柴油机总体构造和基本原理
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单缸柴油机工作原理
单缸柴油机是一种内燃机,它通过燃烧柴油燃料来产生动力。
其工作原理可以简要概括如下:
1. 进气过程:柴油机通过进气门将新鲜空气引入气缸内。
气缸活塞在上行过程中,将气缸内的废气排出。
2. 压缩过程:气缸活塞在上行过程中压缩进入气缸的空气。
柴油机的压缩比较高,通常在15:1到22:1之间,以确保燃烧效
率的提高。
3. 燃烧过程:柴油机采用压燃式燃烧。
当活塞接近气缸顶点时,柴油燃料被喷射到高温高压的压缩气体中。
由于高压和高温,柴油燃料在瞬间被点火燃烧,释放出巨大的能量。
4. 排气过程:燃烧后的废气通过排气门排出气缸。
气缸活塞在下行过程中将废气推出。
5. 动力输出:在燃烧过程中,废气通过活塞的运动将燃烧产生的能量转化为机械能,推动曲轴旋转。
曲轴的旋转运动通过连杆与活塞相连,进而传递给其他机械装置,实现单缸柴油机的功率输出。
以上是单缸柴油机的简要工作原理,通过不断重复上述过程,单缸柴油机能够稳定地提供动力。
需要注意的是,单缸柴油机只有一个气缸,通常用于小型机械设备或发电机组等低功率应
用。
真实的单缸柴油机结构和工作过程可能会更加复杂和多样化,以上仅为一般原理的简要描述。
德国道依茨公司,是现今历史悠久的发动机独立制造厂商。
作为全系列发动机制造商,道依茨提供功率范围从25KW到520KW的水冷和风冷发动机,可广泛应用于工程机械、发电机组、农用机械,商用车辆、铁路机车和船舶,以及军用车辆,并应用于各种专业配套用途领域。
道依茨柴油机具有体积小、功率大、噪音低、排放好、冷起动容易等特点,能满足当今世界苛刻的排放法规,具有广泛的市场前景。
道依茨柴油机的总体结构主要包括:机体、曲柄连杆机构、配气机构、燃油系统、润滑系统、冷却系统、电器系统。
1、机体:是柴油机的骨架,由它来支撑和安装其它部件,包括:缸体、缸套、缸盖、缸垫、油底壳、飞轮壳、正时齿轮壳、前后脚。
2、曲柄连杆机构:是柴油机的主要运动件,它可以把燃料燃烧产生的能量,通过活塞,活塞销,连杆,曲轴、飞轮转变成机械能传出去。
包括曲轴、连杆、活塞、活塞销、活塞销卡簧、活塞销衬套、活塞环、主轴瓦、连杆瓦、止推轴承、曲轴前后油封、飞轮、减震器等。
3、配气机构:是定时把进、排气门开启和关闭。
包括正时齿轮、凸轮轴、挺柱、顶杆、摇臂、气门、气门弹簧、气门座圈、气门导管、气门锁块、进排气管、空气滤清器、消音器、增压器等。
4、燃油供给系:是按柴油机的需要,定时、定量的把柴油供给燃烧室燃烧。
包括柴油箱、输油管、柴油滤清器、喷油泵、喷油器等。
5、润滑系:是把润滑油供给各运动摩擦副,包括机油泵、机油滤清器、调压阀、管路、仪表、机油冷却器等。
6、冷却系:是把柴油机工作时产生的热量散发给大气。
包括水箱、水泵、风扇、水管、节温器、水滤器、风扇皮带、水温表等。
7、电器:是启动、照明、监测、操作的辅助。
柴油机的燃烧过程一般分为着火延迟期、速燃期、缓燃期和后燃期四个阶段。
着火延迟期是指从燃料开始喷射到着火,其间经过喷散、加热蒸发、扩散、混合和初期氧化等一系列物理的和化学的准备过程。
它是燃烧过程的一个重要参数,对燃烧放热过程的特性有直接影响。
在着火延迟期内喷入燃烧室的燃料,在速燃期内几乎是同时燃烧的,所以放热速度很高,压力升高也特别快。
