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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、廣州增城進(jìn)氣門、廣州增城氣缸蓋、廣州增城氣缸、廣州增城活塞、廣州增城活塞銷、廣州增城連桿和曲軸等組成。氣缸內(nèi)裝有活塞,活塞通過活塞銷、廣州增城連桿與曲軸相連接?;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)氣門和排氣門。
(1)基本名聞術(shù)語
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)中心到曲柄銷中心的距離,用符號(hào)r表示,單位為mm。活塞行程S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)所掃過的氣缸容積。用符號(hào)Vh表示,単位為L。
⑥柴油機(jī)排量:柴油機(jī)所有氣缸工作容積的總和稱為柴油機(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,是通過活塞在氣缸內(nèi)工作,連續(xù)進(jìn)行進(jìn)氣、廣州增城壓縮、廣州增城做功、廣州增城排氣四個(gè)過程來完成的。每進(jìn)行這樣一個(gè)過程稱為一個(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、廣州增城進(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(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),這時(shí)進(jìn)、廣州增城排氣門關(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(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)、廣州增城混合和燃燒創(chuàng)造條件。
③做功過程 所示]在壓縮過程即將終了時(shí),噴油器將柴油以細(xì)小的油雰噴入氣缸,在高溫、廣州增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(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(dòng)下由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),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(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)過上述四個(gè)連續(xù)過程后,便完成了一個(gè)工作循環(huán)。當(dāng)排氣過程結(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,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(yùn)動(dòng)控制進(jìn)氣孔的開、廣州增城閉,氣缸蓋上設(shè)有排氣門。空氣由掃氣泵提高壓力以后,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(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)、廣州增城排氣同時(shí)進(jìn)行的過程稱為“掃氣過程”?;钊^續(xù)向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)活塞越過進(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 第二行程也稱膨脹-換氣過程?;钊咏现裹c(diǎn)時(shí),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?,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)排氣門打開,做功后的廢氣由排氣門排出?;钊^續(xù)向下運(yùn)動(dòng),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\(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)簡單。所以,二沖程柴油機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,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清掃廢氣,換氣效果相對(duì)較差。
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野外施工時(shí)柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)注意哪些問題
柴油發(fā)電機(jī)組已經(jīng)在野外施工場(chǎng)所中備受重用,因?yàn)槠涫且圆裼蜋C(jī)為原動(dòng)機(jī),拖動(dòng)同步發(fā)電機(jī)發(fā)電的一種電源設(shè)備,是一種起動(dòng)迅速、廣州增城附近操作維修方便、廣州增城附近投資少、廣州增城附近對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性能較強(qiáng)的發(fā)電裝置。
野外施工時(shí),有以下問題需要注意:
1、廣州增城附近野外施工柴油發(fā)電機(jī)的額定電壓必須與外電線路電源電壓等級(jí)相符。
2、廣州增城附近野外施工柴油發(fā)電機(jī)組的安裝環(huán)境應(yīng)選擇靠近負(fù)荷中心,進(jìn)出線方便,周邊道路暢通及避開污染源的下風(fēng)側(cè)和易積水的地方。
