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柴油機(jī)工作原理是什么
柴油機(jī)工作原理
單缸往復(fù)活塞式柴油機(jī)結(jié)構(gòu)主要由排氣門、河南南陽同城進(jìn)氣門、河南南陽同城氣缸蓋、河南南陽同城氣缸、河南南陽同城活塞、河南南陽同城活塞銷、河南南陽同城連桿和曲軸等組成。氣缸內(nèi)裝有活塞,活塞通過活塞銷、河南南陽同城連桿與曲軸相連接。活塞在氣缸內(nèi)作一上下往復(fù)運(yùn)動(dòng),通過連桿推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。為丁吸入新鮮空氣和排出廢氣,在氣缸蓋上下設(shè)有進(jìn)氣門和排氣門。
(1)基本名聞術(shù)語
①上止點(diǎn):活塞離曲軸中心 距離的位置。
②下止點(diǎn):活塞離曲軸中心小距離的位置。
③活塞行程(沖程):上止點(diǎn)與下止點(diǎn)間的距離,用符號(hào)S表示,單位為mm。
④曲柄半徑:曲軸旋轉(zhuǎn)中心到曲柄銷中心的距離,用符號(hào)r表示,單位為mm?;钊谐蘏等于曲柄半徑r的兩倍。
⑤氣缸工作容積在:一個(gè)氣缸中,活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過的氣缸容積。用符號(hào)Vh表示,単位為L。
⑥柴油機(jī)排量:柴油機(jī)所有氣缸工作容積的總和稱為柴油機(jī)排量,用VH表示。
柴油機(jī)排量表示柴油機(jī)的做功能力,在其他參數(shù)相同的前提下,柴油機(jī)排量越大,則其所發(fā)出的功率就越大。
⑦燃燒室容積當(dāng)活塞在上止點(diǎn)時(shí),活塞上方的氣缸容積。用符號(hào)Vc表示。
氣缸總?cè)莘e當(dāng)活塞在下止點(diǎn)時(shí),活塞上方的氣缸容積。用符號(hào)Va表示。它等于燃燒室容積Va與氣缸工作容積Vh之和。
⑨壓縮比氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比。用符號(hào)ε表示。
壓縮比ε表示氣缸中的氣體被壓縮后體積縮小的倍數(shù),也表明氣體被壓縮的程度,通常柴油機(jī)的壓縮比ε=12~22。壓縮比越大,活塞運(yùn)動(dòng)時(shí),氣體被壓縮得越厲害,氣體的溫度和壓力就越高,柴油機(jī)的效率也越高。
⑩工作循環(huán):柴油機(jī)中熱能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化,是通過活塞在氣缸內(nèi)工作,連續(xù)進(jìn)行進(jìn)氣、河南南陽同城壓縮、河南南陽同城做功、河南南陽同城排氣四個(gè)過程來完成的。每進(jìn)行這樣一個(gè)過程稱為一個(gè)工作循環(huán)。如柴油機(jī)活塞走完四個(gè)沖程(曲軸旋轉(zhuǎn)兩周)完成一個(gè)工作循環(huán),稱該機(jī)為四沖程柴油機(jī)如活塞走完兩個(gè)沖程(曲軸旋轉(zhuǎn)一周)完成一個(gè)工作循環(huán),稱改機(jī)為二沖程柴油機(jī)。
(2)四沖程柴油機(jī)工作原理
①進(jìn)氣過程 活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng),這時(shí)在配氣機(jī)構(gòu)的作用下進(jìn)氣門打開,排氣門關(guān)閉。由于活塞下移,氣缸內(nèi)容積增大,壓力降低,新鮮空氣經(jīng)空氣濾清器、河南南陽同城進(jìn)氣管不斷吸入氣缸。由于進(jìn)氣系統(tǒng)存在阻力,使進(jìn)氣終了氣缸內(nèi)的氣體壓力低于大氣壓力P0(約78~91kPa),溫度為320~340K.
