发动机分析原理

2024-04-10

发动机分析原理（共6篇）

篇1：发动机分析原理

柴油机故障分析

内燃机中级技术工人培训试用教材

第一节

柴油机故障的征象和分析故障的原则

一、柴油机故障的征象

柴油机在使用过程中，由于零件的自然磨损和变形，使用维护不当、装配和维修质量不良等原因，使柴油机性能下降，出现不正常的现象，甚至不能继续工作，这种现象称为故障。

当柴油机发生故障时，往往通过一个或几个征象表现出来，一般这些征象都具有可观、可听、可嗅、可模、可测量的性质。总结起来有以下几个方面：

1、工作不正常：如不易起动，转速不稳、不能带负荷、自动停车等；

2、声音不正常：如发出不正常的敲击声、放炮声、吹嘘声等；

3、温度不正常：如排气管过热、机油过热、冷却水过热、轴承过热等；

4、外观不正常：如排气管冒白烟、黑烟、蓝烟、漏水、漏气等；

5、消耗不正常：如柴油、冷却水、机油等消耗量增加，油面及水面升高或降低；

6、气味不正常：如排气管带很浓的柴油和机油的气味，以及不正常的嗅味和焦味等。

柴油机故障的发生大部分是由于使用时不遵守操作规程，不注意保养工作，装配和调整不正确以及一些零件的磨损而引起的。因此，正确的使用和及时的保养是防止和减少故障的有效办法。但有时发生了故障，也应当仔细的分析故障发生的原因，及时加以排除。

二、分析故障的原则

为了能迅速、有效地排除故障，要对故障产生的部位和原因进行正确的判断。因此要求在了解故障的基本征象后，根据该柴油机构造和原理上的特点，全面地分析产生故障的可能原因，然后根据从简到繁、由表及里、按系统逐个分析，最后找出故障的实际原因，加以排除。根据实际中总结出来的判断故障的经验是：搞清征象、结合构造，联系原理，具体分析，从简到繁、由表及里、按系统分段，逐步检查。绝不能在没有弄清问题之前，随便乱拆机器。这样不但不能消除故障，还可能发生新的故障。

实际上，故障的征象是一定的故障原因在一定的工作条件下的表现，当改变工作条件时，故障的征象也随之改变，只在某一种条件下的表现，故障的征象表现得更为明显。根据这个道理，广大机务机务工作者在长期的实践中，创造了很多提高观察和听诊效果的技术措施和方法，使故障征象表现得更为明显和突出。现将这些方法介绍如下：

1、停缸法：依次地停止某缸供油，观察故障征象变化的情况，以判断某缸是否有故障。如柴油机发生断续冒烟，但在停止某缸的工作时此现象即消失，则证明此缸有故障，应对此缸进行分析。

2、比较法：分析故障时，若对某一机件有怀疑，可以用技术状态正常的备件去替换，根据替换后工作情况的变化，来判明原件的技术状态是否正常。一般

对喷油器的故障可以采用这种检查方法，这时可以换上一个备用喷油器，以判断原用喷油器是否产生了故障。

3、试探法：在分析故障原因时，往往由于经验缺乏，不能肯定故障的原因，而要进行某些试探性调整和拆卸。以观察故障征象的变化，来寻找或反证故障产生的部位。如怀疑活塞组在气缸内磨损严重，可向缸内灌点机油，若气缸压缩性变好了，说明所怀疑的故障原因正确。但试探时必须遵守“少拆卸”的原则，并在确有把握恢复原有状态的情况下才能进行。

4、变速法：在升降柴油机转速的瞬时，注意观察故障征象的变化情况，从中选择出适宜的转速，使故障的征象表现得更为突出。一般情况下多采用低转速运转，因为这时柴油机转得慢，故障征象持续时间长，便于人们观察和检查。如检查配气机构，由于气门间隙过大引起的敲击声时，就采用这种方法。

在实际工作中，上述几种方法常常是综合采用相成的效果。

第二节

曲柄连杆机构故障分析

一、气缸漏气

1、征象

（1）漏气：由于气缸内压缩力不足，故很易容摇转曲轴，并在转动曲轴时，有气体漏入曲轴箱发生“咝咝”声，打开加机油口盖处，听得较清楚，漏气严重时还会引起曲轴箱爆炸。

（2）起动困难：起动后工作不平稳，功率不足，曲轴箱的通气管（加机油口盖）冒烟或从油底壳接缝处向外渗机油。

（3）在起动、低速、大负荷、转速变化时沿气缸全长有敲击声（敲缸），一般随柴油机走热后响声逐渐减轻。

（4）由于机油窜入燃烧室内燃烧，除机油消耗量增加外，同时活塞顶及燃烧室大量积炭，活塞环胶结，排气冒蓝烟，严重时排气窜机油。（5）燃油燃烧不完全，燃油消耗率高，排气冒黑烟。

（6）水温和机油温度高，有的零部件过热，如气缸盖、排气管等。

2、原因

（1）气缸套、活塞、活塞环过度磨损，势必造成气缸间隙、活塞环的开口间隙和侧向间隙增大，因而密封性差，造成漏气。

（2）由于使用及保养不当和其它原因而造成活塞、汽缸的速磨损。例如：1）空气滤清器油盘中缺油，或空气滤清器与进气管接触不严密。另外，在清洗空气滤清器后，滤芯总成装错或内、外橡胶密封圈装错等，均会在进气中夹尘土进入气缸，加剧气缸等的磨损。2）机油不足或不清洁或变质，使活塞与气缸早期磨损。3）冷车起动后，未经预热立即投入工作；或长时间在水温较低情况下怠速运转，使燃烧气体中的水蒸气凝成水滴，并和其它燃烧生成物形成酸性物质（流酸等）腐蚀气缸壁，使磨损加剧。4）更换活塞环时，由于气环的开口间隙和侧间隙过大；扭曲环或锥形环装反；油环磨损或油环回油孔被积炭堵塞。更换气缸套时，缸套质量不佳，粗糙度不够；装配时，清洗不干净或气缸间隙过大；油底壳中机油面过高等原因，都会使大量机油窜入气缸内燃烧，使活塞环（特别是第一道路环）胶结在环槽中失去弹力，从而密封性大为减弱。同时，由于积炭过多，也加速这些零件磨损。5）由于柴油机长期在高温或超负荷状态下工作，活塞环弹力减弱；或由于安装不正确或在工作中由于缸套椭圆过大，而使活塞环自动转位，使各环开口重合，都会造成漏气，加速磨损。（3）连杆弯曲、扭曲变形；；连杆大小头孔中心线互相歪斜不平行；或主轴颈与连杆轴颈不平行，造成气缸单边偏磨。

