船舶柴油機原理

船舶柴油機原理，車用內燃機（internal combustion engine），根據其將熱能轉變為機械能的主要構件的型式，可分為活塞式內燃機和燃氣輪機兩大類。

分類依據

前者又可按活塞運動方式分為往復活塞式內燃機（reciprocating engine）和旋轉活塞式內燃機兩種。往復活塞式內燃機在汽車上套用最為廣泛,是本課研究的重點。汽車（automobile）發動機（主要指車用往復活塞式內燃機）分類方法很多，按照不同的分類方法可以把汽車發動機分成不同的類型，下面是其分類情況。

按照所用燃料分類

內燃機按照所使用燃料的不同可以分為汽油機（gasoline engine）和柴油機(diesel engine)(圖1-1)。使用汽油為燃料的內燃機稱為汽油機；使用柴油機為燃料的內燃機稱為柴油機。汽油機與柴油機比較各有特點；汽油機轉速高，質量小，噪音小，起動容易，製造成本低；柴油機壓縮比大，熱效率高，經濟性能和排放性能都比汽油機好。

按照行程分類

內燃機按照完成一個工作循環(operating cycle)所需的行程數可分為四行程內燃機(four - stroke cycle engine)和二行程內燃機(two - stroke cycle engine) (圖1-2 )。把曲軸轉兩圈(720°)，活塞在氣缸內上下往復運動四個行程，完成一個工作循環的內燃機稱為四行程內燃機；而把曲軸轉一圈(360°)，活塞在氣缸內上下往復運動兩個行程，完成一個工作循環的內燃機稱為二行程內燃機。汽車發動機廣泛使用四行程內燃機。

按照冷卻方式分類

內燃機按照冷卻方式不同可以分為水冷發動機　(liquid - cooled engine)　和風冷發動機(air - cooled engine)(圖1-3)。水冷發動機是利用在氣缸體和氣缸蓋冷卻水套中進行循環的冷卻液(coolant)作為冷卻介質進行冷卻的；而風冷發動機是利用流動於氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片(fins)之間的空氣作為冷卻介質進行冷卻的。水冷發動機冷卻均勻，工作可靠，冷卻效果好，被廣泛地套用於現代車用發動機。

按照氣缸數目分類

內燃機按照氣缸數目不同可以分為單缸發動機(single - cylinder engine)和多缸發動機(multi - cylinder engine )(圖1-4)。僅有一個氣缸的發動機稱為單缸發動機；有兩個以上氣缸的發動機稱為多缸發動機。 如雙缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸發動機。現代車用發動機多採用四缸、六缸、八缸發動機。

圖1-4

按照氣缸排列方式分類

內燃機按照氣缸排列方式不同可以分為單列式和雙列式(圖1-5)。單列式發動機(inline engine)的各個氣缸排成一列，一般是垂直布置的，但為了降低高度，有時也把氣缸布置成傾斜的甚至水平的；雙列式發動機把氣缸排成兩列，兩列之間的夾角<180°(一般為90°)稱為V型發動機(V-type engine)，若兩列之間的夾角=180°稱為對置式發動機(opposed engine)。

圖1-5

按照進氣系統分類

內燃機按照進氣系統是否採用增壓方式可以分為自然吸氣(非增壓)式發動機[naturary aspirated engine(non - supercharged engine)]和強制進氣(增壓式)發動機(supercharged engine )(圖1-6)。汽油機常採用自然吸氣式；柴油機為了提高功率有採用增壓式的。

基本構造

構造簡介

發動機是一種由許多機構和系統組成的複雜機器。無論是汽油機，還是柴油機；無論是四行程發動機，還是二行程發動機；無論是單缸發動機，還是多缸發動機。要完成能量轉換，實現工作循環，保證長時間連續正常工作，都必須具備以下一些機構和系統。

構造類型

(1) 曲柄連桿機構 (圖1-7)　曲柄連桿機構是發動機實現工作循環，完成能量轉換的主要運動零件。它由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在作功行程中，活塞承受燃氣壓力在氣缸內作直線運動，通過連桿轉換成曲軸的旋轉運動，並從曲軸對外輸出動力。而在進氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉運動轉化成活塞的直線運動。

圖1-7

(2) 配氣機構（圖1-8）　配氣機構的功用是根據發動機的工作順序和工作過程，定時開啟和關閉進氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進入。　氣缸,並使廢氣從氣缸內排出,實現換氣過程。配氣機構大多採用頂置氣門式配氣機構，一般由氣門組、氣門傳動組和氣門驅動組組成。

圖1-8

(3) 燃料供給系統（fuel suppling system）（圖1-9） 　汽油機燃料供給系的功用是根據發動機的要求，配製出一定數量和濃度的混合氣，供入氣缸，並將燃燒後的廢氣從氣缸內排出到大氣中去；柴油機燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室內形成混合氣並燃燒，最後將燃燒後的廢氣排出。

圖1-9

(4) 潤滑系統(lubricating system)（圖1-10） 　潤滑系的功用是向作相對運動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實現液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機件的磨損。並對零件表面進行清洗和冷卻。潤滑系通常由潤滑油道、機油泵、機油濾清器和一些閥門等組成。

圖1-10

(5) 冷卻系統(cooling system)（圖1-11） 　冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發出去，保證發動機在最適宜的溫度狀態下工作。水冷發動機的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風扇、水箱、節溫器等組成。

圖1-11

(7) 點火系統(igniting system)（圖1-12）　在汽油機中，氣缸內的可燃混合氣是靠電火花點燃的，為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內。能夠按時在火花塞電極間產生電火花的全部設備稱為點火系，點火系通常由蓄電池、發電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成。

圖1-12

(8) 起動系統(starting system)（圖1-13）

圖1-13

要使發動機由靜止狀態過渡到工作狀態，必須先用外力轉動發動機的曲軸，使活塞作往復運動，氣缸內的可燃混合氣燃燒膨脹作功,推動活塞向下運動使曲軸旋轉。發動機才能自行運轉,工作循環才能自動進行。因此，曲軸在外力作用下開始轉動到發動機開始自動地怠速運轉的全過程，稱為發動機的起動。完成起動過程所需的裝置，稱為發動機的起動系。 　汽油機由以上兩大機構和五大系統組成，即由曲柄連桿機構，配氣機構、燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點火系和起動系組成；柴油機由以上兩大機構和四大系統組成,即由曲柄連桿機構、配氣機構、燃料供給系、潤滑系、冷卻系和起動系組成，柴油機是壓燃的，不需要點火系。