②壓縮過程 活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),這時(shí)進(jìn)、河南南陽同城排氣門關(guān)閉。氣缸內(nèi)容積不斷減少,氣體被壓縮,其溫度和壓力不斷提高。壓縮終了時(shí)氣體壓力可達(dá)3~5MPa,溫度高達(dá)750~1000K,為噴人氣缸內(nèi)的柴油蒸發(fā)、河南南陽同城混合和燃燒創(chuàng)造條件。
③做功過程 所示]在壓縮過程即將終了時(shí),噴油器將柴油以細(xì)小的油雰噴入氣缸,在高溫、河南南陽同城高壓和高速氣流作用下很快蒸發(fā),與空氣混合,形成混合氣。并在高溫下自動(dòng)著火燃燒,放出大量的熱量,使氣缸中氣體溫度和壓力急劇上升。燃燒氣體的 壓力可達(dá)6~9MPa, 溫度可達(dá)1800~2000K。高壓氣體膨脹推動(dòng)活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng),從而使曲軸旋轉(zhuǎn)對(duì)外做功。由于噴油和燃燒要持續(xù)一段時(shí)間,所以雖然活塞開始下移,但此時(shí)還有噴入的燃料繼續(xù)燃燒放熱,氣缸內(nèi)的壓力并沒有明顯下降,隨著活塞下移,氣缸內(nèi)的溫度和壓力才逐漸下降。做功行程結(jié)束時(shí),壓力約為0.2~0.5MPa。
④排氣過程 做功過程結(jié)末后,排氣門打開,進(jìn)氣門關(guān)閉?;钊谇S的帶動(dòng)下由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),燃燒過的廢氣便依靠壓力差和活塞上行的排擠,迅速從排氣門排出。由于排氣系統(tǒng)有阻力,因此,排氣終了時(shí),氣缸內(nèi)廢氣壓力略高于大氣壓力。氣缸內(nèi)殘余廢氣的壓力約為0.105~0.12MPa,溫度約為700~900K。
活塞經(jīng)過上述四個(gè)連續(xù)過程后,便完成了一個(gè)工作循環(huán)。當(dāng)排氣過程結(jié)束后,柴油機(jī)曲軸依靠飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性作用仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn),上述四個(gè)過程又重復(fù)進(jìn)行。如此周而復(fù)始地進(jìn)行個(gè)又一個(gè)的工作循環(huán),使柴油機(jī)連續(xù)不斷地運(yùn)轉(zhuǎn)起來,并帶動(dòng)工作機(jī)械做功。
(3)二沖程柴油機(jī)工作原理
二沖程柴油機(jī)無進(jìn)氣門。氣缸(氣缸套)壁上有一組進(jìn)氣孔,由活塞的上下運(yùn)動(dòng)控制進(jìn)氣孔的開、河南南陽同城閉,氣缸蓋上設(shè)有排氣門??諝庥蓲邭獗锰岣邏毫σ院?,經(jīng)氣缸外部的空氣室和氣缸壁上的進(jìn)氣孔進(jìn)入氣缸,完成進(jìn)氣和掃氣過程。燃燒后的廢氣由氣缸蓋上的排氣門排出。其工作過程如下。
① 行程 行程也稱換氣-壓縮過程。曲軸帶動(dòng)活塞由下止點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng),這時(shí)進(jìn)氣孔和排氣門均打開,新鮮空氣山掃氣泵以高于大氣壓力送入氣缸中,并把氣缸中的殘余廢氣從排氣門掃除。這種進(jìn)、河南南陽同城排氣同時(shí)進(jìn)行的過程稱為“掃氣過程”?;钊^續(xù)向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)活塞越過進(jìn)氣孔后,進(jìn)氣孔破活塞關(guān)閉的同時(shí)配氣機(jī)構(gòu)也使排氣門關(guān)閉。于是氣缸內(nèi)的新鮮空氣被壓縮,一直進(jìn)行到上止點(diǎn)。
