新聞主題	康明斯四沖程柴油發(fā)電機的工作過(guò)程

 

導讀：康明斯發(fā)電機在工作過(guò)程中能輸出動(dòng)力，除了有直接將燃料的熱能轉變?yōu)闄C械能的燃燒室和曲柄連桿機構外，還必須具有相應的機構和系統予以保證，并且這些機構和系統是互相聯(lián)系和協(xié)調工作的。不同類(lèi)型和用途的柴油發(fā)電機，其機構和系統的形式不同，但其功用基本一致。今天主要在以下講解關(guān)于四沖程發(fā)電機的工作過(guò)程：

 

一、工作過(guò)程

 

1、進(jìn)氣沖程

      如圖2（a）所示，活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)，這時(shí)在配氣機構的作用下進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，排氣門(mén)關(guān)閉。由于活塞下移，氣缸內容積增大，壓力降低，新鮮空氣經(jīng)空氣濾清器、進(jìn)氣管不斷吸人氣缸。由于進(jìn)氣系統存在阻力，使進(jìn)氣終了時(shí)氣缸內的氣體壓力低于大氣壓力加p0（約78～91kPa），溫度為320～340K。

2、壓縮沖程

      如圖2（b）所示，活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運動(dòng)，這時(shí)進(jìn)、排氣門(mén)關(guān)閉。氣缸內容積不斷減小，氣體被壓縮，其溫度和壓力不斷提高。壓縮終了時(shí)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、做功沖程

      如圖2（c）所示，在壓縮沖程即將終了時(shí)，噴油器將柴油以細小的油霧噴人氣缸，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(dòng)著(zhù)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。燃燒氣體的最大壓力可達6～9MPa，最高溫度可達1800～2000K。高壓氣體膨脹推動(dòng)活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)，從而使曲軸旋轉對外做功。由于噴油和燃燒要持續一段時(shí)間，所以雖然活塞開(kāi)始下移，但此時(shí)還有噴人的燃料繼續燃燒放熱，氣缸內的壓力并沒(méi)有明顯下降，隨著(zhù)活塞下移，氣缸內的溫度和壓力才逐漸下降。做功沖程結束時(shí)，壓力約為0.2～0.5MPa。

4、排氣沖程

      如圖2（d）所示，做功沖程結束后，排氣門(mén)打開(kāi)，進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉?；钊谇S的帶動(dòng)下由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運動(dòng)，燃燒過(guò)的廢氣便依靠壓力差和活塞上行的排擠，迅速從排氣門(mén)排出。由于排氣系統有阻力，因此，排氣終了時(shí)，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(jīng)過(guò)上述四個(gè)連續沖程后，便完成了一個(gè)工作循環(huán)。當排氣沖程結束后，柴油機曲軸依靠飛輪轉動(dòng)的慣性作用仍繼續旋轉，上述四個(gè)沖程又重復進(jìn)行。如此周而復始地進(jìn)行一個(gè)又一個(gè)的工作循環(huán)，使柴油發(fā)電機連續不斷地運轉起來(lái)，并帶動(dòng)工作機械做功。

 

圖1  柴油機氣缸內部工作動(dòng)態(tài)圖

圖2  單缸四沖程柴油機工作原理圖

 

 

二、單缸柴油機工作原理

 

單缸柴油機屬于內燃機的一種，它是燃料直接在發(fā)動(dòng)機的氣缸內部進(jìn)行燃燒的熱機。燃燒中產(chǎn)生的高溫高壓氣體，經(jīng)過(guò)活塞連桿和曲柄連桿機構，將活塞的往復直線(xiàn)運動(dòng)變成曲軸的旋轉運動(dòng)，以實(shí)現熱能和機械能的相互轉變。

加在油箱里的油可不是直接進(jìn)入發(fā)動(dòng)機的氣缸內部的，它是經(jīng)過(guò)過(guò)濾器過(guò)濾后通過(guò)油管連接到這個(gè)高壓油泵進(jìn)油口的。

當位于高壓油泵下凸輪的凸起部分轉過(guò)去后，在這個(gè)大彈簧的作用之下，柱塞向下運動(dòng)，柱塞上部有個(gè)被稱(chēng)為泵油室的空間產(chǎn)生真空，油箱里的油通過(guò)油管進(jìn)入泵油室，這時(shí)凸輪在最低點(diǎn)。

當凸輪軸轉到凸輪的凸起部分頂起滾輪體時(shí)，大彈簧被壓縮，柱塞向上運動(dòng)出油閥打開(kāi)，一小部分柴油壓回進(jìn)油管，當圓柱面遮住進(jìn)油孔上緣，進(jìn)油孔被堵死，泵油室的油壓迅速升高，出油閥全部打開(kāi)，高壓柴油經(jīng)出油閥進(jìn)入高壓油管，到達噴油器。

當凸輪的凸起部分轉過(guò)去后，在大彈簧的作用下，柱塞下行。圓柱面遮住進(jìn)油孔下緣，出油閥關(guān)閉。此時(shí)便開(kāi)始了下一個(gè)循環(huán)。這就是說(shuō)呢，是一次次凸輪的旋轉，使高壓油泵將柴油一次次壓向內燃發(fā)動(dòng)機噴油器的。

高壓油泵壓過(guò)來(lái)的柴油，經(jīng)高壓油管進(jìn)入噴油器，現在來(lái)看一下噴油器是怎么工作的。

從進(jìn)油口進(jìn)來(lái)的高壓柴油，到達閥體下部的油腔內，當油壓超過(guò)針閥上調壓彈簧的壓力時(shí)，針閥上行，密封的錐面變成通道，柴油就成為霧狀，均勻地噴射到燃燒室中，間隙泄漏的柴油經(jīng)回油管流回油箱。高壓油泵停止供油時(shí)油壓下降，針閥在調壓彈簧的壓力下迅速下落，使封閉錐面關(guān)閉，噴油立即停止。接下去重新開(kāi)始下一個(gè)循環(huán)。

在這里可以看到，柴油是一次次噴向氣缸的。

把活塞裝在一個(gè)一端封閉的氣缸內，活塞只能沿氣缸直線(xiàn)運動(dòng)。曲軸的旋轉通過(guò)連桿帶動(dòng)活塞在氣缸中作往復運動(dòng)，活塞運行到距曲軸中心最近處叫下死點(diǎn)，活塞運行到離曲軸中心最遠處的位置叫上死點(diǎn)，活塞從上死點(diǎn)運行到下死點(diǎn)是一個(gè)行程?；钊麖南滤傈c(diǎn)運行回到上死點(diǎn)又是一個(gè)行程，所以曲軸旋轉一圈活塞是兩個(gè)行程，曲軸旋轉兩圈形成活塞的四個(gè)行程，這也叫四沖程。運行四個(gè)沖程，完成一個(gè)工作循環(huán)的柴油機，就叫做四沖程柴油機。

 

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