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柴油機工作原理是什么
柴油機工作原理
單缸往復活塞式柴油機結構主要由排氣門、湖北鄂州同城進氣門、湖北鄂州同城氣缸蓋、湖北鄂州同城氣缸、湖北鄂州同城活塞、湖北鄂州同城活塞銷、湖北鄂州同城連桿和曲軸等組成。氣缸內裝有活塞,活塞通過活塞銷、湖北鄂州同城連桿與曲軸相連接。活塞在氣缸內作一上下往復運動,通過連桿推動曲軸轉動。為丁吸入新鮮空氣和排出廢氣,在氣缸蓋上下設有進氣門和排氣門。
(1)基本名聞術語
①上止點:活塞離曲軸中心 距離的位置。
②下止點:活塞離曲軸中心小距離的位置。
③活塞行程(沖程):上止點與下止點間的距離,用符號S表示,單位為mm。
④曲柄半徑:曲軸旋轉中心到曲柄銷中心的距離,用符號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:一個氣缸中,活塞從上止點到下止點所掃過的氣缸容積。用符號Vh表示,単位為L。
⑥柴油機排量:柴油機所有氣缸工作容積的總和稱為柴油機排量,用VH表示。
柴油機排量表示柴油機的做功能力,在其他參數相同的前提下,柴油機排量越大,則其所發(fā)出的功率就越大。
⑦燃燒室容積當活塞在上止點時,活塞上方的氣缸容積。用符號Vc表示。
氣缸總容積當活塞在下止點時,活塞上方的氣缸容積。用符號Va表示。它等于燃燒室容積Va與氣缸工作容積Vh之和。
⑨壓縮比氣缸總容積與燃燒室容積之比。用符號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,也表明氣體被壓縮的程度,通常柴油機的壓縮比ε=12~22。壓縮比越大,活塞運動時,氣體被壓縮得越厲害,氣體的溫度和壓力就越高,柴油機的效率也越高。
⑩工作循環(huán):柴油機中熱能與機械能的轉化,是通過活塞在氣缸內工作,連續(xù)進行進氣、湖北鄂州同城壓縮、湖北鄂州同城做功、湖北鄂州同城排氣四個過程來完成的。每進行這樣一個過程稱為一個工作循環(huán)。如柴油機活塞走完四個沖程(曲軸旋轉兩周)完成一個工作循環(huán),稱該機為四沖程柴油機如活塞走完兩個沖程(曲軸旋轉一周)完成一個工作循環(huán),稱改機為二沖程柴油機。
(2)四沖程柴油機工作原理
①進氣過程 活塞從上止點向下止點移動,這時在配氣機構的作用下進氣門打開,排氣門關閉。由于活塞下移,氣缸內容積增大,壓力降低,新鮮空氣經空氣濾清器、湖北鄂州同城進氣管不斷吸入氣缸。由于進氣系統(tǒng)存在阻力,使進氣終了氣缸內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 活塞由下止點向上止點運動,這時進、湖北鄂州同城排氣門關閉。氣缸內容積不斷減少,氣體被壓縮,其溫度和壓力不斷提高。壓縮終了時氣體壓力可達3~5MPa,溫度高達750~1000K,為噴人氣缸內的柴油蒸發(fā)、湖北鄂州同城混合和燃燒創(chuàng)造條件。
③做功過程 所示]在壓縮過程即將終了時,噴油器將柴油以細小的油雰噴入氣缸,在高溫、湖北鄂州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6~9MPa, 溫度可達1800~2000K。高壓氣體膨脹推動活塞由上止點向下止點移動,從而使曲軸旋轉對外做功。由于噴油和燃燒要持續(xù)一段時間,所以雖然活塞開始下移,但此時還有噴入的燃料繼續(xù)燃燒放熱,氣缸內的壓力并沒有明顯下降,隨著活塞下移,氣缸內的溫度和壓力才逐漸下降。做功行程結束時,壓力約為0.2~0.5MPa。
④排氣過程 做功過程結末后,排氣門打開,進氣門關閉?;钊谇S的帶動下由下止點向上止點運動,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,氣缸內廢氣壓力略高于大氣壓力。氣缸內殘余廢氣的壓力約為0.105~0.12MPa,溫度約為700~900K。
活塞經過上述四個連續(xù)過程后,便完成了一個工作循環(huán)。當排氣過程結束后,柴油機曲軸依靠飛輪轉動的慣性作用仍繼續(xù)旋轉,上述四個過程又重復進行。如此周而復始地進行個又一個的工作循環(huán),使柴油機連續(xù)不斷地運轉起來,并帶動工作機械做功。
(3)二沖程柴油機工作原理
