柴油機工作原理是什么

  柴油機工作原理

單缸往復(fù)活塞式柴油機結(jié)構(gòu)主要由排氣門、進(jìn)氣門、氣缸蓋、氣缸、活塞、活塞銷、連桿和曲軸等組成。氣缸內(nèi)裝有活塞，活塞通過活塞銷、連桿與曲軸相連接?；钊跉飧變?nèi)作一上下往復(fù)運動，通過連桿推動曲軸轉(zhuǎn)動。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：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(zhuǎn)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(shù)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(dāng)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?cè)莘e當(dāng)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?cè)莘e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(shù)，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(zhuǎn)化，是通過活塞在氣缸內(nèi)工作，連續(xù)進(jìn)行進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個過程來完成的。每進(jìn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jìn)氣過程   活塞從上止點向下止點移動，這時在配氣機構(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、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   活塞由下止點向上止點運動，這時進(jìn)、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做功過程   所示]在壓縮過程即將終了時，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。高壓氣體膨脹推動活塞由上止點向下止點移動，從而使曲軸旋轉(zhuǎn)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(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，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(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)過上述四個連續(xù)過程后，便完成了一個工作循環(huán)。當(dāng)排氣過程結(jié)束后，柴油機曲軸依靠飛輪轉(zhuǎn)動的慣性作用仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，上述四個過程又重復(fù)進(jìn)行。如此周而復(fù)始地進(jìn)行個又一個的工作循環(huán)，使柴油機連續(xù)不斷地運轉(zhuǎn)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(jìn)氣門。氣缸(氣缸套)壁上有一組進(jìn)氣孔，由活塞的上下運動控制進(jìn)氣孔的開、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。曲軸帶動活塞由下止點向上運動，這時進(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)、排氣同時進(jìn)行的過程稱為“掃氣過程”?；钊^續(xù)向上運動，當(dāng)活塞越過進(jìn)氣孔后，進(jìn)氣孔破活塞關(guān)閉的同時配氣機構(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。

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?xì)鈮毫Φ淖饔茫苿踊钊蛳轮裹c運動，經(jīng)連桿帶動曲軸旋轉(zhuǎn)而輸出動力。當(dāng)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(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\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(zhuǎn)一周就有一個做功過程，因此，當(dāng)二沖程柴油機工作容積和轉(zhuǎn)速與四沖程柴油機相同時，在理論上其功率應(yīng)為四沖程柴油機功率的兩倍。但由于結(jié)構(gòu)上的關(guān)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(zhuǎn)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(zhuǎn)一周就有一個做功行程，在相同轉(zhuǎn)速下工作循環(huán)次數(shù)多，故輸出轉(zhuǎn)矩均勻，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。

③大多數(shù)二沖程柴油機部分或全部采用氣孔換氣，配氣機構(gòu)簡單。所以，二沖程柴油機結(jié)構(gòu)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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提高柴油發(fā)電機接地系統(tǒng)重視是保證人員操作的關(guān)鍵因素
  柴油發(fā)電機系統(tǒng)不同的市電供電網(wǎng)絡(luò)，雖然柴油發(fā)電機的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，但是其接地系統(tǒng)的設(shè)計并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來范，再則山于許多柴油發(fā)電機系統(tǒng)地接地設(shè)計并沒有完全由專業(yè)的供電管理部門的監(jiān)督管理，致使在實際的應(yīng)用中，使柴油發(fā)電機的接地系統(tǒng)正確設(shè)計往往被忽略。如何做好柴油發(fā)電機的系設(shè)計和施工，是值得我們注意的問題，往往大家在實際工作中，

