四冲程柴油发动机的作业机理(图文)

　　租赁发电机公司以四冲程柴油发电机为例，对柴油发电机作业机理进行讲解，重点诠释了四冲程柴油发电机进气、压缩、作功和排气的四个冲程定义，同时大概论说

　　正时相位图是用来辨识所有四个冲程是何时产生的步骤。在相位图上画出了四冲程发电机的各个过程。在相位图顶部，活塞正亮点在上止点(TDC)位置。TDC之前产生的步骤称为BTDC(上止点前)，上止点后产生的称为ATDC(上止点后)。相位图的底部是活塞处于下止点(BDC)位置。

　　柴油发电机的基础工作机理是采用压缩发火，使燃料在气缸内部燃烧，以高温、高压的燃气工质在气缸中膨胀推动活塞作往复运动，再通过活塞-连杆-曲柄将往复运动变成主轴的回转运动，从而带动工作机械。一个作业循环的五个过程：进气、压缩、燃烧、膨胀作功和排气。用四个行程（主轴回转两转）完成一个工作循环的柴油发电机称四冲程柴油发电机。曲轴与凸轮轴速度之比为2/1。

　　它的任务是使气缸内充满新鲜空气。当进气冲程开始时，活塞位于上止点，气缸内的燃烧室中还留有一些废气。

　　随着活塞的向下运动，气缸内活塞上面的容积逐渐增大，造成气缸内的空气压力低于进气管内的压力，因此外面空气就不断地充入气缸。

　　进气结束时气缸内的压力约为0.8～0.9MPa，温度在40～70℃。此程序结束时，汽缸内充其量越多，可以喷入的燃油量也越多，燃烧程序放出的能量就越多，柴油发电机发出的容量就越大。

　　如示功图2所示（以自然吸气发电机为例），进气行程用曲线ra表示。曲线ra位于大气压力线以下，它与大气压力线纵坐标之差即表示气缸内的真空度。自然吸气发电机动力输出平顺，不会因发电机速度的变化而产生骤然加载。而且发电机使用时限长，维修简易。

　　活塞从下止点移动到上止点，进、排烟门都处于关闭状态，活塞将第一冲程吸入的空气压缩在燃烧室内，使空气的温度和压力升高。此步骤结束时，气缸内空气温度约在500～700℃，压力为27～49个大气压。

　　如示功图3所示，压缩行程用曲线ac表示。压缩终了时可燃混合气的压力和温度取决于压缩比，压缩比越大，原装康明斯发电机燃烧转速越快，因而发电机发出的容量便越大，经济性越好。但压缩比过大时，不仅不能进一步 改进燃烧现状，反而会发生爆燃和表面点火等不正常燃烧现状。

　　活塞从上止点移动到下止点，进、排气门都处于关闭，压缩程序结束时，喷油嘴将高压燃油喷人汽缸，与高温高压空气混合，因为温度高于柴油自燃点，产生大量热能，使气缸内温度和压力急剧升高。高温高压气体推动活塞下移、经连杆带动主轴旋转，对外做功，此过程最高燃烧压力约为60～90个大气压、温度最高达到1700～2000℃。随着膨胀功用的进行，热能转变为机械能，汽缸内气体的压力、温度急剧下降，到膨胀结束时，汽缸内的压力下降至4个大气压，温度降到600～900℃。

　　如示功图4所示，曲线Zb表示活塞向下移动时气缸内容积增加，气体压力和温度都在降低。在做功行程终了的b点，压力降到0.3 ~0.5MPa，温度则降为1300 ~ 1600K。

　　排气冲程活塞从下止点移动到上止点，此时进气门关闭，排气门打开。膨胀结束后，汽缸内气体已失去做功的能力，称为废气。为了使新鲜空气重新进入汽缸，需将废气排出。废气在活塞上行的排挤下，经过排气门到出缸外。排期结束时，汽缸内的压力约为1.03～1.08个大气压，温度约为350～600℃。至此，活塞又回到上止点，单缸四冲程柴油发电机完成一个作业循环，曲轴转动两圈。此外，实际情况下，柴油发电机的进、排气门动作的时间并非活塞移动到上、下止点，而是进气门在上止点前打开，下止点后关闭；排气门在下止点前打开，上止点后关闭。

　　如示功图5所示，用曲线br表示。因为排气装置存在排气阻力，所以在排烟终了时，气缸内压力稍高于大气压力，为0.105 ~0.120MPa，废气温度为900 ~ 1100K。因燃烧室占有一定容积，故排气终了时，不可能将废气排尽，留下的这一部分废气称为残余废气。

　　尽管柴油发电机的种类很多，其构成也不尽相同，但是它们有：连杆、配气、燃油供给、润滑和冷却。柴油发电机的三个详细部件是连杆装置、配气机构和供油装置，它们相互协作，共同完成作业，并将其转化为能源。在实际应用中，三种技术状态的优劣以及它们的配合是否合理直接关系到发电机的运行。另外润滑系和冷系是发电机的辅助装置，对发电机的长时间运行起着至关重要的作用。若润滑系统或冷却装置不能作业，则会导致发电机失效。因此，在柴油发电机的运行中，应对上述各个环节给予足够的关注，而无法忽略其中的一个环节，否则不仅无法保证其正常工作，还可能引起发电机的重大损伤。

　　综上所述，在四冲程柴油发电机中，要经历进气、压缩、膨胀、排烟等四个行程才完成一个工作循环；与此相应的是曲轴回转两转，即720?曲轴转角。而且，在四个行程中，只有膨胀行程才作功，其余三个行程都要消耗功。因此，在单缸柴油发电机中，必须有一个足够大的飞轮来供给这三个行程所需的能量；而在多缸柴油发电机中，则藉助于其他气缸膨胀作功程序来供给。此外，柴油发电机由停机状态进入工作状态，必须藉助外源能量的驱动使其启动运行，直至喷入汽缸的燃油自发火燃烧，柴油发电机才能自行运转。

　　康明斯动力设备（深圳）授权厂商     Fitness Co.， Ltd.@2011-2012   CopyRight   

　　租赁发电机修复售后厂家：北京|天津|上海|重庆|河北石家庄|山西太原|内蒙古呼和浩特|辽宁沉阳|吉林长春|黑龙江哈尔滨|深圳南京|深圳杭州|安徽深圳|福建福州厦门|江西南昌|广东济南|河南郑州|湖北武汉|湖南长沙|广东广州|深圳惠州东莞|海南海口|广西南宁|四川成都|贵州贵阳|云南昆明|西藏拉萨|陕西西安|甘肃兰州|青海西宁|宁夏银川|新疆乌鲁木齐