安全防護:主動安全與被動安全
安全防護:主動安全─ABS防鎖死剎車系統
安全防護:主動安全─TRC循跡防滑控制系統
安全防護:主動安全─EBD電子剎車力分配系統
安全防護:主動安全─BAS 剎車輔助系統
安全防護:被動安全─SRS/Airbag 氣囊
安全防護:被動安全─WIL頸椎傷害緩和設計
引擎詳論:進氣系統:空氣濾清器
引擎詳論: 引擎詳論
引擎詳論:進氣系統:空氣濾清器與進氣感知器
柴油引擎運作原理
本文已被閱讀262,757
柴油引擎亦分二行程與四行程

在「柴油引擎的歷史」中已經提過,有別於汽油的火花點火(SI)引擎,柴油引擎為壓縮點火(CI)引擎。與汽油引擎一樣,柴油引擎依其運轉方式可分為四行程與二行程引擎。二行程柴油引擎可能大家較為陌生,但是當過裝甲兵的讀者,對於使用在M113運兵車及M109自走砲車上的六缸與八缸二行程柴油引擎,應該會有點印象。用在一般車輛上的柴油引擎,還是以四行程居多,所以本文還是以介紹四行程柴油引擎運作原理為主。

四行程柴油引擎的運作原理


柴油引擎是以壓縮點火的方式,利用空氣的高溫點燃柴油,產生動力。
進氣行程:
排汽門關閉而進氣門打開。當活塞從上死點往下行時,僅有在進氣歧管中之空氣經由進氣門被吸入汽缸中,此時並沒有燃油進入汽缸內。

壓縮行程:
在進氣行程結束後,並當活塞從下死點開始往上走時,進氣門即關閉並停止進氣。在活塞上升的同時壓力和溫度便開始增加。在柴油引擎中,空氣必需被壓縮加熱,直至它到達點火溫度以上。

動力行程
當壓縮行程接近終了時,噴油嘴將燃油以霧化方式噴出,經壓縮加熱後之空氣即會點燃被霧化之燃油。在此結果下,汽缸內之壓力將迅速上升並將活塞往下推,此推力變成讓曲軸產生轉動的力量。

排氣行程
在燃燒過程結束後,並當活塞往下走接近下死點時,排汽門即會開啟。當活塞再度往上行時,廢氣便經由排汽門、排汽歧管和消音器將廢氣排至大氣中。

高壓縮比與壓縮點火

柴油引擎在機構元件方面,非常類似於汽油引擎的,但是汽油引擎主要是靠火星塞來點燃混合器,而柴油引擎則是純粹導入空氣並經具高壓縮比(16~23:1)的汽缸容積來壓縮空氣,使所壓縮的空氣其溫度迅速上升超過500℃,然後經由噴油嘴將柴油注入加以霧化,之後藉由已被壓縮的空氣所產生之高溫來自行點燃霧化的柴油。因此柴油引擎不需使用點火系統,但它仍需要噴射泵浦和噴油嘴所組成的燃油噴射系統。

為什麼可以靠壓縮空氣來點燃油氣,而不需要火星塞呢?原因是當空氣分子被導入汽缸壓縮後,空氣中之分子受到互相衝撞與摩擦,因而使分子移動速度被迅速地增加。空氣分子加速表示已從外在吸收了能量,所以造成溫度上升。然而要使汽缸內空氣達能夠點燃柴油溫度,是需要很高壓縮比的,所以高壓縮比是柴油引擎必備的一大特性。

下一篇>>柴油引擎 vs 汽油引擎
已非昔日阿蒙─21世紀的柴油引擎
柴油引擎的歷史
柴油引擎運作原理
柴油引擎 vs 汽油引擎
各種柴油系統比較:直接噴射 vs 間接噴射
各種柴油系統比較:柱塞式噴射泵浦系統 vs 共軌式噴射系統