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(mén)、進(jìn)氣門(mén)、氣缸蓋、氣缸、活塞、活塞銷(xiāo)、連桿和曲軸等組成。氣缸內(nèi)裝有活塞，活塞通過(guò)活塞銷(xiāo)、連桿與曲軸相連接?；钊跉飧變?nèi)作一上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)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(mén)和排氣門(mén)。 (1)基本名聞術(shù)語(yǔ) 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(xiāo)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(guò)的氣缸容積。用符號(hào)Vh表示，単位為L(zhǎng)。 ⑥柴油機(jī)排量：柴油機(jī)所有氣缸工作容積的總和稱(chēng)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(guò)活塞在氣缸內(nèi)工作，連續(xù)進(jìn)行進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)過(guò)程來(lái)完成的。每進(jìn)行這樣一個(gè)過(guò)程稱(chēng)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(chēng)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(chēng)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(guò)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(mén)打開(kāi)，排氣門(mén)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、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(guò)程 活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)進(jìn)、排氣門(mén)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)、混合和燃燒創(chuàng)造條件。 ③做功過(guò)程 所示]在壓縮過(guò)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、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(kāi)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(méi)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(guò)程 做功過(guò)程結(jié)末后，排氣門(mén)打開(kāi)，進(jìn)氣門(mén)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(guò)的廢氣便依靠壓力差和活塞上行的排擠，迅速?gòu)呐艢忾T(mén)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(guò)上述四個(gè)連續(xù)過(guò)程后，便完成了一個(gè)工作循環(huán)。當(dāng)排氣過(guò)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(guò)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(lái)，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(wú)進(jìn)氣門(mén)。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(kāi)、閉，氣缸蓋上設(shè)有排氣門(mén)?？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(guò)程。燃燒后的廢氣由氣缸蓋上的排氣門(mén)排出。其工作過(guò)程如下。 ① 行程 行程也稱(chēng)換氣-壓縮過(guò)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(mén)均打開(kāi)，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(mén)掃除。這種進(jìn)、排氣同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程稱(chēng)為“掃氣過(guò)程”?