柴油四缸发动机 水泵工作原理
柴油四缸发动机水泵工作原理：
柴油机水泵是气流只能一个方向流动而不能反向流动的方向控制阀。其工作原理与液压消防泵一样。压缩空气从口进入，克服弹簧力和摩擦力使消防泵阀口开启，压缩空气从P流至A；当P无压缩空气时，在弹簧力和A(腔)余气力作用下，柴油机水泵阀口处于关闭状态，使从A至P气流不通。柴油机水泵应用于不允许气流反向流动的场合，如空压机向气罐充气时，在空压机与气罐之间设置一柴油机水 泵，当空压机停止工作时，可防止气罐中的压缩空气回流到空压机。
简而言之，就是柴油发电机驱动发电机运转。在汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为‘作功’。
各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与柴油发电机曲轴同轴安装，就可以利用柴油发电机的旋转带动发电机的转子，利用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。
柴油机的基本结构：由气缸、活塞、气缸盖、进气门、排气门、活塞销、连杆、曲轴、轴承和飞轮等构件构成。
扩展资料
柴油发动机的优点是扭矩大、经济性能好。柴油发动机的每个工作循环也经历进气、压缩、做功、排气四个行程。但由于柴油机用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸发，而其自燃温度却较汽油低，因此可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。
不同之处主要是，柴油发动机气缸中的混合气是压燃的，而不是点燃的。柴油发动机工作时进入气缸的是空气，气缸中的空气压缩到终点时，温度可达500-700℃，压力可达40—50个大气压。
活塞接近上止点时，发动机上的高压泵以高压向气缸中喷射柴油，柴油形成细微的油粒，与高压高温的空气混合，柴油混合气自行燃烧，猛烈膨胀，产生爆发力，推动活塞下行做功，此时的温度可达1900-2000℃，压力可达60-100个大气压，产生的扭矩很大，所以柴油发动机广泛的应用于大型柴油汽车上。
参考资料来源：百度百科-柴油发动机
参考资料来源：百度百科-柴油发电机
通过活塞的两个冲程完成一个工作循环的柴油机称为二冲程柴油机，油机完成一个工作循环曲轴只转一圈，与四冲程柴油机相比，它提高了作功 能力，在具体结构及工作原理方面也存在较大差异。
二冲程柴油机与四冲程柴油机基本结构相同，主要差异在配气机构方面。二冲
程柴油机没有进气阀，有的连排气阀也没有，而是在气缸下部开设扫气口及排气口；
或设扫气口与排气阀机构。并专门设置一个由运动件带动的扫气泵及贮存压力空气
的扫气箱，利用活塞与气口的配合完成配气，从而简化了柴油机结构。
图是二冲程柴油机工作原理图。扫气泵附设在柴油机的一侧，它的
转子由柴油机带动。空气从泵的吸入吸入，经压缩后排出，储存在具有较大容积的
扫气箱中，并在其中保持一定的压力。现以图说明二冲程柴油机的工作
原理。
燃烧膨胀及排气冲程：
燃油在燃烧室内着火燃烧，生成高温高压燃气。活塞在燃气的推动下，由上止点
向下运动，对外作功。活塞下行直至排气口打开（此时曲柄在点位置，此时燃气
膨胀作功结束，气缸内大量废气靠自身高压自由排气，从排气口排人到排气管。
当气缸内压力降至接近扫气压力时（一般扫气箱中的扫气压力为0
12，下行活塞把扫气口3打开（此时曲柄在点4的位置，扫气空气进入气缸，