二沖程柴油機無進氣門。氣缸(氣缸套)壁上有一組進氣孔,由活塞的上下運動控制進氣孔的開、湖北鄂州同城閉,氣缸蓋上設有排氣門。空氣由掃氣泵提高壓力以后,經氣缸外部的空氣室和氣缸壁上的進氣孔進入氣缸,完成進氣和掃氣過程。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。曲軸帶動活塞由下止點向上運動,這時進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、湖北鄂州同城排氣同時進行的過程稱為“掃氣過程”?;钊^續(xù)向上運動,當活塞越過進氣孔后,進氣孔破活塞關閉的同時配氣機構也使排氣門關閉。于是氣缸內的新鮮空氣被壓縮,一直進行到上止點。
②第二行程 第二行程也稱膨脹-換氣過程?;钊咏现裹c時,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。由于燃氣壓力的作用,推動活塞向下止點運動,經連桿帶動曲軸旋轉而輸出動力。當活塞下行至某一時刻時排氣門打開,做功后的廢氣由排氣門排出?;钊^續(xù)向下運動,隨后進氣孔打開,新鮮空氣被掃氣泵再次壓入氣缸,開始“掃氣過程”?;钊恢边\動到下止點,完成第二個工作行程。
(4)二沖程與四沖程柴油機的比較
與四沖程柴油機比較,二沖程柴油機有以下主要特點。公明發(fā)電機
①曲軸毎轉一周就有一個做功過程,因此,當二沖程柴油機工作容積和轉速與四沖程柴油機相同時,在理論上其功率應為四沖程柴油機功率的兩倍。但由于結構上的關系,二沖程柴油機廢氣排除不徹底,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速下,二沖程柴油機的功率約為四沖程柴油機的1.5~1.7倍。
②二沖程柴油機因其曲軸毎轉一周就有一個做功行程,在相同轉速下工作循環(huán)次數多,故輸出轉矩均勻,運轉平穩(wěn)。
③大多數二沖程柴油機部分或全部采用氣孔換氣,配氣機構簡單。所以,二沖程柴油機結構簡單,重量輕·使用維修方便。
④換氣時間短,并需要借助新鮮空氣來清掃廢氣,換氣效果相對較差。
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發(fā)電機工作無力的原因及分析處理
柴油發(fā)電機在工作中出現動力不足的情況很常見,引起此故障的原因有很多種,這樣就導致我們的客戶往往不能及時和正確判斷出故障點,發(fā)動機在這樣的情況下長時間工作往往會使以后維修成本加大,這樣的話對用戶來說肯定是不能接受的,針對市場上存在的這樣的問題,維曼的技術人員就發(fā)電機工作無力這常見故障原因作一個簡要的處理說明,希望對用戶有所幫助。
注:任何故障都可以先從簡單的故障原因做起,這樣可以省去對發(fā)動機不必要的拆卸,節(jié)約了時間和維修成本。
1:進氣不通暢 處理:檢查濾清器、湖北鄂州附近管道和渦輪增壓器。增壓器應清潔,不得有污物。務使增壓器葉輪轉動靈活。
2:排氣背壓太高 處理:在有負載的情況下,檢查并校正排氣背壓
3:在氣候炎熱或海拔高的地區(qū),空氣稀薄 處理:氣候條件對柴油機有影響,空氣稀薄進應減少負載
4:空氣濾清器與柴油機之間漏氣 處理:檢查所有管卡箍、湖北鄂州附近接頭和密封墊。重新上緊
5:渦輪增壓器壓縮機臟污 處理:清洗或更換增壓器,檢查增壓器中有無污物
6:燃油質量低劣 處理:檢查更換燃油
7:燃油輸油管道漏氣 處理:檢查連接件有無松動,管道有無破裂,濾清器是否未上緊等,并一一校正
8:輸油管道受阻 處理:輸油管道中有異物或管道損壞,清理修復
9:內輸油路或外輸油路漏油 處理:對所有濾清器、湖北鄂州附近密封墊、湖北鄂州附近管道和連接件作外油路漏油檢查。用加壓辦法作內油路漏油檢查。修理或更換
10:燃油進油不通暢 處理:檢查燃油濾清器是否堵塞,燃油有否玷污。檢查軟管接頭或其他連接件是否緊固。修理或更換
11:噴油器噴油孔堵塞 處理:清洗噴油器和噴油室,更換并重新調整
12:齒輪泵損壞或齒輪磨損 處理:在試驗臺上檢驗抽油高度。修理或更換
13:噴油器噴油室的尺寸不對 處理:更換后重新調整噴油器
14:噴油器噴油室破裂 處理:拆下噴油器和噴油室。更換破裂的噴油室。調校噴油器
15:噴油器O形密封圈損壞 處理:更換O形密封圈
16:節(jié)氣門轉動桿磨損或需要調整 處理:檢查磨損情況,更換并調整傳動桿
17:高速限速器調得太低 處理:重新調整