；钊^續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞越過(guò)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(mén)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(chēng)膨脹-換氣過(guò)程?；钊咏现裹c(diǎn)時(shí)，噴油器開(kāi)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?，推?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(mén)打開(kāi)，做功后的廢氣由排氣門(mén)排出?；钊^續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，隨后進(jìn)氣孔打開(kāi)，新鮮空氣被掃氣泵再次壓入氣缸，開(kāi)始“掃氣過(guò)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(guò)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(guò)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(jiǎn)單。所以，二沖程柴油機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(lái)清掃廢氣，換氣效果相對(duì)較差。 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江蘇泰州柴油發(fā)電機(jī)曲軸裂紋和變形的檢驗(yàn)方法 江蘇泰州柴油發(fā)電機(jī)在工作中，曲軸由于受力和工作條件復(fù)雜，各摩擦表面滑動(dòng)速度很高，散熱條件又差，因此，曲軸不僅軸頸容易磨損，而且還會(huì)出現(xiàn)彎曲和扭曲變形，甚至產(chǎn)生裂紋或折斷等。所以在解體清洗后，應(yīng)進(jìn)行仔細(xì)檢查，根據(jù)查出的損傷部位和損傷程度，采取相應(yīng)的修理方式。 1、 曲軸軸頸磨損的檢驗(yàn)與處理方法 磨損部位。曲軸的主軸頸和連桿軸頸在工作中不可避免地要產(chǎn)生磨損，而且磨損是不均勻的，其主要表現(xiàn)為軸頸出現(xiàn)圓度、圓柱度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值和拉傷。連桿軸頸磨損的 部位，一般在各軸頸的內(nèi)側(cè)面上，即靠曲軸中心線一側(cè)，使軸頸失圓；而磨損成錐形的部位，一般在潤(rùn)滑油道雜質(zhì)附著的一側(cè)和受力大的部位上。曲軸主軸頸 _的磨損部位，按發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)化程度、氣缸數(shù)、曲軸長(zhǎng)度和平衡塊的配重不同而各異，而且相對(duì)于連桿軸頸磨損要均勻些。實(shí)踐表明，連桿軸頸的磨損比主軸頸磨損要快，但是，主軸頸磨損比連桿軸頸磨損所造成的后果要嚴(yán)重。 檢驗(yàn)與處理方法：根據(jù)各軸頸磨損規(guī)律查找出磨損部位，可用外徑測(cè)微器測(cè)量其圓度和圓柱度以便確定曲軸的修理級(jí)別和磨削尺寸。其具體方法是；先在潤(rùn)滑油道孔兩側(cè)測(cè)量，再轉(zhuǎn)90°測(cè)量，其測(cè)量的 值與小值之差值即為軸頸的圓柱度。在軸頸縱向測(cè)量出的 值與小值之差，即為軸頸的圓柱度。當(dāng)軸頸圓度大于0.050mm，錐度大于0.013mm，或者發(fā)現(xiàn)軸頸有拉傷、燒蝕等損傷時(shí)，都應(yīng)進(jìn)行修理。軸頸磨損量超過(guò)極限需要修理時(shí)，應(yīng)從磨損 的的軸頸開(kāi)始，按曲軸分級(jí)修理尺寸（每級(jí)相差0.25mm），在專(zhuān)用的曲軸磨床上進(jìn)行磨削，并進(jìn)行拋光處理。修磨后要求軸頸圓度不得大于0.005mm，錐度不得大于0.005mm，表面粗糙度Ra不得大于0.80~0.40um,各軸頸的徑向跳動(dòng)不大于0.05mm，否則，為不合格。 2、曲軸裂紋的檢驗(yàn)與處理方法 裂紋多發(fā)部位“曲軸的疲勞裂紋多發(fā)生于軸頸與曲柄臂相連的過(guò)渡圓角處以及軸頸中間油孔處。前一種裂紋為橫向裂紋，是曲軸斷裂的先兆，即從出現(xiàn)微細(xì)裂紋，逐漸延伸， 在特定條件下發(fā)生斷裂，后一種裂紋為縱向裂紋，由油孔處往軸向展開(kāi)。 檢驗(yàn)與處理方法：曲軸裂紋微細(xì)，用肉眼不易看出，可用磁力探傷儀進(jìn)行檢查。在條件不具備的情況下，簡(jiǎn)易的檢查方法是浸油錘擊法：先將曲軸浸入煤油中片刻，取出擦凈后，撒上 ，然后用手錘分段在曲軸臂上敲擊，由于震動(dòng)，裂紋內(nèi)的煤油滲出，使 顯出油跡呈現(xiàn)黃色線痕，據(jù)此即可判定裂紋位置和長(zhǎng)度。 