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發(fā)電機(jī)組的四沖程柴油機(jī)的工作原理有哪些
在熱力過程中,只有在“工質(zhì)”膨脹過程才具有做功能力,而我們要求發(fā)動(dòng)機(jī)能連續(xù)不斷地產(chǎn)生機(jī)械功,就必須使工質(zhì)反復(fù)進(jìn)行膨脹。因此,必須設(shè)法使工質(zhì)重新恢復(fù)到初始狀態(tài),然后,再進(jìn)行膨脹。因此,柴油機(jī)必須經(jīng)過進(jìn)氣、黔東南三穗壓縮、黔東南三穗膨脹、黔東南三穗排氣四個(gè)熱力過程之后,才能恢復(fù)到起始狀態(tài),使柴油機(jī)連續(xù)不斷地產(chǎn)生機(jī)械功,故上述四個(gè)熱力過程稱為一個(gè)工作循環(huán)。
若柴油機(jī)活塞走完四個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán),稱該機(jī)為四沖程柴油機(jī)。如果活塞走完二個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán)的柴油機(jī)稱為二沖程柴油機(jī)。目前,柴油發(fā)電機(jī)組配置的柴油機(jī)都是四沖程機(jī)。
1.進(jìn)氣沖程
進(jìn)氣沖程的目的是吸入新鮮空氣,為燃料燃燒作好準(zhǔn)備。要實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣,缸內(nèi)與缸外要形成壓差。因此,此沖程排氣門關(guān)閉,進(jìn)氣門打開,活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng),活塞上方的汽缸內(nèi)的容積逐漸擴(kuò)大,壓力降低,缸內(nèi)氣體壓力低于大氣壓力約68~93kPa。在大氣壓力的作用下,新鮮空氣經(jīng)進(jìn)氣門被吸入汽缸,活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí),進(jìn)氣門關(guān)閉,進(jìn)氣沖程結(jié)束。
2.壓縮沖程
壓縮沖程的目的是提高汽缸內(nèi)空氣的壓力和溫度,為燃料燃燒創(chuàng)造條件。由于進(jìn)、黔東南三穗排氣門都已關(guān)閉,汽缸內(nèi)的空氣被壓縮,壓力和溫度亦隨之升高,其升高的程度,取決于被壓縮的程度,不同的柴油機(jī)略有不同。當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí),缸內(nèi)空氣壓力達(dá)(3000~5000)kPa,溫度達(dá)500~700℃,遠(yuǎn)超過柴油的自燃溫度。
3.膨脹(作功)沖程
當(dāng)活塞上行將終了時(shí),噴油器開始將柴油噴入汽缸,與空氣混合成可燃混合氣,并立即自燃,此時(shí),汽缸內(nèi)的壓力迅速上升到約6000~9000kPa,溫度高達(dá)(1800~2200)℃。在高溫、黔東南三穗高壓氣體的推力作用下,活塞向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)而作功。隨著氣體膨脹活塞下行其壓力逐漸降低,直到排氣門被打開為止。
4.排氣沖程
排氣沖程的目的是缸內(nèi)的廢氣。做功沖程結(jié)束后,缸內(nèi)的燃?xì)庖殉蔀閺U氣,其溫度下降到(800~900)℃,壓力下降到(294~392)kPa。此時(shí),排氣門打開,進(jìn)氣門仍關(guān)閉,活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng),在缸內(nèi)殘存壓力和活塞推力的作用下,廢氣被排出缸外。當(dāng)活塞又到上止點(diǎn)時(shí),排氣過程結(jié)束。
排氣過程結(jié)束后,排氣門關(guān)閉,進(jìn)氣門又打開,重復(fù)進(jìn)行下一個(gè)循環(huán),周而復(fù)始不斷對(duì)外作功。
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柴油發(fā)電機(jī)組的直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)
電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)由操作人員通過踏板和杠桿操作啟動(dòng)開關(guān),使電動(dòng)機(jī)的齒輪嚙入飛輪齒圈或者操作人員撳下啟動(dòng)按鈕,電磁開關(guān)通電吸合,控制啟動(dòng)機(jī)和齒輪嚙入輪齒圈帶動(dòng)柴油機(jī)啟動(dòng)。
1.啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的離合機(jī)構(gòu)
啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)軸上的嚙合齒輪在啟動(dòng)時(shí),才與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上的飛輪齒圈相嚙合,而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)開始運(yùn)行后,啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)應(yīng)立即與曲軸分。否則當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高,使啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)大大超速旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生很大的離心力,造成損壞,甚至使啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)電樞飛散。因此,啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)必須裝離合機(jī)構(gòu)。啟動(dòng)時(shí)保證啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力能傳遞給曲軸,啟動(dòng)后能切斷啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的聯(lián)系。
