2 - 发展史

2.2 - 热机热力学

2.2.2 - 热机的机械结构

2.2.2.2 - 往复式四冲程柴油热机

往复式柴油发动机是一种进行空气-燃料混合物异质调节的发动机。

调节过程将在气缸、在调节舱、在气缸盖进行，但是在气缸中排气。里卡多舱就是一个例子。

柴油发动机的操作过程与汽油发动机的操作过程几乎一致，除了：

- 空气被压缩到30至55巴之间；

- 压缩温度在700至900摄氏度之间，并已超过柴油的自燃临界温度；

- 柴油的喷射在至上止点前发生；

- 峰值压力偶尔可以达到200巴，但是其数值往往在150巴附近，某些试验用发动机其压力值可以上升至超过240巴；

- 平均有效压力不超过柴油发动机压缩结束时压力值的30%，在装备有增压空气冷却装置的柴油发动机中，其压力值不超过压缩结束时得到的压力值。

喷射式柴油发动机的安全余量必须比汽油发动机中的要大得多，因为柴油发动机必须要考虑到自燃失败的情况，引燃的失败将增大下次循环时的峰值压力。

因此，考虑到在柴油发动机中经常出现的压缩过程中的较高压力，以及因自发引燃而产生的较强峰值压力，必须要求一个相对重型的发动机机组。

因为即使在满负荷时，异质调节的发动机必须在有大量空气的条件下工作，柴油发动机的单位容积功率较小。

柴油发动机的优点：

- 长期可控的设计；

- 发动机结构商用性；

- 活塞/气缸的结构有利于承受高压。

柴油发动机的缺点：

- 制造成本高；

- 压力的最大值和最小值之比低或很低；

- 单位体积功率低，柴油发动机的气缸容积一般为相同功率的气油发动机的1.5倍；

- 效率偏低：燃料中包含的化学能仅有30%转化为了机械功；

- 排放度欠佳：存在烟灰和未燃尽物；

- 噪声太大；

- 需要强力的变速箱。

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