軸頸有橫向裂紋的曲軸，不宜繼續(xù)使用，但是，橫向裂紋細(xì)小，經(jīng)磨削后在修理尺寸范圍內(nèi)能的，尚可使用，否則，必須予以更換，軸頸有縱向裂紋，也應(yīng)磨削，在磨削條件不具備的情況下曲軸繼續(xù)使用的原則是：裂紋未過(guò)兩端圓角處或油孔邊緣處時(shí)，尚可繼續(xù)使用，但不可在超負(fù)荷下工作，不能猛轟油門(mén)，并在使用中加強(qiáng)檢查，以防裂紋延伸而折斷。 3、曲軸變形的檢驗(yàn)與處理方法 曲軸變形是指曲軸彎曲和扭轉(zhuǎn)。曲軸彎曲變形反映較明顯的部位是中間主軸頸處。曲軸彎曲變形后若繼續(xù)使用，將加速曲軸連桿機(jī)構(gòu)的磨損，甚至使曲軸產(chǎn)生裂紋和斷裂。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)修理中，必須對(duì)此進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將曲軸兩端支撐在平臺(tái)上的V_形架上，用百分表觸頭抵在中間主軸頸避開(kāi)油孔處，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸一周，觀察百分表上所指的 數(shù)值與小數(shù)值，兩值之差的二分之一即為曲軸的直線度。若曲軸有偏磨時(shí)，應(yīng)減去偏磨量。直線度在0.05~0.10mm范圍內(nèi)時(shí)，可結(jié)合軸頸磨削矯正。 曲軸扭轉(zhuǎn)角的檢驗(yàn)方法是：將曲軸水平支撐在平臺(tái)上，使同位連桿兩軸頸位于上止點(diǎn)（如六缸曲軸的1、6缸連桿軸頸，四缸曲軸的1、4缸連桿軸頸），再用百表測(cè)量前、后兩連桿軸頸在其 點(diǎn)的高度差，差值越大，說(shuō)明扭轉(zhuǎn)角越大。 曲軸的主要損傷是軸勁磨損、曲軸裂紋和斷裂。 裂紋從油孔處產(chǎn)生，沿與軸線成45°～55°方向發(fā)展，造成主軸勁與連桿勁斷裂；裂紋由圓角處產(chǎn)生，向曲柄臂發(fā)展造成曲柄臂斷裂，常發(fā)生在曲軸全長(zhǎng)2/3的部位上。除上述以外，曲柄還會(huì)產(chǎn)生彎曲和扭曲變形。 4、用磁力探傷器檢查曲軸是否有裂紋和損傷 經(jīng)磁力探傷器檢查，曲軸油下列情況就不能繼續(xù)使用： 1）在曲軸的圓角處或圖所示的應(yīng)去有損傷。 2）在45°的交叉線跨越油孔處或進(jìn)入有孔的倒角處有裂紋或損傷。 3）出現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)6mm以上的裂紋。 4）在一個(gè)軸勁上有多余4處以上的裂紋。 表層下部的顯示欠款如圖所示，若有下列欠款曲軸就不能使用。 1）在曲軸圓角處或在圖的陰影區(qū)域內(nèi)有圓周方向的裂紋與損壞。 2）在圓周方向有長(zhǎng)達(dá)25mm以上的裂紋。 3）在軸線方向有長(zhǎng)達(dá)9.5mm的裂紋。 4）有在離有孔倒角距離近于1.5mm的裂紋。 5）有45°的交叉線跨越油孔的裂紋。 請(qǐng)注意：經(jīng)磁力探傷的曲軸，必須完全地退磁和池底地清洗，才能使用。 5、曲軸磨損部位的測(cè)量 測(cè)量曲軸主軸軸頸和連桿軸頸的圓度誤差和圓柱誤差。如果圓度誤差大于0.05mm或圓柱度誤差大于0.013mm，則需要磨削曲軸軸頸。 6、曲軸彎曲度的測(cè)量 曲軸彎曲度是指：當(dāng)曲軸用其兩端軸勁支撐時(shí)，在中間主軸勁所測(cè)得的千分表總讀數(shù)的一半就是彎曲度或全長(zhǎng)的不同心度。 軸頸的跳動(dòng)量是指：當(dāng)主軸勁沿著一個(gè)共同的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一個(gè)主軸機(jī)的千分表總讀數(shù)和另一個(gè)相鄰的軸頸的千分表總讀數(shù)之間的差值，即為相鄰軸頸的跳動(dòng)量。 彎曲量得測(cè)量：將曲軸的兩端軸頸支撐在V形鐵上，如圖2-76所示，將千分表的量桿放在軸頸中心線處，并使觸頭觸到被測(cè)軸勁，轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，測(cè)量每個(gè)軸頸，并作記錄，把所測(cè)中間主軸勁的千分表讀數(shù)除以2，即為彎曲度。曲軸 彎曲度：K38型柴油機(jī)為0.267mm；K50型柴油機(jī)為0.356mm。 7、曲軸的修理 1）清洗曲軸中的油道。其方法是：卸下所有孔塞；用一根釬子和擦布及清洗溶液清洗所以曲軸中的油道；用清潔的SAE20或30W號(hào)機(jī)油潤(rùn)滑油孔，裝回孔塞。 2）曲軸軸頸磨損后，可用磨削方法修理。 磨曲軸時(shí)，在曲軸前端的曲臂上打記號(hào)以標(biāo)明需安裝的主軸瓦或連桿軸瓦的準(zhǔn)確尺寸，在后端的曲柄臂上打上需裝加厚止推環(huán)的尺寸和位置。 在磨削曲軸前，檢查它的彎曲度是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，如果不在規(guī)定的范圍內(nèi)，就必須報(bào)廢。對(duì)不進(jìn)行圓角出來(lái)的曲軸，則可以進(jìn)行較直。