从物理学角度分析柴油机工作原理

柴油机工作原理从物理学角度看，主要涉及四个行程。

进气行程中，活塞从上止点移至下止点，排气门关闭，进气门开启，气缸容积增大形成真空，空气被吸入气缸。

压缩行程时，活塞从下止点移至上止点，进、排气门均关闭，气缸容积减小，混合气被压缩，压力和温度升高。

作功行程接近压缩结束，喷油嘴喷入燃油燃烧，气体体积膨胀，压力和温度骤升，活塞从上止点移至下止点推动曲轴旋转作功，进、排气门仍关闭。

排气行程开始，排气门开启，活塞从下止点移至上止点，废气排出气缸。

柴油机与汽油机虽都经历四个行程，但有不同。柴油机燃料是柴油，粘度大不易蒸发，自燃温度低，可燃混合气形成及点火方式与汽油机不同。

气缸内柴油燃烧产生动能，带动曲柄连杆机构绕曲轴作往复圆周运动输出动力。

柴油机主要构造与汽油机大致相同，但汽缸顶部是喷油嘴而非火花塞。工作过程也和汽油机大致相同，由吸气、压缩、做功、排气冲程构成工作循环。

每个循环中，活塞往复两次，曲轴转动两周。

能量转化方面，压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能。

柴油机还分二冲程和四冲程。二冲程柴油机一个工作循环只有二个冲程，曲轴转一圈，理论功率高但经济性差、不环保已淘汰。四冲程柴油机一个工作循环有四个冲程，曲轴转二圈。

具体来说，进气冲程活塞由上止点运动到下止点，进气门开排气门关，空气进入气缸。

压缩冲程进气门开排气门关，活塞由下至上，空气被压缩为高温高压。

做功冲程进、排气门都关闭，柴油喷入气缸燃烧，推动活塞由上至下。