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、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(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?；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(hào)Vh表示，単位為L(zhǎng)。

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、壓縮、做功、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、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)、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)、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、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。活塞在曲軸的帶動(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、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)、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”。活塞一直運(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(jiǎn)單。所以，二沖程柴油機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。

維曼發(fā)電機(jī)租賃

維曼發(fā)電機(jī)租賃告訴您避免柴油發(fā)電機(jī)積碳的措施
 在柴油發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期使用過程中會(huì)出現(xiàn)積碳，這種問題主要是在燃油、潤(rùn)滑油燃燒不充分的情況下產(chǎn)生的一種沉積物，嚴(yán)重時(shí)會(huì)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)功率、油耗帶來一定的影響，還會(huì)影響柴油發(fā)電機(jī)氧傳感器的靈敏性，影響輸出信號(hào)的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)燒惡化，出現(xiàn)嚴(yán)重的尾氣排放超標(biāo)問題。在現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展中，社會(huì)各界越來越注重環(huán)境保護(hù)問題，相關(guān)政府部門出臺(tái)了相應(yīng)的排放法律法規(guī)，這就需要加強(qiáng)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)積碳的措施進(jìn)行具體分析。
柴油發(fā)電機(jī)積碳的措施：
1.按照 氣溫選擇柴油牌號(hào)：柴油發(fā)電機(jī)在工作的過程中，受到各種因素的影響，生成積碳的現(xiàn)象是不可避免的。工作人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合柴油發(fā)電機(jī)積碳生成的原因來采取相應(yīng)的措施，從而減少積碳的生成。在選擇柴油牌號(hào)的時(shí)候，工作人員要結(jié)合 的氣溫來選擇。一般情況下柴油的零點(diǎn)要比當(dāng)?shù)禺?dāng)月的 氣溫低4℃～6℃，所選擇的柴油要保證在 氣溫的時(shí)候小能出現(xiàn)凝固或者結(jié)蠟的現(xiàn)象。當(dāng)?shù)貐^(qū) 溫度在4℃以上，一般選用零號(hào)柴油。當(dāng) 溫度是處于－5℃以上的地區(qū)，一般選用－10號(hào)柴油。當(dāng)?shù)貐^(qū) 溫度位于－5℃～－14℃，所適用的柴油是－20號(hào)柴油。當(dāng)?shù)貐^(qū)的 溫度處于－14℃～－29℃，所選用的柴油是－35號(hào)。一般情況下，在選擇合適的柴油牌號(hào)時(shí)，應(yīng)當(dāng)是從該年的十月份到次年的五月份期間選用－35號(hào)柴油，其他的時(shí)間段可以使用零號(hào)柴油。
 2.提高柴油的清潔度：經(jīng)常對(duì)油箱內(nèi)的沉淀物以及水分進(jìn)行排放，提高柴油的清潔度，工作人員可以在柴油發(fā)電機(jī)內(nèi)加注燃油或者清潔柴油。從而對(duì)油箱內(nèi)的雜質(zhì)進(jìn)行，經(jīng)過30d，油箱內(nèi)的雜能以及水分可以進(jìn)行沉淀，然后再進(jìn)行排放。新加的柴油在沉淀48h之后進(jìn)行排放，從面減少柴油中的雜質(zhì)和水分的含量。提高柴油的清潔程度，減少積碳現(xiàn)象的發(fā)生。