18:空燃比控制器(AFC)校準不正確 處理:重新調整準確
19:燃油泵校準不正確 處理:重新調校燃油泵
20:噴油器流量不正確 處理:檢查噴油器的O型密封環(huán),噴油室、湖北鄂州附近柱塞濾網和噴油器流量,更換損壞的部件,重新調校
21:氣動電磁閥ASA堵塞 處理:檢查或更換安裝新的氣動電磁閥(ASA)
22:氣動電磁閥ASA或空燃比控制器(AFC)的波紋管漏入空氣 處理:緊固接頭?;蚋鼡Q部件
23:機油油面太高 處理:檢查機油油尺所示的油面高度。排掉過量的機油 24:密封墊漏氣 處理:進行壓力檢查,找出漏氣的氣缸。更換并修理
24:氣門漏氣或調整不正確 處理:檢查是否漏氣,重新調整氣門
25:活塞環(huán)破裂或磨損 處理:卸下排氣歧管。檢查有無受潮或積炭,修理更換
26:軸承間隙不對 處理:檢查軸承間隙,更換合格的軸承
27:柴油機快到大修期 處理:檢查柴油機運行的里程數和工作小時數,及時大修
28:氣門和噴油正時不正確 處理:重新調整氣門正時和噴油正時
29:氣門卡住 處理:檢查氣門安裝高度,作必要的調整
30:氣缸套或活塞磨損或擦傷 處理:檢查測量更換修理
31:噴油器需要調整 處理:按需要進行清洗和調整。檢查噴油器室有無磨損和破裂。柱塞頂有無毛病。更換或修理,重新調整
32:軌壓開關(MVT)閉合 處理:檢查軌壓和機油泵的校準是否準確,零件有否玷污及磨損等,更換及檢修開關。
33:MVT的電磁閥孔堵塞 處理:更換O形密封圈,清洗孔道柱塞,檢查電磁閥中有無污物或雜質
34:電磁閥柱塞在前進位置卡?。∕VT) 處理:檢查氣壓、湖北鄂州附近電路有否斷線,密封件是否破裂。按需要進行修理。
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噴油正時的檢查和調整
由于燃油的噴射和燃燒都需要一定的時間,對于高速柴油機來說,往往在活塞壓縮快到上止點前一定角度開始噴油(此角稱噴油提前),以保證燃料在 時刻進行燃燒。因此,噴油是否正時,對于柴油機動力性和經濟性影響很大。所以,正如前述,對于使用一定時間或經拆裝過又重新裝配的柴油機應進行噴油正時的檢
與調整。
噴油正時是當活塞處于壓縮行程上止點前噴油的時刻。KTTA型柴油機是上止點前5.16m或曲軸轉角19°時,在噴油器和油杯之間的距離。噴油正時由推桿的行程量來表示。
1.噴油正時儀的安裝
噴油正時的檢查和調整是根據活塞位置與噴油器推桿位置的相互關系進行的。為此采用一種專門檢查噴油正時的儀器(3375522正時儀,適用于所有康明斯柴油機。
噴油正時儀的安裝方法如下:
先將推桿柱塞支撐4安裝到活塞柱塞3的外切口里,對準推桿柱塞儀支撐的記號,緊固螺栓。再把指示表1和2裝在支撐上、湖北鄂州本地把加長桿安裝到活塞行程指示表上。
安裝前、湖北鄂州本地首先卸下搖臂室蓋、湖北鄂州本地搖臂總成和噴油器。裝上正時儀,即將正時儀的測量柴油機活塞行程的桿插進噴油器的座孔里,再把測量噴油器推桿行程的桿插在噴油器推桿球頭座上。正時儀有兩個千分表:一個千分表的測桿與活塞接觸,叫活塞行程千分表:另一個千分表測桿頂在推桿球座上,叫推桿行程千分表,正時儀的安裝位置必須與氣缸中心線平行,否則影響則量的度。
2.噴油正時的檢查
先檢查和調整 缸:
1)按曲軸轉向轉動曲軸,使上止點記號“1-6TC”對準正時齒輪蓋上的指引或記號,使一缸處于壓縮終了的上止點位置,此時觀察正時儀,兩只柱塞都上下移動,如果這時發(fā)現兩只柱塞不是都向上(一只向上,一只向下)移動,說明一缸是處于排氣接近完了而進氣開始,不是處于壓縮終了位置,應將曲軸再轉一圈,即可使一缸處于壓縮終了位置。
2)在點1位置(活塞處于壓縮至上止點位置)將活塞行程表桿下移至碰到活塞柱塞,并使表桿完全壓縮后再升高0.64mm左右(為下一步留出量程),將該表固定在測量儀上,并將活塞行程千分表調至“0”位(為了下一步讀數方便方便)。
3)順序曲軸轉向轉動曲軸至上止點后90°的位置,在此位置將推桿行程千分表下移至碰到推桿柱塞,并使此表桿完全壓縮后再升高0.64mm左右,再將表固定并將表調至“0”位。
4)按曲軸轉向的相反方向轉動曲軸并越過上止點,直到上止點前45°的位置。這一步驟的目的是為下一步測量時傳動系統(tǒng)間隙(如齒輪嚙合間隙),以使測量準確。
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