二冲程柴油机全解
- 格式:doc
- 大小:125.50 KB
- 文档页数:10
类型二冲程四冲程定义活塞在两个行程内完成一个工作循环的柴油机活塞在四个行程内完成一个工作循环的柴油机按工作循环分类活塞运动两个行程一个工作循环活塞运动四个行程一个工作循环常用活塞类型十字头----活塞设有活塞杆,通过十字头与连杆相连,并在气缸下部设中隔板将气缸与曲轴箱隔开。
(优点:工作可靠,寿命长。
缺点:重量和高度增大,结构复杂。
)筒形----活塞通过活塞销直接与连杆相连。
(优点:结构简单、紧凑、轻便,发动机高度小。
缺点:运动时有侧推力,活塞与气缸之间磨损较大。
)工作原理条件:为保证扫气,在气缸套下部开设气口。
同时用扫气泵或增压器提高进气压力。
过程:扫气,压缩,燃烧和膨胀过程:进气,活塞从上止点下行,进气阀开(在到上止点前开。
)压缩,活塞自下止点向上运动,进气阀关(在丅止点后关)。
燃烧和膨胀,活塞从上止点向下运动至排气阀开(在到丅止点前)。
排气,活塞自下至上行,至排气阀关(到上止点后)。
从工作原理得出的特点二台气缸尺寸与转速相同的四冲程与二冲程柴油机,考虑损失,二冲程机功率为四冲程机的1.6~1.8倍。
二冲程机曲轴的回转比四冲程机均匀,可使用较小的飞轮。
二冲程机的换气机构较简单,便于维修保养。
二冲程机的换气质量较四冲程机差。
二冲程机的热负荷比四冲程机高。
基本组成主要固定件机座,机架,气缸,气缸盖将气缸体和机架做成一体,省去机座代之以轻便的油底壳主要运动件活塞,连杆组件,曲轴及十字头组件活塞,连杆组件,曲轴润滑系统气缸注油系统和曲轴箱油系统曲轴箱油系统(机油系统)燃烧室部件负荷及结构特点机械负荷:气体压力和安装预紧力(气缸盖和气缸套),往复惯性力(活塞)热负荷:热疲劳,蠕变,塑性变形,裂纹(低频应力),高频应力欲降低机械负荷采用厚壁,降低热负荷采用薄壁,即薄壁强背。
通过钻孔冷却,使冷却水孔离触火面很近,产生很薄的热屏障。
活塞作用在保证密封的情况下完成压缩和膨胀过程,并将气体力经连杆传递给曲轴启闭气口,控制换气承受侧推力,起滑块的作用构造活塞头(耐热合金钢,顶部下凹,利于燃油和空气混合,内部支撑体现薄壁强背原则);活塞裙(耐磨铸铁,圆筒状);活塞环(密封燃烧室);活塞杆(锻钢用四个螺栓与十字头固紧);活塞冷却机构(滑油润滑,冷却油由十字头上套管供入,经底部钻孔进入活塞杆中滑油管内,再进活塞头的冷却油腔,由油孔到外部油腔,冷却活塞后从滑油管外环形空间和十字头流出)活塞头(铸钢,顶部浅盆形,利于油气混合和燃烧);活塞裙(球墨铸铁)活塞环(两道气环,一道油环);活塞销(中型强载:活塞头部和裙部分开制造强度不大或小型:活塞头和裙制成一体,即活塞本体)活塞采用滑油冷却,滑油经曲轴、连杆、活塞销和活塞裙中的通道送至环形冷却腔,再由此流入中央冷却腔,最后由冷却腔的中央孔泄至曲轴箱内。
简述四冲程柴油机和二冲程柴油机的工作
原理
一、原理
不论是二种程发动机还是四冲程发动机,都要经过进(扫)气、压缩、燃烧膨胀、排气四个工作过程,才能完成一个工作循环。
所不同的是:
1、在四冲程发动机中,曲轴每旋转两圈(720度),活塞往复移动两次,发动机完成一个工作循环,即每个冲程完成一个工作循环。
而在二冲程发动机中,曲轴每旋转一圈(360度),活塞往复移动一次,发动机完成一个工作循环,即每二个冲程完成一个工作循环。