（4）活塞环拆断、活塞销卡环和活塞销窜出，使缸壁严重刮伤，也会产生漏气。（5）新机或大修后的柴油机（或新换缸套及活塞组），未磨合好就投入作业，也会加速磨损。

3、检查与判断：由于柴油机其它系统的故障，也会出现上述征象中的一个或几个征象，这就给判断故障带来了困难。

检查压缩压力，目前多用气缸压力表来测定，检查前应使柴油机水温在65℃以上，拆下被检查缸的喷油器，装上气缸压力表，使喷油泵停止供油；然后用起动机带动曲轴转动（或拆下全部喷油器，用手摇转曲轴变亦可），此时压力表的最高读数，即为该缸压缩终了的气缸压力。柴油机一般正常压力为30—40公斤/平方厘米，磨损后的压力应不低于原厂标准的70—80％。

（1）在检查中发现压力过低，并在加机油口听到漏气声，可向该缸注入少量机油后再检查一次。若压力显著提高，漏气声消失，则表明该缸的缸套和活塞组零件严重磨损漏气。

（2）检查时若在排气管口或进气管听到“嗤嗤”漏气声，说明该缸气门与气门座之间关闭不严而漏气。

（3）如喷油器安装孔漏气，可在工作中从外部直接看到，轻者有泡沫冒出；重者会出现“嗤嗤”漏气声，并伴之有气体冲出。

（4）气缸垫漏气，也会使压缩力不足，判断方法，可参考“烧气缸垫”故障中各项。

4、排除方法：拆除活塞环间隙、活塞裙部和气缸的配合间隙以及气缸的失圆度。若活塞和气缸磨损不严重时可重换活塞环，并将缸套旋转90°安装。若磨损严重，应镗缸后采用相应的加大活塞和活塞环，或全部换换标准的气缸、活塞及活塞环。若因连杆弯扭造成的偏磨应校正连杆。

空气滤清器、机油滤清器失效应及时更换，并按时更换机油。

在野外，由于气缸漏气，在紧急情况下往往多次起动不了后感到更难起动。如果没有其它问题，主要是因压缩力不足而造成。判断方法是扳动飞轮，如一松手飞轮能往回倒转，说明压缩情况还好；如已不能倒转，往往由于多次起动后，过多的柴油冲走了机油，缸内的密封情况更坏而更难起动。可卸去全部喷油器，倒入少量机油，停车手柄板至停油位置，按起动按钮，使机油涂于缸壁表面后，再装上喷油器，重新起动。

二、气缸垫烧损

气缸垫烧损后，柴油机往往仍可发动，但带负荷后，功率不足，严重时柴油机不能工作，并可能造成某些有关零件的损伤，因此，要认真预防和排除。

1、征象：气缸烧损后就失去密封作用，发生窜气、漏水或漏油现象。气缸垫烧损的部位可以看到黑斑，而且用棉纱也不易擦净。气缸垫烧损的部位不同，所表现的外征也各不相同。如：

（1）当烧坏部位在相邻两缸窜气。不减压摇转曲轴时，两缸的压缩力都不足；工作时冒烟，柴油机没劲，转速明显下降，达不到标定转速。

（2）当烧坏部位使气缸与冷却水孔穿通时，由于气体窜入冷却水套，即使水温不高，水箱中也有很大压力的蒸气外冒，随着温度升高，冒热气现象更加严重，在水箱中发出“鼓鼓”的冒泡声；进、排气管中向外冒白色蒸气，甚至向外

窜水；卸下喷油器时，从孔中向外窜水。

（3）当烧坏部位使气缸与缸盖螺栓孔的缸垫边缘相通时，漏气处会有断续的淡黄色泡沫产生，严重时除能听到“吱吱”的声音外，还可看到烟色，有时还有漏油、漏水现象，缸盖螺栓及孔上有积炭。

（4）当烧坏部位使气缸与机体上平面的机油孔相通时，气体窜入润滑系，机油温度升高，机油变质；通往气缸盖上部润滑气门机构的机油中有气泡。

（5）当烧坏部位使气缸与冷却水套、润滑油道相通时，在水箱的水面上有黄褐色的机油泡沫；油底壳机油中有水，从加机油口处向外冒热气；严重时，排气管出机油和水。

原因

（1）气缸垫的质量不好，铜皮内的石棉布置不均匀，特别是燃烧室周围处没有布置均匀时，最易冲坏气缸垫。

（2）拧紧气缸盖的螺栓顺序不正确，或末拧到规定的扭力，或各拧紧扭力不均匀，以致使气缸盖平面压力不均匀，气缸垫没有完全贴合在气缸体与气缸盖的接合面上。这样气缸垫最易漏气冲坏，而且易使气缸盖变形。

（3）气缸套高出机体平面，各缸套高度不平或高度不够或凸出过多，使气缸盖压不紧，燃烧气体窜出，烧坏气缸垫。

（4）缸盖螺母紧的次数过多、过紧（超过规定扭矩）因而使螺栓周围的缸体平面被螺栓拉凸得起不平，结果使缸盖压不严密，燃烧气体冲出，烧坏气缸垫。

（5）缸盖或气缸体的接触平面不平，使气缸垫不能平整压实而冲坏气缸垫。如气缸垫经常在同一部位损坏，则多系气缸盖或气缸体不平所造成。

（6）柴油机工作温度过高，如超负荷工作，喷油时间过迟、气缸垫在高温下工作，很容易失去原有的弹性，使气缸垫变得非常脆弱而最后被烧毁。

（7）柴油机长期处于喷油时间过早情况下工作，由于柴油被喷入压力和温度都不高的空气中，物理化学准备条件较差，着火落后期延长，导致速燃期压力升高率增大，往往超过允许范围，产生冲击性气体压力载荷，也容易冲坏气缸垫。

(8)气缸垫使用时间过久或拆装次数多，汽缸垫便会失去弹性，不能很好地起到密封作用，若继续使用便会烧毁。

（9）选用的汽缸垫厚度不够，使柴油机压缩比增高，从而燃烧压力便增高，再加之汽缸垫太薄会封闭不严而易被冲坏。

（10）拆下汽缸垫后，随意放置，没有挂起来或放平，使汽缸垫变形或损坏，装上使用时候会烧毁。

（11）汽缸盖和汽缸垫安装时不清洁，使汽缸盖、汽缸体平面接触不严。（12）由于柴油中混入水分，在高温的作用下，产生有机酸，汽缸盖被腐蚀成蜂窝状的麻点，窜气而冲坏。

