船用柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理介紹
船用柴油機(jī)是怎樣工作的？
柴油機(jī)是一種內(nèi)燃機(jī)，通過(guò)把燃油噴入高溫高壓的燃燒室而發(fā)火。船用柴油機(jī)是一種在船上使用的柴油機(jī)。其工作原理如下： 一定量的新鮮空氣被吸入或泵入汽缸并被運(yùn)動(dòng)的活塞壓縮至很高的壓力。空氣被壓縮時(shí)，溫度升高，便點(diǎn)燃噴入汽缸的油霧。燃油的燃燒增加了缸內(nèi)空氣的熱量，使空氣膨脹并迫使發(fā)動(dòng)機(jī)活塞對(duì)曲軸做功，隨之驅(qū)動(dòng)螺旋槳。兩次噴油期間的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程叫一個(gè)工作循環(huán)。它由一些程序固定的過(guò)程組成。這個(gè)循環(huán)可在兩個(gè)行程或四個(gè)行程內(nèi)完成。四沖程柴油機(jī)的工作循環(huán)需四個(gè)獨(dú)立的活塞行程，即吸氣，壓縮，膨脹和排氣。如果我們把吸氣和排氣行程與壓縮和膨脹行程結(jié)合起來(lái)，四沖程柴油機(jī)就變成了二沖程柴油機(jī)。二沖程循環(huán)從活塞離開其行程底部，即下止點(diǎn)（BDC）向上運(yùn)行開始，氣缸側(cè)面的進(jìn)氣口即掃氣口是打開的，排氣口也是打開的。經(jīng)壓縮的新鮮空氣充入氣缸，通過(guò)排氣口將上一行程的殘氣吹出。 當(dāng)活塞上行至其行程的1/5時(shí)，關(guān)閉進(jìn)，排氣口，隨后空氣在活塞上行中被壓縮。當(dāng)活塞上行到行程底部，即上止點(diǎn)（TDC）時(shí)空氣的壓力和溫度都上升到很高的數(shù)值。此時(shí)噴油器把很細(xì)的油霧噴入灼熱的空氣中，燃燒開始，在氣體中產(chǎn)生更高的壓力。 隨著高壓氣體的膨脹，活塞被推動(dòng)下行直到它打開排氣口，燃燒過(guò)的氣體開始排出，活塞繼續(xù)下行直到它打開進(jìn)氣口，另一個(gè)循環(huán)開始。
在二沖程柴油機(jī)中，曲軸轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生一個(gè)動(dòng)力行程，即做功行程；而在四沖程柴油機(jī)中，曲軸轉(zhuǎn)兩周才產(chǎn)生一個(gè)動(dòng)力行程。這就是為什么從理論上說(shuō)二沖程柴油機(jī)能產(chǎn)生相同尺寸的四沖程柴油機(jī)的兩倍功率。然而，掃氣不充分和其他損失使這一優(yōu)勢(shì)降到大約1.8倍。 在船上，每種柴油機(jī)都有他的應(yīng)用。低速（即90~120 r/min）主推進(jìn)柴油機(jī)以二沖程工作。在此低速時(shí)，機(jī)槳間不需減速箱。四沖程柴油機(jī)（通常以中速運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速在250~750r/min）用于發(fā)電機(jī)，并且有時(shí)作推進(jìn)主機(jī)，用減速箱提供90~120 r/min的速度。
工作循環(huán) 柴油機(jī)可設(shè)計(jì)成以二沖程循環(huán)或四沖程循環(huán)工作，二者解釋如下：
四沖程循環(huán) 典型的兩轉(zhuǎn)四沖程循環(huán)的過(guò)程。通常從上止點(diǎn)（TDC，發(fā)火）開始繪制，從上止點(diǎn) （TDC，掃氣）開始解釋。上止點(diǎn)又叫內(nèi)止點(diǎn)。
沿該順時(shí)針看，開始時(shí)進(jìn)，排氣閥都是打開的（所有現(xiàn)代四沖程柴油機(jī)均有氣閥機(jī)構(gòu)）。如果柴油機(jī)是自然換氣或帶有徑流增壓氣的小型高速機(jī)，氣閥的重疊時(shí)間，即兩氣閥同時(shí)開啟的時(shí)間將很短。排氣閥將在上止點(diǎn)后（ATDC）10º左右關(guān)閉。
推進(jìn)柴油機(jī)和絕大多數(shù)1000r/min以下運(yùn)轉(zhuǎn)的輔助發(fā)電柴油機(jī)幾乎都采用渦輪增壓，并設(shè)計(jì)成在這一時(shí)刻讓大量的掃氣空氣貫穿流動(dòng)以控制適當(dāng)?shù)娜~片溫度。在這種情況下，排氣閥將保持開啟直至上止點(diǎn)后50~60º關(guān)閉。隨著活塞在其吸氣行程向外或下止點(diǎn)下行，它將吸入大量新鮮空氣。為使吸入空氣量達(dá)到最大，并補(bǔ)償因閥落座造成的開啟量減少或吸氣慣性作用，進(jìn)氣閥保持開啟，直到下止點(diǎn)后大約25~30º（145~155ºBTDC）。這一過(guò)程稱之為進(jìn)氣閥關(guān)閉。充入的空氣然后被上行的活塞壓縮至大約550ºC。依柴油機(jī)的型號(hào)和轉(zhuǎn)速而定，大約在10º~20ºBTDC，噴油器噴入精細(xì)霧化的燃油。噴入的燃油在2~7º內(nèi)著火（也依機(jī)型而定），活塞在膨脹行程下行，在30~50º的期間內(nèi)燃燒?；钊倪\(yùn)動(dòng)通常有利于誘導(dǎo)空氣助燃。