2、二冲程发动机与四冲程发动机每完成一个工作循环,其进、排气门或进、排、扫气口都只开启和关闭一次,但其开启和关闭的时间周期不同
二、不同
1、二冲程发动机曲轴每旋转一圈,就有一个作功冲程。
因此,在转速、进气条件等因素相同的条件下,理论上讲,二冲程发动机所能产生的功率应等于相同工作容积四冲程发动机所产生的功率的两倍。
但因二冲程发动机的废气排出不完全,同时,由于扫气口先于排气口关闭而产
生额外排气,所以实际上,二冲程发动机并不能等于四冲程发动机的二倍,而是1.5-1.7倍。
2、由于二冲程发动机的换气,有一部分可燃混合气随废气一同排出,因而燃油和润滑油消耗量都大。
3、由于二冲程发动机的换气时间短促,换气不完善,因而缸内残余废气较多,低速失火率高,燃烧情况差,加上换气过程中部分可燃混合气未参与燃烧就随废气排出去了,因此,排放污染严重,污染物中的HC值远高于四冲程发动机。
4、由于二冲程发动机作功冲程频率大,故工作较平稳。
5、由于二冲程发动机作功冲程频繁,每转需燃烧一次,因此发动机各零部件受热程度比四冲程发动机高得多,特别是活塞更为严重。
二冲程发动机结构嘿,朋友!想象一下,你骑着一辆酷炫的摩托车在路上风驰电掣,那发动机“轰轰”的声音是不是让你感觉超级带劲?这时候,发动机就像是摩托车的心脏,而其中一种常见的发动机类型——二冲程发动机,更是有着独特的结构和魅力。
咱们先来说说二冲程发动机里的气缸。
这气缸就好比是发动机的“房间”,燃料和空气就在这里混合、燃烧,产生强大的动力。
它的内壁光滑得就像刚擦过的镜子,这样活塞才能在里面自由地上下运动,没有一点儿阻碍。
再看看活塞,那可是个大忙人!它上上下下不停地运动,就像一个不知疲倦的运动员在做着往返跑。
每次运动,都推动着整个发动机的运转。
然后是曲轴,这玩意儿就像是发动机的“指挥棒”。
它把活塞的直线运动转化成旋转运动,从而带动车轮转动。
你能想象到它在发动机内部巧妙地转动,掌控着一切吗?还有进气口和排气口,它们就像是发动机的“嘴巴”和“鼻子”。
进气口负责把新鲜的燃料和空气吸进来,排气口则把燃烧后的废气排出去。
它们的工作配合得那叫一个默契,稍有差错,发动机可就“闹脾气”啦!有一次,我邻居小王自己捣鼓他那辆老摩托车,说是想搞清楚二冲程发动机的结构。
他满头大汗地把发动机拆得七零八落,零件摆了一地。
我在旁边看着,心里直嘀咕:“这家伙能装回去吗?”结果还真让我小瞧他了,他居然真给装回去了,而且摩托车还能正常发动,跑得欢实着呢!你说这二冲程发动机是不是很神奇?它的结构虽然不复杂,但是每个部件都有着至关重要的作用。
它们相互配合,就像一个默契的团队,为我们带来了动力和速度。
其实啊,二冲程发动机就像是一个小巧而精密的机械世界。
在这个世界里,每个零件都在自己的位置上发挥着最大的作用,共同演绎着一场动力的盛宴。
它虽然没有四冲程发动机那么复杂精密,但却有着自己独特的魅力和优势。
所以,别小看这二冲程发动机,它可是机械领域里的一颗闪亮的星!。
第二节 柴油机的基本工作原理柴油机是以柴油作燃料的压燃式内燃机。
工作时,空气在气缸内被压缩而产生高温,使喷入的柴油自行着火燃烧,产生高温、高压的燃气,燃气膨胀推动活塞作功,将热能转变为机械功。
柴油机的工作循环由进气、压缩、喷油着火燃烧、膨胀作功和排气等过程组成。
这些过程可以由四冲程柴油机来实现,也可由二冲程柴油机来实现。
一、四冲程柴油机(非增压)的工作原理图1-2-1所示是四冲程柴油机的基本结构图。
工作时活塞作往复直线运动,曲轴作旋转运动。