第二章 柴油机的总体结构及主要零部件因柴油机是一种往复式压缩发火的内燃机,所以其总体结构及主要零部件都是围绕完成此功能而设置的。
柴油机是推动船舶前进的根本动力设备,了解其结构组成及功能,做好维护管理工作是极其重要的。
统计表明,船用柴油机主要零部件发生的故障占柴油机故障总数的90%左右,而其中近一半的故障又集中发生在燃烧室部件上。
这些故障直接影响柴油机的技术性能指标,与航行安全密切相关。
第一节 柴油机的总体结构概述一、总体结构示意图,如图2-1所示。
二、柴油机的基本组成船用柴油机结构比较复杂,它由许多零件、机构和系统组成。
尽管各柴油机厂商制造的柴油机结构、型号各不相同,但他们在工作原理和总体结构上有很多共同之处。
柴油机主要由以下部件和系统组成:1.主要固定件柴油机的主要固定件由机座、机架、气缸体和气缸盖等组成。
中小型柴油机常将气缸空冷器机座曲轴 机架 十字头 缸套 活塞 活塞杆连杆大端轴承 图2-1 船用柴油机总体结构示意图体和机架做成一体称为机体,并用轻便的油底壳代替机座。
它们构成了柴油机的骨架,支撑着运动件和辅助系统。
2.主要运动件柴油机的主要运动件由活塞、连杆组件及曲轴组成,对于大型低速柴油机还有十字头组件。
活塞的顶部、气缸套的内壁以及气缸盖的底部共同组成了燃烧室空间,既保证了柴油机工作过程的顺利进行,又将活塞的往复运动通过连杆转变为曲轴的回转运动,从而将燃气推动活塞的动力通过曲轴以回转的方式向外传递。
3.动力和辅助系统(1)起动系统起动系统是借助于外力带动曲轴回转,并使其达到一定的转速,由活塞压缩气缸内气体使其具有足够的温度和压力,以实现柴油机的第一次发火燃烧,由静止转入工作状态。
柴油机起动的方式大致有两种:一种是借助于外力矩使曲轴转动起来,如人力手摇起动、电机起动和气马达起动等;另一种是借助于加在活塞上的外力推动活塞使曲轴旋转起来,如压缩空气起动。
目前远洋船舶上的柴油机起动系统普遍采用压缩空气起动系统,它由空气压缩机、主空气瓶、主起动阀、空气分配器、起动控制阀和气缸起动阀组成。
柴油机结构一、发动机的工作原理发动机的功能是将燃料在气缸内燃烧使其热能转换成机械能,从而输出动力。
能量的转换是通过不断地依次反复进行“进气一压缩一做功一一排气”四个连续过程来实现的,每进行这样一个连续过程就叫做一个工作循环。
1、进气冲程一活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动,此时排气门关闭,进气门开启。
活塞移动的过程中,气缸内的容积逐渐增大,形成一定的真空度,于是经过虑芯的空气通过进气门进入气缸。
直至活塞到达下止点时,进气门关闭,停止进气。
2、压缩冲程一进气冲程结束时,活塞在曲轴的带动下,从下止点向上止点运动,气缸容积逐渐减小,由于进排气门均关闭,气体被压缩,气缸内温度上升,直至活塞到达上止点时,压缩结束。
3、做功冲程一在压缩冲程末,高压油嘴喷出高压燃油与空气混合,在高温、高压下混合气体迅速燃烧,使气体的温度、压力迅速升高而膨胀,从而推动活塞由上止点向下止点运动,再通过连杆驱动曲轴转动做功,至活塞到下止点时,做功结束。
4、排气冲程一在做功冲程结束时,排气门被打开,曲轴通过连杆推动活塞由下止点向上止点运动,废气在自身剩余压力和活塞的推力作用下,被排出气缸,直至活塞到达上止点时,排气门关闭,排气结束。
