挖掘機的柴油發動機工作原理
挖掘機的柴油發動機工作原理
柴油發動機的工作過程其實跟汽油發動機一樣的，每個工作迴圈也經歷進氣、壓縮、作功、排氣四個行程。但由於柴油機用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸發，而其自燃溫度卻較汽油低，因此可燃混合氣的形成及點火方式都與汽油機不同。
柴油機在進氣行程中吸入的是純空氣。在壓縮行程接近終了時，柴油經噴油幫浦將油壓提高到10mpa以上，通過噴油器噴入氣缸，在很短時間內與壓縮後的高溫空氣混合，形成可燃混合氣。由於柴油機壓縮比高（一般為16-22），所以壓縮終了時氣缸內空氣壓力可達3。
5-4。5mpa，同時溫度高達750-1000k（而汽油機在此時的混合氣壓力會為0。6-1。
2mpa，溫度達600-700k），大大超過柴油的自燃溫度。因此柴油在噴入氣缸後，在很短時間內與空氣混合後便立即自行發火燃燒。
氣缸內的氣壓急速上公升到6-9mpa，溫度也公升到2000-2500k。在高壓氣體推動下，活塞向下運動並帶動曲軸旋轉而作功，廢氣同樣經排氣管排入大氣中。
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[**：挖掘機維修手冊] [作者：挖掘機] [日期：2010-5-23 4:3:45] [熱度：76]
專業----發動機拆裝各部件解讀
多大排量、多少馬力、多少扭矩......一直是當人們談及發動機時最關注的話題。然而終究是什麼促使引擎爆發出讓人驚喜的賬面資料？
它們在發動機的整體結構中又都扮演著怎樣的角色？為減小發動機出現故障的概率，日常駕駛中有哪些需要注意的？也許您現在還難以作答，不過沒關係，下面編輯將以發動機的零部件為支點，從上到下來為您撬開這些問題的答案。
1、正時皮帶與正時鏈條
正時皮帶是發動機凸輪軸和曲軸的連線件，當引擎從靜止由起動機轉動曲軸，正時皮帶便也開始了忙碌的工作，通過與曲軸的配合，來調節引擎進、排氣門開啟或關閉的時間，以保證氣缸能夠正常的吸氣和排氣。確保時間精準的功臣要屬正時鏈條上的幾個明顯的標誌，按照嚴格的技術要求和工藝標準安裝後，便可以實現曲軸和凸輪軸間的良好配合，來確定進、排氣門何時開啟何時關閉，來完成燃料化學能向曲軸動能的轉變。
橡膠材質的正時皮帶隨著工作時間的增長，容易發生磨損或老化，使皮帶接觸面發生較大的形變。如若長期不更換，皮帶很容易發生跳齒或斷裂的現象，導致發動機不能正常工作，便會出現怠速不穩、加速不良或打不著車的情況。因此為了安全，一定要按照廠家的要求，在規定週期內對皮帶
進行更換。
不過隨著造車技術水平的發展，部分發動機的皮帶已被鏈條所替代。正時鏈條由強度較大的鋼材製成，眾所周知，金屬的強度要遠遠大於橡膠，這就使其變形程度大大降低，跳齒和斷裂的現象發生的機率微乎其微。
2、節氣門圖中紅框內為節氣門節氣門是控制空氣進入引擎的一道可控閥門，氣體進入進氣管後會和汽油混合成可燃混合氣，從而燃燒做工。它上接空氣濾清器，下接發動機缸體，被稱為是汽車發動機的咽喉。節氣門有傳統拉線式和電子節氣門兩種，傳統發動機節氣門操縱機構是通過拉索（軟鋼絲）或者拉桿，一端連線油門踏板，另一端連線節氣門連動板而工作。
電子節氣門主要通過節氣門位置感測器，來根據發動機所需能量，控制節氣門的開啟角度，從而調節進氣量的大小。
電子節氣門的種類有電液式、線性電磁鐵式、步進電機式和直流伺服電機式四種，不過電液式和步進電機式由於由於控制精度不高，線性電磁式則由於所需電功耗較大，都很少在汽車上應用，直流伺服電機式則很好的克服了以上兩種情況，從而在汽車上應用較廣泛。
