柴油机

翁德沃彭：

柴油机的历史
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柴油机的优点和缺点
四冲程柴油机的工作循环
直接和间接喷射
低压和高压部分
注塑工艺
柴油爆震

柴油机的历史：
柴油机以其发明者鲁道夫·柴油机（Rudolf Diesel，1858-1913）的名字命名。根据迪塞尔理论的第一台柴油发动机于 17 年 1894 月 1 日成为现实。该发动机根据自燃原理工作，运行XNUMX分钟长88转。罗伯特·博世开发了高压喷射泵，使柴油发动机开始征服全球。

第一辆配备柴油发动机的客车是 170 年的梅赛德斯-奔驰 1935D。

手术：
柴油发动机将空气吸入气缸。没有混合气，就像汽油发动机经常出现的情况一样。在那里，燃料通常已经与空气（混合物）混合。柴油发动机中的空气有时被发动机本身吸入（没有涡轮），通常由涡轮在压力下提供。这称为增压。增压导致大量空气进入，可以用额外的燃料点燃。有关压力灌装的更多信息可以在页面上找到涡轮。柴油发动机提供尽可能多的空气，不像汽油发动机那样受数量限制。无限的空气供应称为“空气过剩”。

在柴油发动机中，燃料不是借助部件点燃的（就像火花塞点燃汽油发动机中的汽油燃料一样）。在柴油发动机中，燃烧是通过喷射柴油来实现的。这就是柴油发动机得名“自点火器”的原因。这高压燃油泵提供必要的燃油压力。
这种燃烧需要大量的热量。这种热量是由活塞在压缩过程中产生的高压缩压力产生的。压缩空气（处于非常高的压力下）会产生大量热量。该热量是燃烧所必需的。
De 韦尔斯图伊韦尔在活塞到达上止点之前喷射一定量的柴油。这通常分几个步骤完成，包括预注射、主注射和后注射。由于柴油与热空气混合（由于高压缩最终压力），因此该燃料会自行点燃。这就是所谓的动力冲程。（稍后将详细介绍四拍过程）。

因此，柴油发动机需要热量来启动燃烧。当发动机启动时，这种热量（至少 250 度）尚未出现。压缩最终压力通常不能提供燃烧室中的正确温度。为了解决这个问题有电热塞安装在气缸盖上。这些电热塞在启动时激活，确保燃烧室中的空气具有正确的温度来点燃柴油。

柴油机的优点和缺点

柴油机与汽油机相比的优点：
由于较高的压缩比和燃烧过程，柴油发动机比汽油发动机更经济。柴油发动机通常也具有较长的使用寿命（取决于其使用方式）。
柴油机与汽油机相比的缺点：
与具有相同气缸容量（不使用涡轮和中间冷却器）的汽油发动机相比，柴油发动机噪音更大，功率更低，而且是更昂贵、结构更坚固的发动机。如今，预热发动机已不再是一个缺点，因为直喷式柴油发动机无需预热即可轻松启动。即使在冰点附近的温度下，它仍然会在稍长的时间后开始。

如今，柴油发动机变得越来越安静，使得区分汽油发动机和柴油发动机变得越来越困难。

四冲程柴油机的工作循环：
柴油机工作循环由四个冲程组成；进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。在这些冲程中，活塞向下和向上移动两次。因此曲轴旋转了两次。
每次中风期间都会发生很多事情；吸入空气，喷射燃料，空气和燃料燃烧，剩余气体从气缸中排出。以下是每个技巧中具体发生的情况的描述：