排气冲程终了时由于燃烧室容积存在,气缸内还存少量废气,气体压力也因排气门和排气管的阻力而仍高于大气压。
二、发动机的总体构造柴油机由两大机构四大系统组成。
1、柄连杆机构一曲柄连杆机构主要由构成气缸的机体、活塞、连杆、曲轴和飞轮等组成。
由发动机的工作循环可知,混合气在气缸内燃烧产生的高压是通过活塞、连杆、曲轴而变为有用的机械能输出的;反之,工作循环的准备过程也是由曲轴通过连杆通过活塞作往复运动来实现的。
可见,曲柄连杆机构是发动机维持工作循环,实现能量转换的核心。
2、配气机构一为使发动机的工作循环能够连续进行,必须定时地开闭气门,以便向气缸内充入新鲜气体和排出废气。
它主要由气门和控制气门开闭的凸轮轴及其他传动件等组成。
柴油机工作原理柴油发动机是一种压燃式发动机,压燃式发动机吸入气缸的是纯净的空气,并被压缩到很高的温度,柴油经喷射装臵以高压喷入气缸并与高温空气混合着火燃烧,对外作功,从而将化学能转变为机械能。
柴油发动机的优点是:燃油消耗低,较低的有害废气排放。
柴油发动机有四冲程也有二冲程的,汽车使用的柴油机多为四冲程。
柴油机工作循环(四冲程)第一冲程活塞由上死点向下运动,将空气经打开的进气门吸入气缸,故而称之为进气冲程。
第二冲程活塞由下死点向上运动,进、排气门关闭,气缸内的空气以14:1-24:1的压缩比被压缩,空气升温至800℃,在压缩行程结束时,喷油器以接近1500巴的压力将柴油喷入气缸。
该冲程称之为压缩冲程。
第三冲程在一定的发火延迟后,雾化的燃油与空气混合自行发火燃烧,气缸内空气压力迅速升高,推动活塞下行对外作功。
该冲程称之为作功冲程。
第四冲程活塞向上运动,排气门打开,燃烧的废气被排出气缸。
该冲程称之为排气冲程。
然后,新鲜的空气再次被吸入,一个新的工作循环由开始了。
发动机的总体构造柴油机由许多机构和装臵组成,其机构型式很多,不同机型每一种机构的机构不一定相同,但这些机构的共同的目的是使发动机能很好的进行工作循环,将燃烧产生的热能转变为机械能,保证发动机长期正常工作。
发动机油下列机构和系统组成:1.机体机体构成发动机的骨架,所有的运动件都装在它上面,而且其本身的许多部分又分别为曲柄连杆机构、配气机构、供给系、冷却系、润滑系的组成部分。
汽缸盖和汽缸壁共同组成燃烧室的一部分,是承受高温与高压的机件。
2.曲柄连杆机构曲柄连杆机构是发动机的主要运动件,它们的作用是将活塞在气缸中往复运动转变为曲轴的旋转运动,在膨胀行程中气缸内气体对活塞顶的压力通过曲柄连杆机构的传递变成扭矩输出,因此它是往复式发动机传递动力的机构。
3.配气机构配气机构的作用是使新鲜空气及时冲入气缸并从气缸及时排出废气。
4.供给系柴油机供给系的作用是把经过过滤的柴油在规定的时间内以一定的压力喷入气缸。
柴油机基本工作原理
柴油机是一种内燃机,通过在燃烧室中燃烧柴油来产生动力。
它的基本工作原理如下:
1. 进气:柴油机通过进气门吸入新鲜空气,进入气缸。
2. 压缩:活塞向上运动,将进入气缸的空气压缩。
3. 燃烧:当活塞压缩空气至某一高压时,燃油喷射器喷射高压燃油进入燃烧室,燃油雾化后与高温高压空气混合并发生自燃。
由于柴油的自燃性较好,所以不需要使用火花塞来点燃。
4. 推动:燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下,转化为机械功。