②第二行程 第二行程也稱膨脹-換氣過程?;钊咏现裹c(diǎn)時(shí),噴油器開始噴油,被噴油器噴成的雰狀柴油與高溫壓縮空氣相遇,便迅速燃燒。由于燃?xì)鈮毫Φ淖饔茫苿?dòng)活塞向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),經(jīng)連桿帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)而輸出動(dòng)力。當(dāng)活塞下行至某一時(shí)刻時(shí)排氣門打開,做功后的廢氣由排氣門排出?;钊^續(xù)向下運(yùn)動(dòng),隨后進(jìn)氣孔打開,新鮮空氣被掃氣泵再次壓入氣缸,開始“掃氣過程”?;钊恢边\(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn),完成第二個(gè)工作行程。
(4)二沖程與四沖程柴油機(jī)的比較
與四沖程柴油機(jī)比較,二沖程柴油機(jī)有以下主要特點(diǎn)。公明發(fā)電機(jī)
①曲軸毎轉(zhuǎn)一周就有一個(gè)做功過程,因此,當(dāng)二沖程柴油機(jī)工作容積和轉(zhuǎn)速與四沖程柴油機(jī)相同時(shí),在理論上其功率應(yīng)為四沖程柴油機(jī)功率的兩倍。但由于結(jié)構(gòu)上的關(guān)系,二沖程柴油機(jī)廢氣排除不徹底,并且換氣過程減小了有效工作行程。因而在同樣的工作容積和曲軸轉(zhuǎn)速下,二沖程柴油機(jī)的功率約為四沖程柴油機(jī)的1.5~1.7倍。
②二沖程柴油機(jī)因其曲軸毎轉(zhuǎn)一周就有一個(gè)做功行程,在相同轉(zhuǎn)速下工作循環(huán)次數(shù)多,故輸出轉(zhuǎn)矩均勻,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。
③大多數(shù)二沖程柴油機(jī)部分或全部采用氣孔換氣,配氣機(jī)構(gòu)簡單。所以,二沖程柴油機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,重量輕·使用維修方便。
④換氣時(shí)間短,并需要借助新鮮空氣來清掃廢氣,換氣效果相對(duì)較差。
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發(fā)電機(jī)的潤滑系統(tǒng)
潤滑系的基本任務(wù)就是將機(jī)油不斷地供給零件的摩擦表面,減小零件的摩擦和磨損。流動(dòng)的機(jī)油可以摩擦表面上的磨等雜質(zhì),并冷卻摩擦表面。氣缸壁和活塞環(huán)上的油膜還能提高氣缸的密封性。此外,機(jī)油還可以防止零件生銹。
所有康明斯柴油機(jī)均采用綜合潤滑系統(tǒng),對(duì)工作負(fù)荷大。運(yùn)動(dòng)速度高、河南南陽工作條件很差的摩擦表面,如主軸承、河南南陽連桿軸承、河南南陽凸輪軸承、河南南陽搖臂軸承等均需要一定壓力將機(jī)油輸送到摩擦表面間隙中,方能形成油膜保證潤滑,這就是壓力潤滑。其他如活塞與氣缸壁、河南南陽配氣機(jī)構(gòu)的凸輪等則利用運(yùn)動(dòng)零件激濺起來的油滴或油霧來進(jìn)行潤滑,這種潤滑方式為飛濺潤滑。其他輔助機(jī)構(gòu)零件,如風(fēng)扇、河南南陽水泵軸和柴油機(jī)軸等則采用定期加注潤滑劑的方式來進(jìn)行潤滑。
一、河南南陽潤滑系的組成及作用
1)機(jī)油泵、河南南陽輸油管。吸油管和機(jī)油盤。它們的作用是將機(jī)油吸取加壓后送往各潤滑部位進(jìn)行潤滑??得魉共裼蜋C(jī)的大部分潤滑油道。油管設(shè)計(jì)在氣缸體、河南南陽氣缸蓋的內(nèi)部。這種內(nèi)部油道不易損壞和泄漏,可靠性好。
2)機(jī)油濾清裝置,包括機(jī)油粗濾器(全流濾油器)、河南南陽機(jī)油細(xì)濾器(旁流濾油器)。用來循環(huán)機(jī)油中所含的各種雜質(zhì),保證潤滑系統(tǒng)正常工作。
3)機(jī)油冷卻裝置即具有冷卻器,用來冷卻機(jī)油,防止因機(jī)油溫度過高和機(jī)油粘度降低而失去潤滑作用,使柴油機(jī)不能正常工作。
4)油壓表、河南南陽油尺等,用來檢查潤滑系的工作狀況。
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發(fā)電機(jī)組的保養(yǎng)及柴油發(fā)電機(jī)組未來發(fā)展情況
發(fā)電機(jī)有關(guān)專家介紹進(jìn)氣管路不得有漏氣現(xiàn)象,換油和清洗應(yīng)在無風(fēng)無塵土的地方進(jìn)行;吹濾網(wǎng)要用高壓空氣,在濕度低的環(huán)境進(jìn)行,吹氣方向要與空氣進(jìn)入濾網(wǎng)的方向相反;安裝時(shí),相鄰濾網(wǎng)折紋方向應(yīng)相互交叉。假如達(dá)不到上述指標(biāo),說明安裝分歧格,應(yīng)重新裝配。
