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曲軸的形狀和發(fā)動機的發(fā)火次序
曲軸的形狀及曲柄銷間的相互位置(即曲拐的布置)與沖程數(shù)、遼寧丹東本地氣缸數(shù)、遼寧丹東本地氣缸排列方式(直列或V形等)和各氣缸做功行程發(fā)生的順序(稱為發(fā)火次序或工作順序)有關(guān)。曲軸的形狀同時要滿足慣性力的平衡以及發(fā)動機工作平穩(wěn)性的要求。
對四沖程發(fā)動機，曲軸每轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)就是一個工作循環(huán)，每個氣缸都發(fā)火做功一次。各缸的發(fā)火間隔時間(用0CA表示)要求均勻。如果發(fā)動機有i個氣缸，則發(fā)火間隔為7200/i0CA，即曲軸每轉(zhuǎn)7200/i時，就有一個氣缸做功，這樣才會使發(fā)動機的工作平穩(wěn)。下面介紹常用的4缸、遼寧丹東本地6缸和V形8缸發(fā)動機的發(fā)火次序。
(1)四沖程直列4缸機，缸數(shù)i=4，發(fā)火間隔為7200/4=1800CA。4個曲柄銷布置在同一平面內(nèi)，1、遼寧丹東本地4缸的曲柄銷朝上時，2、遼寧丹東本地3缸的朝下，1、遼寧丹東本地4缸與2、遼寧丹東本地3缸相隔1800。這種發(fā)動機可能采用的一種發(fā)火次序。
這種發(fā)火次序為1-3-4-2，習(xí)慣上以1缸為準，l缸做功后接著是3缸做功，以此類推。這種發(fā)動機的各氣缸，就是按照1-3-4-2的順序循環(huán)，不斷周而復(fù)始地工作著。
如將上述2、遼寧丹東本地3缸的工作過程互換，則可得到另一種發(fā)火次序。這種互換之所以可能，是因為2、遼寧丹東本地3缸的曲柄銷(即它們的活塞)的位置是相同的。這樣就得到另一種發(fā)火次序，即1-2-4-3。
所以，4缸機可能采用兩種發(fā)火次序，即1-3-4-2和1-2-4-3。不過，對某一種具體的發(fā)動機來說，由于發(fā)火次序還與氣門機構(gòu)的安排等有關(guān)，因而是確定而不能變更的。使用一臺發(fā)動機時，必須了解它的發(fā)火次序。
1-3-4-2和1-2-4-3兩種發(fā)火次序在工作平穩(wěn)性和主軸承負荷方面，沒有什么區(qū)別。一般柴油機采用前一種。
(2)四沖程直列6缸機，發(fā)火間隔為7200CA/6=1200CA。6個曲柄銷分別布置在3個平面內(nèi)(每個平面內(nèi)2個)，各平面間互成1200。曲柄銷的具體布置可有兩種方式。當1、遼寧丹東本地6缸的曲柄銷朝上時，2、遼寧丹東本地5缸的朝左，3、遼寧丹東本地4缸的朝有，其發(fā)火次序是1-5-3-6-2-4。國產(chǎn)6缸機都采用這種曲軸和發(fā)火次序。
曲柄銷布置的另一種方式是將上述 種方式的2、遼寧丹東本地5缸分別與3、遼寧丹東本地4缸互換。這種方式的發(fā)火次序是1-4-2-6-3-5。
當然，上述兩種6缸機的曲軸還可能采用其他的發(fā)火次序，但由于在實際發(fā)動機上幾乎沒有應(yīng)用，因而不作介紹。
按發(fā)火次序看，前后兩個氣缸的做功行程有600是重疊的，這種現(xiàn)象是容易理解的。因為各氣缸間做功行程的間隔是1200，而每個氣缸的做功行程本身都是1800，就必然有600互相重疊。在這個600中，兩個氣缸都在做功，前一個氣缸做功末完，后一個氣缸的做功已開始了。這種做功行程重疊的觀象對發(fā)動機的工作平穩(wěn)性是有利的。
(3)四沖程8缸機，大多將氣缸排列成雙列V形(兩列氣缸中心線的夾角常取900)。氣缸數(shù)i=8，其發(fā)火間隔為7200CA/8=900CA。這種發(fā)動機左右兩列氣缸中相對的一對連桿共裝在一個曲柄銷上，所以V形8缸機只有4個曲柄銷。通常將4個曲柄銷布置在兩個互成900的平面內(nèi)。
V形8缸機常用的發(fā)火次序為1-5-4-2-6-3-7-8。
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柴油機為什么冒黑煙
柴油機在高負荷時，排氣就容易冒黑煙。黑煙的生成過程，目前還不完全清楚，一般認為當柴油機負荷高時，噴入燃燒室的燃料增多，燃燒室中的溫度又較高，加上柴油機混合氣形成不均勻的特點，這樣就會造成燃燒室內(nèi)局部地區(qū)空氣不足的燃燒，燃料在高溫缺氧的情況下分解，聚合形成炭煙（炭黑）。
炭煙不是純粹的碳，而是一種聚合體，主要成分是碳（85%以上），但還含有少量的氧、遼寧丹東氫和灰分，并且其成分隨柴油機的負荷不同而有所改變。將黑煙通過過濾器把炭煙收集起來放在電子顯微鏡下觀察，可以看到大的炭煙粒子直徑在0.05μｍ左右。
柴油機中燃燒的高溫裂解反應(yīng)是不可避免的，特別是在空間混合燃燒的柴油機中，高溫的氣體包圍著液態(tài)的油滴，造成了進行裂解反應(yīng)有利的條件，燃燒過程的高速攝影證實，在上止點附近都會出現(xiàn)大量的黑煙，但在一般情況下，炭煙都能在隨后的燃燒中找到空氣而完全燃燒，使排氣無黑煙。
但是如果氣缸空氣不足，混合過程進行緩慢，那么由于膨脹而使氣缸溫度下降，則碳不能燃燒而被聚合成炭煙。形成炭煙就使燃燒不完全，柴油機經(jīng)濟性下降，排溫升高，排氣冒黑煙，燃燒室表面積炭，并使負荷不能再行提高。
積炭還會引起活塞環(huán)或活塞卡住、遼寧丹東氣門咬死等故障。因此不允許柴油機在長時間超負荷的狀態(tài)下工作。
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