3.排除方法

（1）发现汽缸垫稍有损坏应立即更换，对于弹性减弱气缸垫，经过在机油中加温后还能继续使用。如果发现气缸垫漏气但没有烧损，可在漏气部位加铜皮（厚约0.2毫米）即可防漏。也可以将缸垫在火焰上均匀地烤一烤，由于石棉膨胀，使缸垫复原，防止漏气。

（2）气缸体与气缸盖平面不平时需铲刮修平。

（3）气缸套凸出高度不够或不一致时，需加以调整和修理，使其达到规定值。同一台柴油机各缸凸出高度相差不得大于0.05毫米。

（4）更换气缸垫时应测量余隙。余隙太大，压缩比变小，影响柴油机功率；

余隙太小，压缩比变大，不但易烧坏气缸垫而且会造成气门碰活塞顶。

三、气缸体、气缸盖破裂气缸体、气缸盖破裂的主要是使用不当。破裂部位一般在进、排气门座之间，燃烧室与气门座之间，两缸之间的鼻梁，水套、水道空以及气缸盖螺栓固定空等部位。

1.征象

（1）水箱内冒气泡，冷却水迅速消耗，柴油机工作不稳定，功率下降，声音不正常，甚至不能继续工作。

（2）当外部破裂时，水向外渗漏；内部破裂时，水漏到油底壳使油面增高；水漏到气缸中会变成蒸汽随同废气一起排出，使排气冒白烟，柴油机不易起动。

2.原因：气缸盖经常处于高温、高压下工作，燃烧时最高瞬时压力可达60-70公斤/厘米2；最高温度可达1800-2000℃左右；假如柴油机2000转/分运行，则气体的压力和温度将是每分钟1000次的转度变化着，热冲击十分强烈。根据实际测量，缸盖底面的温度分布是不均匀的，对应活塞凹槽处得缸盖温度较高，而缸与缸之间的出砂孔和孔边缘的温度较低。由于存在温差，相应生产热应力及残余应力，最后导致出现裂纹和损坏。现从使用维护角度分析原因如下：

(1)严寒季节起动时，向冷机内骤加过热的开水。

(2)在严寒季节冷却水结冰而胀坏．故冬季使用时在停车后约半小时，应将冷却水放尽。最好用摇手柄转动曲轴数圈。排除水泵内的存水，水泵放水阀不必关上．以免积存冷却水。注意水箱通气孔应畅通，以免影响放水。

（3）柴油机温度过高时，突然加入冷却水，这样极易引起炸裂。如冬季使用柴油机时，有的机手为了便于起动．先将柴油机起动后．再加冷水．这样做是不好的。因为起动后机体内部温度迅速升高，加入冷水后便易炸裂。又如柴油机在缺水开锅时突然加入大量冷水，这也是不允许的，应当逐步加入少量冷水使温度降低。

（4）柴油机温度还很高时就放水，使气缸盖机体外部骤冷．内部很热，使各机件温度下降不一致，特别在冬季更趋严重，这样便产生内应力而出现裂纹。因此放水应等柴油机温度降至40-50℃（停车后约半小时）后再进行。

有的人用减压机构进行停车操作，由于突然在高温下吸入过多的冷空气，缸盖等也易炸裂。因此一般不应用减压机构熄火。

(5)柴油机冷车起动后，还没有走热，就突然迅速加大负荷，使气缸盖、机体内由冷骤热，产生内应力而裂开。

(6)气缸盖局部温度过高．如某缸喷油时间不对或喷油量过多，或喷嘴滴漏严重，冷却水道局部堵塞，气缸盖螺栓松紧不均匀，以及气缸盖拆卸次数过多，引起气缸盖挠曲，均会造成局部高温。这时由于冷却速度快慢不一形成裂纹。

(7)柴油机长期超负荷工作，喷油时间过早或过迟，都会引起柴油机过热，使内部机件内外冷却温度不一致，也容易产生热裂。因此在使用中不要长时间超负荷作业，正确调整喷油时间，要经常保持柴油机正常水温(80-95℃)．

(8)冷却系水套中水垢过多，影响散热效果，使缸盖底面温度升高，局部热应力集中，导致缸盖产生裂纹；由于柴油机在工作中的震动，使水垢成大块的脱落，水垢脱落处的局部温度下降，造成温差过大，膨胀不一致，产生内应力，因而炸裂。

(9)气缸垫在安装时没有对准孔位（气缸垫上的水孔未与气缸体或气缸盖上的水孔对准），使冷却水流量减小，使柴油机温度升高，气缸盖底面不均匀的温度更加不均匀，导致产生裂纹。

3-排除方法：气缸体、气缸盖的裂纹根据不同情况焊补或更换，四、气缸套破裂

气缸套破裂的原因有下列一些方面：

1．为保证可靠地压紧气缸套，湿缸套上端与气缸盖衬垫压紧部分，要突出机体顶面0.05-0.15毫米（见图1-1）。这个突出量太大，在拧紧气缸盖对，会使气缸套变形，并使凸缘根部产生裂纹。

有的气缸套上端面再有一个台阶，目的是保护气缸垫不致烧损（图1-1）．安装这种气缸套的气缸垫时．气缸垫孔应套入这个台阶上·不要搁在上面，否则会使气缸套受的力偏离气缸体承受面．使缸套台肩产生剪切应力而断裂，经常发现在拧紧气缸盖螺栓时，缸套即行断裂，多属此类原因。

2．气缸套与气缸体配台间隙过大；或由于安装时密封胶圈的作用或缸套凸缘下平面不平，以及缸套凸缘与气缸体接触平面中间有杂物，把缸套垫起．使缸套装斜，存活塞侧压力作用下．产生微量的横向摆动，促使在凸缘处产生疲劳裂纹而断裂（图1-2）。

3．在凸缘处不是圆滑过渡而成尖角．有明显刀痕或裂纹，在交变载荷下，此处易产生应力集中．产生微观疲劳裂纹而逐渐扩展，以致断裂。如图1-2，表示出凸缘过渡成尖角的断裂情况。

