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柴油機(jī)工作原理是什么
柴油機(jī)工作原理
單缸往復(fù)活塞式柴油機(jī)結(jié)構(gòu)主要由排氣門、進(jìn)氣門、氣缸蓋、氣缸、活塞、活塞銷、連桿和曲軸等組成。氣缸內(nèi)裝有活塞，活塞通過活塞銷、連桿與曲軸相連接?；钊跉飧變?nèi)作一上下往復(fù)運(yùn)動，通過連桿推動曲軸轉(zhuǎn)動。為丁吸入新鮮空氣和排出廢氣，在氣缸蓋上下設(shè)有進(jìn)氣門和排氣門。
(1)基本名聞術(shù)語
①上止點(diǎn)：活塞離曲軸中心 距離的位置。
②下止點(diǎn)：活塞離曲軸中心小距離的位置。
③活塞行程(沖程)：上止點(diǎn)與下止點(diǎn)間的距離，用符號S表示，單位為mm。
④曲柄半徑：曲軸旋轉(zhuǎn)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(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過的氣缸容積。用符號Vh表示，単位為L。
⑥柴油機(jī)排量：柴油機(jī)所有氣缸工作容積的總和稱為柴油機(jī)排量，用VH表示。
柴油機(jī)排量表示柴油機(jī)的做功能力，在其他參數(shù)相同的前提下，柴油機(jī)排量越大，則其所發(fā)出的功率就越大。
⑦燃燒室容積當(dāng)活塞在上止點(diǎn)時，活塞上方的氣缸容積。用符號Vc表示。
氣缸總?cè)莘e當(dāng)活塞在下止點(diǎn)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?cè)莘e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(jī)的壓縮比ε＝12～22。壓縮比越大，活塞運(yùn)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(jī)的效率也越高。
⑩工作循環(huán)：柴油機(jī)中熱能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，是通過活塞在氣缸內(nèi)工作，連續(xù)進(jìn)行進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個過程來完成的。每進(jìn)行這樣一個過程稱為一個工作循環(huán)。如柴油機(jī)活塞走完四個沖程(曲軸旋轉(zhuǎn)兩周)完成一個工作循環(huán)，稱該機(jī)為四沖程柴油機(jī)如活塞走完兩個沖程(曲軸旋轉(zhuǎn)一周)完成一個工作循環(huán)，稱改機(jī)為二沖程柴油機(jī)。
(2)四沖程柴油機(jī)工作原理
①進(jìn)氣過程 活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動，這時在配氣機(jī)構(gòu)的作用下進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉。由于活塞下移，氣缸內(nèi)容積增大，壓力降低，新鮮空氣經(jīng)空氣濾清器、進(jìn)氣管不斷吸入氣缸。由于進(jìn)氣系統(tǒng)存在阻力，使進(jìn)氣終了氣缸內(nèi)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(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動，這時進(jìn)、排氣門關(guān)閉。氣缸內(nèi)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(dá)3～5MPa，溫度高達(dá)750～1000K，為噴人氣缸內(nèi)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(xì)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(dá)6～9MPa， 溫度可達(dá)1800～2000K。高壓氣體膨脹推動活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動，從而使曲軸旋轉(zhuǎn)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(nèi)的壓力并沒有明顯下降，隨著活塞下移，氣缸內(nèi)的溫度和壓力才逐漸下降。做功行程結(jié)束時，壓力約為0.2～0.5MPa。
④排氣過程 做功過程結(jié)末后，排氣門打開，進(jìn)氣門關(guān)閉?；钊谇S的帶動下由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)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(nèi)廢氣壓力略高于大氣壓力。氣缸內(nèi)殘余廢氣的壓力約為0.105～0.12MPa，溫度約為700～900K。
