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、進氣門、氣缸蓋、氣缸、活塞、活塞銷、連桿和曲軸等組成。氣缸內裝有活塞，活塞通過活塞銷、連桿與曲軸相連接。活塞在氣缸內作一上下往復運動，通過連桿推動曲軸轉動。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化，是通過活塞在氣缸內工作，連續(xù)進行進氣、壓縮、做功、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，氣缸內容積增大，壓力降低，新鮮空氣經空氣濾清器、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、排氣門關閉。氣缸內容積不斷減少，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，為噴人氣缸內的柴油蒸發(fā)、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、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，氣缸內的壓力并沒有明顯下降，隨著活塞下移，氣缸內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，氣缸內廢氣壓力略高于大氣壓力。氣缸內殘余廢氣的壓力約為0.105～0.12MPa，溫度約為700～900K。 活塞經過上述四個連續(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動的慣性作用仍繼續(xù)旋轉，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、閉，氣缸蓋上設有排氣門?？諝庥蓲邭獗锰岣邏毫σ院?，經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、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。活塞接近上止點時，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，經連桿帶動曲軸旋轉而輸出動力。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”?；钊恢边\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一周就有一個做功行程，在相同轉速下工作循環(huán)次數(shù)多，故輸出轉矩均勻，運轉平穩(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。

柴油發(fā)電機組的機組功率標定 油機發(fā)電機組是由柴油發(fā)電機和同步發(fā)電機組合而成的。柴油發(fā)電機允許使用的 功率受零部件的機械負荷和熱負荷的限制，因此，需規(guī)定允許連續(xù)運轉的 功率，稱為標定功率。 柴油發(fā)電機不能超過標定功率使用，否則會縮短其使用壽命，&至可能造成事故。 1.柴油機的標定功率 標準規(guī)定，在柴油發(fā)電機銘牌上的標定功率分為下列四類： (1)15分鐘功率即柴油發(fā)電機允許連續(xù)運轉15分鐘的 有效功率。是短時間內可能超負荷運轉和要求具有加速性能的標定功率，如汽車、摩托車等柴油發(fā)電機的標定功率。 (2)1小時功率即柴油發(fā)電機允許連續(xù)運轉1小時的 有效功率。如輪式拖拉機、機車、船舶等柴油發(fā)電機的標定功率。 (3)12小時功率即柴油發(fā)電機允許連續(xù)運轉12小時的 有效功率。如電站機組、工程機械用的柴油發(fā)電機標定功率。 (4)持續(xù)功率即柴油發(fā)電機允許長時間連續(xù)運轉的 有效功率。 對于一臺機組，柴油機輸出的功率是指它的曲軸輸出的機械功率。根據(jù)GB1105-74規(guī)定，電站用柴油機的功率標定為12小時功率。即柴油機在大氣壓力為101.325kPa，環(huán)境氣溫為20℃，相對濕度為50%標準工況下，柴油機以額定轉速連續(xù)12小時正常運轉時，達到的有效功率，用Ne表示。 美國康明斯NT系列柴油機，其功率分為持續(xù)功率和備用功率，兩者功率之比為0.91:1,相當于我國12小時功率和持續(xù)功率之分。 2.交流同步發(fā)電機的額定功率 交流同步發(fā)電機的額定功率是指在額定轉速下長期連續(xù)運轉時，輸出的額定電功率，用PH表示。 根據(jù)機組的運行環(huán)境和技術要求，機組輸出的額定功率，由下式進行計算: PH=K1·n(K2K3NeH-Np)(kw) 式中PH—同步交流發(fā)電機輸出的額定功率(kw)； NeH—柴油機輸出的額定功率(PS)； K1—單位變換系數(shù)(即kW/PS)K1=0.736； K2—柴油機功率修正系數(shù)； K3—環(huán)境條件修正系數(shù)； n—同步交流發(fā)電機的效率； Np—柴油機風扇及其他輔助件消耗的機械功率(PS)。 通常我們把柴油機輸出額定功率(PS)與同步交流發(fā)電機輸出的額定功率(kw)之比，稱為匹配比，用K表示，即 K值的大小受當?shù)卮髿鈮毫?、環(huán)境溫度和相對濕度等多種因素的影響，對于在平原上使用一般要求的機組，通常K值取1.6對使用要求較高的機組K值應取2。