图1-1带有台阶的气缸套和产生断裂的位置

图1-2气缸套凸缘的断裂及断口形状

4．气缸套外壁积存厚的水垢，影响散热，附于气缸套外壁的水垢可能部分掉落，这样使气缸套受热不均匀．在热应力的影响下发生破裂。

5．使用方面的原因，如柴油机运行中水量不足，甚至断水，使柴油机过热，此时苦突然加入冷水，缸套骤冷收缩．极易产生裂纹。柴油机长期超负荷运转，机械负荷与热负荷急剧增大．也会造成缸套裂纹。袈缝处严重漏水后，气缸内产生“水垫”，造成“顶缸，将连杆顶弯或破坏其它零件，水漏入曲轴箱后，破坏机油性能，易产生烧瓦事故。

6．在安装缸套时，因密封胶圈过紧，用力打下缸套，由于用力不均，使缸套圆角处或其他强度薄弱处产生裂纹。

7．寒冷天气水套内的水没放尽，缸套被冻裂：

8.活塞环折断或活塞销窜动，往往因挤压缸套而造成裂纹。

9．其它还可能是气缸套材质不合格或工艺上没有很好退火等原因，引起缸套断裂。还可能因缸套锈蚀严重而使强度减弱，引起缸套断裂的情况。

五、活塞烧损与断裂

1．征象：活塞烧损一般产生在活塞顶部；断裂一般产生在活塞顶、机械负荷最大的活塞销座附近和安装油环处。活塞断裂后．机体通气孔处会排出大量浓烟．活

塞破碎会引起捣缸事故。

2．原因：活塞顶烧损与断裂主要是气缸中压力和温度的急剧变化而引起。活塞顶产生断裂的原因有：

（1）喷油器工作不正常．有未雾化的燃油滴在活塞顶上．燃烧时产生局部高温．或因活塞顶积炭严重，造成局部高温而引起活塞顶烧损。

（2）供油时间过早．产生敲缸。由于气缸内压力急剧上升，使活塞受到过大的冲击载荷．因而在活塞顶部易出现裂纹。

（3）长时间超负荷运行，冷却系统缺水，水温过高等，造成柴油机过热，易使活塞顶产生裂纹。

（4）气缸套冷却部位由于水中杂质与水垢沉淀，致使活塞顶散热差，活塞顶易产生裂纹。

（5）经常在柴油机未达到正常温度时迅速增加载荷。

(6)柴油机过热的情况下，突然向冷却系统内加入大量的冷水。

(7)气缸内漏入冷却水或落入零件、杂物或活塞与气门相撞等，产生顶缸现象，造成活塞顶断裂。

活塞在销孔处及其余部位断裂的原因有；

(1)活塞与气缸配合间隙过小，柴油机温度过高，使活塞卡缸而拉断。

(2)气缸与活塞裙部配合间隙过大，工作中活塞在缸套内摆动，又兼受到很大的爆发压力，使活塞撞击缸壁而打坏。

(3)活塞与活塞销紧度过大，使活塞变形或产坐微观裂纹。

(4)安装活塞销时，活塞加热温度不够，活塞销装不进去时，用手锤硬打，强行装入，因而使销座孔内部受到暗伤（或安装后，座孔处就有微小裂纹而未被发现），在柴油机工作中，受到气体爆发压力和活塞运动中的惯性力作用后，使活塞破碎。

(5)连杆弯曲、扭曲等变形，使活塞受较大的附加应力作用而损坏．

(6)活塞环胶着．卡住而使活塞拉断。活塞环润滑条件最差，特别是第一道环，同时工作中受到高温高压气体的影响，并刮下爆发后附在缸壁上的炭灰，因此磨损严重，而易胶着卡住。有时起动困难，大量未燃烧的柴油存积在活塞顶部，或在超负荷时供应过多的柴油，未燃烧部分就形成积炭而将活塞环胶住。又如喷油器雾化不良，或窜机油等而形成的积炭，也多堆积在第一道环处，因而使活塞环胶着卡住。

(7)由于油环槽的周围有很多回油孔，同时，该处的厚度较气环槽薄些，因而减弱了该处的机械强度，故易断裂。

(8)活塞环折断后使活塞卡住，因而活搴被拉断。

(9)活塞材料质量不好，引起活塞损坏。

3．扫除：消除上述造成活塞破裂的原因。并在使用维修过程中，就特别仔细检查活塞顶及销座附近有无裂纹，如发现有裂纹应及时更换。因为活塞断裂初期生产的裂纹往往都很小，

篇2：发动机分析原理

一．发动机相关结构

一．发动机排量：发动机排量是发动机各汽缸工作容积的总和，一般用升(L)表示。而汽缸工作容积则是指活塞从上止点到下止点所扫过的气体容积，又称为单缸排量，它取决于缸径和活塞行程。发动机排量是非常重要的发动机参数，它比缸径和缸数更能代表发动机的大小，发动机的许多指标都同排气量密切相关。一般来说，排量越大，发动机输出功率越大。

二．发动机参数：例如“L4”、“V6”、“V8”、“W12”这些都表示发动机汽缸的排列形式和缸数。汽车发动机常用缸数有3缸、4缸、6缸、8缸、10缸、12缸等。一般说来，排量1升以下的发动机常用3缸，例如0.8升的奥拓和福莱尔轿车。排量1升至2.5升一般为4缸发动机，常见的经济型轿车以及中档轿车发动机基本都是4缸。3升左右的发动机一般为6缸，比如排量3.0升的君威和新雅阁轿车。排量4升左右的发动机一般为8缸，比如排量4.7升的北京吉普的JEEP4700。排量5.5升以上的发动机一般用12缸发动机，例如排量6升的宝马760Li 就采用V12发动机。在同等缸径下，通常缸数越多排量越大，功率也就越高；而在发动机排量相同的情况下，缸数越多，缸径越小，发动机转速就可以提高，从而获得较大的提升功率。

二．四冲程发动机工作原理

当前轿车主要使用四冲程发动机做功，所以这里给出了四冲程发动工作原理。

进气冲程

活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时排气门关闭，进气门开启。在活塞移动过程中，气缸容积逐渐增大，气缸内形成一定的真空度。空气和汽油的混合物通过进气门被吸入气缸，并在气缸内进一步混合形成可燃混合气。压缩冲程

进气冲程结束后，曲轴继续带动活塞由下止点移至上止点。这时，进、排气门均关闭。随着活塞移动，气缸容积不断减小，气缸内的混合气被压缩，其压力和温度同时升高。

作功冲程

压缩冲程结束时，安装在气缸盖上的火花塞产生电火花，将气缸内的可燃混合气点燃，火焰迅速传遍整个燃烧室，同时放出大量的热能。燃烧气体的体积急剧膨胀，压力和温度迅速升高。在气体压力的作用下，活塞由上止点移至下止点，并通过连杆推动曲轴旋转作功。这时，进、排气门仍旧关闭。

