四行程單缸柴油機(jī)的基本工作過程:通過動(dòng)力使柴油發(fā)電機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng),繼而使活塞在封閉氣缸中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)來啟動(dòng)柴油機(jī)。活塞完成四個(gè)沖程分別是進(jìn)氣、壓縮、工作和排氣沖程。第一沖程是進(jìn)氣沖程,在曲軸的帶動(dòng)下,活塞由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn),此時(shí)排氣門關(guān)閉,進(jìn)氣門打開,由于氣缸內(nèi)容積的增大,外界大氣壓高于氣缸內(nèi)的壓力,在氣缸內(nèi)外壓力差下,外界的空氣通過進(jìn)氣門進(jìn)入氣缸中,由于進(jìn)氣系統(tǒng)存在阻力,進(jìn)入氣缸的空氣壓力低于大氣壓,溫度要高于外界大氣溫度。
第二沖程是壓縮沖程,進(jìn)、排氣門都關(guān)閉,活塞由下止點(diǎn)移至上止點(diǎn),活塞將第一沖程吸入得空氣壓縮至燃燒室,使其溫度和壓力變高。第三沖程是工作沖程,進(jìn)、排氣閥處于關(guān)閉狀態(tài),活塞由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn),在接近壓縮沖程末尾時(shí),噴油器將高壓燃油噴入氣缸中,使之和高壓高溫空氣混合,此時(shí)已近超過了柴油自燃點(diǎn)溫度,便著火燃燒,產(chǎn)生大量的熱能,使氣缸內(nèi)壓力及溫度迅速升高,繼而推動(dòng)活塞向下移動(dòng),并對(duì)外界做功,伴隨過程的進(jìn)行,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械動(dòng)力能,氣缸內(nèi)氣體的溫度、壓力迅速降低。
第四沖程是排氣沖程,進(jìn)氣門處于關(guān)閉,排氣門處于打開狀態(tài),活塞由下止點(diǎn)移至上止點(diǎn),燃燒后的氣體變?yōu)閺U氣繼而在活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)經(jīng)由排氣門被擠壓排出。
由上面四個(gè)工作過程可以看到,做功的過程只是第三沖程,其余的三個(gè)沖程則是消耗能量的輔助過程,在單缸柴油機(jī)上利用飛輪來提供這些能量,在多缸柴油機(jī)中依靠其余缸的作功沖程來提供。