发动机由曲柄连杆机构和配气机构两大机构和冷却、润滑、点火、供油、起动系统等五大系统组成。
发动机的工作原理是进气-压缩-喷油-燃烧-膨胀做功-排气。
以下是发动机的工作过程:
1. 在进气冲程中,进入气缸的工质是纯空气。由于柴油机进气系统阻力较低,进气终端压力PA = (0.85 ~ 0.95) P0高于汽油机。进气终温TA = 300 ~ 340 K,低于汽油机;
2. 压缩冲程。由于压缩的工质是纯空气,所以柴油机的压缩比高于汽油机(一般ε = 16 ~ 22)。压缩结束时的压力为3000~5000 kpa,压缩结束时的温度为750~1000K,大大超过了柴油的自燃温度(约520 K)。
3. 作功冲程:当压缩冲程接近尾声时,在高压油泵的作用下,柴油以10MPa左右的高压通过喷油器喷入气缸燃烧室,短时间内与空气混合后立即点燃燃烧。气缸内的气体压力迅速上升,可达5000~9000 kpa,最高温度达到1800~2000k。柴油发动机由于是通过压缩自燃的,所以称为压燃式发动机。
4. 排气冲程:柴油机的排气和汽油机基本相同,只是排气温度比汽油机低。TR = 700 ~ 900 K一般情况下。
对于单缸发动机来说,其转速不均匀,发动机工作不平稳,振动大。这是因为四个冲程中只有一个做功,其他三个冲程都是消耗功率准备做功的冲程。