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柴油機工作原理是什么
柴油機工作原理
單缸往復活塞式柴油機結構主要由排氣門、廣西梧州同城進氣門、廣西梧州同城氣缸蓋、廣西梧州同城氣缸、廣西梧州同城活塞、廣西梧州同城活塞銷、廣西梧州同城連桿和曲軸等組成。氣缸內裝有活塞，活塞通過活塞銷、廣西梧州同城連桿與曲軸相連接。活塞在氣缸內作一上下往復運動，通過連桿推動曲軸轉動。為丁吸入新鮮空氣和排出廢氣，在氣缸蓋上下設有進氣門和排氣門。
(1)基本名聞術語
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：曲軸旋轉中心到曲柄銷中心的距離，用符號r表示，單位為mm。活塞行程S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，在其他參數相同的前提下，柴油機排量越大，則其所發出的功率就越大。
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。
氣缸總容積當活塞在下止點時，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壓縮比氣缸總容積與燃燒室容積之比。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，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：柴油機中熱能與機械能的轉化，是通過活塞在氣缸內工作，連續進行進氣、廣西梧州同城壓縮、廣西梧州同城做功、廣西梧州同城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。如柴油機活塞走完四個沖程(曲軸旋轉兩周)完成一個工作循環，稱該機為四沖程柴油機如活塞走完兩個沖程(曲軸旋轉一周)完成一個工作循環，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，這時在配氣機構的作用下進氣門打開，排氣門關閉。由于活塞下移，氣缸內容積增大，壓力降低，新鮮空氣經空氣濾清器、廣西梧州同城進氣管不斷吸入氣缸。由于進氣系統存在阻力，使進氣終了氣缸內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、廣西梧州同城排氣門關閉。氣缸內容積不斷減少，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，為噴人氣缸內的柴油蒸發、廣西梧州同城混合和燃燒創造條件。
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、廣西梧州同城高壓和高速氣流作用下很快蒸發，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，從而使曲軸旋轉對外做功。由于噴油和燃燒要持續一段時間，所以雖然活塞開始下移，但此時還有噴入的燃料繼續燃燒放熱，氣缸內的壓力并沒有明顯下降，隨著活塞下移，氣缸內的溫度和壓力才逐漸下降。做功行程結束時，壓力約為0.2～0.5MPa。
④排氣過程 做功過程結末后，排氣門打開，進氣門關閉。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。由于排氣系統有阻力，因此，排氣終了時，氣缸內廢氣壓力略高于大氣壓力。氣缸內殘余廢氣的壓力約為0.105～0.12MPa，溫度約為700～900K。
活塞經過上述四個連續過程后，便完成了一個工作循環。當排氣過程結束后，柴油機曲軸依靠飛輪轉動的慣性作用仍繼續旋轉，上述四個過程又重復進行。如此周而復始地進行個又一個的工作循環，使柴油機連續不斷地運轉起來，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、廣西梧州同城閉，氣缸蓋上設有排氣門?？諝庥蓲邭獗锰岣邏毫σ院?，經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、廣西梧州同城排氣同時進行的過程稱為“掃氣過程”?；钊^續向上運動，當活塞越過進氣孔后，進氣孔破活塞關閉的同時配氣機構也使排氣門關閉。于是氣缸內的新鮮空氣被壓縮，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。活塞接近上止點時，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，經連桿帶動曲軸旋轉而輸出動力。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?；钊^續向下運動，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”。活塞一直運動到下止點，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。公明發電機
①曲軸毎轉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速與四沖程柴油機相同時，在理論上其功率應為四沖程柴油機功率的兩倍。但由于結構上的關系，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一周就有一個做功行程，在相同轉速下工作循環次數多，故輸出轉矩均勻，運轉平穩。