此外節氣門也需要定期進行更換，時間長短主要取決於空氣濾清器的質量、機油質量、車輛行駛路況等因素。
3、凸輪軸凸輪軸的主體是一根與氣缸組長度相同的圓柱形棒體，上面套有若干個凸輪軸，用於驅動氣門來實現開啟和關閉。依據位置不同有底置式和頂置式之分，其中底置式凸輪軸需要通過推桿、搖臂等對氣門間接控制，轉速通常較慢，無法勝任高轉速時的需求，輸出功率則相對較低。目前已逐漸被頂置式取代，頂置式凸輪結構拉近了其與氣門間的距離，除了減小底置式長距離往返運動的能量損失外，還使得原本運轉較慢的氣門開閉動作更為活躍。
為了提公升發動機高速時的效能表現，人們增加了氣門個數，2個、3個、4個、5個，凸輪軸結構也由sohc（頂置單凸輪軸，適用於2、3氣門）發展到dohc（頂置雙凸輪軸，適用於4、5氣門），不過氣門數越多結構也越複雜，維修難度大。
液壓挺桿（左圓形），凸輪軸（右）
凸輪軸常見的故障主要是異常磨損，原因為機油幫浦若使用時間過長會出現供油壓力不足的現象，使得位於發動機潤滑系統頂端的凸輪軸潤滑狀況不容樂觀，特別是凸輪頂端和氣門上方液壓挺桿的潤滑如若不當，便會減小雙方的間隙，會出現晚開進氣門、早關排氣門的情況，大大影響了進排氣效率，降低了發動機的功率和扭矩輸出4、氣門組氣門組的結構主要由氣門、氣門彈簧、氣門鎖夾等組成，通常情況
況下，進氣口的直徑要大於排氣口，主要是為了增加進氣量，來提高燃燒效率，從而獲得更好的動力輸出。
中間為氣門彈簧、右端為氣門以及兩個鎖夾氣門個數有2、3、4、5四種情況，其中目前主流的為4氣門，原因有二。其一，相比2、3個氣門，4氣門的氣門直徑小、同材料的情況質量會更輕，由於物體的慣性與質量成正比，因此4氣門的運動慣性相對較小，從而會更加靈活、開啟或關閉的角度也更精準。其二，5氣門的結構製造上會更複雜，對應的生產成本和維修保養費用也會增加，且氣門越多，各氣門孔之間的厚度會相應變薄，從而降低了缸蓋強度，因此4氣門的應用較廣泛。
氣門常見的問題由積碳引起，可能產生發動機加速不良、怠速不穩、冷車啟動困難等現象。對此建議大家定期做維護保養，保持油、氣的清潔，並注意駕駛習慣，避免長時間怠速停車。
5、火花塞火花塞位於四氣門的中間位置火花塞結構火花塞，通過接收高壓導線送來的脈衝電壓，放電擊穿火花塞兩電極間的空氣，從而產生火花引燃氣缸內的混合氣體，來完成化學能向動能的轉化。不過在柴油引擎上，由於採用壓燃方式自動著火，並不需要安裝火花塞。火花塞由絕緣體和能導電的金屬殼體組成，絕緣體的主要任務是讓高壓電順利經過兩極，因若沒有它，懶惰的高壓電會「抄小路」不經過兩極，便不能產生火花，自然也就沒有汽車行駛所需要的能量產生了。
火花塞是整個點火系統的執行者，在它背後還有乙個強大的後盾，它們將共同完成依據活塞的工作順序來定時在相應的氣缸內點火。目前市場在售的火花塞，依據不同的電極材料，主要有普通（鎳錳合金）、鉑金、銥金三種，其中普通火花塞（鎳的熔點接近1500℃）的壽命約為2-3萬公里，鉑金、銥金火花塞由於材料熔點接近2000℃，且均為稀有金屬（稀有金屬的化學特性比較穩定），其穩定性和抗蝕性均要好於鎳，因此壽命要長於普通火花塞可達到10萬公里，不過鉑金、銥金火花塞的更換成本也更高。
火花塞積碳比較常見的火花塞故障有嚴重積碳、漏電、跳火不正常、以及電極被燒斷等現象。通常情況下，在由於火花塞導致的熄火現象中，最好是通過更換火花塞來徹底解決，當不方便更換時，也可通過清洗電極，調整**電極長度的應急措施來臨時的解決。
6、噴油嘴噴油嘴，為發動機噴油任務的執行裝置，它的設計將會影響燃油的霧化效果，進而影響燃油的燃燒效率。噴油孔的數目越多，燃油的霧化效果會更好，不過還要考慮同面積的情況下，噴油孔的數目