排塵口的方向應(yīng)以能排出塵粒為準(zhǔn)。
機(jī)油濾清器維護(hù)保養(yǎng)要點(diǎn)。空氣濾清器維護(hù)保養(yǎng)要點(diǎn)??諝鉃V清器除了當(dāng)真按使用仿單的劃定時(shí)間和操縱要求進(jìn)行保養(yǎng)外,還應(yīng)留意以下幾點(diǎn):拖拉機(jī)和農(nóng)用運(yùn)輸車的發(fā)念頭上,都裝有空氣濾清器、河南南陽當(dāng)?shù)貦C(jī)油濾清器和柴油濾清器,俗稱“三濾器”。保養(yǎng)離心式細(xì)濾器要特別留意拆洗后的安裝:①不應(yīng)有阻卡現(xiàn)象。檢查方法是,當(dāng)把轉(zhuǎn)子裝復(fù)后,用手用力滾動(dòng)轉(zhuǎn)子,放手后轉(zhuǎn)子能自由轉(zhuǎn)2-3圈后休止,即為合格;②還可以把細(xì)濾器裝在車上,起動(dòng)發(fā)念頭,在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘,當(dāng)油溫達(dá)到70℃后熄火,這時(shí)在外殼外傾聽轉(zhuǎn)子仍在繼承滾動(dòng),可達(dá)1.5分鐘以上,即為安裝合格。機(jī)油濾清器必需按劃定時(shí)間保養(yǎng),并留意以下幾點(diǎn):離心式機(jī)油濾清器?!叭秊V器”的工作好壞,直接影響發(fā)念頭的工作機(jī)能和使用壽命。葉片表面不得掉漆,以防氧化顆粒進(jìn)入氣缸。
細(xì)濾器中的金屬網(wǎng)(絲)代用的,其孔眼或金屬絲直徑只能稍小,不能增大,裝填量也不得減少,否則會(huì)降低濾清效果。保養(yǎng)中要清理通透氣網(wǎng)孔;對(duì)有集塵杯的,塵粒不得超過1/3的高度,否則應(yīng)及時(shí);集塵杯口密封應(yīng)嚴(yán)密,橡皮密封條不得壞損或丟失。細(xì)濾器油面高度應(yīng)附合尺度劃定,過高導(dǎo)致機(jī)油進(jìn)入氣缸而積炭,過低則降低濾清作用,使之磨損加快。目前有相稱多的駕駛員,不按仿單中要求的時(shí)間和劃定進(jìn)行“三濾器”的保養(yǎng)和維護(hù),致使發(fā)念頭故障頻發(fā),過早地進(jìn)入檢驗(yàn)期??諝鉃V清器的導(dǎo)流柵板要保持不變形、河南南陽當(dāng)?shù)夭讳P蝕,其傾斜角度應(yīng)為30~45°,過小則阻力增大,影響進(jìn)氣,過大則氣流旋轉(zhuǎn)減弱,分離灰塵能力減小。
1.柴油機(jī)新技術(shù)1——各種機(jī)構(gòu)不斷完善并采用渦輪增壓與空氣中發(fā)電機(jī)組冷等新技術(shù)
國內(nèi)外在20世紀(jì)60年代生產(chǎn)的柴油機(jī)大都是四沖程水冷式,且多數(shù)柴油機(jī)為自然吸氣型,只有少數(shù)為增壓型,如上柴發(fā)電機(jī)135系列、河南南陽當(dāng)?shù)?10系列、河南南陽當(dāng)?shù)貪?jì)柴發(fā)電機(jī)190系列和120系列等柴油機(jī),它們的特點(diǎn)是體積大,功率小,耗油量大。20世紀(jì)80年代以后,各發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家為了縮小柴油機(jī)的體積,提高功率,降低耗油量,同時(shí)也為了降低生產(chǎn)成本,在40kW以上的柴油機(jī)上普遍采用渦輪增壓技術(shù)和空氣中冷技術(shù)少數(shù)廠家還采用了多氣門技術(shù),使柴油機(jī)的比功率進(jìn)一步得到強(qiáng)化。柴油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)、河南南陽當(dāng)?shù)厝加凸┙o系統(tǒng)、河南南陽當(dāng)?shù)鼗钊M、河南南陽當(dāng)?shù)厍S連桿組件的材料不斷完善和改進(jìn),生產(chǎn)工藝水平也有了很大的提高。
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