解析柴油發(fā)電機組沖程流程以及使用時的注意事項!
第一沖程(進氣),它的任務(wù)是使氣缸內(nèi)充滿新鮮空氣。當進氣沖程開始時,活塞位于上止點,氣缸內(nèi)的燃燒室中還留有一些廢氣。當曲軸旋轉(zhuǎn)肘,連桿使活塞由上止點向下止點移動,同時,利用與曲軸相聯(lián)的傳動機構(gòu)使進氣閥打開。
隨著活塞的向下運動,氣缸內(nèi)活塞上面的容積逐漸增大,這時氣缸內(nèi)的空氣壓力就低于進氣管內(nèi)的壓力,因此外面空氣就能充入氣缸。 在此過程中氣缸內(nèi)氣體壓力隨著氣缸的容積變化。由于上一個工作循環(huán)中存在殘余廢氣,所以稍高于大氣壓力。在進氣過程中由于空氣通過進氣管和進氣閥時產(chǎn)生流動阻力,所以進氣沖程的氣體壓力低于大氣壓力,其值為0.085~0.095MPa,在整個進氣過程中,氣缸內(nèi)氣體壓力大致保持不變。
當活塞向下運動接近下止點時,沖進氣缸的氣流仍具有很高的速度,慣性很大,為了利用氣流的慣性來提高充氣量,進氣閥在活塞過了下止點以后才關(guān)閉。雖然此時活塞上行,但由于氣流的慣性,氣體仍能充入氣缸。
二、壓縮沖程
第二沖程(壓縮)。壓縮時活塞從下止點間上止點運動,這個沖程的功用有二:一是提高空氣的溫度,為燃料自行發(fā)火作準備;二是為氣體膨脹作功創(chuàng)造條件。
當活塞上行,進氣閥關(guān)閉以后,氣缸內(nèi)的空氣受到壓縮,隨著容積的不斷細小,空氣的壓力和溫度也就不斷升高,壓縮終點的壓力和濕度與空氣的壓縮程度有關(guān),即與壓縮比有關(guān),一般壓縮終點的壓力和溫度為:Pc=4~8MPa,Tc=750~950K。
柴油的自燃溫度約為543—563K,壓縮終點的溫度要比柴油自燃的溫度高很多,足以保證噴入氣缸的燃油自行發(fā)火燃燒。 噴入氣缸的柴油,并不是立即發(fā)火的,而且經(jīng)過物理化學變化之后才發(fā)火,這段時間大約有0.001~0.005秒,即(發(fā)火延遲期)。
因此,要在曲柄轉(zhuǎn)至上止點前10~35°曲柄轉(zhuǎn)角時開始將霧化的燃料噴入氣缸,并使曲柄在上止點后5~10°時,在燃燒室內(nèi)達到最高燃燒壓力,迫使活塞向下運動。
三、燃燒膨脹沖程
第三沖程(燃燒)。在這個沖程開始時,大部分噴入燃燒室內(nèi)的燃料都燃燒了。燃燒時放出大量的熱量,因此氣體的壓力和溫度便急劇升高,活塞在高溫高壓氣體作用下向下運動,并通過連稈使曲軸轉(zhuǎn)動,對外作功。所以這一沖程又叫作功或工作沖程。
隨著活塞的下行,氣缸的容積增大,氣體的壓力下降,工作沖程在活塞行至下止點,排氣閥打開時結(jié)束。
工作沖程的壓力變化這條線上升部分表示燃料在氣缸內(nèi)燃燒時壓力的急劇升高,最高點表示最高燃燒壓力Pz,此點的壓力和溫度為: Pz=6~15MPa, Tz=1800~2200K 最高燃燒壓力與壓縮終點壓力之比(Pz/Pc),稱為燃燒時的壓力升高比, 用λ表示。根據(jù)柴油機類型的不同,在最大功牢時λ值的范圍如下:λ=Pz/Pc=1.2~2.5。 廣東發(fā)電機出租
四、排氣沖程
第四沖程(排氣)。排氣沖程的功用是把膨脹后的廢氣排出去,以便充填新鮮空氣,為下一個循環(huán)的進氣作準備。當工作沖程活塞運動到下止點附近時,排氣閥開起,活塞在曲軸和連桿的帶動下,由下止點向上止點運動,并把廢氣排出氣缸外。
由于排氣系統(tǒng)存在著阻力,所以在排氣沖程開始時,氣缸內(nèi)的氣體壓力加比大氣壓力高0.025—0.035MPa,其溫度Tb=1000~1200K。為了減少排氣時活塞運動的阻力,排氣閥在下止點前就打開了。排氣閥一打開,具有一定壓力的氣體就立即沖出缸外,缸內(nèi)壓力迅速下降,這樣當活塞向上運動時,氣缸內(nèi)的廢氣依靠活塞上行排出去。
為了利用排氣時的氣流慣性使廢氣排出得干凈,排氣閥在上止點以后才關(guān)閉。 排氣沖程曲線表示在排氣過程中,缸內(nèi)的氣體壓力幾乎是不變的,但比大氣壓力稍高一些。
排氣沖程終點的壓力Pr約為0.105~0.115MPa,殘余廢氣的溫度Pr約為850~960K。 由于進、排氣閥都是早開晚關(guān)的;所以在排氣沖程之末和進氣沖程之初,活塞處于上止點附近時,有一段時間進、排氣閥同時開起,這段時間用曲軸轉(zhuǎn)角來表示,稱為氣閥重迭角。
排氣沖程結(jié)束之后,又開始了進氣沖程,于是整個工作循環(huán)就依照上述過程重復進行。由于這種柴油機的工作循環(huán)由四個活塞沖程即曲軸旋轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)完成的,故稱四沖程柴油機。
在四沖程柴油機的四個沖程中,只有第三沖程即工作沖強才產(chǎn)生動力對外作功,而其余三個沖程都是消耗功的準備過程。