越多，也意味著孔徑越小，就會更容易造成堵塞，影響汽車效能12孔噴油嘴噴油嘴堵塞的原因主要是發動機內部的積碳以及燃油中的雜質引起，而汽車行駛一段時間後，燃油系統就會形成一定的沉積物。一般情況，2-3萬公里進行清洗，車況及燃油質量較好的情況可以延長到4-6萬公里。
如果沒有定期進行清洗，噴油嘴堵塞現象加重，便會引起發動機噴油不暢、霧化效果不良，使得發動機的功率下降，油耗上公升、排放汙染物也會增加。因此，一定要定期對噴油嘴進行清理。來保證發動機的正常工作。
7、活塞發動機好比是汽車的」心臟「，而活塞則可以理解為是發動機的「中樞」，除了身處惡劣的工作環境外，它還是發動機中最忙碌的乙個，不斷的進行著從下止點到上止點、從上止點到下止點的往復運動，吸氣、壓縮、做工、排氣......活塞的內部為掏空設計，更像是乙個帽子，兩端的圓孔連線活塞銷，活塞銷連線連桿小頭，連桿大頭則與曲軸相連，將活塞的往復運動轉化為曲軸的圓周運動。
每個活塞的裙體處都有三條皺紋，是為了安裝兩道氣環和一道油環，且氣環在上。在裝配時，兩道氣環的開口需要錯開，起到密封的作用。油環的作用主要是刮除飛濺到缸壁上的多餘潤滑油，並將潤滑油刮布均勻。
目前廣泛應用的活塞環材料主要有優質灰鑄鐵、球墨鑄鐵、合金鑄鐵等。
此外，活塞環由於位置不同，它們採用的表面處理也有差別，其中第一道活塞環外圓面通常進行鍍鉻或噴鉬處理，主要是為了改善潤滑和提高活塞環的耐磨度。其他活塞環大都會採用鍍錫或磷化處理，主要是為了改善耐磨性。
由於每缸內活塞的工作環境略有不同，使得活塞的積碳程度有差異活塞頂部的積碳如果活塞環的安裝不當或密封性不好，就會導致缸壁上的機油上竄至燃燒室與混合氣一起燃燒，引起燒機油現象。若活塞環與缸壁的配合間隙過小或活塞環因積碳被卡死在環槽內等情況，活塞做上下的往復運動時，很可能會將氣缸壁刮傷，長時間後會在氣缸壁上形成很深的溝紋，也就是常說的「拉缸」現象。氣缸壁有了溝紋，密封性不良，同樣會造成燒機油的情況。
因此應定期檢查活塞的工作狀態，避免以上兩種情況的發生，保證發動機的執行狀況良好。
8、曲軸曲軸是發動機的主要旋轉機構，它擔負著將活塞的上下往復運動轉變為自身的圓周運動，且通常我們所說的發動機轉速就是曲軸的轉速。
曲軸的潤滑油道曲軸會因機油不清潔以及軸頸的受力不均勻造成連桿大頭與軸頸接觸面的磨損，若機油中有顆粒
較大的堅硬雜質，也存在劃傷軸頸表面的危險。如果磨損嚴重，很可能會影響活塞上下運動的衝程長短，降低燃燒效率，自然也會較小動力輸出。此外曲軸還可能因為潤滑不足或機油過稀，造成軸頸表面的燒傷，嚴重情況下會影響活塞的往復運動。
因此一定要用合適黏度的潤滑油，且要保證機油的清潔度。
9、油底殼油底殼上部分油底殼的主要功能是儲存機油並封閉曲軸箱，一般採用薄鋼板沖壓而成，其形狀決定於發動機的總體布置和機油的容量。為了更夠讓油底殼內的機油更好散熱，有些發動機採用了鋁合金鑄造材質的油底殼，並且底部還鑄有相應的散熱片。
油底殼下部分油底殼有濕式和乾式兩種，它們的主要區別為油底殼是否有儲油的功能。現今大多數汽車所裝配的都是濕式油底殼，即油底殼仍然肩負著儲存潤滑油的職責。當激烈駕駛時，濕式油底殼便顯露出它的弊端，潤滑油由於離心力和重力會聚集於發動機油底殼的區域性，造成曲軸的潤滑不良，從而影響發動機的正常工作。
乾式油底殼的潤滑主要依賴於機油幫浦噴油實現潤滑，並且會外接機油箱進行儲油，很好的避免了高速及激烈駕駛時出現潤滑不良的現象，並且還會大大降低**底殼的高度，整個發動機的重心也會下降，從而也會更便於操控。不過其製造成本相對要更高，且複雜的自身結構也會造成維修成本公升高。
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