四行程柴油引擎運作原理

柴油引擎分為二行程與四行程兩種,主要是依其運轉方式做區分。二行程的柴油引擎對許多人較為陌生,但對於當過裝甲兵的車主而言,應不陌生。因為柴油引擎大多運用於M113運兵車及M109自走砲車上,因此有當過兵的男性車主應較不陌生。而用在車輛上的柴油引擎多以四行程居多,因此以下將介紹四行程柴油引擎的運作原理。

四行程柴油引擎的運作,主要分為四個步驟:
進氣行程:排氣門關閉而進氣門打開。當活塞從上死點往下行時,僅有在進氣岐管中的空氣會經由進氣門被吸入汽缸之中,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。

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。