排气冲程

排气冲程开始，排气门开启，进气门仍然关闭，曲轴通过连杆带动活塞由下止点移至上止点，此时膨胀过后的燃烧气体(或称废气)在其自身剩余压力和在活塞的推动下，经排气门排出气缸之外。当活塞到达上止点时，排气行程结束，排气门关闭。

三．发动机分类及其优缺点分析发动机的分类

一．按进气系统工作方式

一．自然吸气发动机：

自然吸气是汽车进气的一种，是在不通过任何增压器的情况下，大气压将空气压入燃烧室的一种形式。二．涡轮增压发动机：

涡轮增压，是一种利用内燃机运作转产生的废气驱动空气压缩机)的技术。

增压原理

涡轮增压装置主要是由涡轮室和增压器组成。首先是涡轮室的进气口与发动机排气歧管相连，排气口则接在排气管上。然后增压器的进气口与空气滤清器管道相连，排气口接在进气管上，最后涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内，二者同轴刚性联接。这就是一个完整的涡轮增压装置。

一般来说，涡轮增压都是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮带动同轴的叶轮，叶轮压缩输送由空气滤清器管道来的空气，使之增压之后进入气缸。当发动机转速增快，废气的排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮又压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以使更多的燃料充分燃烧，相应的增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以实现增加发动机的输出功率了。

三．机械增压发动机

机械增压是指针对自然进气引擎在高转速区域会出现进气效率低落的问题，从最基本的关键点着手，也就是想办法提升进气歧管内的空气压力，以克服气门干涉阻力，虽然进气歧管、气门、凸轮轴的尺寸不变，但由于进气压力增加的结果，让每次气门开启时间内能挤入燃烧室的空气增加了，因此喷油量也能相对增加，让引擎的工作能量比增压之前更为强大。

增压原理

由于各类引擎的皮带盘尺寸差异不大，同时受限于引擎安装空间，因此机械增压器的工作转速远低于3,000rpm，与涡轮增压器经常处于10,000rpm以上超高转域的情形相去甚远，同时机械增压器转速是完全连动于引擎转速，两者呈现平起平坐的现象，形成一组稳定之等差数线，而且增压器与引擎之间会互相影响，当一方运转受阻的时候，必定会藉由皮带传输而影响另一方的运作，这就是机械增压器的特性。

四．双增压发动机

在典型的二级可调增压系统中，两台涡轮增压器成串联布置。二级可调增压系统由高压级增压器、低压级增压器、废气流量分配阀和空气旁通阀组成。高压级增压器为一个小增压器，低压级增压器为一个大增压器。如果增压压比较高，则需要考虑在压气机间对增压空气冷却。

二．按气缸排列式

一．直列式

所有汽缸均肩并肩排成一个平面，它的缸体和曲轴结构简单，而且使用一个汽缸盖。可用“L”代表。二．V型

V型发动机就是将所有汽缸分成两组，把相邻汽缸以一定夹角布置一起，使两组汽缸形成有一个夹角的平面，从侧面看汽缸呈V字形的发动机。V型发动机的高度和长度尺寸小，在汽车上布置起来较为方便。它便于通过扩大汽缸直径来提高排量和功率并且适合于较高的汽缸数。三．水平对置发动机

水平对置发动机，发动机活塞平均分布在曲轴两侧，在水平方向上左右运动。使发动机的整体高度降低、长度缩短、整车的重心降低，车辆行驶更加平稳,发动机安装在整车的中心线上，两侧活塞产生的力矩相互抵消，大大降低车辆在行驶中的振动，使发动机转速得到很大提升，减少噪音。

三．按冷却方式分

一．水冷发动机

由于水的比热高，并且在零件与冷却介质间有良好的传热性能，因此现代汽车发动机大多采用水冷却。采用水作为冷却介质的发动机称为水冷发动机。冷却液也就是水，由水泵输送，流过发动机和水散热器。二．风冷发动机

风冷发动机，是以空气作为冷却介质的发动机。它在气缸及缸盖的外壁铸造出一些散热片，并用冷却风扇使空气高速吹过散热片表面，带走发动机散出的热量, 使发动机冷却。四．按燃油供应方式分

一．电喷发动机

电喷发动机是采用电子控制装置，取代传统的机械系统（如化油器）来控制发动机的供油过程。如汽油机电喷系统就是通过各种传感器将发动机的温度、空燃比、油门状况、发动机的转速、负荷、曲轴位置、车辆行驶状况等信号输入电子控制装置，电子控制装置根据这些信号参数，计算并控制发动机各气缸所需要的喷油量和喷油时刻，将汽油在一定压力下通过喷油器喷入到进气管中雾化。并与进入的空气气流混合，进入燃烧室燃烧，从而确保发动机和催化转化器始终工作在最佳状态。这种由电子系统控制将燃料由喷油器喷入发动机进气系统中的发动机称为电喷发动机。二．缸内直喷发动机

缸内直喷（FSI）就是直接将燃油喷入气缸内与进气混合的技术。喷射压力也进一步提高，使燃油雾化更加细致，真正实现了精准地按比例控制喷油并与进气混合，并且消除了缸外喷射的缺点。同时，喷嘴位置、喷雾形状、进气气流控制，以及活塞顶形状等特别的设计，使油气能够在整个气缸内充分、均匀的混合，从而使燃油充分燃烧，能量转化效率更高。

发动机的优缺点分析优点

一．自然吸气发动机

1．技术成熟，稳定性较高 2．动力输出平顺，反映速度快二．涡轮增压发动机 1．提高燃油经济性，降低尾气排放 2．小排量高功率，能够提供持续的动力

三．机械增压发动机

相对于涡轮增压技术，机械增压完全解决了油门响应滞后，涡轮迟滞和动力输出突然现象，达到瞬时油门响应，动力随转速线性输出，增加驾驶性能能效果。此外，在低速高扭、瞬间加速，机械增压技术都优于涡轮增压技术。机械增压技术不需跟发动机的润滑系统连接，不需要冷却，免维护，工作可靠，而且寿命长。