活塞經(jīng)過上述四個連續(xù)過程后，便完成了一個工作循環(huán)。當(dāng)排氣過程結(jié)束后，柴油機(jī)曲軸依靠飛輪轉(zhuǎn)動的慣性作用仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，上述四個過程又重復(fù)進(jìn)行。如此周而復(fù)始地進(jìn)行個又一個的工作循環(huán)，使柴油機(jī)連續(xù)不斷地運(yùn)轉(zhuǎn)起來，并帶動工作機(jī)械做功。
(3)二沖程柴油機(jī)工作原理
二沖程柴油機(jī)無進(jìn)氣門。氣缸(氣缸套)壁上有一組進(jìn)氣孔，由活塞的上下運(yùn)動控制進(jìn)氣孔的開、閉，氣缸蓋上設(shè)有排氣門?？諝庥蓲邭獗锰岣邏毫σ院?，經(jīng)氣缸外部的空氣室和氣缸壁上的進(jìn)氣孔進(jìn)入氣缸，完成進(jìn)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(diǎn)向上運(yùn)動，這時進(jìn)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(jìn)、排氣同時進(jìn)行的過程稱為“掃氣過程”?；钊^續(xù)向上運(yùn)動，當(dāng)活塞越過進(jìn)氣孔后，進(jìn)氣孔破活塞關(guān)閉的同時配氣機(jī)構(gòu)也使排氣門關(guān)閉。于是氣缸內(nèi)的新鮮空氣被壓縮，一直進(jìn)行到上止點(diǎn)。
②第二行程 第二行程也稱膨脹-換氣過程。活塞接近上止點(diǎn)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?xì)鈮毫Φ淖饔?，推動活塞向下止點(diǎn)運(yùn)動，經(jīng)連桿帶動曲軸旋轉(zhuǎn)而輸出動力。當(dāng)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(yùn)動，隨后進(jìn)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(yùn)動到下止點(diǎn)，完成第二個工作行程。
(4)二沖程與四沖程柴油機(jī)的比較
與四沖程柴油機(jī)比較，二沖程柴油機(jī)有以下主要特點(diǎn)。公明發(fā)電機(jī)
①曲軸毎轉(zhuǎn)一周就有一個做功過程，因此，當(dāng)二沖程柴油機(jī)工作容積和轉(zhuǎn)速與四沖程柴油機(jī)相同時，在理論上其功率應(yīng)為四沖程柴油機(jī)功率的兩倍。但由于結(jié)構(gòu)上的關(guān)系，二沖程柴油機(jī)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(zhuǎn)速下，二沖程柴油機(jī)的功率約為四沖程柴油機(jī)的1.5～1.7倍。
②二沖程柴油機(jī)因其曲軸毎轉(zhuǎn)一周就有一個做功行程，在相同轉(zhuǎn)速下工作循環(huán)次數(shù)多，故輸出轉(zhuǎn)矩均勻，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。
③大多數(shù)二沖程柴油機(jī)部分或全部采用氣孔換氣，配氣機(jī)構(gòu)簡單。所以，二沖程柴油機(jī)結(jié)構(gòu)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。
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貴州畢節(jié)柴油發(fā)電機(jī)組啟動困難的故障解答
★按下起動按鈕后，機(jī)組沒有反映或轉(zhuǎn)動很慢
故障原因：
1、電瓶電量不足
2、電瓶線及插頭松動。
3、中間繼電器失效?！ ?
4、起動機(jī)故障。
5、供油系統(tǒng)供油不暢；不供油。
6、啟動按鈕、啟動回路接觸不良。
處理方法：
1、檢查電瓶充電量。
2、檢查和緊固電瓶線及插頭。
3、檢查中間繼電器動作是否正常。
4、檢修起動機(jī)。
5、排盡燃油系統(tǒng)中的空氣，疏通管道使燃油暢通檢修油泵
6、更換按鈕，檢查啟動回路。
★★發(fā)動機(jī)能轉(zhuǎn)動到一定速度，但不能著火
故障原因：
1、噴油咀無油噴出（供油不暢）。
2、燃油系統(tǒng)滲入了空氣。
3、噴油泵噴油時間不準(zhǔn)確或噴油泵故障。
4、調(diào)速器操作手柄位置不對。
5、電調(diào)板、執(zhí)行器、速度傳感器等回路故障。
處理方法：
1、檢查從油箱到輸油泵之間的油路有無漏氣、堵塞。
2、打開排氣螺釘檢查出油情況。
3、重調(diào)噴油泵時間。
4、啟動時，將調(diào)速器手柄置于空載位置。
5、分別檢查相應(yīng)設(shè)備及回路。
★★★起動后又自行停機(jī)
故障原因：
1、油路不暢、濾清器堵塞、輸油泵故障。
2、空濾器堵塞嚴(yán)重。
3、噴油咀故障。
4、自動保護(hù)功能設(shè)定參數(shù)偏移。
5、自動化機(jī)組直流電中斷?！ ?
6、電調(diào)板、執(zhí)行器、速度傳感器等回路故障。
處理方法：
1、檢查油路暢通情況，必要時更換柴油濾芯。
2、檢查空濾器狀況。
3、更換油嘴。
4、重新設(shè)定參數(shù)。
5、檢查蓄電池電壓或電量是否充足。
6、檢查相應(yīng)的設(shè)備及回路。
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