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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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不重视润滑系统磨损问题有可能导致柴油发电机报废

  随着国内技术进步、材料品质的，柴油发电机日益向大马力、重负荷方向发展需要。较之以往柴油发电机对其各工作机构系统以及运动部件可靠性的要求也相应提高。其中润滑系统的技术状况就直接影响发电机的动力性、经济性、耐用性和使用可靠性。润滑系统的工作不正常，可加速个部零件的早期磨损，或造成机件或发电机总成的损坏直至报废等严重的机械事故。下面康明斯公司结合具体工作，试对柴油发电机润滑系统统的常见故障加以分析。
 
  1. 机油压力忽高忽低。发电机在刚启动到温度正常时机油压力也随之正常。转速高时高，转速低时略低也属正常。压力忽高忽低、机油压力表指针反复摆动属不正常故障现象。应从以下几方面着手分析处理。（1）油量不足，通过机油尺可以发现。当发电机启动时，油压正常，随后下降到0.1MPa以下，中高速运转时压力又会上升一点，一会随着温度的升高，机油压力会降的更低。（2）机油粘度过大过脏，使机油集滤器部分堵塞。随着油门的变化，机油压力表的表针也上下摆动。此时应及时清洗油道。机油集滤器和粗、细滤器、更换机油。（3）机油限压阀或旁通阀压力弹簧形变或折断、开闭失常，也能造成机油压力的忽高忽低，应及时的应对修理。
 
2. 机油消耗量增加。柴油发电机在正常运转时机油的消耗量相当于柴油消耗量的1%～1.5%，为0.7～3.7克/千瓦.小时。超过此标准则视为过量消耗。一般机油过量耗损的原因应从以下几方面着手分析处理。（1）漏机油。曲轴前后油封损坏漏油；油管、油箱、机油弗列加滤清器、机油散热器、增压器油封油管漏油；油底壳与机体、油管接头、正时齿轮室与缸体等结合密封不严而漏油，使机油消耗量增加。（2）机油参与了发电机的燃烧。就是我们常说的烧机油。由于活塞环过度磨损，活塞环边隙、侧隙、背隙、开口间隙过大；活塞环失去弹力，或因积炭烧结卡死在环槽内；刮油环油孔道堵塞；此时伴有排气管有大量的蓝色浓烟冒出，且冷车时有金属敲击声（敲缸），使机油消耗量过大。（3）曲轴箱通风不畅。发电机工作过程中，使用中应保持曲轴箱通风管的通畅，负压阀片不变形、粘连或装错；通风管不能有急弯；更不能图省事取消通风管而用木塞之类的东西将其堵死。
  柴油发电机工作时，各运动零件之间存在一定的相互作用力，并伴随高速的相对运动，零件表面必然要产生摩擦，加速磨损。因此，为了减轻磨损，减小摩擦阻力，延长使用寿命，发电机上都必须有润滑系统。润滑系统在柴油发电机工作时连续不断地把数量足够、温度适当的洁净机油输送到全部传动件的摩擦表面。并在摩擦表面之间形成油膜，实现液体摩擦。到减小摩擦阻力、降低功率消耗、减轻机件磨损，提高发电机工作可靠性和耐久性。

  柴油发电机润滑系统的功用：润滑作用：将机油不断她供给运动零件的摩擦表面，形成一定的油膜，少零件的摩擦和磨损；冷却作用：润滑油在润滑各摩擦表面的同时，吸收各摩擦表面的熟量，降低各摩擦表面的温度；清洁作用：润滑油在循环流动中，可摩擦表面的磨屑等杂质；密封作用：在运动零件之间、气缸壁上形成的油膜可以高零件的密封效果；防铳作用。在零件表面形成油膜，防止金属机件发生氧化铳蚀；液压作用：可以利用润滑油作液压油；缓冲作用．在运动零件表面形成油膜，吸收冲击小振动。

  柴油发电机燃油系统机油的早期变质，消耗量过大；系统压力过高、过低；温度不正常等都是柴油发电机常见的故障在系统的表现形式。及时准确的发现、分析、判断故障在系统中的位置，认真的加以排除，对保障柴油发电机的正常运行，提高使用寿命，充分发挥机械的使用性能至关重要。维曼发电机租赁