四．双增压发动机

1．应用二级增压系统可以获得更高的进气压力，提高发动机动力性和高原适应能力。

2．采用二级增压器，极大地拓宽了增压系统的流量范围，可以使柴油机满足高功率、大转矩、低油耗的要求。

3．采用二级增压器，可以对排气歧管内的废气压力及进气管的增压压力实施调节，实现EGR，满足排放要求。

4．二级增压系统如果采用较小惯量的低压级增压器，可以有效的解决系统加速滞后问题。

五．直列式发动机

1．制造成本较低 2．稳定性高 3．低速扭矩特性好 4．燃料消耗少 5．尺寸紧凑

六．V型发动机

1．效率较直列型发动机更高

2．较直列型发动机更稳定

七．水平对置型发动机

水平对置发动机的最大优点是重心低。由于它的气缸为“平放”，不仅降低了汽车的重心，还能让车头设计得又扁又低，这些因素都能增强汽车的行驶稳定性。同时，水平对置的气缸布局是一种对称稳定结构，这使得发动机的运转平顺性比V型发动机更好，运行时的功率损耗也是最小。当然更低的重心和均衡的分配也为车辆带了更好的操控性。

八．水冷发动机

1．冷却效果好

2．冷却均匀

3．工作可靠

4．不受环境影响

5．噪声低九．风冷发动机

1．结构简单 2．质量轻 3．维护使用方便 4．对气候变化适应性强 5．起动快 6．不需要散热器 7．可运用于缺水地区十．电喷发动机 1．功率高

2．省油

3．噪音低

4．一次点火率高

5．能准确控制混合器的质量，保证缸内燃料燃烧完全。

十一．缸内直喷发动机

1.缸内直喷式汽油发动机的优点是油耗量低，升功率大。

2.压缩比高达12，与同排量的一般发动机相比功率与扭矩都提高了 10%。

缺点

一．自然吸气发动机

1.跟涡轮增压发动机相比动力上有差距。二．涡轮增压发动机

1.动力输出反应滞后，平顺性有待提升。2.后期保养维护费用不低。

3.在经过了增压之后，发动机在工作时的压力和温度都大大升高，因此发动机寿命会比同样排量没有经过增压的发动机要短，而且机械性能、润滑性能都会受到影响，这样也在一定程度上限制了涡轮增压技术在发动机上的应用。

三．机械增压发动机

1.加速效果不是很明显，与自然吸气引擎差别不大。

2.会损失发动机部分动能，机械增压靠皮带带动，归根到底驱动力还是引擎。

3.高转速时会产生大量的摩擦，影响到转速的提高，噪音大。四．双增压发动机

1．需要较大的空间 2．价格比较昂贵

3．EGR率控制不如可变增压系统控制灵活 4．在高转速时相对于可变增压系统油耗偏高

五．直列型发动机

六．V型发动机

1．结构复杂

2．成本高

七．水平对置型发动机

1．结构复杂，不易制造。

4．机体较宽，不利于布局。

5．活塞水平放置和其自身重力的作用，其水平往返运行中的顶部和底部与缸套的摩擦程度就不一样，这会使得缸套的上下两个内面出现不同的磨损，底部会磨损的要多一些。2．横置的气缸因为重力的原因，会使机油流到底部，使一边气缸得不到充分的润滑。3．护养成本高。功率较低，难以适合配备6缸以上的汽车。

八．水冷发动机 6．水平对置能够抵消横向的振动，只是一种理想状况，如果由于积碳等原因导致气门不能完全闭合，也会造成缸压不等，这就会造成横向力不等，这种情况下同样会造成左右抖动。

1.构造复杂 2.成本较高

3.故障率高及维修复杂

4.功率损耗大九．风冷发动机

1．缸体和缸盖刚度差 2．振动大 3．噪声大 4．容易过热十．电喷发动机

1．较缸内直喷发动机，该发动机喷射时可能造成汽油的浪费

2．电动汽油泵是靠流过汽油泵的燃油来进行冷却的。在油箱缺油状态

十一．缸内直喷发动机

1.零组件复杂 2.价格昂贵

3.对汽油优质要求很高

篇3：发动机分析原理

1 影响尾气成分含量主要因素的分析

空气主要是由78.1%的N2、20.9%的O2、以及CO2、CH4和稀有气体组成。假定在理想燃烧的情况下, 燃料的完全燃烧可以实现, 那么根据其燃烧的化学方程式2nCxHy+mO2=nyH2O+2nxCO2知道:其尾气含量只有CO2及H2O。但由于完全燃烧无法实现, 同时燃料本身含有少量其他成分, 因而燃烧在生成主要排放物H2O和CO2的基础上, 还会产生废气如CO、HC、NOx (氮氧化物) 等[3]。

以轿车CI发动机为例, 其尾气构成成分如下图:

轿车CI发动机在λ=1时运行

影响尾气成分的原因多种多样, 但在实际的检测和维修中, 我们发现影响尾气成分主要因素有混合气的空燃比A/F, 点火正时及催化转换效率3种。其尾气的主要成分有一氧化碳CO, 二氧化碳CO2, 碳氢化合物HC, 氮氧化合物NOX和氧气O2[4]。

1.1 混合气空燃比

空燃比 (A/F) 与发动机的燃烧程度、尾气的排放成分有直接的关系。图1是汽油机空燃比与排放浓度变化的关系。

当A/F接近理论空燃比时, 这时燃油在燃烧过程中基本完全燃烧, CO产生量很少, HC很低。偏浓、偏稀的混合气或点火问题, 正时不准均会引起燃烧不良而增加HC。当A/F数值较小, 混合气逐渐变浓, CO的排放浓度增加较快;而较稀的混合气对CO影响较小。

1.2 点火提前角

点火提前角与尾气排放的相对值关系如图2。

从图可知:点火提前角对CO影响不大, 但对NOX和HC的影响较大。当点火提前时, 混合气燃烧的不完全导致NOX和HC成分的增多;适当的点火推迟将大大降低NOX和HC的排放。同时当点火时间推迟时, CO排放增加。

1.3 催化转换效率

三元催化器被用在汽油机上以减少一氧化碳CO, 碳氢化合物HC, 氮氧化合物NOX的排放.然而在柴油机中以过量空气工作, 三元催化转换器不能用来减少NOX, 这是因为在稀薄的柴油机废气中, 在三元催化转换器中的HC和CO更容易与排气氧化反应而不是与NOX反应。一般来说, 三元催化转换效率在汽油机上对一氧化碳CO, 碳氢化合物HC, 氮氧化合物NOX排放影响较大;在柴油机上对一氧化碳CO, 碳氢化合物HC排放影响较大, 对氮氧化合物NOX排放影响较小。