活塞改变运动方向瞬时的位置称止点(死点),止点处的活塞瞬时运动速度为零。
离曲轴中心最远时的止点称上止点(T.D.C.),最近时的止点称下止点(B.D.C.)。
曲柄销中心与主轴颈中心之间的距离称曲柄半径R 。
连杆大、小端中心间的距离称连杆长度L 。
上、下止点间的距离称活塞行程(冲程)S 。
活塞行程等于曲柄半径的两倍,即S =2R 。
活塞在上、下止点间移动所扫过的容积称气缸工作容积V S 。
S D V s ⋅=24π (1-2-1) 式中,D 为气缸直径(缸径)。
活塞位于上止点时活塞顶与气缸盖之间的气缸容积,称燃烧室容积(压缩室容积、余隙容积)V c 。
气缸总容积V a 与燃烧室容积之比称压缩比ε。
c s c c s c a V V V V VV V +=+==1ε (1-2-2) 显然压缩比是一个几何概念,它与柴油机的转速无关。
用四个行程(曲轴回转两转)完成一个工作循环的柴油机称四冲程柴油机。
图1-2-2是四冲程柴油机的工作原理简图。
图的上部表示四个行程中活塞、连杆、曲轴及气阀的相对位置。
图的下部表示相对应的气缸内气体压力随气缸容积的变化情况,称p-V 示功图。
1.进气行程活塞从上止点下行,进气阀打开。
由于活塞下行的抽吸作用,新鲜空气充入气缸。
为了能充入更多的空气,进气阀一般在上止点前提前开启(曲柄位于点1),在下止点后延迟关闭(曲柄位于点2),气阀开启的延续角(图中阴影线部分)约为220˚~250˚CA 。
二冲程柴油机轴承工作原理
二冲程柴油机的轴承工作原理如下:
1. 主轴承:主轴承主要用于支撑和定位曲轴。
它由上下两个连接在曲轴箱体内的套筒构成。
曲轴通过主轴承的支撑,在运转过程中能够保持相对稳定的位置,减少摩擦和磨损。
2. 连杆轴承:连杆轴承主要用于连接曲轴和连杆。
它由上下两个套筒构成,分别安装在曲轴和连杆上。
连杆轴承能够承受连杆由于连续往复运动而带来的冲击力和拉力,同时减少摩擦和磨损。
3. 凸轮轴承:凸轮轴承主要用于支撑和定位凸轮轴。
它由套筒和凸轮轴构成,位于发动机曲轴箱的一侧。
凸轮轴承能够支持凸轮轴的旋转运动,使其在高速运转过程中保持平稳,同时能够减少因摩擦而产生的热量和磨损。
这些轴承在二冲程柴油机中的工作原理都是类似的,即通过增加润滑油膜来减少摩擦和磨损,并通过支撑和定位来保持各部件的相对位置稳定。
同时,这些轴承在工作过程中还需保持足够的润滑,以确保其正常运转。
二冲程发动机工作原理一、汽油机构成汽油锯一般都采用曲轴箱预压扫气式二冲程机,都是缸风冷的。
按作用功能分:汽油机由机械、电气、供油、气流四个系统组成。
1)机械系统包括气缸、活塞组、连杆、曲轴、箱体等。
作用是实现气体密封,承受气体压力及机械力,保证一定运动关系。
2)电气系统包括磁电机、点火线圈、火花塞等。
其作用是由曲轴传动磁电机产生电能、完成气缸适时高压点火。
3)供油系统由油箱、油箱开关、滤油器、输油管和化油器组成。
其作用是储存和提供燃油、润滑油,并使燃油与空气混合成适当配比的可燃气。
4)气流系统包括空气滤清器、进气阀门、排气消声器等,作用是提供助燃空气,带油进气缸及降低排气噪声。
二、基本工作原理二冲程发动机工作原理图起动力传动曲轴时,活塞组受曲轴、连杆牵连,当活塞向着气缸顶部(向上)运动时,曲轴箱产生负压,空气经空气滤清器,化油器带上的燃油。