同时把气缸内的废气经排气口赶出气缸。活塞运行到下止点，本冲程结束，但扫气
过程一直持续到下一个冲程排气口关闭（此时曲柄在点位置为止。
·4· 342 第三篇船舶柴油机检修图二冲程柴油机工作原理示意图
扫气及压缩冲程：
活塞由下止点向上移动，活塞在遮住扫气口之前，由扫气泵供给储存在扫气箱
内的空气，通过扫气口进入气缸，气缸中的残存废气被进入气缸的空气通过排气口
扫出气缸。活塞继续上行，逐渐遮住扫气口，当扫气口完全关闭后（此时曲柄在点
位置，空气停止充人，排气还在进行，这阶段称为“过后排气阶段”。排气口关闭时
（此时曲柄在点位置，气缸中的空气就开始被压缩。当压缩至上止点前点时，
喷油器将燃油喷人气缸，与高温高压的空气相混合，随即在上止点附近发火，自行着
火燃烧。本冲程结束，并与前一冲程形成一个完整的工作循环。
二冲程柴油机示功图见图，其中，为喷油始点，为活塞上止点，为
燃烧终点。
二冲程柴油机与四冲程柴油机相比具有一些明显优点，当然也存在本身固有的
缺点。
2、四冲程柴油机的工作原理
柴油机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的，这四个过程构成了一个工作循环。活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机。现对照上面的动画了说明它的工作理原。
一. 进气冲程
第一冲程——进气，它的任务是使气缸内充满新鲜空气。当进气冲程开始时，活塞位于上止点，气缸内的燃烧室中还留有一些废气。
当曲轴旋转肘，连杆使活塞由上止点向下止点移动，同时，利用与曲轴相联的传动机构使进气阀打开。
随着活塞的向下运动，气缸内活塞上面的容积逐渐增大：造成气缸内的空气压力低于进气管内的压力，因此外面空气就不断地充入气缸。
进气过程中气缸内气体压力随着气缸的容积变化的情况如动画所示。图中纵坐标表示气体压力P，横坐标表示气缸容积Vh(或活塞的冲S)，这个图形称为示功图。图中的压力曲线表示柴油机工作时，气缸内气体压力的变化规律。从土中我们可以看出进气开始，由于存在残余废气，所以稍高于大气压力P0。在进气过程中由于空气通过进气管和进气阀时产生流动阻力，所以进气冲程的气体压力低于大气压力，其值为0.085～0.095MPa，在整个进气过程中，气缸内气体压力大致保持不变。
当活塞向下运动接近下止点时，冲进气缸的气流仍具有很高的速度，惯性很大，为了利用气流的惯性来提高充气量，进气阀在活塞过了下止点以后才关闭。虽然此时活塞上行，但由于气流的惯性，气体仍能充人气缸。
二. 压缩冲程
第二冲程——压缩。压缩时活塞从下止点间上止点运动，这个冲程的功用有二，一是提高空气的温度，为燃料自行发火作准备：二是为气体膨胀作功创造条件。当活塞上行，进气阀关闭以后，气缸内的空气受到压缩，随着容积的不断细小，空气的压力和温度也就不断升高，压缩终点的压力和湿度与空气的压缩程度有关，即与压缩比有关，一般压缩终点的压力和温度为：Pc＝4～8MPa,Tc＝750～950K。
柴油的自燃温度约为543—563K，压缩终点的温度要比柴油自燃的温度高很多，足以保证喷入气缸的燃油自行发火燃烧。
喷入气缸的柴油，并不是立即发火的，而且经过物理化学变化之后才发火，这段时间大约有0.001～0.005秒，称为发火延迟期。因此，要在曲柄转至上止点前10～35°曲柄转角时开始将雾化的燃料喷入气缸，并使曲柄在上止点后5～10°时，在燃烧室内达到最高燃烧压力，迫使活塞向下运动。
三. 燃烧膨胀冲程