2 发动机尾气排放测量

为了测量尾气和气体采样袋中的污染物浓度可采用如下测量设备进行测量。

2.1 不分光红外线分析仪 (NDIR)

不分光红外线分析仪主要测量一氧化碳和二氧化碳的浓度。其工作原理如图3。

被测气体从进入试样室吸收特定红外波长后能量衰减, 衰减的量取决于通过试样室的被测气体的浓度;而惰性气体 (N2) 在比较室中不吸收该波长的红外线, 到达检测器能量不衰减。因此到达检测器左右两室红外光能量不同, 两室便产生了压力差, 薄膜推向一边, 薄膜和金属小球之间的电容量产生变化, 而电容量的变化则对应被测气体的浓度。

2.2 化学发光测试器 (CLD)

根据测量原理, 化学发光测试器仅被用来确定一氧化氮的浓度。在测量一氧化氮和二氧化氮的总浓度之前, 实验气体会被引入一个转换器, 在转换器中, 二氧化氮被转化成一氧化氮。其测量一氧化氮的原理见图4。

在一个反应室里1, 实验气体5与臭6氧被混合在一起, 以确定一氧化氮的浓度。实验气体中含有的一氧化氮被臭氧所氧化, 形成二氧化氮;部分生成的分子处在一种活跃的状态。当这些分子恢复到它们的2基本状态时, 它们的能量以光的形式被释放出来。光电探测器能测量释放出来的发光能量;在特定条件下, 发光能量与实验气体中的氮氧化合物的浓度成正比[4]。

2.3 氢焰离子化分析仪 (FID)

氢焰离子化分析仪主要是用来测量碳氢化合物的总浓度。实验气体中的碳化氢能在氢焰中燃烧 (见图5) , 形成了碳基;其中有些碳基会暂时被离子化, 从而能在集电电极中放电, 对放电过程产生的电流进行测量, 就能得到实验气体中碳原子的数目。

3 尾气成分异常的原因分析

3.1 碳氢化合物 (HC) 成份异常分析

碳氢化合物 (HC) 排放物的产生的主要原因是由于支持空燃混合物完全燃烧的氧气不足。其故障主要有:点火系统缺火或点火时间不准确, 造成混合气燃烧不充分;气缸进气控制系统中空气过滤器堵塞、配气相位不正确, 气缸密封性不良等原因造成混合气过浓;燃油蒸发控制系统不能正常工作, 造成混合气过浓。

3.2 一氧化碳 (CO) 成分异常分析

CO的产生是由于不完全燃烧导致的, 而不完全燃烧是由于空气不足造成混合气太浓导致的;所以凡是影响空燃比的因素, 都影响CO生成。其故障主要有:燃油供给系统中燃油压力过高、喷油嘴漏油;空气供给系统中空气滤清器不洁净或点火提前角太大等原因。

3.3 二氧化碳 (CO2) 成分异常分析

CO2是可燃混合气燃烧的正常产物, 其值的高低直接对应着燃烧效率的好坏。当发动机混合气出现过浓或过稀时, CO2的含量都将降低。因此, 要结合其他尾气值才能判断发动机的故障。

3.4 氮氧化合物 (NOx) 成分异常分析

NOx是由所有燃烧过程中发生的二次反应生成的, 这种二次反应指的是空气中的氮气也发生了燃烧。其主要以一氧化氮和二氧化氮的形式出现, 同时还有少量的一氧化二氮。影响NOx生成的因素有以下4点:1) 温度;2) O2的浓度;3) 滞留时间;4) 空燃比[2]。

另外, 我们必须知道, 单纯的分析一种尾气的含量, 是无法预测发动机故障部位的, 必须根据所测尾气含量的综合分析同时结合各种辅助手段以及检修人员的经验才能有效的预测发动机故障部位的。下面一个实例为例:

一辆桑塔纳2000GSi, 其故障现象是启动困难, 发动机抖动, 行驶时加速无力。

读取故障代码和数据流, 一切正常。通过用尾气分析仪检查, 发现HC、O2的数值偏高, 经过分析排除认为一般是由点火不良或混合气过稀失火而引起的。先对点火系统部件进行全面检查, 如未发现异常。可能原因就是混合气过稀, 造成混合气过稀的原因一方面是燃油太少, 另一方面是空气太多;同时我们知道在发动机的进气控制系统中, 如果燃油正常供油时, 不会有空气过稀的情况发生。重点检查供油系。首先检测燃油压力, 检测结果正常。逐缸进行断油试验, 将2、4缸断油时, 转速无明显下降, 推测2、4缸喷油器可能处于堵塞状态。换上两个新的喷油器, 发动机工作恢复正常[7]。

参考文献

[1]倪计民.汽车内燃机原理[M].上海:同济大学出版社, 1997.

[2]何学良, 李疏松.内燃机燃烧学[M].北京:机械工业出版社, 1990.

[3]秦义新.汽车排气净化与噪声控制[M].北京:人民交通出版社, 1999.

[4]张建俊.汽车诊断与检测技术[M].北京:人民交通出版社, 2005.

[5]陆际清, 刘峥.汽车发动机燃料供给与调节[M].北京:清华大学出版社, 2002.

[6]张雨.汽油机瞬态排放分析[M].长沙:国防科技大学出版社, 2005.

篇4：电动机轻载节电原理分析

0.导言

在工矿业生产用电机械设备中，经常存在电动机长期“大马拉小车”和变载运行中的长期空载，造成了电能的有功和无功的严重损耗。为此近几年，市场上研制生产了各种节电装置，由于这些节电装置功能单一，保护功能少。且许多不能与电动机起动装置结合在一起，限制了其应用。JN-1高效节电器克服了上述缺陷，它集节电、恒流软起动、软停止、过载、缺相、过流、超温、欠压等保护功能于一体，采用无触点电子开关，取代了降压起动柜及接触器，降低了一次性投资和日常维护费用，使该产品具有其它节电装置无可比拟的优点。