通过进气阀门吸入曲轴箱,当活塞向背离气缸部(向下)运动时,曲轴箱中可燃气被压缩,当扫气口开放时,可燃气经扫气道压入气缸,活塞再次向上运动时,可燃气在气缸中被压缩,压力和温度提高,经电器点火燃烧,受热气体压力进一步提高,气体膨胀、推动活塞向下运动带动曲轴旋转、输出动力、当排气口开放时,燃烧后的废气先由压力喷出,再由扫气气流驱扫出气缸,经消声器排出机外,进气、压缩、膨胀、排气、周而复始,曲轴就不断旋转,做功。
曲轴怠速时,离合器是分离的,曲轴旋转并不带动传动轴,满足了停止传动轴而不停机的需要。
当曲轴转速升到离合器结合转速以上时,离合器结合,传动轴转动,带动机器工作,机器的开或停、快或慢由油门控制件控制。
三、汽油机的特点和分类汽油机”这个名词可泛指各类动力机,产生动力的能源不同,动力机可分为电动机、风力发动机、水力发动机等。
作为移动动力用的发动机,以热能转变为机械能的热力发动机最为普遍,热机的“热”是燃料通过燃烧产生的,燃烧在发动机内进行的,这种发动机称为内燃机,内燃机也有活塞式和旋转叶轮式结构,常见的内燃机是往复活塞式,随使用的燃料不同,内燃机又可分为汽油机、柴油机、煤油机等,汽油机是燃用汽油的内燃机。
对置活塞二冲程柴油机介绍
1992年,乌克兰马利切夫制造厂的6ТД-2正式被列装于T-84坦克,之后该型发动机经过强化改造后,新一代机型6ТД-3功率达到1103kW(1500ph-马力),这两个发动机的主要性能指标见表1。
表1 乌克兰6ТД-2、6ТД-3发动机主要技术指标
主要系统构成为:曲柄连杆机构,传动机构,涡轮增压系统,燃料系统,调节和控制系统,润滑系统,冷却系统,进排气系统,带辅助起动装置的起动系统,紧急警告和发动机保护系统。
其结构特征为:
1)几何压缩比大约为18.5,实际压缩比为14.7~14.8;
2)气缸体、曲轴箱采用的材料是铝合金AL-5;
3)活塞的设计重点考虑了热负荷的问题,在组合活塞的顶部使用了耐热钢
20Kh25N20S2,有效阻止活塞铝体的过热,组合活塞的裙部使用了AK4-1铝合金;
4)活塞传力给连杆是通过活塞销和滚针轴承,滚针由耐热钢制造;
5)曲轴有两根,一个为进气曲轴,另一个为排气曲轴,曲轴之间通过主传动装
置连接,保证同步、同方向旋转,曲轴采用高强度合金模锻,并经过机加、渗氮和抛光工艺处理;
6)每个气缸配置4个喷油嘴;
7)两级离心式压气机,单级轴流涡轮;
8)油泵的最高供油压力为75MPa。
综合上述性能结构指标,可以看出:乌克兰发展的6ТД-2、6ТД-3,标定功率为883kW~1103kW,单位体积功率达到1096 kW/m3,处于世界领先水平。
另
外,其在高速柴油机燃烧系统、布局与系统分析技术、耐高热负荷、低散热技术等单项技术领域也有明显的优势。
⼆冲程发动机简介什么是⼆冲程第⼀个⾏程:活塞从上⽌点到下⽌点。
完成两个动作1.⽕花塞点⽕,做功——排⽓2.关闭进⽓,把空混合⽓从活塞下部压⼊曲轴箱,从活塞上部再进⼊汽缸第⼆个⾏程:活塞从下⽌点到上⽌点。
完成两个动作1.关闭所有进排⽓,压缩混合⽓。
2.完成⼀个做功循环需要活塞运动两个⾏程,所以叫⼆冲程。
⼯作原理发动机⽓缸体上有三个孔,即进⽓孔、排⽓孔和换⽓孔,这三个孔分别在⼀定时刻由活塞关闭。
其⼯作循环包含两个⾏程:⼆冲程发动机原理图1.第⼀⾏程:活塞⾃下⽌点向上移动,三个⽓孔同时被关闭后,进⼊⽓缸的混合⽓被压缩;在进⽓孔露出时,可燃混合⽓流⼊曲轴箱。
2.第⼆冲程:活塞压缩到上⽌点附近时,⽕花塞点燃可燃混合⽓,燃⽓膨胀推动活塞下移作功。