第三冲程——燃烧膨胀。在这个冲程开始时，大部分喷入燃烧室内的燃料都燃烧了。燃烧时放出大量的热量，因此气体的压力和温度便急剧升高，活塞在高温高压气体作用下向下运动，并通过连秆使曲轴转动，对外作功。所以这一冲程又叫作功或工作冲程。
随着活塞的下行，气缸的容积增大，气体的压力下降，工作冲程在活塞行至下止点，排气阀打开时结束。
在动画中，工作冲程的压力变化这条线上升部分表示燃料在气缸内燃烧时压力的急剧升高，最高点表示最高燃烧压力Pz，此点的压力和温度为：
Pz＝6～15MPa， Tz＝1800～2200K
最高燃烧压力与压缩终点压力之比(Pz／Pc)，称为燃烧时的压力升高比， 用λ表示。根据柴油机类型的不同，在最大功牢时λ值的范围如下：λ＝Pz／Pc＝1.2～2.5。
四. 排气冲程
第四冲程——排气。排气冲程的功用是把膨胀后的废气排出去，以便充填新鲜空气，为下一个循环的进气作准备。当工作冲程活塞运动到下止点附近时，排气阀开起，活塞在曲轴和连杆的带动下，由下止点向上止点运动，并把废气排出气缸外。由于排气系统存在着阻力，所以在排气冲程开始时，气缸内的气体压力加比大气压力高0.025—0.035MPa，其温度Tb＝1000～1200K。为了减少排气时活塞运动的阻力，排气阀在下止点前就打开了。排气阀一打开，具有一定压力的气体就立即冲出缸外，缸内压力迅速下降，这样当活塞向上运动时，气缸内的废气依靠活塞上行排出去。为了利用排气时的气流惯性使废气排出得干净，排气阀在上止点以后才关闭。
在动画中，排气冲程曲线表示在排气过程中，缸内的气体压力几乎是不变的，但比大气压力稍高一些。排气冲程终点的压力Pr约为0.105～0.115MPa,残余废气的温度Pr约为850～960K。
由于进、排气阀都是早开晚关的；所以在排气冲程之末和进气冲程之初，活塞处于上止点附近时，有一段时间进、排气阀同时开起，这段时间用曲轴转角来表示，称为气阀重迭角。
排气冲程结束之后，又开始了进气冲程，于是整个工作循环就依照上述过程重复进行。由于这种柴油机的工作循环由四个活塞冲程即曲轴旋转两转完成的，故称四冲程柴油机。
在四冲程柴油机的四个冲程中，只有第三冲程即工作冲强才产生动力对外作功，而其余三个冲程都是消耗功的准备过程。为此在单缸柴油机上必须安装飞轮，利用飞轮的转动惯性，使曲轴在四个冲程中连续而均匀地运转。
喷油泵的吸油和压油，由柱塞在柱塞套内的往复运动来完成。当柱塞位于下部位置时，柱塞套上的两个油孔被打开，柱塞套内腔与泵体内的油道相通，燃油迅速注满油室。
当凸轮顶到滚轮体的滚轮上时，柱塞便升起。从柱塞开始间向上运动到油孔被柱塞上端面挡住前为止。在这一段时间内，由于柱塞的运动，燃油从油室被挤出，流向油道。所以这段升程称为预行程。当柱塞将油孔挡住时，便开始压油过程。柱塞上行，油室内油压急剧升高。当压力超过出油阀的弹簧弹力和上部油压时，就顶开出油阀，燃油压入油管送至喷油器。
柱塞套上的进油孔被柱塞上端面完全挡住的时刻称为理论供油始点。
柱塞继续向上运动时，供油也一直继续着，压油过程持续到柱塞上的螺旋斜边让开柱塞套回油孔时为止，当油孔一被打开，高压油从油室经柱塞上的纵向槽和柱塞套上的回油孔流回泵体内的油道。此时柱塞套油室的油压迅速降低，出油阀在弹簧和高压油管中油压的作用下落回阀座，喷油器立即停止喷油。这时虽然柱塞仍继续上行，但供油已终止。
柱塞套上回油孔被柱塞斜边打开的时刻称为理论供油终点。
从上述的吸油和压油过程可见，在柱塞向上运动的整个过程中，只是中间一段行程才是压油过程，这一行程称为柱塞的有效行程。
2、油量调节
为了适应柴油机负载的要求，喷油泵的供油量必须能够在最大供油量(全负荷)到零供油量(停车)的范围内进行调节。
