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柴油发电机"

四冲程柴油发电机的基本工作原理是怎样的

作者:柴油发电机厂家 来源: 发表时间:2018-10-25【 浏览次数:

柴油发电机即将柴油燃烧产生的的热能转变为做功的机械能时,其每个工作循环都要经过进气、压缩、做功和排气四个过程。凡是活塞在气缸里上下运动四次、曲轴旋转两周(720°)完成一个工作循环的柴油发电机,称为四冲程柴油发电机。四冲程柴油发电机的工作原理可描述如下:

1)进气过程  进气过程是气缸内吸入新鲜空气的过程。这个过程开始时,活塞位于上止点,当曲轴通过连杆是活塞从上止点向下止点运动时,气缸容积增大,气缸内压力降低,这是进气门开放,排气门关闭,在气缸内外气压差的作用下,外界空气被吸入气缸。活塞到到下止点时,进气门关闭,进气过程结束。此时,气缸内压力约为75~95kPa(0.75~0.95kgf/cm2),温度约为50~70℃。

2)压缩过程  压缩过程是提高缸内空气的温度和压力,为燃料燃烧创造良好条件的过程。当曲轴继续旋转,带动活塞由下止点向上止点运动时,进、排气门均关闭,进入气缸内的空气被压缩,气体的温度和压力升高。当压缩过程终了时,气缸内压力可达3.5~4.5MPa(35~45kgf/cm2,温度可达500~700℃。这个温度比柴油的自燃温度(柴油在空气中不用火焰去点燃而能自行燃烧的最高环境温度,一般在300℃左右)高200~400℃,从而保证喷入的柴油能自行着火燃烧。

压缩过程终了时气缸内的压力和温度,主要与压缩比有关。压缩比越大,压缩终了时气体的压力和温度便越高,这就有利于燃料的燃烧和燃气的膨胀,从而提高柴油发电机的功率和经济性。但柴油发电机的压缩比过大,燃烧时产生的最高压力将增加过多,以致机件受力过磨损加剧而使柴油发电机的寿命缩短。因此,现代柴油发电机的压缩比一般为16~20。

3)做功过程 做功过程是指燃料燃烧和燃气膨胀做功的过程。在这个过程中,进、排气门仍关闭。当活塞运动接近上止点时,安装在气缸盖上的喷油器将柴油以雾状喷入气缸,雾状柴油与高温空气接触,随后自行着火燃烧,故柴油发电机又称为压燃式内燃机。由于燃烧释放出大量的热,使气缸内的温度和压力迅速升高,燃烧室最高温度可达1700~2000℃,最高压力可达5~10MPa(50~100kgf/cm2)。高温、高压的燃气急剧膨胀,推动活塞从上止点向下止点运动,带动曲轴、飞轮旋转,对外做功。由于喷油和燃烧要持续一段时间,所以虽然活塞开始向下运动,但气缸内的压力并不立即下降。随着活塞的继续下行,气缸内的压力和温度很快降低,活塞运动到达下止点,做功过程结束时,气缸内的温度下降到800~900℃,压力下降到300~400kPf/cm2)。

4)排气过程  排气过程是从气缸中排出废气的过程。这个过程开始时,排气门开放,活塞借曲轴旋转的惯性力有从下止点向上止点运动,于是废气在气缸内残存的压力和活塞向上运动的的推力作用下,被排出气缸。活塞到达上止点时,排气过程结束。由于燃烧室容积的存在,因此在排气过程中不可能将废气排除干净,气缸内仍留有少量废气;又因废气在排出过程中,排气门、排气管、消声器等将产生一定的阻力,使废气难以顺畅排出,因而排气过程终了时,气缸内的压力仍有0.11~0.12MPa1.1-1.2kgf/cm2),温度为00~700℃。

排气过程结束后,紧接着开始下一个工作循环,重复进行以上4个过程。如此周而复始,使柴油发电机不断产生动力,将热能转化为机械能,对外做功。

 

 


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