这时进⽓孔关闭,密闭在曲轴箱内的可燃混合⽓被压缩;当活塞接近下⽌点时排⽓孔开启,废⽓冲出;随后换⽓孔开启,受预压的可燃混合⽓冲⼈⽓缸,驱除废⽓,进⾏换⽓过程。
优点1.⼆冲程发动机没有阀,这就⼤⼤简化了它们的结构,减轻了⾃⾝的重量。
2.⼆冲程发动机每⼀回转点⽕⼀次,⽽四冲程发动机每隔⼀次回转点⽕⼀次。
这就付与了⼆冲程发动机重要的动⼒基础。
3.⼆冲程发动机可在任何⽅位上运转,这在某些设备如链锯上很重要。
标准四冲程发动机可能在油料晃动的时候发⽣故障,除⾮它是直⽴着的。
解决这个问题就会⼤⼤增加发动机的灵活性。
这些优点使⼆冲程发动机更加轻便,简易,制造成本低廉。
⼆冲程发动机另外还有将双倍的动⼒装进同⼀空间内的潜⼒,因为每⼀回转它有双倍的动⼒冲程。
轻便和双倍动⼒的结合使它与许多四冲程发动机相⽐具有惊⼈的“ 推重⽐”。
缺点1.⼆冲程发动机⽆法像四冲程发动机那样可持续使⽤那么长时间。
精密润滑系统的不⾜意味着⼆冲程发动机的零部件耗损得更快。
2.⼆冲程润滑油⾮常昂贵,每使⽤⼀加仑汽油你就需要四盎司润滑油。
如果你在轿车上使⽤⼆冲程发动机,那么你每⼀千英⾥就要烧掉⼀加仑的润滑油。
3.⼆冲程发动机的燃料消耗效率不⾼,因⽽你每加仑油跑不了⼏⾥路。
动画二冲程发动机工作原理
动画二冲程发动机的工作原理如下:
1. 曲轴旋转,通过连杆推动活塞上下运动。
2. 在气缸内,活塞下行的过程中,进气孔打开,可燃混合气进入气缸,此时排气孔和扫气孔关闭。
3. 当活塞接近上止点时,火花塞点火,点燃可燃混合气。
此时气体的压力和温度迅速升高,推动活塞向下运动。
4. 当活塞下行的过程中,排气孔打开,废气排出,同时曲轴箱内的可燃混合气受到压缩。
5. 当活塞转过下止点后,扫气孔打开,曲轴箱内的可燃混合气通过扫气孔进入气缸内,进行扫气过程。
6. 扫气过程完成后,活塞继续上行,进气孔重新打开,新的可燃混合气再次进入曲轴箱内。
7. 如此循环往复,曲轴的旋转通过连杆推动活塞上下运动,从而实现了发动机的持续运转。
以上是二冲程发动机的基本工作原理,如果需要更多信息,建议查阅相关书籍或咨询专业人士。
二冲程活塞发动机工作原理
嘿,咱今儿个就来讲讲二冲程活塞发动机的工作原理哈!你说这二冲程活塞发动机啊,就像是个勤劳的小蜜蜂,嗡嗡嗡地不停转。
咱先看看它吸气的过程,就好比人吸气一样,大口大口地把混合气给吸进来。
那活塞从上往下跑,这一跑啊,就把进气口给露出来啦,混合气就呼呼地往里钻。
接着呢,压缩!这可重要啦,就跟咱把东西紧紧地捏在手里一样。
活塞又从下往上跑,把刚吸进来的混合气使劲儿地压缩,让它们紧紧地靠在一起。
然后就是爆发啦!哇塞,这可刺激了,就像放鞭炮似的,“砰”的一下,能量就释放出来啦。
混合气被点着了,产生巨大的力量,推着活塞使劲往下跑,这动力不就来啦。
最后呢,排气!活塞又跑到上面啦,把燃烧后的废气从排气口给推出去,就像人吐气一样。
你想想看,这二冲程活塞发动机不停地重复着这些步骤,一刻也不停歇,多厉害呀!它虽然结构简单,可作用大着呢!你看那些小小的摩托车、割草机啥的,很多可都是靠它来提供动力的哟。
它就像是个小勇士,虽然个头不大,但是力量满满。
要是没有它,那些小机器可怎么工作呀?咱的生活不也得受影响嘛。
而且啊,这二冲程活塞发动机还挺皮实的,不那么容易坏。
就像咱家里的老物件儿,用了好多年还照样能使。
它也不需要太复杂的保养,多省心呀!
