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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、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。活塞行程S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，在其他參數相同的前提下，柴油機排量越大，則其所發出的功率就越大。
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，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：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。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，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，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、混合和燃燒創造條件。
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，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。活塞在曲軸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過程后，便完成了一個工作循環。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，使柴油機連續不斷地運轉起來，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。空氣由掃氣泵提高壓力以后，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”。活塞繼續向上運動，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次數多，故輸出轉矩均勻，運轉平穩。
③大多數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。
維曼發電機租賃
柴油發電機氣缸套磨損的形式多樣而復雜，主要有：磨粒磨損、粘著磨損、腐蝕磨損、表面疲勞磨損和穴蝕等，通常是幾種磨損形式同時存在，互相影響，相互作用，從而加劇了氣缸套的磨損。柴油發電機氣缸套異常磨損與操作、保養方法有很大關系，只有保持正確的操作和保養方法，才能有效減少和柴油發電機氣缸套的異常磨損，延長使用壽命和大修間隔期，降低使用成本，提高企業的經濟效益。
氣缸套異常磨損的原因分析：氣缸套的磨損分為正常磨損和異常磨損。正常磨損是在正常工作條件下所發生的磨損，一般分3個階段，即：初始磨合期、穩定磨損期和后期急劇磨耗期。正常磨損的磨損率較低，一般為0.01～0.08mm/1000h；異常磨損率則達到10～15mm/1000h。根據維修經驗分析，在灰塵多的環境下工作的柴油發電機的氣缸套異常磨損主要與下列因素有關：
1.操作不正確造成的氣缸套異常磨損分為以下幾類：
超速超負荷作業：柴油發電機超速運轉時，活塞運動速度加快，缸套和活塞環間摩擦表面溫度隨速度增加而升高，當缸套表面溫度升高至200℃左右時，缸套表面潤滑油膜遭到破壞，摩擦狀態也由邊界摩擦變為干摩擦。同樣，超負荷作業時，進油量增多，燃燒室內空氣充量相對較為不足，造成燃料燃燒不完全，導致排氣溫度高，缸套表面溫度隨之上升，潤滑油膜被燒蝕、破壞，使摩擦面間潤滑不良，產生干摩擦。燃燒不完全和潤滑油被燒蝕，使缸套表面積炭增多，產生了磨粒磨損；同時潤滑油的高溫擴散性差，易產生高溫腐蝕。因此，長期超速超負荷作業，缸套異常磨損特別嚴重。
頻繁變換工況：當發電機在變換工況下運行時，如啟動、停機、變負荷等，缸套和活塞環表面間的潤滑油膜會隨之發生變化，容易使缸套磨損。
為以下幾類：
（1）“三濾”未清潔或失效而沒能及時更換：煙塵主要含有石英砂等，柴油發電機在含塵量較多的環境中作業時，灰塵易隨著空氣經進氣系統帶入氣缸中。此外也有可能是污染了灰塵的機油和燃油一道進入發電機。當空氣弗列加濾清器、燃油弗列加濾清器和機油弗列加濾清器因灰塵堵塞而未清潔或失效而無及時更換時，灰塵就較易進入發電機，這些塵埃進入摩擦面后，由于硬度比摩擦面高，引起磨粒磨損。有試驗表明，當磨粒直徑在30m左右時，所造成的磨粒磨損為劇烈，而磨粒粒度太大或太小的磨粒磨損則較輕微。在弗列加濾清器過濾效果良好的情況下，弗列加濾清器一般能過濾掉10m以上的磨粒，因此經常清潔弗列加濾清器和及時更換失效的弗列加濾清器，對減少磨粒磨損有很大作用。
（2）冷卻水溫度太低或太高：冷卻水溫度過低，則因燃燒生成的二氧化碳、硫的氧化物容易與凝結于缸壁的水滴結合成碳酸、硫酸和亞硫酸，對缸壁造成嚴重的酸腐蝕；同時溫度低，燃料不能完全燃燒，一部分成為廢氣排出，一部分則滲入并破壞缸壁的潤滑油，導致摩擦面間潤滑不良，磨損加劇。冷卻水溫度太高，則使潤滑油養化嚴重。有試驗表明，溫度每增加10℃，氧化速度將增加一倍，因此，缸套壁溫度過高，潤滑油膜氧化速度進行得很快，此時潤滑油粘度降低，油膜容易破壞，加劇磨損，根據對許多柴油機的試驗表明，冷卻水溫度在75～80℃為宜，此時磨損量較低；另外，潤滑油在高溫氧化后生成的積炭使摩擦表面產生磨粒磨損，使磨損更加嚴重。造成冷卻水溫度太低和太高的原因主要有：發電機頻繁開開停停或啟動時節溫器失效致冷卻水始終未能進行小循環使冷卻水溫度太低。水箱水量太少，水泵風扇皮帶太松致風扇風力不足；冷卻水道堵塞水流不暢，水箱冷卻片污物多致散熱差；冷卻水道滲入高溫氣體；潤滑油變質缸套積碳散熱差、磨損嚴重等，均會造成水溫偏高。
（3）燃燒室內積炭多：柴油發電機運轉一段時間后，就會在活塞頂、進排氣門、氣缸蓋的燃燒室上面積聚一定數量的積炭，若沒有及時清理，這些積炭就會在摩擦面間形成磨粒，使摩擦面產生磨粒磨損；同時因積炭造成表面散熱差，導致磨擦面間表面溫度升高，降低潤滑油的潤滑性能，也同樣加劇了氣缸套的磨損。
（4）潤滑油變質：潤滑油變質后對金屬表面的吸附力和分散力下降，從而使有腐蝕磨損表面更加嚴重，表面摩擦狀態也由于潤滑油的變質而粘度下降，容易破壞潤滑油膜，使表面磨損加大，對此，應定期更換潤滑油，確保表面處于良好潤滑狀態。
為防止氣缸套發生類似上面的異常磨損，應做好以下幾點措施：
1）柴油發電機啟動后，應適當地慢轉一段較短時間，待溫度升高后，再帶負荷工作；柴油發電機在帶負荷工作時轉速應均勻，不應在超負荷情況下工作，工作溫度要保持在規定的范圍內，不可過高或過低；
2）按時清潔更換失效的空氣弗列加濾清器、燃油弗列加濾清器和機油弗列加濾清器；按不同季節更換不同的潤滑油，定期添加或更換油底殼的潤滑油；定期清潔活塞頂、氣門及氣缸蓋上的積炭；經常清洗水箱，清通冷卻水道，檢查、調整風扇皮帶，檢查節溫器性能，失效應及時更換。
3）發現柴油發電機有故障時要及時排除，避免因小故障而造成大的損失；維曼發電機租賃