常用的離合機(jī)構(gòu)有以下幾種:
(1)彈簧離合機(jī)構(gòu)這種機(jī)構(gòu)套裝在啟動(dòng)機(jī)電樞軸上,驅(qū)動(dòng)齒輪的右端活套在花鍵套筒的左端的外圓上,兩個(gè)扇形塊裝入齒輪右端相應(yīng)缺口中并伸人花鍵套筒左端的環(huán)檜內(nèi),這樣齒輪和花鍵套筒可一起作軸向移動(dòng),兩者可相對(duì)滑轉(zhuǎn)。離合彈簧在自由狀態(tài)下的內(nèi)徑小于齒輪和套筒相應(yīng)外圓面的直徑,安裝時(shí)緊在外圓面上。啟動(dòng)機(jī)帶動(dòng)花鍵套筒旋轉(zhuǎn),有使離合彈簧收縮的趨勢(shì),由于離合彈簧被箍在相應(yīng)外圓面上,于是,啟動(dòng)機(jī)扭矩靠彈簧與外圓面的摩擦傳給驅(qū)動(dòng)齒輪,從而帶動(dòng)飛輪圈轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)機(jī)啟動(dòng)后,齒輪有比套筒轉(zhuǎn)速快的趨勢(shì),彈簧脹開,離合齒輪在套簡(jiǎn)上滑動(dòng),從而使齒輪與飛輪齒圈脫開。
該離合機(jī)構(gòu)較簡(jiǎn)單,所配用的ST614型啟動(dòng)機(jī),其電壓為流24V、黔東南三穗本地功率為5.3kW,操作方便,因而得到廣泛應(yīng)用。
(2)摩擦片式離合機(jī)構(gòu)摩擦片式離合機(jī)構(gòu)。這種離合結(jié)構(gòu)這樣裝配的,內(nèi)花鍵殼9裝在具有右旋外花鍵上,主動(dòng)片8套在內(nèi)花鍵殼9的導(dǎo)槽中,而從動(dòng)片6與主動(dòng)片8相間排列,旋裝在花鍵套10上的螺母2與摩擦片之間,裝有彈性3圈,壓環(huán)4和調(diào)整墊片5。驅(qū)動(dòng)齒輪右端的形部分有一個(gè)導(dǎo)槽,從動(dòng)片齒形凸緣裝入此導(dǎo)槽之中, 裝卡環(huán)7,以防止啟動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪1與從動(dòng)片松脫。離合結(jié)構(gòu)裝好后摩擦片之間無壓緊力。
啟動(dòng)時(shí),花鍵套10按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),靠內(nèi)花鍵殼9與花鍵套10之間的右旋花鍵,使內(nèi)花鍵殼在花鍵套上向左移動(dòng)將摩擦片壓緊,從而使離合機(jī)構(gòu)處于接合狀態(tài),啟動(dòng)機(jī)的扭矩靠摩擦片之間的摩擦傳給驅(qū)動(dòng)齒輪,帶動(dòng)飛輪齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后,驅(qū)動(dòng)齒輪相對(duì)于花鍵套轉(zhuǎn)速加快,內(nèi)花鍵殼在花鍵套上右移,于是摩擦片便松開,離合機(jī)構(gòu)處于分離狀態(tài)。
該離合機(jī)構(gòu)摩擦力矩的調(diào)整,即調(diào)整墊片5可改變內(nèi)花鍵殼端部與彈性墊圈之間的間隙,以控制彈性墊圈的變形量,從而調(diào)整離合機(jī)構(gòu)所能傳遞的 摩擦力矩。
摩擦片式的離合機(jī)構(gòu)由于可傳動(dòng)的扭矩較大。因此,通常用于較大啟動(dòng)扭矩的柴油機(jī)上。
2.啟動(dòng)機(jī)電嵫操機(jī)構(gòu)
為柴油機(jī)所用的ST614型啟動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。它由串激式直流電動(dòng)機(jī)作啟動(dòng)機(jī),其功率為5.3kW,電壓為24V,此外,還有電磁開關(guān)和離合機(jī)構(gòu)等部件組成。
為電磁操縱機(jī)構(gòu)啟動(dòng)機(jī)電氣接線圖。
啟動(dòng)時(shí),打開電路鎖鑰(即電路開關(guān)),然后,撳下啟動(dòng)按鈕4,電路接通,于是電流通入牽引電磁鐵兩個(gè)線圈:即牽引電磁鐵線圈和保持線圈,兩個(gè)線圈產(chǎn)生同一方向的磁場(chǎng)吸力,吸引鐵心左移,并帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)杠桿8擺動(dòng),使啟動(dòng)機(jī)的齒輪與飛輪齒圈進(jìn)行嚙合。鐵心1繼續(xù)向左移,于是,啟動(dòng)開關(guān)5觸點(diǎn)閉合,啟動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)電路接通,直流電動(dòng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)工作,同時(shí)與啟動(dòng)開關(guān)與并聯(lián)的牽引線圈被短路失去作用,牽引繼電器由保持線圈所產(chǎn)生磁場(chǎng)吸力保持鐵心位置不動(dòng)。
啟動(dòng)后,應(yīng)及時(shí)松開啟動(dòng)按鈕,使其回到斷開位置,并轉(zhuǎn)動(dòng)電路鎖鑰,切斷電源,以防啟動(dòng)按鈕卡住,電路切不斷,牽引繼電器繼續(xù)通電。此時(shí),由于電路已切斷,保持線圈磁場(chǎng)消失,在復(fù)位彈簧的作用下,鐵心右移復(fù)原位,直流電動(dòng)機(jī)斷電停轉(zhuǎn)。同時(shí),齒輪驅(qū)動(dòng)杠桿也在復(fù)位彈簧的作用下,使齒輪退出嚙合。
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