咱平时可能不太会注意到它,但它却在默默地为我们服务呢。
就像那些在幕后辛勤工作的人一样,虽然不显眼,但缺了他们可不行。
所以说呀,这二冲程活塞发动机可真是个宝!咱可得好好珍惜它,让它好好发挥作用,为我们的生活带来更多的便利和乐趣。
你说是不是这个理儿呢?
原创不易,请尊重原创,谢谢!。
1 一、概 述 在本次实习的船舶为散货船,在甲板上分别有锚机,绞缆机,救生艇等机械。
在机舱中则有主机,锅炉,油水分离器,发电机,应急发电机,分油机,空气压缩机,造水机等重要机器,当然还有各种泵,如离心泵,往复泵,齿轮泵等。对于各种重要机器,我们可以在机舱集控式对各机器的压力等参数进行控制检查。当然我们还有舵机房等,当在机舱集控室不能使用时我们可以进行各种手动操作。实习对于轮机工程专业技术的学生来说很重要的一个教学环节,将书本上的理论联系到实际中去。机舱是船舶的动力输出中心,但柴油机却是机舱的心脏,它负责船舶的大部分动力输出设备,为其提供能源,使其能正常运行。所以,机舱值班不仅仅能使船舶能正常的航行,也是船舶安全航行的重要保障,尤其柴油机的正常运行更是其中的重点。在机舱中,大型的船舶设备很重要,但也不能忽视小型设备,如滤器,它能过滤燃油中的杂质,使设备能更好的运转。虽说实习生很累,但实习这段期间却是我们能更好的掌握各种设备各种技术各种理论使其能更好的融合在一起的黄金时光,这也是我们以后的基础。初次上船,我们对所有机器都不熟悉,一个机器里能有很多设备,一个设备里又有各种功能,不过我们应该去了解他们,学习它们的作用,坚持不放过每一次的学习机会,使我们能掌握更多的知识。 船舶柴油机是船舶中一种不可缺少的设备,它分有五大系统:燃油系统,滑油系统,空气系统,淡水冷却系统,海水冷却系统。它有单杠,多缸柴油机之分。同时又有二冲程,四冲程柴油机,其中,二冲程柴油机换气质量不如四冲程柴油机,但二冲程柴油机功率比四冲程柴油机大。 2
二、主机柴油机 (一)二冲程柴油机 通过活塞的两个冲程完成一个工作循环的柴油机称为二冲程柴油机,油机完成一个工作循环曲轴只转一圈,二冲程柴油机与四冲程柴油机基本结构相同,主要差异在配气机构方面。二冲程柴油机没有进气阀,有的连排气阀也没有,而是在气缸下部开设扫气口及排气口;或设扫气口与排气阀机构。并专门设置一个由运动件带动的扫气泵及贮存压力空气的扫气箱,利用活塞与气口的配合完成配气,从而简化了柴油机结,在四冲程柴油机中,活塞走四个冲程才完成一个工作循环,其中两个冲程(进气和排气),活塞的功用相当于一个空气泵。在二冲程柴油机中,曲轴每转一转,即活塞每两个冲程就完成一个工作循环,而进气和排气过程是利用压缩及工作过程的一部分来完成的,所以二冲程柴油机的活塞没有空气泵的作用,为了排除燃烧后的废气,并把新鲜空气充满气缸,必须在柴油机上安装专用的扫气泵(增压器)。 (二)二冲程柴油机工作原理
二冲程柴油机的一个工作循环是在曲轴旋转一圈内完成的。即实现进气、压缩、膨胀和排气这四个步骤是在360°曲轴转角内完成的。这种柴油机的压缩和膨胀是一个比较完整的活塞行程,所以称为二冲程柴油机。而进气和排气则是在膨胀过程结束和压缩过程开始前的很短的时间内(先排气、后进气,并有进排气重叠)完成的。