  3.正確使用柴油發(fā)電機(jī)：在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中要加強(qiáng)對(duì)機(jī)油壓力以及溫度變化的監(jiān)控，避免柴油發(fā)電機(jī)出現(xiàn)過熱工作的現(xiàn)象，保證柴油發(fā)電機(jī)不處于超負(fù)荷的工作狀態(tài)。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)出現(xiàn)停機(jī)的情況時(shí)，工作人員要先卸除負(fù)荷，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)兩分鐘后再停止柴油發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)處于低溫的情況下，避免柴油發(fā)電機(jī)出現(xiàn)過冷工作的狀態(tài)，工作人員每天在首次使用柴油發(fā)電機(jī)的時(shí)候，一定要保證柴油發(fā)電機(jī)處于怠速。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)正常之后，要先對(duì)柴機(jī)油壓力進(jìn)行檢查，等機(jī)油壓力顯示正常后才能對(duì)機(jī)內(nèi)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行，從而保證發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)電機(jī)處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，工作人員可以用中等的轉(zhuǎn)速來對(duì)柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行頇熱，當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)內(nèi)的溫度升高到40℃之后才能進(jìn)行負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)。
  4.選用恰當(dāng)牌號(hào)的機(jī)油：一般情況下，柴油發(fā)電機(jī)內(nèi)所使用的機(jī)油黏度都會(huì)隨著溫度的變化而產(chǎn)生變化。所選擇機(jī)油的黏度等級(jí)應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐臏囟?，一般情況下，夏季的時(shí)候可以選用CD15w－40機(jī)油，冬季的時(shí)候可以選用CD15w－30機(jī)油。
5.做好康明斯柴油發(fā)電機(jī)的檢查和保養(yǎng)：為了保證柴油發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，減少積碳現(xiàn)象的發(fā)生，工作人員要定期對(duì)柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行檢查和保養(yǎng)。
  1）工作人員要對(duì)進(jìn)氣系統(tǒng)的配置進(jìn)行檢查，保存配置處于確的狀態(tài)。要對(duì)空氣增壓器以及進(jìn)氣管系統(tǒng)各個(gè)連接部分卡箍進(jìn)行檢查，保障卡箍緊固，避免出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，如果發(fā)現(xiàn)漏氣現(xiàn)象要及時(shí)上報(bào)處理，每年定期進(jìn)行檢查，要對(duì)配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查。調(diào)整好進(jìn)氣間隙，保證間隙控制在0.2mm,排氣的氣門間隙控制在0.3mm。工作人員要對(duì)緊固缸蓋螺栓進(jìn)行檢查，要將緊固力矩控制在200mm。此外，工作人員還需要對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的進(jìn)氣管路進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)有積碳現(xiàn)象，必須對(duì)進(jìn)氣門漏氣以及配氣相位等進(jìn)行重新檢查。
  2）工作人員要及時(shí)對(duì)窄氣濾清器的濾芯進(jìn)行清；先或者更換。工作人員要結(jié)合柴泔機(jī)的工作環(huán)境來調(diào)整空氣濾清器清理或者更換的周期，如果發(fā)現(xiàn)濾清器出現(xiàn)臟污的情況要及時(shí)進(jìn)行更換或者清理，然后每次施工作業(yè)之后要對(duì)空氣清器內(nèi)的塵上進(jìn)行排出，避免濾清器出現(xiàn)過早污染的現(xiàn)象，或者吸入過多的粉塵。
  3）工作人員要對(duì)冷卻風(fēng)扇進(jìn)氣通道進(jìn)行暢通檢查，保證吹風(fēng)扇傳動(dòng)系統(tǒng)處于正常工作的狀態(tài)，保證冷卻室密封性能好。此外還要定期清理機(jī)油散熱器、液壓油散熱器等，保證柴油發(fā)電機(jī)的正常散熱。
  4）工作人員要定期檢查柴油發(fā)電機(jī)的燃油系統(tǒng)，排出燃油系統(tǒng)中的空氣，定期更換柴油濾芯，如果發(fā)現(xiàn)滲油的現(xiàn)象要及時(shí)處理，特別是噴油器高壓油泵的連接處。
  5）在更換機(jī)油或者濾清器濾芯的時(shí)候，工作人員要考慮季節(jié)的變化以及柴油發(fā)電機(jī)的工作時(shí)間，避免機(jī)油出現(xiàn)變質(zhì)的情況，從而導(dǎo)致積碳現(xiàn)象。在柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中工作人員要做好對(duì)機(jī)油壓力變化的監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)壓力出現(xiàn)異常的現(xiàn)象，要及時(shí)處理，避免燃燒室進(jìn)入過多機(jī)油。