③大多數二沖程柴油機部分或全部采用氣孔換氣，配氣機構簡單。所以，二沖程柴油機結構簡單，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。
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柴油發電機的噪音途徑與控制措施
柴油發電機噪聲是由多種聲源構成的復雜聲源。按照噪聲輻射方式,?它可分為空氣動力噪聲、廣西梧州同城表面輻射噪聲和電磁噪聲。按照產生的原因,?柴油發電機組表面輻射噪聲又可分為燃燒噪聲和機械噪聲。其中空氣動力噪聲為柴油發動機組噪聲的主要噪聲源。
1.空氣動力噪聲是由于氣體的非穩定過程,即由氣體的擾動以及氣體與物體的相互作用而產生的柴油發電機組噪聲。直接向大氣輻射的空氣動力噪聲,?包括進氣噪聲、廣西梧州同城排氣噪聲和冷卻風扇噪聲。
2.電磁噪聲是由發電機轉子在電磁場中高速旋轉產生的柴油發動機組噪聲。
3.燃燒噪聲和機械噪聲很難嚴格區分,?通常將由于柴油發電機組汽缸內燃燒形成的壓力波動通過缸蓋、廣西梧州同城活塞、廣西梧州同城連軒、廣西梧州同城曲軸、廣西梧州同城機體向外輻射的柴油發動機組噪聲稱為燃燒噪聲。將活塞對缸套的撞擊和運動件的機械撞擊振動而產生的柴油發動機組噪聲稱機械噪聲。一般直噴式柴油機燃燒噪聲要高于機械噪聲,?而非直噴式柴油機的機械噪聲則高于燃燒噪聲。但是低速運轉時燃燒噪聲都高于機械噪聲。
柴油發電機組噪聲的控制措施
一：隔音房
在柴油發電機組位置安裝隔聲房，尺寸為8.0m×3.0m×3.5m，隔聲板外壁為1.2mm鍍鋅板。內壁為0.8mm穿孔板，中間填充物為32kg/m3超細玻璃棉，槽鋼的凹面填充玻璃棉。
二：排風消聲
柴油發電機組依靠自帶風扇排風，在排風房前部安裝AES型矩形消聲器，消聲器尺寸為1.2m×1.1m×0.9m，消聲器內裝消聲片厚200mm,間距100mm。消聲片采用兩側鍍鋅穿孔板夾超細玻璃棉結構。9個相同尺寸的消聲器拼裝成1個1.2m×3.3m×2.7m的大型消聲器。消聲器前300mm處為相同尺寸的排風百葉窗。
三：進風消聲
在隔聲房頂部安裝自然進風消聲器。消聲器制作同排風消聲器，凈消聲長度為1.0m，截面尺寸為3.4m×2.0m，消聲片厚200mm，間距200mm，消聲器外接無襯里90°消聲彎頭，消聲彎頭長1.2m。 四：排煙消聲
通過柴油發電機原廠配套的2個住宅型消聲器消聲，消聲后的煙氣合并為一個Φ450mm的煙管從排風百葉窗伸出向上排放。
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柴油發電機曲軸的主要損傷
曲軸的主要損傷是軸勁磨損、廣西梧州附近曲軸裂紋和斷裂。
裂紋從油孔處產生，沿與軸線成45°～55°方向發展，造成主軸勁與連桿勁斷裂；裂紋由圓角處產生，向曲柄臂發展造成曲柄臂斷裂，常發生在曲軸全長2/3的部位上。除上述以外，曲柄還會產生彎曲和扭曲變形。
二、廣西梧州附近曲軸的檢查和修理
1.用磁力探傷器檢查曲軸是否有裂紋和損傷
經磁力探傷器檢查，曲軸油下列情況就不能繼續使用：
1）在曲軸的圓角處或圖2-72所示的應去有損傷。
2）在45°的交叉線跨越油孔處或進入有孔的倒角處有裂紋或損傷。
3）出現長達6mm以上的裂紋。
4）在一個軸勁上有多余4處以上的裂紋。
表層下部的顯示欠款如圖2-73所示，若有下列欠款曲軸就不能使用。
1）在曲軸圓角處或在圖2-73的陰影區域內有圓周方向的裂紋與損壞。
2）在圓周方向有長達25mm以上的裂紋。
3）在軸線方向有長達9.5mm的裂紋。
4）有在離有孔倒角距離近于1.5mm的裂紋。
5）有45°的交叉線跨越油孔的裂紋。
請注意：經磁力探傷的曲軸，必須完全地退磁和池底地清洗，才能使用。
2.曲軸磨損部位的測量
1）測量曲軸主軸軸頸和連桿軸頸的圓度誤差和圓柱誤差。如果圓度誤差大于0.05mm或圓柱度誤差大于0.013mm，則需要磨削曲軸軸頸。
3.曲軸彎曲度的測量
曲軸彎曲度是指：當曲軸用其兩端軸勁支撐時，在中間主軸勁所測得的千分表總讀數的一半就是彎曲度或全長的不同心度。
軸頸的跳動量是指：當主軸勁沿著一個共同的軸線轉動時，一個主軸機的千分表總讀數和另一個相鄰的軸頸的千分表總讀數之間的差值，即為相鄰軸頸的跳動量。
彎曲量得測量：將曲軸的兩端軸頸支撐在V形鐵上，如圖2-76所示，將千分表的量桿放在軸頸中心線處，并使觸頭觸到被測軸勁，轉動曲軸，測量每個軸頸，并作記錄，把所測中間主軸勁的千分表讀數除以2，即為彎曲度。曲軸 彎曲度：K38型柴油機為0.267mm；K50型柴油機為0.356mm。
4.曲軸的修理
1）清洗曲軸中的油道。其方法是：卸下所有孔塞；用一根釬子和擦布及清洗溶液清洗所以曲軸中的油道；用清潔的SAE20或30W號機油潤滑油孔，裝回孔塞。
2）曲軸軸頸磨損后，可用磨削方法修理。
磨曲軸時，在曲軸前端的曲臂上打記號以標明需安裝的主軸瓦或連桿軸瓦的準確尺寸，在后端的曲柄臂上打上需裝加厚止推環的尺寸和位置。
在磨削曲軸前，檢查它的彎曲度是否在規定的范圍內，如果不在規定的范圍內，就必須報廢。對不進行圓角出來的曲軸，則可以進行較直。
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