机 一个工作循环，曲轴转一转； •会分析二冲程柴油机的定时圆图； •思考二冲程柴油机的压缩比与四 冲程柴油机有何不同？
柴油机热力循环和工作原理
柴油机热力循环和工作原理
二冲程柴油机与四冲程柴油机的比较
功率比较
回转均匀性 维修保养 换气质量 热负荷
模块一 柴油机基本知识
教学目标： 1、具有柴油机基本知识、基本工作原理的能力； 2、具有认识柴油机总体机构的能力； 3、具有分析柴油机性能指标、工作参数的能力。 重点：二冲程、四冲程柴油机的工作原理及性能比 较，分类、基本概念。 难点：定时圆图、各性能指标的理解。
2.柴油机热力循环和工作原理
四冲程柴油机工作原理
进气行程
压缩行程
燃烧和 膨胀行程 排气行程
进气阀一般在活塞到达上止点前打开， 下止点后延迟关闭，进气持续角 220－2500（CA) 自进气阀关闭开始压缩，到上止点 为止，压力增高到3－6MPa，温度升高 到600－700℃，持续140－1600（CA) 自上止点附近开始燃烧，只到活塞到 下止点前结束，压力最高升到15MPa， 温度最高升到1800℃ 自排气阀在膨胀行程末提前打开， 到上止点后关闭为止，持续约 230－ 1600（CA)
形
可维修性
结构简单，维修方便
结构复杂，维修较 困难
单元四 拓展性理论知识
一、柴油机的性能指标和工作参数 （一）、动力性和经济性指标 柴油机的主要性能指标包括动力性和经济性两个方面 的指标。动力性和经济性指标又可以分成指示指标和 有效指标两类。 指示指标 动力性 pi－平均指示压力 Ni－指示功率 经济性 ηi－指示热效率 有效指标 pe－平均有效压力 Ne－有效功率 ηe－有效热效率
柴油机热力循环和工作原理
柴油机热力循环和工作原理
二冲程柴油机工作原理 （二冲程柴油机都采用废气涡轮增压的方 法提高进气压力） 活塞下行，排气口打开，一段时间后，
排、扫气过程
压缩和燃烧
进气口打开，直到活塞到BDC后又上行， 之后进气口先关闭，排气口再关闭。 自排气口关闭后直到上止点为压缩过程， 上止点附近燃烧完毕。
(二)、指示指标
1．平均指示压力pi 平均指示压力pi：是一个假想的作用在活塞上 的数值不变的压力，它推动活塞一个行程所作 的功与一个工作循环的指示功Li相等。即： Li pi FS （N· m或J）
式中：pi——平均指示压力，Pa； F——活塞面积，m2； S——活塞行程，m； VS——气缸工作容积，m3。