…上接四冲程柴油机工作原理(1)
4.排气冲程
第四冲程:排气冲程。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做准备。当工作冲程活塞运动到下止点附近时,排气门开起,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,气缸内的气体压力比大气压力高0.025~0.035MPa,其温度Tb=1000~1200K。
为减少排气时活塞运动的阻力,排气门在下止点前就打开了。排气门一打开,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,排气门在上止点以后才关闭,如图1之排气行程所示。
图1 柴油机工作原理示意图
图3 柴油机示功图
在示功图(图3)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、排气门都是早开晚关的,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、排气门同时开起,这段时间用曲轴转角来表示,称为气门重叠角(如图4所示)。
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。
图4 配气机构气门重叠角
在四冲程柴油机的四个冲程中,只有第三冲程即做功冲程才产生动力对外做功,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,周而复始,即达到对外做功的目的。
气缸着火示意图