同时,活塞的下行运动带动连杆与曲轴连接处转动。
5. 排气:活塞向上运动,将燃烧后的废气排出气缸,通过排气门排出柴油机。
柴油机总体构造和基本原理
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日期:2018.5
目录
第一章概述 (2)
第二章柴油机的基本知识 (2)
第三章柴油机的总体构造 (5)
第四章柴油机的基本工作原理 (7)
第五章柴油机发展趋势 (9)
第六章机组控制系统介绍 (10)
第七章产品的使用和维护 (14)
第一章概述
柴油机是一种将柴油燃料燃烧释放出来的热能转变为有用机械能的一种动力装置。
这种能量的转换是柴油燃料在气缸中与空气充分混合进行燃烧,产生高温、高压的工作气体,高温、高压的气体作为热能的载体推动活塞,通过连杆、曲轴向外输出机械功。
柴油机由于油耗低、热效率高、功率范围宽广、适应各种转速、启动迅速、运行安全、维修方便、使用寿命长等优点,在国民经济和国防建设中得到了广泛应用。
下面,简单给大家介绍一下有关柴油机的基本知识、总体构造、基本原理以及柴油机发展趋势。
第二章柴油机的基本知识
一、柴油机分类
柴油机的分类方法很多,常用的有以下几种分类方式:
1、按气缸数量分,可分为单缸机、双缸、多缸柴油机;
2、按转速分,可分为高速、中速、低速柴油机;
3、按冷却方式分,可分为水冷机和风冷机;
4、按工作循环所需行程数分,可分为四冲程和二冲程柴油机;
5、按进气状态分,可分为自然进气柴油机和增压柴油机;
6、按气缸布置形式分,可分为直列式、V型、卧式柴油机;
7、按用途分分,可分为汽车用、工程机械用、农用、发电机用、机车用、船舶用、摩托车用、军用等柴油机。
例如:在太钢4350m3高炉项目中用到的VOLVO TAD740GE型柴油机根据以上分类方法就可以描述为6缸高速水冷直列四冲程增压中冷柴油机。
二、柴油机性能
柴油机性能的优劣可从五个方面,即动力性、经济性、运转性、可靠性和耐久性来衡量。
1、柴油机的动力性主要指柴油机的功率、扭矩、转速和最低转速;
2、柴油机的经济性主要指每马力小时或每千瓦小时柴油机所消耗的燃油量和润滑油量,以及柴油机能国燃用劣质油(如重油、渣油)的能力;
3、柴油机的运转性主要指柴油机在低温环境的冷车启动性能、倒转性能、噪音以及排气中的污染成分等;
4、柴油机的可靠性指柴油机在运转中发生故障的可能性,它包括主要零部件以及辅助系统零部件发生故障的可能性;
5、柴油机耐久性则指柴油机在两次大修之间的时间长短;
衡量一部柴油机的性能质量,除了上述五种性能外还有许多其他因素,例如它的结构形式是否便于检查维修,对工艺材料是否有特殊要求,制造成本是否在市场上有竞争能力等。
柴油机的五种性能之间以及和它的结构、工艺、材料、价格之间又常是互相矛盾互相制约的。
在设计和选用柴油机时,经常是根据柴油机的不同用途进行综合考虑,对上述某种性能的要求有所侧重。
三、柴油机的型号
1、国内柴油机的型号
国内柴油机型号按国家规定的要求来编制(如下图),通过柴油机型号我们可以基本了解柴油机一些性能参数。
企业品牌柴油机气缸数柴油机缸径
例如:YC6105型柴油机就是指广西玉林柴油机生产的6缸、缸径为105mm的柴油机;DF12V135型柴油机就是指上海柴油机厂生产的V型12缸、缸径为135mm的柴油机。
2、国外柴油机型号。