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柴油机工作原理是什么
柴油机工作原理
单缸往复活塞式柴油机结构主要由排气门、进气门、气缸盖、气缸、活塞、活塞销、连杆和曲轴等组成。气缸内装有活塞,活塞通过活塞销、连杆与曲轴相连接。活塞在气缸内作一上下往复运动,通过连杆推动曲轴转动。为丁吸入新鲜空气和排出废气,在气缸盖上下设有进气门和排气门。
(1)基本名闻术语
①上止点:活塞离曲轴中心 距离的位置。
②下止点:活塞离曲轴中心小距离的位置。
③活塞行程(冲程):上止点与下止点间的距离,用符号S表示,单位为mm。
④曲柄半径:曲轴旋转中心到曲柄销中心的距离,用符号r表示,单位为mm。活塞行程S等于曲柄半径r的两倍。
⑤气缸工作容积在:一个气缸中,活塞从上止点到下止点所扫过的气缸容积。用符号Vh表示,単位为L。
⑥柴油机排量:柴油机所有气缸工作容积的总和称为柴油机排量,用VH表示。
柴油机排量表示柴油机的做功能力,在其他参数相同的前提下,柴油机排量越大,则其所发出的功率就越大。
⑦燃烧室容积当活塞在上止点时,活塞上方的气缸容积。用符号Vc表示。
气缸总容积当活塞在下止点时,活塞上方的气缸容积。用符号Va表示。它等于燃烧室容积Va与气缸工作容积Vh之和。
⑨压缩比气缸总容积与燃烧室容积之比。用符号ε表示。
压缩比ε表示气缸中的气体被压缩后体积缩小的倍数,也表明气体被压缩的程度,通常柴油机的压缩比ε=12~22。压缩比越大,活塞运动时,气体被压缩得越厉害,气体的温度和压力就越高,柴油机的效率也越高。
⑩工作循环:柴油机中热能与机械能的转化,是通过活塞在气缸内工作,连续进行进气、压缩、做功、排气四个过程来完成的。每进行这样一个过程称为一个工作循环。如柴油机活塞走完四个冲程(曲轴旋转两周)完成一个工作循环,称该机为四冲程柴油机如活塞走完两个冲程(曲轴旋转一周)完成一个工作循环,称改机为二冲程柴油机。
(2)四冲程柴油机工作原理
①进气过程 活塞从上止点向下止点移动,这时在配气机构的作用下进气门打开,排气门关闭。由于活塞下移,气缸内容积增大,压力降低,新鲜空气经空气滤清器、进气管不断吸入气缸。由于进气系统存在阻力,使进气终了气缸内的气体压力低于大气压力P0(约78~91kPa),温度为320~340K.
②压缩过程 活塞由下止点向上止点运动,这时进、排气门关闭。气缸内容积不断减少,气体被压缩,其温度和压力不断提高。压缩终了时气体压力可达3~5MPa,温度高达750~1000K,为喷人气缸内的柴油蒸发、混合和燃烧创造条件。
③做功过程 所示]在压缩过程即将终了时,喷油器将柴油以细小的油雰喷入气缸,在高温、高压和高速气流作用下很快蒸发,与空气混合,形成混合气。并在高温下自动着火燃烧,放出大量的热量,使气缸中气体温度和压力急剧上升。燃烧气体的 压力可达6~9MPa, 温度可达1800~2000K。高压气体膨胀推动活塞由上止点向下止点移动,从而使曲轴旋转对外做功。由于喷油和燃烧要持续一段时间,所以虽然活塞开始下移,但此时还有喷入的燃料继续燃烧放热,气缸内的压力并没有明显下降,随着活塞下移,气缸内的温度和压力才逐渐下降。做功行程结束时,压力约为0.2~0.5MPa。