(1)扫气及压缩冲程: 排气口关闭时,气缸中的空气就开始被压缩。当压缩至上止点前点时,喷油器将燃油喷入气缸,与高温高压的空气相混合,自行着火燃烧。 活塞由下止点向上移动,活塞在遮住扫气口之前,由扫气泵供给储存在扫气箱内的空气,通过扫气口进入气缸,气缸中的残存废气被进入气缸的空气通过排气口扫出气缸。活塞继续上行,逐渐遮住扫气口,当扫气口完全关闭后(此时曲柄在点位置,空气停止充人,排气还在进行,这阶段称为“过后排气阶段”。排气口关闭时(此时曲柄在点位置,气缸中的空气就开始被压缩。当压缩至上止点前点 3
时,喷油器将燃油喷人气缸,与高温高压的空气相混合,随即在上止点附近发火,自行着火燃烧。本冲程结束,并与前一冲程形成一个完整的工作循环。 (2)燃烧膨胀及排气冲程: 燃油在燃烧室内着火燃烧,生成高温高压燃气。活塞在燃气的推动下,由上止点 向下运动,对外作功。(此时曲柄在点位置,此时燃气膨胀作功结束,气缸内大量废气靠自身高压自由排气,从排气口排人到排气管。)活塞下行直至排气口打开,膨胀作功结束,气缸内大量废气靠自身压力从排气口排入到排气管。当气缸内的压力降至接近扫气压力时,下行活塞把扫气口打开,扫气空气进入气缸,同时把气缸内的废气经排气口赶出气缸。活塞运行到下止点,本冲程结束。
(三)二冲程柴油机的示功图 其中a—k线为扫气过程,k点为扫气终点,它取决于进气孔和排气阀关闭时刻。有的机型是排气阀和进气孔同时关闭。有的排气阀提前关闭。k-c线为压缩过程,其中c'点为开始向气缸喷油的时刻。
在第二冲程中,c-m线为膨胀过程,其中c-z线为燃料剧烈燃烧压力急剧上升阶段,z点为最高燃烧压力点,m点为排气阀开始打开的时刻。这时燃烧产物便从气缸经排气阀、排气管排入大气,压力迅速下降,如m-n线所示,当气缸内的压力大约等于贮气置室的压力时,进气孔才被打开(n点),这时新鲜空气应入气缸进行扫气过程,如n-a线所示。 从二冲程柴油机的工作原理可知,在扫气过程中,活塞不做有效功,相对这部分活塞行程容积Vn称为损失容积,而活塞的实际工作容积为: 4
而实际压缩比为: 几何压缩比与四冲程柴油机一样为: 扫气过程容积损失的多少通常用损失容积Vn对几何工作容积Vh的比值表示:
在二冲程柴油机中,y=10~38% 。 现代四冲程和二冲程发动机都成功的使用在各个领域,他们都有各自的特点,一般船用大型低速柴曲机中均采用二冲程发动机,而中、高速柴浊机采用四冲程发动机的居多。 正相同的气缸尺寸和转速下,二冲程发功机的功率理应比四冲程发动机增加一倍,但实际上,由于扫气容积的损失,充气时间较短,废气清除困难以及驱动扫气须要消耗一部分功率等原因,使二冲程发动机的功率只增加60~70%左右。二冲程发动机叫另一优点是扭矩的均匀性比四冲程发动机好,因为它曲轴转一转完成一个工作循环。扫气过程时间短是二冲程发动机的一大缺点,此外,二冲程发动机的活塞、气缸盖、气缸,气阀的温度都比四冲程发动机高。 (四)二冲程柴油机的主要零部件: (1)主要固定件:柴油机的主要固定件由机座、机架、气缸和气缸盖等组成,它 5