供油量的调节是通过齿杆、转动套使喷油泵的全部柱塞同时转动来实现的。
当柱塞转动时，供油开始时间不变，而供油终了时间，则由于柱塞斜边对柱塞套回油孔位置的改变而变更了。随着柱塞转动的角度不同，柱塞的有效行程也就不同，因而供油量也随之改变。
柱塞对于不供油位1转动的角度越大，则柱塞上端面到打开拄塞套回油孔的斜边距离也越大，供油量也就越大，若柱塞转动的角度较小，则断油开始较早，供油量也较小。当柴油机停车时必须断油，为此，可将柱塞上的纵向槽转到正对着柱塞套上回油孔。此时，在整个柱塞行程中，柱塞套内的燃油一直通过纵向槽、回油孔流回油道，没有压油过程，故供油量等于零。
因此，当柱塞转动时，利用改变供油量终点的时刻来调节供油量，这种方法称为供油终点调节法。
改变柱塞上斜边的位置，就可得到其它的调节方法。下图所示为三种油量调节方法的柱塞斜边形状。
（a）为上述的供油终点调节法。适宜应用在转速不变的柴油机上，也应用在船用增压柴油机上。
（b）为供应始点调节法。由于螺旋斜边向上倾斜，转动柱塞调节油量时，供油始点改变而供油终点不变。这种调节方法曾认为适用于直接带动螺旋桨的柴油机上，因为按推进特性运行时，负荷随转速而增加，喷油提前角也应增大。但是实际上在低负荷工作时不利，所以在增压比较高的船用柴油机已很少应用，仍希望采用第一种调节供油终点的方法。
（c）为供油始点和供油终点同时改变的方法。这种柱塞是通过适当的后移始点和提前终点来满足减小喷油量要求的，所以它能控制整个燃烧过程，不论在低、高负荷时均在止上点附近进行。这种调节方法适用于高增压和转速与负荷均变化的船用柴油机上。
在喷油泵油量调节机构中，除了上述的齿杆式油量控制机构之外，还有-种拨叉式油量控制机构。在柱塞下端有一个调节臂，调节臂的球头一端置于调节叉的槽内，调节叉是用锁紧螺钉固定在拉杆上，移动拉杆，调节叉就带动柱塞旋转，从而达到改变供油量的目的。它的优点是加工简单，易于修理，油泵外形尺寸小，我国2号系列泵就采用这种控制机构。
在上述喷油泵中，最关键的零件是柱塞。柱塞的结构形式很多，但其基本结构如图：
柱塞上的斜槽(控油边)形状有螺旋线型（b和d)和直线型(a和c)。直线型斜槽的柱塞通过中心孔回油，具有加工简单等优点，我国2号系列泵就采用这种形式的柱塞。
柱塞上的螺旋槽或直线斜槽，按其倾斜方向，可分为右旋(c和d)和左旋(a和b)。螺旋槽方向可用左右手法则判定。螺旋槽的旋向与控制齿杆的移动方向或布置有关。右旋向的螺旋槽，向左转动时供油量减少，因此应用在整体泵右侧安装调速器的喷油泵中。而左侧安装调速器的喷油泵用左旋螺旋槽。
单缸柴油机油泵结构图如下：
单缸柴油机的每个工作循环都经历四个过程：进气、压缩、做功和排气。在一个工作循环中只有一个行程是做功的，而其余三个行程都是为做功行程创造条件的辅助行程。
扩展资料由于单缸机结构简单，和同排量的多缸机相比，具有重量轻，结构尺寸小的特点，采用单缸机有利于减轻整车的重量，所以也提高了整车操控的灵活性。
当采用发动机横向布置时，曲轴旋转的陀螺效应会阻碍摩托车侧倾转弯，曲轴越重这种阻力越大。由于单缸机曲轴短，陀螺效应相对要低得多，所以左右侧倾轻便。驾驶者会感觉方向把很轻便。
由于单缸机具有以上各种特点，所以，250CC以上的越野摩托车大多采用单缸机，此外，超级运动摩托车也大都装用单缸机。在普通摩托车中，一般125CC以下的小型摩托车大都采用单缸机。
参考资料来源：百度百科-单缸柴油机
参考资料来源：百度百科-单缸发动机
参考资料来源：百度百科-喷油泵
