1、進氣沖程,第一沖程——進氣,它的任務是使氣缸内充滿新鮮空氣。當進氣沖程開始時,活塞位于上止點,氣缸内的燃燒室中還留有一些廢氣。當曲軸旋轉肘,連杆使活塞由上止點向下止點移動,同時,利用與曲軸相聯的傳動機構使進氣閥打開。随着活塞的向下運動,氣缸内活塞上面的容積逐漸增大:造成氣缸内的空氣壓力低于進氣管内的壓力,因此外面空氣就不斷地充入氣缸。
2、進氣過程中氣缸内氣體壓力随着氣缸的容積變化的情況如動畫所示。圖中縱坐标表示氣體壓力P,坐标表示氣缸容積Vh(或活塞的沖S),這個圖形稱為示功圖。圖中的壓力曲線表示柴油機工作時,氣缸内氣體壓力的變化規律。
3、從土中我們可以看出進氣開始,由于存在殘餘廢氣,所以稍高于大氣壓力P0。在進氣過程中由于空氣通過進氣管和進氣閥時産生流動阻力,所以進氣沖程的氣體壓力低于大氣壓力,其值為0.085~0.095MPa,在整個進氣過程中,氣缸内氣體壓力大緻保持不變。
4、當活塞向下運動接近下止點時,沖進氣缸的氣流仍具有很高的速度,慣性很大,為了利用氣流的慣性來提高充氣量,進氣閥在活塞過了下止點以後才關閉。雖然此時活塞上行,但由于氣流的慣性,氣體仍能充人氣缸。
5、壓縮沖程,第二沖程——壓縮。壓縮時活塞從下止點間上止點運動,這個沖程的功用有二,一是提高空氣的溫度,為燃料自行發火作準備:二是為氣體膨脹作功創造條件。當活塞上行,進氣閥關閉以後,氣缸内的空氣受到壓縮,随着容積的不斷細小,空氣的壓力和溫度也就不斷升高,壓縮終點的壓力和濕度與空氣的壓縮程度有關,即與壓縮比有關,一般壓縮終點的壓力和溫度為:Pc=4~8MPa,Tc=750~950K。
6、柴油的自燃溫度約為543—563K,壓縮終點的溫度要比柴油自燃的溫度高很多,足以保證噴入氣缸的燃油自行發火燃燒。噴入氣缸的柴油,并不是立即發火的,而且經過物理化學變化之後才發火,這段時間大約有0.001~0.005秒,稱為發火延遲期。因此,要在曲柄轉至上止點前10~35°曲柄轉角時開始将霧化的燃料噴入氣缸,并使曲柄在上止點後5~10°時,在燃燒室内達到最高燃燒壓力,迫使活塞向下運動。