柴油機工作原理是什么 柴油機工作原理 單缸往復(fù)活塞式柴油機結(jié)構(gòu)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(nèi)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(nèi)作一上下往復(fù)運動，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)有進氣門和排氣門。 (1)基本名聞術(shù)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(zhuǎn)中心到曲柄銷中心的距離，用符號r表示，單位為mm?；钊谐蘏等于曲柄半徑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(shù)相同的前提下，柴油機排量越大，則其所發(fā)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?cè)莘e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?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(huán)：柴油機中熱能與機械能的轉(zhuǎn)化，是通過活塞在氣缸內(nèi)工作，連續(xù)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(huán)。如柴油機活塞走完四個沖程(曲軸旋轉(zhuǎn)兩周)完成一個工作循環(huán)，稱該機為四沖程柴油機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(gòu)的作用下進氣門打開，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、進氣管不斷吸入氣缸。由于進氣系統(tǒng)存在阻力，使進氣終了氣缸內(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 活塞由下止點向上止點運動，這時進、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3～5MPa，溫度高達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(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，進氣門關(guān)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(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)。當排氣過程結(jié)束后，柴油機曲軸依靠飛輪轉(zhuǎn)動的慣性作用仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，上述四個過程又重復(fù)進行。如此周而復(fù)始地進行個又一個的工作循環(huán)，使柴油機連續(xù)不斷地運轉(zhuǎn)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(shè)有排氣門。空氣由掃氣泵提高壓力以后，經(jīng)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(xù)向上運動，當活塞越過進氣孔后，進氣孔破活塞關(guān)閉的同時配氣機構(gòu)也使排氣門關(guān)閉。于是氣缸內(nèi)的新鮮空氣被壓縮，一直進行到上止點。 ②第二行程 第二行程也稱膨脹-換氣過程?；钊咏现裹c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(jīng)連桿帶動曲軸旋轉(zhuǎn)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(xù)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”?；钊恢边\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(fā)電機 ①曲軸毎轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速與四沖程柴油機相同時，在理論上其功率應(yīng)為四沖程柴油機功率的兩倍。但由于結(jié)構(gòu)上的關(guān)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(zhuǎn)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(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，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。 ③大多數(shù)二沖程柴油機部分或全部采用氣孔換氣，配氣機構(gòu)簡單。所以，二沖程柴油機結(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。