们构成了柴油机的骨架,支撑运动件和辅助系统。气缸盖是燃烧室的上盖。除和气缸套、活塞共同组成燃烧室外,在它上面还要安装各种阀件。这些阀件有喷油器、气缸起动阀、示功阀、安全阀、排气阀(气阀-气口式二冲程柴油机)等。另外,对于设置进、排气阀的气缸盖上还要布置进、排气道和气阀摇臂机构。 (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,还有十字头组件。活塞与气缸及气缸盖构成燃烧室,保证柴油机工作过程的进行,同时通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的回转运动,使燃气推动活塞的动力通过曲轴以回转的方式向外输出。十字头组件是船用二冲程十字头式柴油机的特有部件。它的主要作用是将活塞组件和连杆组件连接起来,把活塞的气体力和惯性力传给连杆,承受侧推力并给活塞在气缸中的运动导向。主要包括十字头本体,十字头滑块和十字头轴承(连杆小端轴承)等。 (五)换气方式:直流换气 结构:它的换气是由上下的进、排气儿完成的,故称气孔式直
流换气的二冲程柴油机。进、排气孔的开启和关闭分别由上、下活塞控制。工作时,两个活塞在气缸内作相对运动,燃烧室位于中部,两个活塞通过连杆与上、下曲轴连接,两曲轴通过齿轮轮连接,从一处对外输出有效功。
(六)二冲程柴油机的应用范围: 现在二冲程柴油机基本用作大型船机,其它行业已很少使用。船用柴油机已是民用船舶、中小型舰艇和常规潜艇的主要动力。 (七)优缺点: 1.优点 (1)动力比四冲程柴油机好,因为它的压缩比比四冲程柴油机高而且废气排放要好。 (2)二冲程机因为比四冲程机减少了2个冲程,所以效率要比四冲程机高。 (3)二冲程机多采用十字头结构,因为活塞行程长,同样功率所需要的爆炸压力更低,对燃烧室部件机械要求降低。 (4)活塞行程长,冲击减小,震动减少。 (5)扭矩的均匀性比四冲程柴油机好,因为它曲轴转一转完成一个工作循环。 6
(6) 回转较均匀 (7) 结构较简单
2.缺点 (1)二冲程柴油机油耗大,因为它的燃油利用率要低些,有相当一部分的油气没有燃烧或燃烧不充分就被排放出去,所以尾气中的碳氢化合物比四冲程的高好几倍。 (2)二冲程机器启动所需要的缸数多。 (3)扫气过程时间短,扫气不如四冲程机完全,造成对增压器的依赖。 (4)二冲程柴油机的活塞、气缸盖、气缸、气阀的温度都比四冲程柴油机高许多。 (5)换气质量差、热效率低 (6)热负荷较高
三、柴油机系统 1、燃油系统:日用油柜、输油泵、高压油泵、高压油管、喷油器以及连接管路、燃油粗细滤器、阀件等;
2、润滑系统:滑油循环油柜、滑油泵、滑油粗细滤器、滑油冷却器、温度调节阀、液流阀、安全阀、连接管路及内部管道、阀件等;
3、冷却系统:膨胀水柜、淡水泵、海水泵、海淡水滤器、淡水冷却器、温度调节阀、连接管路及冷却水腔、阀件等;
4、启动系统:空压机、空气瓶、手动控制阀、主启动法、缸头启动阀、空气分配器、分配器凸轮、连接管路、阀件等;(电动启动:充电发电机、蓄电瓶、启动马达、等)
5、增压系统:增压器、中冷器等; 6、控制系统:低压电原、控制屏、声光报警器、压力继电器、压力接触器、温度继电器、温度接触器、温度感温泡、控制开关等;