进气行程：
进气阀打开，排气阀关闭。活塞从 TDC 移动到 ODP。
– 不带涡轮：由于产生的负压而吸入空气。
– 使用涡轮增压器：进气以正压从涡轮增压器供应到气缸空间中。
进气道中没有调节阀，如汽油发动机的节气门。因此，对于柴油发动机，吸入的空气量是不可调节的。进气系统中的节气门（节气门）仅用于关闭发动机。通过关闭该阀门并停止供气，发动机将安静地关闭。
压缩行程：
入口阀和出口阀关闭。活塞从 ODP 移动到 TDC。空气被压缩。这会增加空气的温度，根据压缩比，空气的温度可达约 550 度。在汽油发动机中，该温度约为 400 度。冷启动时，发动机首先通过电热塞达到允许混合物点燃的温度。
动力冲程：
入口阀和出口阀关闭，活塞在非常高的压力下压缩空气。在上止点之前几度，燃油通过喷油器喷射并被高最终压缩压力点燃。燃烧产生的压力将活塞从 TDC 推至 ODP。
排气冲程：
进气阀关闭，排气阀打开。活塞从 ODP 移动到 TDC 并排出废气。 Seiliger 流程页面上描述了循环流程。

直接和间接喷射：
发动机可以配备直接喷射或间接喷射。两个系统之间的差异如下所述。

直接喷射：
直接喷射的喷射压力高于间接喷射的喷射压力。在压缩冲程结束时，燃油直接喷入气缸（或为其形成的活塞底部）。因此，混合发生在气缸中，而不是像间接喷射那样在涡流室中发生。为了改善混合物的形成，入口空气是涡流的。涡流是由进气歧管的形状和活塞底部的形状产生的。
与间接喷射柴油机相比，直喷柴油机的优点是需要较少的燃烧室壁表面积。因此，直喷式柴油发动机的压缩和燃烧热损失更少，从而产生更高的效率和更清洁的废气。

间接注入：
间接喷射最常用于较旧的柴油发动机。如今你几乎不再遇到它了。
在采用间接喷射的发动机中，燃油不是在活塞上方喷射，而是在涡流室内喷射、混合和蒸发。在压缩冲程期间，燃料被喷射到涡流室的涡流空气中。这确保了燃料与空气的良好混合。在这种情况下，活塞底部是平的（有时带有用于阀门的凹槽）。

低压和高压部分：
柴油机的燃油供给分为2部分；低压段和高压段。

低压段由以下几部分组成：

品牌储罐
增压泵（安装在油箱内，或与高压泵一体）
燃油过滤器（安装在汽车下方或引擎盖下，去除柴油中的污染颗粒和水分）
低压燃油管路（燃油通过这些管路从油箱输送到高压泵）
燃油回流管（它将来自喷油器、高压泵和过滤器的回流和泄漏燃油输送回油箱）该回流/泄漏燃油对于相关部件的冷却和润滑是必需的。热量因此被转移到罐中。

高压段由以下几部分组成：

高压燃油管路（燃油通过这些管路从高压泵供应到喷油器。所有管路的长度和厚度必须相同，以避免压差）
大屠杀（从输送泵泵送到高压泵的燃油从这里通过高压燃油管泵送到喷油器）
虚拟机（达到开启压力时将燃油注入气缸）

注射工艺：
燃油喷射和实际燃烧之间的时间称为延迟时间。通过喷射器喷射的小燃料滴必须转变为气态形式。由于燃烧室中的高温（通过启动期间的压缩最终压力或电热塞实现），这种转变是可能的。这个时间应尽可能短，否则会影响燃烧。这也意味着发动机的运行情况会变差，可用的动力也会减少。

下图展示了完整的注入过程。

柴油机爆震：
喷射开始（参见上图中的 A）和燃烧开始 (C) 之间有几毫秒的时间。通过喷射器喷射的非常小的燃料滴（燃料雾）必须首先达到一定温度，然后才能转化为蒸气形式。燃料滴的外部首先变成气态，然后逐渐燃烧。然后，剩余的液滴会自发点燃，并发出可识别的发动机声音；柴油机敲击声。这是一种不受控制的燃烧，可能会在错误的时间发生。

以下情况可能会导致柴油机爆震：

雾化器有缺陷（滴水或雾化不良，液滴太大）
喷射泵故障（输送阀或柱塞故障）
燃油（存在水、十六烷值太低、燃油中有空气
发动机（压缩最终压力太低，电热塞不工作）
燃油泵正时不正确