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康明斯柴油机工作原理是什么


文章出处:www.kmsdl-sz.comol菠菜网电竞发布:康明斯柴油发电机人气: 发表时间:2017-12-01【

  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

上止点活塞离曲轴中心最大距离的位置。

下止点活塞离曲轴中心最小距离的位置。

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

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

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

柴油机排量柴油机所有气缸作容积的总和称为柴油机排,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,柴油机排越大,则其所发出的功率就越大。

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。

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=1222。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。

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

进气过程   活塞从上点向下止点移动,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(7891kPa),温度为320340K.

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35MPa,温度高达7501000K为喷人气缸内的柴油蒸发、混合和燃烧创造条件。

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。燃烧气体的最大压力可达69MPa,最高温度可达18002000K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0.20.5MPa

排气过程   做功过程结末后,排气打开,进气关闭。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0.1050.12MPa,温度约为700900K

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?掌缮ㄆ锰岣哐沽σ院螅淄獠康目掌液推妆谏系慕捉肫祝瓿山蜕ㄆ獭H忌蘸蟮姆掀善赘巧系呐牌排出。其工作过程如下。

第一行程   第一行程也称换气-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气缸中,并把气缸中的残余废气从排气门扫除。这种进、排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。

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。活塞继续向运动,随后进气孔打开,新鲜空气被扫气泵再次压气缸,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。

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1.51.7倍。

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。

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。

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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