④排气过程 做功过程结末后,排气门打开,进气门关闭。活塞在曲轴的带动下由下止点向上止点运动,燃烧过的废气便依靠压力差和活塞上行的排挤,迅速从排气门排出。由于排气系统有阻力,因此,排气终了时,气缸内废气压力略高于大气压力。气缸内残余废气的压力约为0.105~0.12MPa,温度约为700~900K。
活塞经过上述四个连续过程后,便完成了一个工作循环。当排气过程结束后,柴油机曲轴依靠飞轮转动的惯性作用仍继续旋转,上述四个过程又重复进行。如此周而复始地进行个又一个的工作循环,使柴油机连续不断地运转起来,并带动工作机械做功。
(3)二冲程柴油机工作原理
二冲程柴油机无进气门。气缸(气缸套)壁上有一组进气孔,由活塞的上下运动控制进气孔的开、闭,气缸盖上设有排气门。空气由扫气泵提高压力以后,经气缸外部的空气室和气缸壁上的进气孔进入气缸,完成进气和扫气过程。燃烧后的废气由气缸盖上的排气门排出。其工作过程如下。
① 行程 行程也称换气-压缩过程。曲轴带动活塞由下止点向上运动,这时进气孔和排气门均打开,新鲜空气山扫气泵以高于大气压力送入气缸中,并把气缸中的残余废气从排气门扫除。这种进、排气同时进行的过程称为“扫气过程”。活塞继续向上运动,当活塞越过进气孔后,进气孔破活塞关闭的同时配气机构也使排气门关闭。于是气缸内的新鲜空气被压缩,一直进行到上止点。
②第二行程 第二行程也称膨胀-换气过程。活塞接近上止点时,喷油器开始喷油,被喷油器喷成的雰状柴油与高温压缩空气相遇,便迅速燃烧。由于燃气压力的作用,推动活塞向下止点运动,经连杆带动曲轴旋转而输出动力。当活塞下行至某一时刻时排气门打开,做功后的废气由排气门排出。活塞继续向下运动,随后进气孔打开,新鲜空气被扫气泵再次压入气缸,开始“扫气过程”。活塞一直运动到下止点,完成第二个工作行程。
(4)二冲程与四冲程柴油机的比较
与四冲程柴油机比较,二冲程柴油机有以下主要特点。公明发电机
①曲轴毎转一周就有一个做功过程,因此,当二冲程柴油机工作容积和转速与四冲程柴油机相同时,在理论上其功率应为四冲程柴油机功率的两倍。但由于结构上的关系,二冲程柴油机废气排除不彻底,并且换气过程减小了有效工作行程。因而在同样的工作容积和曲轴转速下,二冲程柴油机的功率约为四冲程柴油机的1.5~1.7倍。
②二冲程柴油机因其曲轴毎转一周就有一个做功行程,在相同转速下工作循环次数多,故输出转矩均匀,运转平稳。
③大多数二冲程柴油机部分或全部采用气孔换气,配气机构简单。所以,二冲程柴油机结构简单,重量轻·使用维修方便。
④换气时间短,并需要借助新鲜空气来清扫废气,换气效果相对较差。
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柴油发电机组接地的目的有三种
为了确保人身和电力系统工作的需要,对发电机组接地有严格的要求。其接地方式有工作接地、保护接地和保护接零三种,接地的目的如下:
1.工作接地
工作接地是将中性点接地,其目的是:
1)降低触电电压。对于中性点不接地的系统,当一相接地而人体触及另外两相之一时,触电电压为相电压的1.7倍以上;而对于中性点接地系统,触电电压就降到接近或等于相电压。
2)迅速切断故障设备。对于中性点不接地的系统,当一相接地时,由于导线和地面存在电容和绝缘电阻,可以构成电流通路,接地电流很小,不足以使保护装置动作而切断电源,不能确保人身。而对于中性点接地的系统,当一相接地后接地电流较大,保护装置会迅速动作,断开故障点。
