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發電機組的四沖程柴油機的工作原理有哪些
在熱力過程中,只有在“工質”膨脹過程才具有做功能力,而我們要求發動機能連續不斷地產生機械功,就必須使工質反復進行膨脹。因此,必須設法使工質重新恢復到初始狀態,然后,再進行膨脹。因此,柴油機必須經過進氣、壓縮、膨脹、排氣四個熱力過程之后,才能恢復到起始狀態,使柴油機連續不斷地產生機械功,故上述四個熱力過程稱為一個工作循環。
若柴油機活塞走完四個沖程完成一個工作循環,稱該機為四沖程柴油機。如果活塞走完二個沖程完成一個工作循環的柴油機稱為二沖程柴油機。目前,柴油發電機組配置的柴油機都是四沖程機。
1.進氣沖程
進氣沖程的目的是吸入新鮮空氣,為燃料燃燒作好準備。要實現進氣,缸內與缸外要形成壓差。因此,此沖程排氣門關閉,進氣門打開,活塞由上止點向下止點移動,活塞上方的汽缸內的容積逐漸擴大,壓力降低,缸內氣體壓力低于大氣壓力約68~93kPa。在大氣壓力的作用下,新鮮空氣經進氣門被吸入汽缸,活塞到達下止點時,進氣門關閉,進氣沖程結束。
2.壓縮沖程
壓縮沖程的目的是提高汽缸內空氣的壓力和溫度,為燃料燃燒創造條件。由于進、排氣門都已關閉,汽缸內的空氣被壓縮,壓力和溫度亦隨之升高,其升高的程度,取決于被壓縮的程度,不同的柴油機略有不同。當活塞接近上止點時,缸內空氣壓力達(3000~5000)kPa,溫度達500~700℃,遠超過柴油的自燃溫度。
3.膨脹(作功)沖程
當活塞上行將終了時,噴油器開始將柴油噴入汽缸,與空氣混合成可燃混合氣,并立即自燃,此時,汽缸內的壓力迅速上升到約6000~9000kPa,溫度高達(1800~2200)℃。在高溫、高壓氣體的推力作用下,活塞向下止點運動并帶動曲軸旋轉而作功。隨著氣體膨脹活塞下行其壓力逐漸降低,直到排氣門被打開為止。
4.排氣沖程
排氣沖程的目的是缸內的廢氣。做功沖程結束后,缸內的燃氣已成為廢氣,其溫度下降到(800~900)℃,壓力下降到(294~392)kPa。此時,排氣門打開,進氣門仍關閉,活塞從下止點向上止點移動,在缸內殘存壓力和活塞推力的作用下,廢氣被排出缸外。當活塞又到上止點時,排氣過程結束。
排氣過程結束后,排氣門關閉,進氣門又打開,重復進行下一個循環,周而復始不斷對外作功。
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柴油發電機組的冒煙限制器又稱AFC,即空氣與油控制器
一、停油閥(斷流閥)
停油閥是一個電磁閥,其作用原理如圖5-16所示。通電時,閥板被電磁鐵所吸引,使進油通道與通往噴油器的油道連通。反之,斷電時,閥板在回位彈簧的作用下而關閉,停止供油。因此,在發動機起動時應先合上起動開關,使電路通電,將閥板吸開,停車時應斷電,使閥板返回,停供燃油。
在電器失靈時,要起動發動機,用擰緊螺釘將閥板頂開,使油連通;停油時,再將螺釘退出,使油路切斷,停止供油。
停油閥電磁鐵有兩個接線柱,長接線柱接蓄電池正極,而短接柱搭鐵。
汽車下坡時,如果關閉起動開關,停油閥處于關閉狀態。由于發動機仍在轉動,PT燃油泵仍有工作,輸入停油閥的燃油壓力把閥板緊緊地壓在閥座上,這時即使向電磁閥通電也無法把閥板吸開,亦即無法向發動機供油。
二、、冒煙限制器
冒煙限制器又稱AFC,即空氣—油控制器,如圖5-17所示。在發動機負荷急劇變化,如突然加速時,由于廢氣渦輪的慣性,渦輪轉子轉速升起滯后一段時間,瞬間供油多,而氣量不足,由于燃燒不完全,發動機冒大量黑煙。冒煙限制器可以根據進氣壓力變化,相應把來自燃油泵的燃油通過旁通油道流掉一部分,供其與進氣量相適應,防止發動機冒黑煙。
當正常轉動時,燃油壓力把閥推開,使燃油油道和閥來油連通。轉速閥通常處于關閉位置,此時,進入油道的燃油便不能旁通爾返回齒輪泵。旋轉閥的另一端,通過連桿和拉桿相連。空氣入口與增壓后進氣管路相通。當進氣管壓力低于調定值時,膜片上的氣壓降低,在彈簧的作用下,拉桿上升,通過連桿使旋轉發轉動(圖5-17所示位置),燃油則被旁通部分返回齒輪泵,從而區噴油器的油量減小。旁通油量是用螺釘進行調整的。