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柴油機工作原理是什么
柴油機工作原理
單缸往復活塞式柴油機結(jié)構(gòu)主要由排氣門、西藏日喀則同城進氣門、西藏日喀則同城氣缸蓋、西藏日喀則同城氣缸、西藏日喀則同城活塞、西藏日喀則同城活塞銷、西藏日喀則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、西藏日喀則同城連桿與曲軸相連接?;钊跉飧變?nèi)作一上下往復運動,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)進行進氣、西藏日喀則同城壓縮、西藏日喀則同城做功、西藏日喀則同城排氣四個過程來完成的。每進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、西藏日喀則同城進氣管不斷吸入氣缸。由于進氣系統(tǒng)存在阻力,使進氣終了氣缸內(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、西藏日喀則同城排氣門關(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。壓縮終了時氣體壓力可達3~5MPa,溫度高達750~1000K,為噴人氣缸內(nèi)的柴油蒸發(fā)、西藏日喀則同城混合和燃燒創(chuàng)造條件。
③做功過程 所示]在壓縮過程即將終了時,噴油器將柴油以細小的油雰噴入氣缸,在高溫、西藏日喀則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6~9MPa, 溫度可達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進行。如此周而復始地進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
二沖程柴油機無進氣門。氣缸(氣缸套)壁上有一組進氣孔,由活塞的上下運動控制進氣孔的開、西藏日喀則同城閉,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氣孔進入氣缸,完成進氣和掃氣過程。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、西藏日喀則同城排氣同時進行的過程稱為“掃氣過程”?;钊^續(xù)向上運動,當活塞越過進氣孔后,進氣孔破活塞關(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。由于燃氣壓力的作用,推動活塞向下止點運動,經(jīng)連桿帶動曲軸旋轉(zhuǎn)而輸出動力。當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。活塞繼續(xù)向下運動,隨后進氣孔打開,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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酒店應(yīng)急用應(yīng)該如何選擇靜音柴油發(fā)電機
應(yīng)急靜音柴油發(fā)電機主要用于重要場所,在緊急情況或事故停電后瞬間停電,通過應(yīng)急發(fā)電機組迅速恢復 并延長一段供電時間。這類用電負荷稱為一級負荷。對斷電時間有嚴格要求的設(shè)備、西藏日喀則同城儀表及計算機系統(tǒng),除配備發(fā)電機外還應(yīng)設(shè)電池或UPS供電。
應(yīng)急靜音柴油發(fā)電機的工作有兩個特點:
第1個特點是作應(yīng)急用,連續(xù)工作的時間不長,一般只需要持續(xù)運行幾小時(≤12H);
第2個特點是作備用,應(yīng)急發(fā)電機組平時處于停機等待狀態(tài),只有當主用電源全部鼓障斷電后,靜音柴油發(fā)電機才起動運行供給緊急用電負荷,當主用電源恢復正常后,隨即切換停機。
(1) 應(yīng)急靜音柴油發(fā)電機 發(fā)電機容量的確定 應(yīng)急酒店柴油發(fā)電機組的標定容量為經(jīng)大氣修正后的12h標定容量,其容量應(yīng)能滿足緊急電總計算負荷,并按 發(fā)電機容量能滿足一級負荷中單臺 容量電動機起動的要求進行校驗。應(yīng)急發(fā)電機一般選用三相交流 同步發(fā)電機,其標定輸出電壓為400V
(2) 靜音柴油發(fā)電機臺數(shù)的確定 有多臺發(fā)電機組備用時,一般只設(shè)置1臺靜音柴油發(fā)電機,從可靠性考慮也可以選用2臺機組并聯(lián)進行 供電。供應(yīng)急用的發(fā)電機組臺數(shù)一般不宜超過3臺。當選用多臺機組時,機組應(yīng)盡量選用型號、西藏日喀則同城容量相同,調(diào)壓、西藏日喀則同城調(diào)速特性相近的成套設(shè)備,所用燃油性質(zhì)應(yīng)一致,以便進行維修保養(yǎng)及共用備件。當供應(yīng)急用的 發(fā)電機組有2臺時,自起動裝置應(yīng)使2臺機組能互為備用,即市電電源故障停電經(jīng)過延時確認以后,發(fā)出 自起動指令,如果第1臺機組連續(xù)3次自起動失敗,應(yīng)發(fā)出報警信號并自動起動第2臺靜音柴油發(fā)電機。