3、廣州增城附近固定式柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)安裝在室內(nèi)符合規(guī)定的基礎(chǔ)上,并應(yīng)高出室內(nèi)地面0.25至0.30m。移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)處于水平狀態(tài),放置穩(wěn)固,其拖車應(yīng)可靠接地,前后輪應(yīng)卡住。室外使用的柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)搭設(shè)防護(hù)棚。
4、廣州增城附近發(fā)電機(jī)組電源必須與外電線路電源連鎖,嚴(yán)禁與外電線路并列運(yùn)行;當(dāng)2臺(tái)及2臺(tái)以上發(fā)電機(jī)組并列運(yùn)行時(shí),必須裝設(shè)同步裝置,并應(yīng)在機(jī)組同步后再向負(fù)載供電。
5、廣州增城附近柴油發(fā)電機(jī)組及其控制、廣州增城附近配電、廣州增城附近修理室等的設(shè)置應(yīng)保證電氣距離和滿足防火要求;排煙管道應(yīng)伸出室外,且嚴(yán)禁在室內(nèi)和排煙管道附近存放貯油桶。
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關(guān)于柴油發(fā)電機(jī)組氣管冒黑煙和排氣管冒藍(lán)煙、廣州增城附近白煙出的故障維修
隨著社會(huì)的進(jìn)步和人民生活水平的不斷提高,對(duì)環(huán)境的質(zhì)量要求也越來越高。自然吸氣式柴油機(jī)很難滿足新排放標(biāo)準(zhǔn)的要求,增壓中冷柴油機(jī)將成為車用柴油機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)裝備。柴油機(jī)排氣管正常排出的應(yīng)是無色的氣體,如果排氣管排出的是黑煙、廣州增城附近白煙或藍(lán)煙,說明發(fā)動(dòng)機(jī)有故障,必須及時(shí)排除。
1.氣管冒黑煙
黑煙的形成:黑煙一般是在柴油機(jī)大負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生,如加速,爬坡或超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),黑煙是不完全燃燒的產(chǎn)物,在柴油機(jī)大負(fù)荷下,燃燒室溫度較高,而噴入的燃料過多,混合氣形成不均勻,局部區(qū)域出現(xiàn)燃燒時(shí)空氣不足,燃料在高溫缺氧的條件下易于裂解,聚會(huì)成黑煙。
故障原因:
(1)在檢查排氣管冒黑煙前,應(yīng)先拆下空氣濾清器,若柴油機(jī)冒黑煙情況消失,說明因空氣濾清器嚴(yán)重堵塞致使進(jìn)氣量不足而造成黑煙。同時(shí),還應(yīng)檢查進(jìn)氣管路是否有堵塞現(xiàn)象,如進(jìn)氣膠管吸扁等。
(2)噴油時(shí)間過遲,柴油在氣缸中不能完全燃燒,在冷車狀態(tài)下一般排氣管排灰白色的煙,待發(fā)動(dòng)機(jī)溫度正常時(shí)冒黑煙。噴油時(shí)間的正確與否,不僅造成排氣管冒煙,而且對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性有著很大的影響?! ?
(3)噴油嘴有故障時(shí)可采用單缸斷油法檢查各缸工作情況。如某缸斷油后發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化不太明顯,且排出的黑煙消失,說明該缸是由于噴霧不佳、廣州增城附近噴油嘴滴油而排出黑煙的?! ?
(4)噴油泵的供油量過多或各缸的供油量太不均勻也會(huì)造成排氣管冒黑煙,因此,必須重新調(diào)整噴油泵的供油量。冒煙限制器如果調(diào)整不當(dāng)也會(huì)造成排氣管冒黑煙。
(5)增壓器的壓氣機(jī)葉輪或渦輪嚴(yán)重磨損會(huì)使進(jìn)氣量有所下降,造成排氣管冒黑煙。排氣管墊或增壓器接口墊漏氣嚴(yán)重,也會(huì)造成進(jìn)氣量不足,排氣管冒黑煙或發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。
2.排氣管冒藍(lán)煙
藍(lán)煙的形成:機(jī)油進(jìn)入燃燒室燃燒后從排氣管排出。
故障原因:
(1)進(jìn)氣門油封密封不嚴(yán),機(jī)油進(jìn)入燃燒室燃燒。
(2)活塞環(huán)失去彈性或斷裂;缸套嚴(yán)重磨損,機(jī)油竄入燃燒室,此種情況一般廢氣管會(huì)有很大的廢氣冒出。
(3)增壓器壓氣機(jī)葉輪端密封環(huán)密封不嚴(yán),有機(jī)油進(jìn)入氣缸燃燒室燃燒。
3.排氣管冒白煙
白煙的形成:柴油不能完全蒸發(fā)、廣州增城附近燃燒、廣州增城附近未燃的柴油油滴與水蒸氣構(gòu)成微粒,隨廢氣排出;或機(jī)油直接從排氣管排出,形成“白煙”。
故障原因:
(1)油中有水,或因氣缸墊沖壞,缸套或缸蓋破裂漏水等原因造成氣缸進(jìn)水。
(2)個(gè)別缸噴油泵的凸輪軸嚴(yán)重磨損,使該缸噴油時(shí)間滯后太多,柴油在氣缸中不能完全燃燒,也會(huì)造成排氣管冒白煙。
(3)噴油嘴霧化不良或噴油嘴下面裝有一個(gè)以上的墊圈,因此,在更換噴油嘴時(shí),應(yīng)將里面的銅墊取出。
(4)水冷式中冷器漏水,冷卻水從進(jìn)氣管進(jìn)入氣缸。
(6)氣溫太低,氣缸溫度難以上升,特別是早上發(fā)動(dòng)機(jī)剛一起動(dòng)時(shí)冒白煙,暖車后變?yōu)樗{(lán)煙,不久即變成無色,這是正?,F(xiàn)象,應(yīng)與故障區(qū)別開來。
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