  并沒有對此問題予以高的重視。因為各用系統(tǒng)運行的時間和機會都有限，所以由此而產(chǎn)生的問題會少，但是我們也并不能因此而認(rèn)為已經(jīng)做得沒問題了。如國接地系統(tǒng)處理不當(dāng)可能會造成設(shè)備的損壞和人員傷害的風(fēng)險。如何保證提供的供電服務(wù)是合格的電源，在各種狀況下不會對客戶造成威脅，其中接地系統(tǒng)的正確設(shè)計和施工是非常值得考慮的。接地系統(tǒng)的一個龐大的系統(tǒng)，我們這里不討論如何做接地網(wǎng)，這個一般是由大樓設(shè)計方負(fù)責(zé)完成的。如果你是一個小型電站的承包方，那么這一點也是你應(yīng)該考慮的。本文主要介紹發(fā)電機中性點與接地網(wǎng)之問的連接。接地其實分為系統(tǒng)接地和設(shè)各接地，設(shè)備接地就是把發(fā)電機的外殼、底座與接地網(wǎng)用軟電纜或柔性銅排與接地網(wǎng)進(jìn)行連接，確保外殼與地網(wǎng)之間等電位，在系統(tǒng)發(fā)生接地的時候不會對人身造成威脅，沒備的接地要可靠，而且 有多處進(jìn)行可靠連接。系統(tǒng)接地時指發(fā)電機組中性點與地網(wǎng)之間的連接。低壓發(fā)電機系統(tǒng)的接地比較簡單，GB14050將接地方式分為TN、TT、TI三種接地方式

TN系統(tǒng)

電源端有一個直接接地，電氣裝置的外露導(dǎo)電部分通過保護(hù)中性導(dǎo)體或保護(hù)導(dǎo)體連接到此接地點。根據(jù)中性導(dǎo)體和保護(hù)導(dǎo)體的組合情況，TN糸統(tǒng)的型式有以下三種：

  1、在實際應(yīng)用中，市電提供的三相五線制的接線方式就是這種接法。

  2、如果系統(tǒng)中采用的三相些線制接法，PEN合并在一起，則屬十此類解法。

  3、TT系統(tǒng)電源端有一點直接接地，電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分直接接地，此接地點在電氣上獨立于電源的接地點。

TI系統(tǒng)電源端的帶電部分不接地或有一點通過阻抗接地，電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分直接接地。以上的接地系統(tǒng)方式也適用于低壓發(fā)電機系統(tǒng)，但是由于存在發(fā)電機系統(tǒng)和市電供電兩個系統(tǒng)，所以如何選擇作接地則成為一個認(rèn)真對待。如果市電供電系統(tǒng)與發(fā)電機系統(tǒng)的換采用了4極ATS，那么可以認(rèn)為這是兩個獨立電力系

統(tǒng)，其接地應(yīng)該各自單獨考慮，無論是采用三相四線還是三相五線的配電方式，發(fā)電機的中性點要與地網(wǎng)進(jìn)行還接。除非供電方式采用的TI系統(tǒng)。

當(dāng)市電供電系統(tǒng)與發(fā)電機系統(tǒng)的切報采用了3極ATS，一般這時發(fā)電機的接地由市電側(cè)提供，發(fā)電機的中性點在就地不要與地網(wǎng)進(jìn)行連接，其只能通過巾電側(cè)的N線接地，注意在市電設(shè)備檢修的時候不要斷開市電N線與地網(wǎng)的連接，否則會造成各用電源系統(tǒng)在接地斷開的情況下運行：許多安裝人員對于接地系統(tǒng)的重要性認(rèn)識不足，且不知道如何處理接地問題。發(fā)電機廠家一般都提供發(fā)電機的中性點，有的中性點出廠時就與外殼連接，有的則沒有連接，出于懸空狀態(tài)，在發(fā)電機系統(tǒng)的施工過程中一定要咨詢甲方的工程技術(shù)人員明確系統(tǒng)的接地方式，按照施工圖紙進(jìn)行接地處理。

如果發(fā)電機的中性點沒有接地和引出，則無法提供單相負(fù)荷的正確使用，誤將沒有N線的電源接入單相負(fù)載，則可能造成設(shè)備的損壞。在3極ATS的應(yīng)用中，如果市電己經(jīng)提供了系統(tǒng)接地，那么柴油發(fā)電機內(nèi)部的接地就要取消，否則會造成多點接地，會在發(fā)生相接地障時影響系統(tǒng)的接地保戶動作。
本文簡單介紹了低壓系統(tǒng)的接地，旨在幫助大家提高對實際工作中遇到的接地系統(tǒng)重視，如果有任何疑問一定要與客戶進(jìn)行交流，不可在故意回避接地問，因為系統(tǒng)接地是涉及系統(tǒng)運行中涉及到設(shè)備可靠運行和人員操作的關(guān)鍵因素。維曼發(fā)電機租賃