(3) 應(yīng)急靜音柴油發(fā)電機的選擇 應(yīng)急機組宜選用高速、西藏日喀則同城增壓、西藏日喀則同城油耗低、西藏日喀則同城同容量的靜音柴油發(fā)電機。高速增壓柴油機單機容量較大,占據(jù)空 間小;柴油機選用配電子或液壓調(diào)速裝置,調(diào)速性能較好;發(fā)電機宜選用配無刷勵磁或相復勵裝置的同 步電機,進行較可靠,故障率低,維護檢修較方便;當一級負荷中單臺空調(diào)器容量或電動機容量較大時,宜選用三次諧波勵磁的發(fā)電機組;機組裝在附有減震器的共用底盤上;排煙管出口宜裝設(shè)消聲器,以減 小噪聲對周圍環(huán)境的影響。
(4) 應(yīng)急靜音柴油發(fā)電機的控制 應(yīng)急發(fā)電機組的控制應(yīng)具有快速自起動及自動投入裝置。當主用電源故障斷電后,應(yīng)急機組應(yīng)能快速自 起動并恢復供電,一級負荷的允許斷電時間從十幾秒至幾十秒,應(yīng)根據(jù)具體情況確定。當重要工程的主 用電源斷電后,首先應(yīng)以過3-5S的確定時間,以避開瞬時電壓降低及市電網(wǎng)合閘或備用電源自動投入的 時間,然后再發(fā)出起動應(yīng)急發(fā)電機組的指令。從指令發(fā)出、西藏日喀則同城機組開始起動、西藏日喀則同城升速到能帶全負荷需要一段 時間。一般大、西藏日喀則同城中型柴油機還需要預潤滑及暖機過程,使緊急加載時的機油機油壓力、西藏日喀則同城機油溫度、西藏日喀則同城冷卻 水溫度符合廠品技術(shù)條件的規(guī)定;預潤滑及暖機過程可以根據(jù)不同情況預先進行。例如軍事通信、西藏日喀則同城大型賓館的重要外事活動、西藏日喀則同城公共建筑夜間進行大型群眾活動、西藏日喀則同城醫(yī)院進行重要外科手術(shù)等的應(yīng)急機組平時就應(yīng) 處于預潤滑及暖機狀態(tài),以便隨時快速起動,盡量縮短故障斷電時間。 應(yīng)急機組投入進行后,為了減少突加負荷時的機械及電流沖擊,在滿足供電要求的情況下,緊急負荷 按時間間隔分級增加。根據(jù) 標準和 軍用標準規(guī)定,自動化機組自起動成功后的首次允許加載 量如下:對于標定功率不大于250KW者,首次允許加載量不小于50%標定負載;對于標定功率大于250KW者 ,按廠品技術(shù)條件規(guī)定。如果瞬時電壓降及過渡過程要求不嚴格時,一般機組突加或突卸的負荷量不宜 超過機組標定容量的70% 。
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柴油發(fā)電機組主要由哪幾部分組成?
一、西藏日喀則本地柴油機系統(tǒng)
柴油發(fā)電機是將柴油的化學能轉(zhuǎn)化機械能,再由機械能轉(zhuǎn)化為電能的機械設(shè)備,其發(fā)電原理是通過其他輔助動力帶動柴油發(fā)電機曲軸轉(zhuǎn)動,使活塞在密閉氣缸的頂部作上下往返運動。當活塞由上向下運動時,氣缸進氣門打開,室外空氣由空濾裝置過濾后進入氣缸,完成進氣行程。當活塞由下向上運動,氣缸進排氣門關(guān)閉,在活塞上行的擠壓下,氣體體積因迅速被壓縮,導致氣缸內(nèi)的溫度迅速上升,完成壓縮行程。當活塞達到頂端時,經(jīng)過油濾裝置過濾后的燃油經(jīng)高壓噴油嘴霧化噴射,與高溫高壓的空氣混合劇烈燃燒,此時氣體體積迅速膨脹,推動活塞向下做功。各汽缸按一定順序依次作功,作用在活塞上的推力經(jīng)過連桿變成了推動曲軸轉(zhuǎn)動的力量,從而帶動曲軸旋轉(zhuǎn),完成做功行程。做功行程完成之后,活塞由下向上移動,氣缸排氣門打開排氣,完成排氣行程。每個行程曲軸旋轉(zhuǎn)半圈,經(jīng)過若干個工作循環(huán)后,柴油機組在飛輪的慣性下逐漸加速旋轉(zhuǎn)工作。
二、西藏日喀則本地同步交發(fā)電機系統(tǒng)
上述過程中進行的是化學能與機械能的轉(zhuǎn)化,那么機械能又是如何轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿哪??結(jié)構(gòu)上,同步交流發(fā)電機與柴油發(fā)電機曲軸同軸安裝,利用柴油發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),由于發(fā)電機的磁極鐵芯存在剩磁,所以電樞線圈在磁場中切割磁力線,由電磁感應(yīng)原理可知,發(fā)電機就會輸出感應(yīng)電動勢,經(jīng)閉合的負載回路就能產(chǎn)生電流。
三、西藏日喀則本地發(fā)電機勵磁系統(tǒng)
眾所周知,同步發(fā)電機需要直流電流勵磁。供給同步發(fā)電機勵磁電流的電源及其附屬設(shè)備統(tǒng)稱為勵磁系統(tǒng),一般由勵磁功率單元和勵磁調(diào)節(jié)器兩個部分組成。勵磁功率單元向同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子提供勵磁電流,而勵磁調(diào)節(jié)器則根據(jù)輸入信號和給定的調(diào)節(jié)準則控制勵磁功率單元的輸出。
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