定容加热过程发生在压缩快要结束但尚未结束的阶段,此时供油开始,并在活塞到达上止点的瞬间,这部分油瞬间燃烧。这个过程类似于等容加热,即燃料在固定的容积内燃烧,从而迅速提高气体的温度和压力。
而定压加热循环则是柴油机理想的循环过程。它主要包括进气、压缩、燃烧和排气四个阶段。在压缩结束后,活塞到达上止点时开始喷油,然后在做功冲程前半段,活塞边向下移动边喷油燃烧,实现类似于等压加热的过程。这样,整个加热过程是一个定压和定容的混合过程。
简单来说,定容加热主要关注燃料在固定容积内的燃烧过程,而定压加热则更侧重于在活塞下移的过程中保持压力相对稳定的燃烧过程。这两种加热方式各有特点,选择哪种方式取决于具体的发动机设计要求和运行条件。
值得注意的是,实际的柴油机工作循环往往介于定容加热和定压加热之间,是两者的混合过程。这样的设计能够在保证发动机效率的同时,尽量减小机械负荷和热负荷,使发动机运行更加平稳可靠。
柴油机的定容加热和定压加热是指在气缸内燃料燃烧时,热量传递和工作循环的不同阶段。这两种加热过程是内燃机热力学循环—尤其是狄塞尔循环(Diesel cycle)—的组成部分。以下是它们的基本区别:
定容加热(等容加热):在柴油机的工作循环中,燃料的注入和燃烧发生在活塞接近顶端的固定体积内,即燃烧室内。此时,活塞几乎不移动,因此燃烧发生时的体积几乎不变。燃料的燃烧迅速提高气缸内气体的温度和压力,但由于体积没有明显变化,这个阶段称为定容加热。
定压加热(等压加热):在理想化的狄塞尔循环中,燃烧后的膨胀做功阶段被视为在恒定的压力下进行,尽管在实际情况下,压力会随活塞的移动而改变。在这个阶段,高温高压的气体推动活塞向下移动,将化学能转换为机械功。理论上,这个过程被视为等压过程,但实际上是一个更复杂的变压过程。
简而言之,定容加热发生在燃料开始燃烧且活塞位置几乎不变时,导致气缸内温度和压力急剧上升;而定压加热是在燃烧完成后,气体在近似恒定的压力下对活塞做功的过程。实际柴油机工作循环与理想化的狄塞尔循环有所偏差,但这两个概念帮助描述了其热效率和工作原理。
柴油机按照功率大小可以分为三类:小功率柴油机、中功率柴油机和大功率柴油机。小功率柴油机功率一般在10-85马力之间,被广泛应用于家用发电机、船舶、工程机械等领域。
中功率柴油机功率在85-400马力之间,应用于商用车、农用车、工程机械等领域,拥有较高的可靠性和耐久性。
大功率柴油机的输出功率超过400马力,用于高端领域如大型工程机械、重型卡车等。柴油机的不同功率等级可以满足各种不同需求,是重要的能源转换和动力设备。