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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構主要由排氣門、廣州增城進氣門、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,在氣缸蓋上下設有進氣門和排氣門。
(1)基本名聞術語
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。
氣缸總容積當活塞在下止點時,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壓縮比氣缸總容積與燃燒室容積之比。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、廣州增城壓縮、廣州增城做功、廣州增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,這時在配氣機構的作用下進氣門打開,排氣門關閉。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、廣州增城排氣門關閉。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)、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,噴油器將柴油以細小的油雰噴入氣缸,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。做功行程結束時,壓力約為0.2~0.5MPa。
④排氣過程 做功過程結末后,排氣門打開,進氣門關閉?;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、廣州增城閉,氣缸蓋上設有排氣門??諝庥蓲邭獗锰岣邏毫σ院?,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、廣州增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,進氣孔破活塞關閉的同時配氣機構也使排氣門關閉。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?;钊^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,在理論上其功率應為四沖程柴油機功率的兩倍。但由于結構上的關系,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,配氣機構簡單。所以,二沖程柴油機結構簡單,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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野外施工時柴油發(fā)電機組應注意哪些問題
柴油發(fā)電機組已經(jīng)在野外施工場所中備受重用,因為其是以柴油機為原動機,拖動同步發(fā)電機發(fā)電的一種電源設備,是一種起動迅速、廣州增城附近操作維修方便、廣州增城附近投資少、廣州增城附近對環(huán)境的適應性能較強的發(fā)電裝置。
野外施工時,有以下問題需要注意:
1、廣州增城附近野外施工柴油發(fā)電機的額定電壓必須與外電線路電源電壓等級相符。
2、廣州增城附近野外施工柴油發(fā)電機組的安裝環(huán)境應選擇靠近負荷中心,進出線方便,周邊道路暢通及避開污染源的下風側和易積水的地方。
3、廣州增城附近固定式柴油發(fā)電機組應安裝在室內(nèi)符合規(guī)定的基礎上,并應高出室內(nèi)地面0.25至0.30m。移動式柴油發(fā)電機組應處于水平狀態(tài),放置穩(wěn)固,其拖車應可靠接地,前后輪應卡住。室外使用的柴油發(fā)電機組應搭設防護棚。
4、廣州增城附近發(fā)電機組電源必須與外電線路電源連鎖,嚴禁與外電線路并列運行;當2臺及2臺以上發(fā)電機組并列運行時,必須裝設同步裝置,并應在機組同步后再向負載供電。
5、廣州增城附近柴油發(fā)電機組及其控制、廣州增城附近配電、廣州增城附近修理室等的設置應保證電氣距離和滿足防火要求;排煙管道應伸出室外,且嚴禁在室內(nèi)和排煙管道附近存放貯油桶。
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關于柴油發(fā)電機組氣管冒黑煙和排氣管冒藍煙、廣州增城附近白煙出的故障維修
隨著社會的進步和人民生活水平的不斷提高,對環(huán)境的質(zhì)量要求也越來越高。自然吸氣式柴油機很難滿足新排放標準的要求,增壓中冷柴油機將成為車用柴油機的標準裝備。柴油機排氣管正常排出的應是無色的氣體,如果排氣管排出的是黑煙、廣州增城附近白煙或藍煙,說明發(fā)動機有故障,必須及時排除。
1.氣管冒黑煙
黑煙的形成:黑煙一般是在柴油機大負荷時產(chǎn)生,如加速,爬坡或超負荷運轉(zhuǎn)時,黑煙是不完全燃燒的產(chǎn)物,在柴油機大負荷下,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)燃燒時空氣不足,燃料在高溫缺氧的條件下易于裂解,聚會成黑煙。
故障原因:
(1)在檢查排氣管冒黑煙前,應先拆下空氣濾清器,若柴油機冒黑煙情況消失,說明因空氣濾清器嚴重堵塞致使進氣量不足而造成黑煙。同時,還應檢查進氣管路是否有堵塞現(xiàn)象,如進氣膠管吸扁等。
(2)噴油時間過遲,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)動機溫度正常時冒黑煙。噴油時間的正確與否,不僅造成排氣管冒煙,而且對發(fā)動機的動力性及經(jīng)濟性有著很大的影響?! ?
(3)噴油嘴有故障時可采用單缸斷油法檢查各缸工作情況。如某缸斷油后發(fā)動機的轉(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)整不當也會造成排氣管冒黑煙。
(5)增壓器的壓氣機葉輪或渦輪嚴重磨損會使進氣量有所下降,造成排氣管冒黑煙。排氣管墊或增壓器接口墊漏氣嚴重,也會造成進氣量不足,排氣管冒黑煙或發(fā)動機功率下降。
2.排氣管冒藍煙
藍煙的形成:機油進入燃燒室燃燒后從排氣管排出。
故障原因:
(1)進氣門油封密封不嚴,機油進入燃燒室燃燒。
(2)活塞環(huán)失去彈性或斷裂;缸套嚴重磨損,機油竄入燃燒室,此種情況一般廢氣管會有很大的廢氣冒出。
(3)增壓器壓氣機葉輪端密封環(huán)密封不嚴,有機油進入氣缸燃燒室燃燒。
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成微粒,隨廢氣排出;或機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水。
(2)個別缸噴油泵的凸輪軸嚴重磨損,使該缸噴油時間滯后太多,柴油在氣缸中不能完全燃燒,也會造成排氣管冒白煙。
(3)噴油嘴霧化不良或噴油嘴下面裝有一個以上的墊圈,因此,在更換噴油嘴時,應將里面的銅墊取出。
(4)水冷式中冷器漏水,冷卻水從進氣管進入氣缸。
(6)氣溫太低,氣缸溫度難以上升,特別是早上發(fā)動機剛一起動時冒白煙,暖車后變?yōu)樗{煙,不久即變成無色,這是正?,F(xiàn)象,應與故障區(qū)別開來。
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