關(guān)于柴油發(fā)電機組的技術(shù)探討 　一、柴油發(fā)電機組主要參數(shù) 當前,性能優(yōu)良的柴油發(fā)電機是一個功能完善、功率容量范圍大、對環(huán)境和場地條件要求低、安裝使用方便的小型發(fā)電設(shè)備。其使用相對廣泛,輸出容量從數(shù)KVA到數(shù)兆VA。柴油發(fā)電機組主體主要由發(fā)動機、發(fā)電機和控制系統(tǒng)三部分組成。其中與現(xiàn)代柴油發(fā)電機組配套的同步交流發(fā)電機由于性能及結(jié)構(gòu)的特點，普遍采用自勵恒壓型,通常選用自激式同步交流發(fā)電機和PMG永磁式激勵式同步交流發(fā)電機。發(fā)電機組包括以下幾項主要性能參數(shù)。 電壓調(diào)整率：在負載功率因數(shù)為0.8-1、負載空載至滿載變化、從冷機到滿機及轉(zhuǎn)速下跌4.5%以內(nèi)等情況下,電壓調(diào)整率可以控制在±1%以內(nèi)。 頻率調(diào)整率：負載從0-范圍內(nèi)變化,頻率穩(wěn)定不變。 隨機頻率波動：負載處于0-功率之間任何值,隨機頻率波動率 值±0.25%。 電壓波形：電路開路空載, 總波形畸變1.5%,只相平衡負載 總波形畸變5%。 金融業(yè)機房一般采用“市電——發(fā)電機——UPS”并機系統(tǒng)組成的供電系統(tǒng)。系統(tǒng)中,發(fā)電機的負載主要包括UPS、機房專用空調(diào)、應(yīng)急照明、消防電梯等,這些負載啟動或運行時都會對發(fā)電機產(chǎn)生振蕩和干擾。盡管在組成“市電——發(fā)電機——UPS”供電系統(tǒng)時,發(fā)電機的負載量在其額定輸出容量范圍內(nèi)，但在實際情況中，市電中斷而發(fā)電機投人運行過程中卻經(jīng)常發(fā)生工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生多種使“發(fā)電機——UPS”系統(tǒng)不能正常工作的現(xiàn)象。 1、負載反饋的波動電壓造成發(fā)電機輸出電壓穩(wěn)定度較差，常出現(xiàn)發(fā)電機組輸出電壓振蕩現(xiàn)象。UPS整流器允許的輸人電壓范圍一般在±15%巧或更寬,發(fā)電機的輸出電壓不穩(wěn)定對其影響較小。 2、UPS整流器的輸人諧波造成多個過零點。 3、發(fā)電機的頻率（轉(zhuǎn)速）振蕩一般情況下，頻率振蕩比電壓、電流振蕩范圍小，但影響比較大，導(dǎo)致UPS處于頻繁切換及非正常工作狀態(tài)。頻率振蕩一般在±5%以內(nèi)，由于負載有規(guī)律地忽大忽小，造成發(fā)電機組工作也忽強忽弱，加劇機組振動，加速機械磨損,甚至引起機件嚴重損壞。頻率振蕩明顯的特征之一，即柴油機工作噪聲有規(guī)律地忽大忽小，因此必須引起高度重視。 4、工作不正常空調(diào)壓縮機啟動和電梯升降的瞬間會導(dǎo)致發(fā)電機發(fā)生±Hz頻率漂移,造成UPS頻繁切換。當頻率、電壓振蕩變化超出UPS輸入工作范圍時，UPS由蓄電池供電,而發(fā)電機在無UPS負載時恢復(fù)正常，隨即UPS又自動投人，這樣交錯進行。頻率漂移會對UPS正常運行產(chǎn)生兩方面影響。一方面是不能旁路，另一方面是電池壽命縮短。 二、發(fā)電機運行不穩(wěn)定原因分析 在“市電——發(fā)電機——UPS”供電系統(tǒng)中，UPS電路結(jié)構(gòu)決定了其輸人非線性的特性。典型的是傳統(tǒng)雙變換在線式UPS，由于其輸人端AC/DC變換器是整流濾波電路，它的輸入電流是脈動電流，不僅輸入功率因數(shù)低（0.7一0.8），還包括大量的高次諧波電流（30%一40%）。低輸人功率因數(shù)和諧波電流都會通過發(fā)電機定子線圈的感性內(nèi)阻，由于發(fā)電機組定子線圈內(nèi)阻大于電力變壓器的短路阻抗，因此發(fā)電機更易受到非線性負載的影響,即在同樣的負載電流波形失真度（THDI）情況下，其電壓波形失真度（THDI）大于變壓器。同時的諧波電流使發(fā)電機損耗明顯增大（磁滯損耗正比于電流頻率,渦流損耗比于電流頻率的平方及導(dǎo)線的電流趨膚效應(yīng)），并使得發(fā)電機的輸出電壓波形失真度明顯增大，嚴重影響發(fā)電機的正常工作。 此外，負載的階躍變化、UPS前端濾波器提供的容性電流都是造成發(fā)電機組不能正常工作的主要原因。 三、發(fā)電機組的使用與維護 為確保發(fā)電機組的運行,日常運行維護和快速的故障排除至關(guān)重要。根據(jù)發(fā)電機組的不同,維護和檢修的內(nèi)容、步驟、方法有所區(qū)別，一般應(yīng)按照發(fā)電機組保養(yǎng)要求和本單位制定的維護計劃進行。 (1)定期檢查項目定期測量發(fā)電機電池組的電壓及內(nèi)阻情況,并進行記錄定期檢查空氣過濾器、冷卻液位、驅(qū)動皮帶、排煙系統(tǒng)、燃油液位、機油液位、各種控制器及工作環(huán)境等情況。 (2)須按照發(fā)電機組保養(yǎng)要求及時更換機油、三濾、啟動電池及冷卻液。 (3)定期由供應(yīng)商對發(fā)電機組進行檢測,并出具報上口 (4)定期(至少一個季度一次)進行發(fā)電機組空載、帶載測試。 針對柴油發(fā)電機組出現(xiàn)的故障，應(yīng)該有步驟有目的地進行檢查與分析，切不可盲目檢查，胡亂拆卸。應(yīng)根據(jù)故障的異常征兆、跡象、響聲、出現(xiàn)時機、變化規(guī)律來尋找故障產(chǎn)生的部位，從原理與結(jié)構(gòu)層面進行細致的分析推理，做出正確判斷來尋找產(chǎn)生故障原因。查找故障時,應(yīng)從簡到繁、由表及里,按系統(tǒng)部位分段分步驟進行。