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（1）柴油
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柴油机使用的燃料是柴油。与汽油相比，它具有分子量大、蒸馏温度高、黏度大、自燃点低、便宜等特点。评价柴油质量的主要性能指标是发火性、蒸发性、黏度和凝点。
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发火性是指燃油的自燃能力。柴油的自燃点约为300℃。柴油的发火性用十六烷值表示，十六烷值越高，发火性越好。
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蒸发性是由燃油的蒸馏试验确定的。蒸发性越好，越有利于可燃混合气的形成和燃烧。
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黏度决定燃油的流动性，黏度越小，则流动性越好。但容易泄漏，供油不足，功率下降。黏度过大，不易喷雾，混合气质量差，燃烧不完全。所以柴油的黏度应适当。
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凝点是柴油冷却到开始推动流动性的温度，它表示柴油在低温时流动性的好坏。国产柴油以凝点的温度来命名牌号。如10号、0号和-35号轻柴油的凝点分别为10℃、0℃和-35℃。
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综上所述，柴油机应选用十六烷值较高、蒸发性较好、凝点和黏度合适、不含水分和机械杂质的柴油。
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（2）可燃混合气的形成与燃烧
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柴油机的可燃混合气直接在燃烧室内形成，通常把柴油机的燃烧过程分为四个阶段。
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第一阶段是备燃期。当压缩行程终了，活塞到达上止点前某一时刻，柴油开始喷入燃烧室，迅速与高温高压空气雾化、混合、升温和氧化，进行燃烧前的化学准备过程。
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第二阶段是速燃期。此时活塞位于上止点附近，火焰从着火点处迅速向四周传播，气缸压力很快升到最大值，推动活塞下行做功。
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第三阶段是缓燃期。活塞在下行中一边燃烧，一边继续喷油，直到喷油停止，绝大部分柴油被烧掉，放出大量热量，燃烧温度可达1973～2273K。
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第四阶段是后燃期。在缓燃期中没有烧掉的柴油继续燃烧，但因做功行程接近结束，放出的热量大部分被废气带走。
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可见柴油的燃烧过程是贯穿在整个做功行程的始终。
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（3）燃烧室
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由于柴油机的混合气形成和燃烧是在燃烧室进行的，故燃烧室结构形式直接影响混合气的品质和燃烧状况。
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柴油机燃烧室分成统一式燃烧室和分隔式燃烧室两大类。
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1）统一式燃烧室是由凹形活塞顶与气缸盖底面所包围的单一内腔，燃油自喷油器直接喷射到燃烧室中，故又称为喷射式燃烧室。这种燃烧室一般配用多孔喷油器。
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2）分隔式燃烧室由两部分组成，一部分是活塞顶与气缸盖底面之间，称为主燃烧室；另一部分在气缸盖中，称为副燃烧室。这两部分由一个或几个孔道相连。采用这种燃烧室时配用轴针式单孔喷油器。按其结构又可分为涡流室燃烧室和预燃室燃烧室两种，如图3-19、图3-20、图3-21所示。
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图3-19 燃油直喷式
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图3-20 预燃烧室式