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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、湖南長沙同城進(jìn)氣門、湖南長沙同城氣缸蓋、湖南長沙同城氣缸、湖南長沙同城活塞、湖南長沙同城活塞銷、湖南長沙同城連桿和曲軸等組成。氣缸內(nèi)裝有活塞,活塞通過活塞銷、湖南長沙同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(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(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、湖南長沙同城壓縮、湖南長沙同城做功、湖南長沙同城排氣四個(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、湖南長沙同城進(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)、湖南長沙同城排氣門關(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)、湖南長沙同城混合和燃燒創(chuàng)造條件。
③做功過程 所示]在壓縮過程即將終了時(shí),噴油器將柴油以細(xì)小的油雰噴入氣缸,在高溫、湖南長沙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(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、湖南長沙同城閉,氣缸蓋上設(shè)有排氣門??諝庥蓲邭獗锰岣邏毫σ院螅?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)、湖南長沙同城排氣同時(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。活塞接近上止點(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淖饔茫苿?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。活塞繼續(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,換氣效果相對較差。
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柴油發(fā)電機(jī)組排煙煙色與故障
柴油發(fā)電機(jī)組的煙色指運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),從排氣管排出的廢氣煙色。正常燃燒時(shí),它應(yīng)該是一種無色的透明氣體。但由于機(jī)器的磨損、湖南長沙調(diào)整不當(dāng)、湖南長沙工作環(huán)境的影響、湖南長沙噴油量和供油時(shí)間不合適等諸多因素的影響,柴油發(fā)電機(jī)組常常會(huì)出現(xiàn)排氣冒白煙、湖南長沙藍(lán)煙和黑煙的現(xiàn)象。柴油機(jī)排氣煙色直接反映出了柴油機(jī)的故障及燃燒的質(zhì)量。弄清柴油機(jī)冒煙的機(jī)理和煙色與故障的關(guān)系??梢蕴岣卟裼蜋C(jī)的經(jīng)濟(jì)性、湖南長沙減少故障、湖南長沙降低污染,使柴油發(fā)電機(jī)組處于良好的狀態(tài)。
一、湖南長沙排氣煙色的形成機(jī)理
柴油機(jī)在運(yùn)行過程中,排出廢氣的煙色,可以分為三類:白煙、湖南長沙藍(lán)煙和黑煙。不同的煙色其形成原因不同。
①白煙:
柴油機(jī)排白煙是由于柴油機(jī)過冷或在寒冷天氣、湖南長沙冷機(jī)啟動(dòng)及空車惰轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生。此時(shí),氣缸中溫度較低,著火不好,燃料未完全燃燒,由這些未完全燃燒或部分氧化的燃料液滴與水蒸氣構(gòu)成的微粒(μ)直徑在0.6~1以上的微粒隨廢氣排出時(shí),就形成了白色煙霧。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)組經(jīng)過暖機(jī),溫度正常后,白煙就會(huì)消失。
②藍(lán)煙:
柴油機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí),燃燒室溫度較低,燃料著火性能不好,燃料或竄入燃燒室的潤滑油未(μ)完全燃燒,即呈微粒狀態(tài)直徑在0.4以下排出,從而形成藍(lán)煙。在排出藍(lán)煙的同時(shí)由于燃燒的中間()生成物質(zhì)甲醛也排出,因而有刺激性臭味。藍(lán)、湖南長沙白煙之間并沒有嚴(yán)格的成份差異,只是由于微粒直徑不同對光線的反射不同,產(chǎn)生不同顏色而已。
③黑煙:
易在高負(fù)荷時(shí)發(fā)生。例如柴油發(fā)電機(jī)組超負(fù)荷工作、湖南長沙汽車加速、湖南長沙爬坡時(shí),排氣就易冒黑煙。黑煙柴油機(jī)在運(yùn)行中冒黑煙,會(huì)使經(jīng)濟(jì)性下降,廢氣溫度高,產(chǎn)生積炭,積炭會(huì)引起活塞環(huán)卡死和氣門咬死現(xiàn)象。此外,柴油機(jī)冒煙還會(huì)妨礙視線,污染環(huán)境。因此,不允許柴油機(jī)長期在黑煙下工作。出現(xiàn)黑煙后,柴油機(jī)負(fù)荷不能再提高。因此,它也是限制負(fù)荷提高的一個(gè)標(biāo)志。
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發(fā)電機(jī)組不允許小負(fù)載運(yùn)行
發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)有多處采用壓力密封的形式,這種密封一般在發(fā)動(dòng)機(jī)有約1/3負(fù)荷時(shí),才充分發(fā)揮作用,而負(fù)荷小時(shí)便有可能出現(xiàn)輕微的滲漏現(xiàn)象.因此發(fā)電機(jī)出租廠家維曼給予強(qiáng)調(diào),若發(fā)電機(jī)組在小負(fù)荷下運(yùn)行,會(huì)出現(xiàn)以下故障:
1、湖南長沙同城對于增壓式柴油機(jī),由于低載、湖南長沙同城空載,增壓壓力低.容易導(dǎo)致增壓器油封的密封效果下降,機(jī)油竄入增壓室,隨同進(jìn)氣進(jìn)入汽缸.
2、湖南長沙同城活塞—汽缸套密封不好,機(jī)油上竄,進(jìn)入燃燒室燃燒,排氣冒藍(lán)煙.
3、湖南長沙同城上竄至汽缸的一部分機(jī)油參與燃燒,一部分機(jī)油不能完全燃燒,容易形成積炭,還有一部分則隨排氣排出。汽缸套排氣道內(nèi)就會(huì)逐步積聚機(jī)油,形成積炭.
4、湖南長沙同城增壓器的增壓室內(nèi)機(jī)油積聚到一定程度,就會(huì)從增壓器的結(jié)合面處滲漏出.
5、湖南長沙同城長期小負(fù)載運(yùn)行,將會(huì)導(dǎo)致機(jī)組部件收到嚴(yán)重的磨損,發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒環(huán)境惡化等設(shè)備故障,更嚴(yán)重的,發(fā)電機(jī)組還要大修。
維曼發(fā)電機(jī)出租租賃提醒各大用戶:發(fā)電機(jī)組長期在小負(fù)荷下運(yùn)行,會(huì)出現(xiàn)以上故障,嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組大修期提前,所以一定要注意。
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