3)降低电气设备对地的绝缘水平。在中性点不接地的系统中,当一相接地时,将会使另两相得对地电压升高到线电压。而对于中性点接地的系统,当一相接地时,另两相的对地电压只接近于相电压,故可降低电气设备和输电线路的绝缘水平。
2.保护接地
保护接地常用于中性点不接地的低压系统中,它的作用是:当电动机某一绕组的绝缘结构已破坏使外壳带电时,如果未接地,人体触及外壳,相当于单相触电,就可能发生触电的危险。而如果采用了保护接地,人体触及外壳时,由于人体的电阻与接地电阻并联,由于人体电阻远大于接地电阻,通过人体的电流就很小,就不会发生触电的危险。
3.保护接零
保护接零常用于中性点接地的低压系统中,它的作用是:当电动机某一绕组的绝缘结构已破坏而与外壳相接时,由于采用保护接零,就形成单相短路,迅速将这一相中的熔丝熔断,外壳便不再带电。即使在熔丝熔断前人体触及外壳时,也由于人体电阻远大于线路电阻,通过人体的电流也很微小,不会发生触电危险。
发电机进气系统的构造
发电机机的进气系统的组成跟具发动机的进气方式不同而不同。
(1)自然吸气式 又空气滤清器、进气管、进气歧管及进气门组成。自然吸气是靠气缸内活塞下行时产生的真空将空气吸入的。
(2)增压式进气 ,它是利用排除的废气驱动涡轮,涡轮再带动离心式压缩机来提高进气压力,并通过中冷器却增大空气的密度后竟然气缸。
一、KTTA型柴油机的进气系统
KTTA型柴油机的进气系统。它由空气滤清器。增压器。中冷器、进气门、排气门和进、排气管组成。新鲜空气通过空气滤清器被吸入压入机,经压缩进入涡轮推动其旋转,并带动压气机旋转,以压缩新鲜空气。
不带中冷器的NH型柴油机,被压缩后的空气直接进入气缸与燃油混合。
涡轮增压器迫使更多的空气进入气缸,所以它可燃烧更多的柴油,发动机发出更大功率。使用增压器还能使柴油机在较高的海拔是保持原性能。
二、空气滤清器
柴油发电机机采用的空气滤清器有干式空气滤清器、重型干式空气滤清器(单芯和双芯)、筒式空气滤清器及复合干式空气滤清器等。康明斯柴油机的空气滤清器臂普通公路用汽车的要大,特别是在矿上和建设工地灰尘多,空气滤清器易堵塞,故要求空气滤清器有较大的流量。
多管旋风式加干纸芯复合式空气滤清器。含尘空气经由空气进口进入旋风式滤清器后,沿着每根管中的螺旋导向前面进,使空气旋转,灰尘在离心里作用下被甩向外管壁并落入集尘杯,被滤情况通过旋风器中心管向上流动,再经干纸滤芯使较细灰尘也被滤清,从滤清器出口进入气缸。滤芯的作用是增强整体可靠性和空气清洁系统的效率。为了取得 效率的系统的可靠性。即为了 地保护发动机,则当滤芯堵塞时,就要换新滤芯,采取清洗后继续使用的办法是不可取得。
自然吸气式柴油机在额定转速时,通过滤清器的空气阻力不得超过5kPa。增压式柴油机的满负荷状态下,通过滤清器的饿客气阻力不得超过61kPa。为了显示干式空气滤清器的阻力是否过大,在滤清器的出口处装有自动显示灰尘指示器。灰尘指示为黑色塑料制成,中部有一透明的环带,本体内有一红色圆筒,当空气滤清器尚未堵塞时,圆筒被弹簧弹向上方,红色标记未露出。当滤清器滤芯被灰尘堵塞时,即阻力过大时,指示器窗口的红色标记逐渐升起,此时应对滤芯进行除尘或更换新件。处理后,按下复位按钮,使指示器复位原。