1.电动机在轻（空）载时节电途径及原理分析

1.1节电原理分析

异步电动机转事等效电路图、转事向量图、异步电动机负载转矩：

M=CMфMI'2 （1）

转子铜损Ptg2=3I/2R2 （2）

定子电流Il=I0+（-I2）（3）

式中：I2-转子绕组相电阻、I0—励磁空载电流。Il一定子负载电流

电动机在轻（空）载时，静态转矩Mjt=m≈0，则转子电流I2及铜损Ptg2是很小的，且转差率趋近0，功率因数，则

式中：X2-转子静止时，转事绕组漏磁阻抗。

由（3）式知，在定子电流的两个分量（I0）和（I2）中，此时I0起主异作用。所以在电动机端电压Ul降低时，定子电流Il会随着I0减小而减小，即定子功率因数得以提高，同时减小，使铁芯损失减少，效率则会提高。

由上述分析可知：电动机在轻（空）载时，降低其端电压，会提高其效率，具有较好的节电效果。

1.2节电实例分析

一台电动机在额定负载时，其定事绕组为“△”形联接，在其轻（空）载时，改为“Y”形联接时，节电效果分析如下：

JO2—52—4三相异步电动机有关数据如下e=10kW，Ve=380v，Ne=1452转/分，rl=1.33/sh，xl=2.43/sh，r2=1.12/相，x2=4.4/相，x0=90/相，当Mfz=0.1Me时，设A、B相间电压。

（1）当定子绕组“△”接法时，我们取定子的A相绕组分析。额定负载时的转差率：机械特性曲线并非一条直线，但在曲线0-0.7ML的压间内，特性十分接近于直线，而我们分析的正是电动机处在0.7ML以下轻载时，所以可以将这段曲线直线化。由知：由，异步电动机等值电路可知：负载支路阻抗励磁支路阻抗。

①转子电流；②励磁电流；③定子电流；④定子线电流有效值；⑤定子功率因数；⑥定子输入功率；⑦效率。

（2）当定子线圈改为“Y”形接法时：①转子电流；②励磁电流；③定子电流；④定子功率因数；⑤定子输入功率；⑥效率。

由以上计算可知：电动机在Mfz=0.1Me时，定子绕组由“△”形改为“Y”联接后，由0.2996提高到0.634，效率由66.7%提高到79.7%。

如每天轻载20小时，每年按300个工作日，则每年节约电能A=（1.514-1.255）x20x300=1554度。

2.JN-1高效节电器节电原理及保护功能

2.1 JN-1节电原理

JN-1节电器以电动机的工作电流和电压作为取样对象，自动跟踪、监测电机负载的变化，动态调整电机的供电电压，使产生磁场的能量与转矩的需求精确匹配。在电动机轻（空）载情况下，将电机的端电压自动降奎最低需求，而电动机转速保持恒定，降低了有功和无功损耗，提高了功率因数，达到了节能的目的。

节电器通过自动跟踪检测电机运行电压和电流的相位，根据相位分析电机负载状态，自动调整电机运行电压，使电机磁通量有效配合电机负载转矩，有效降低电机无功损耗、有功损耗励磁损耗，提高电机工作效率，达蓟节能降耗目的。

三相异步电动机运行时，必须消耗一定能量的激磁功率，通常运行的电机，其工作电压变动很小，不管电机负载如何，激磁电流大小不变，这样电机在轻载和空载时，功率因数则很低，节电器通过改变电机定子线圈电压，激磁电流适应电机的负载，自动跟踪，自动调整，使电机始终保持较高的功率因数。

2.2 JN-1节电器的保护功能

其除具有节电功能外，还具有以下功能：（1）恒流软起动；起动电压在0～380v间，起动电流在（1-7）Ie之间，连续可调，设定后保持恒定，自动切换运行。（2）缺相保护（或三相严重不平衡）：当电机电压缺相或三相电流严重不平衡时，保护电路动作，自动切断电机电源，同时缺相指示灯亮，发出报警号，当故障排除后，方可重新启动。（3）过载保护：当电机工作电流超出额定值1.2-1.5倍时，（通过电位器设定），过载指示灯亮，同时通过延时电路（可设定5～45秒），使保护电路动作，自动关断晶闸管，达到保护电机的目的。（4）过热保护：当晶闸管工作温度超过规定值（一般设定在85℃以下）时，温度继电器动作，并关断晶闸管，实现双重保护。

3.JN-1节电器的调节

下面以llkW电动机的调节为例，简介节电器的调节过程，如电机功率发生变化，应对节电器作适当调节。

3.1起动调节

根据电机工作情况，顺时针方向缓慢调节主控板上电位器Rwl（即W253），使起动电流缓慢变化，电机加速至正常运转，左右调节，适当设定，使起动时间在10秒内为宜，在负载要求的范围内，应尽可能将起动电流调低。

3.2节电率调节

（1）逆时针方向缓慢调节主控板上电位器Rw2，当电流和电压均下降至某个数值后，便稍停片刻。稳定后记下这一数值作为设定电流电压值。（2）重新起动电机，顺时针方向调节电位器Rw3，使电压值略高于Rw2记所设定的参数值。

3.3响应速度调节（负载变化跟踪灵敏度）

顺时针方向缓慢调节Rw4，当电压升至全压（380v），立即反向调节1-2圈，便电流、电压均回至原设定数值并稳定运行。

4.结语

篇5：发动机工作原理

柴油机在进气行程中吸入的是纯空气。在压缩行程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。由于柴油机压缩比高(一般为16-22)，所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.5-4.5MPa，同时温度高达750-1000K(而汽油机在此时的混合气压力会为0.6-1.2MPa，温度达600-700K)，大大超过柴油的自燃温度。因此柴油在喷入气缸后，在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧。气缸内的气压急速上升到6-9MPa，温度也升到-2500K。在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转而作功，废气同样经排气管排入大气中。

普通柴油机的是由发动机凸轮轴驱动，借助于高压油泵将柴油输送到各缸燃油室。这种供油方式要随发动机转速的变化而变化，做不到各种转速下的最佳供油量。

共轨喷射式供油系统由高压油泵、公共供油管、喷油器、电控单元(ECU)和一些管道压力传感器组成，系统中的每一个喷油器通过各自的高压油管与公共供油管相连，公共供油管对喷油器起到液力蓄压作用。工作时，高压油泵以高压将燃油输送到公共供油管，高压油泵、压力传感器和ECU组成闭环工作，对公共供油管内的油压实现精确控制，彻底改变了供油压力随发动机转速变化的现象。其主要特点有以下三个方面：

1.喷油正时与燃油计量完全分开，喷油压力和喷油过程由ECU适时控制。

2.可依据发动机工作状况去调整各缸喷油压力，喷油始点、持续时间，从而追求喷油的最佳控制点。

3.能实现很高的喷油压力，并能实现柴油的预喷射。