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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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柴油发电机的负载和运转你知道多少呢

1．停车

为从线路中撤下发电机，执行如下步骤：

1）检查载荷，其值必须小于余下机组的额定容量。

注意，如果从线路中撤下发电机，将导致余下机组超负载，应首先卸去部分负载：

2）确保余下机组中某一中线接地。

3）按“负载分配”和“负载转移”中所叙述，从被撤下的机组上卸去负载。

4）断开断路器。

5）使发电机无负载运转5min，以使其冷却，停止发电机。

2．发电机起动后

如果需要修理或调整，则停止发电机，发电机运转时，不准在机器上工作。

1)发电机起动后立即观察机油压力表。

注意，如果5s之内机油压力不显示，停止发电机和作必要的检修。

2）将调速器控制手柄转到低速空转，使发电机达到正常运转范围（常需几分钟)。再进行一次“围转机器检查"，看有否渗漏等情况。

3．起动负载

(1)移动设备无负载

为在施加负载之前接合从动设备：

1）移动主调速器控制手柄至发电机中速。

2）设备无负载时接合移动设备。

3）确保发电机和从动设备仪表指示在运转范围。

4）移动调速控器制手柄至高速空转（满负载）位置。

5）向移动设备施加负载。

（2）移动设备有负载

1)移动调速器控制手柄至发电机中速。确保发电机仪表指示在正常运转范围。

2）移动调速器控制手柄至高速空转（满负载）位置。

3）接合负载。

4．发电机的运转

发电机起动后，在发电机运转时必须经常观察仪表。应确定各个仪表的正确读数。每当仪表读数有值得注意的变化时，应查明原因·

(1)仪表

1)转速表。转速表指示发电机每分钟转数。高速空转转速和满负载运转都打印在发电机铭牌上。发电机可以在这两个转速范围内运转而不会缩短发电机寿命。低负载或无负载的长时期高速空转对发电机不利。

2）发电机油压表。如果负载稳定以后，仪表读数波动。

①卸载。

②降低发电机转速至低速空转。

③观察机油平面。保持机油平面在油尺上"ADD”（加）和“FULL”（满）两个标记之间。如果油面正确，仪表读数仍然波动，停止发电机，向该公司咨询。

3）发电机缸套水温表。发电机应该在正常（绿色）范围以内运转。如果发电机在红色范围内运转，并且蒸气变得明显可见。

①降低负载和发电机转速。

②检查冷却液有否渗漏。

③决定发电机是否立即停车，或者发电机是否靠降低负载能够冷却。

注意，不准往热发电机里添加冷水，否则发电机零件会发生炸裂。使发电机冷却，然后再加冷却液。

发电机在负载下运转，如果温度表读数指示在冷范围（白色）或接近冷范围。

①检查水温表是否准确。

②检查气温器是否在正常温度范围，如有必要则更换。

4）燃油压力表。如果燃油滤清仪表指示在不正常范围，清洁燃油粗滤器，(有配置时）如果仪表仍然指示在不正常范围，则安装新的细滤器滤芯。

5）电流表。当发电机以额定转速运转，仪表指示在0刻度（+）向一边，则电流表读数是正常的。如果仪表指示在0刻度（一）一边，查明原因，排除故障。

6）空气滤清器保养指示器。当仅表指示器锁定在红色范围，停止发电机，保养空气滤清器。

7）校正仪表。校正仅表应用在某些发电机上以监测发电机系统的工作。如果发电机出现不正常状态，在发生故障和造成停机以前，应确定、分析和排除病因。发电机的运转范围是按照发电机以连续额定转速和额定负载运转；发电机升温以后，使用SAE30润滑油等条件而确定。如果任何一个仪表指示在或超出运转极限外，查明并排除故障。

注意，如果需要在发电机上或其周围工作，则停止发电机。仅表指示在极限或超出极限，不准运转发电机。

（1）高海拔运转

燃油系统的调整和海拔的极限都打印在发电机铭牌上。当发电机转移到较高海拔地区，这些调整必须由该公司进行，以防止损坏涡轮增压器，并提供 的发电机效率。

如果发电机转移到低于打印在发电机铭牌上的海拔地区，发电机能够运转。然而，它发出的功率将低于额定功率。燃油系统的调整应当由该公司进行，以获得额定功率。