除自动指示器外。还有用真空指示器。当空气阻力过大时,通过真空开关通警报灯
不可不知发电机使用的柴油特性
众所周知,要想马儿跑,就要给马儿吃草。对于发电机来说,亦是如此。柴油发电机的运转,是离不开柴油的。但是我相信,没有多少人真正的了解柴油。那么今天,小编就结合自身多年的从业经验,给大家详细的解答一下吧。
柴油机所用的主要燃料—柴油,有以下特点:自燃点低、粘度大、密度大,闪动高、性能稳定,在运输和存储过程中易挥发和变质,使用,成本低。包括发动机燃料在内的许多产品都可以从原油中提炼出来。通常是通过蒸馏使原油中的所有碳氢化合物汽化提取柴油等燃料在内的许多产品都可以从原油中提炼出来。通常是通过蒸馏使原油中的所有碳氢化合物汽化提取出柴油。根据各种型号柴油机使用要求不同,对所有的燃料性能提出不同要求,因此,柴油有多种牌号。
十六烷值:十六烷值是评定柴油自燃性的指标。自燃型好坏,直接影响着柴油机燃烧过程的质量和工作性能。柴油的十六烷值高,自燃性差,使柴油机运转粗暴,并造成起动困难。但并不能说十六烷值越高越好。因为十六烷值太高,柴油机运转粗暴,并造成起动困难。但并不能说十六烷值越高越好。因为十六烷值太高,柴油的稳定性差,喷入燃烧室后,来不及与空气充分混合就着火,使柴油在高温下产生裂解分离出大量的游离碳,随废气气体排出,产生冒烟现象,造成燃料消耗增加。因此,要求具有适当的十六烷值,一般高速柴油机所用柴油的十六烷值为40-60.
馏程:柴油喷入汽缸是在激化以后再着火燃烧的,因此柴油的蒸发性好坏对柴油机燃烧过程有着重大影响。馏程表示柴油的蒸发性。馏程温度低(即轻馏分燃料含量大),燃料与空气能够很好的混合,柴油机也容易起动。但轻馏分燃料容易过早地蒸发,造成同时燃烧的燃料过多,使柴油机工作粗暴。反之,重馏分燃料的黏度大,雾化不良,汽化缓慢,容易造成燃烧不完全而产生严重积炭现象。因此,要求柴油的轻、重馏分含量都不能过多,馏程范围应小。
运动黏度:黏度表示柴油的流动性,黏度对燃油的雾化和燃料供给系统正常的工作有着密切关系,黏度过高,燃油在管路和滤清器内流动阻力加大,喷雾恶化,燃烧不良。而黏度过低,使柴油系统内的精密偶件润滑条件恶化,加速零件磨损,并增加漏油量。黏度和稳定有很大关系,温度越低黏度越大,冬天柴油黏度会增大,甚至在管路中流动也有困难。故在低温下使用时,应进行适当预热。
凝点:柴油的黏度随温度下降而增大,当下降到某一温度时,柴油中含有的高分碳氢化合物便产生结晶,使柴油失去流动性,此时温度叫做凝固定(固定)。标准轻柴油的牌号就是根据固定而命名的,共分为10号、0号、-10号、-20号、-35号、-50号六种。如-10号轻柴油的凝点为-10℃。柴油的凝点高,在温度低的环境下工作时,很容易引起油路和滤清器堵塞,产生供油不足,甚至中断供油。因此,使用中必须根据环境温度条件,选用适当牌号的柴油。
除上述主要指标外,标准中对柴油含的有害成分作了限制规定。例如,残炭、灰分、碳含量、机械杂质、水分、酸度、水溶性酸或碱和实际胶质等。上述成分对柴油机零件的正常工作均会产生不同程度的影响。
综上所述,对高速柴油机燃料的要求是:具有较低的自燃温度,使柴油容易起动和工作柔和,应有较低的凝点和一定的黏度;各种有害杂质应少。