排氣沖程
排氣沖程活塞從下止點(diǎn)移動(dòng)到上止點(diǎn),此時(shí)進(jìn)氣門關(guān)閉,排氣門打開。膨脹結(jié)束后,氣缸內(nèi)氣體已失去做功的能力,稱為廢氣。為了使新鮮空氣重新進(jìn)入氣缸,需將廢氣排出。廢氣在活塞上行的排擠下,經(jīng)過排氣門到出缸外。排期結(jié)束時(shí),氣缸內(nèi)的壓力約為1.03~1.08個(gè)-壓,溫度約為350~600℃。
至此,活塞又回到上止點(diǎn),單缸四沖程柴油機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán),曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈。此外,實(shí)際情況下,柴油機(jī)的進(jìn)、排氣門動(dòng)作的時(shí)間并非活塞移動(dòng)到上、下止點(diǎn),而是進(jìn)氣門在上止點(diǎn)前打開,下止點(diǎn)后關(guān)閉;排氣門在下止點(diǎn)前打開,上止點(diǎn)后關(guān)閉。
從四沖程柴油機(jī)的四個(gè)工作過程可以看出,只有作功的,其他三個(gè)沖程為輔助過程,需要消耗能量。所耗能量,單缸柴油機(jī)由飛輪儲(chǔ)存的能量提供,多缸柴油機(jī)則靠其他缸的作功沖程來提供。
配氣機(jī)構(gòu)
配氣機(jī)構(gòu)按柴油機(jī)的工作循環(huán)和著火順序,定時(shí)地開啟和關(guān)閉各缸的進(jìn)排氣門,-新鮮空氣適時(shí)充入氣缸,并將燃燒后的廢氣及時(shí)排除。其零件依據(jù)各自功用分為兩組:以氣門為主要零件的氣門組和以凸輪軸為主要零件的氣門傳動(dòng)組。
1氣門組
氣門組包括氣門、氣門座、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧、彈簧座及鎖緊裝置等零件。
氣門是在高溫、高機(jī)械負(fù)荷及冷卻潤滑困難的條件下工作的,氣門頭部承受氣體壓力的作用,排氣門同時(shí)受到高溫廢氣的沖刷和廢氣中-物的腐蝕。因此,要求氣門具有足夠的強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕和耐磨損能力。
2氣門傳動(dòng)組
氣門傳動(dòng)組由凸輪軸、正時(shí)齒輪、挺柱、推桿、搖臂和搖臂軸等零件構(gòu)成。其作用是按照規(guī)定時(shí)刻(配氣定時(shí))和次序(發(fā)火次序)打開和關(guān)閉進(jìn)、排氣門,并-一定的開度。
根據(jù)內(nèi)燃機(jī)種類和氣門配置的不同,配氣機(jī)構(gòu)也不相同。四沖程內(nèi)燃機(jī)配氣結(jié)構(gòu)有側(cè)置式和頂置式兩種。
側(cè)置式配氣機(jī)構(gòu)裝在氣缸的一側(cè)。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,易形成壓縮渦流。缺點(diǎn)是所形成的燃燒室不夠緊湊,抗爆性差,熱量損失多,進(jìn)、排氣阻力也較大,hc排放高,故此方式已較少應(yīng)用。
目前應(yīng)用較廣的是頂置式配氣機(jī)構(gòu),其裝在氣缸蓋上,除倒置式機(jī)構(gòu)的組成外、還包括搖桿、搖臂等零件。優(yōu)點(diǎn)是可形成較緊湊的燃燒室,減少進(jìn)、排氣阻力,氣門間隙調(diào)節(jié)方便、不需要增設(shè)氣門開啟的空隙,且燃燒室較小,熱損失很少,-在壓縮比-的情況下,氣缸的高度可以適當(dāng)降低,減小了發(fā)動(dòng)機(jī)的體積。但是,頂置式配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。
四沖程柴油工作原理
1進(jìn)氣沖程
在進(jìn)氣沖程過程中,活塞在曲軸的帶動(dòng)下,從上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)、此時(shí)進(jìn)氣門打開,排氣門關(guān)閉。由于氣缸內(nèi)容積增大,康明斯柴油發(fā)電機(jī)控制面板,氣缸內(nèi)壓力低于-壓、因此,新鮮空氣通過吸氣門進(jìn)入氣缸。由于進(jìn)氣系統(tǒng)有阻力,空氣進(jìn)入氣缸后的壓力低于-壓。進(jìn)氣結(jié)束時(shí)氣缸內(nèi)的壓力約為0.8~o.9個(gè)-壓,溫度在40~70℃。此過程結(jié)束時(shí),氣缸內(nèi)充其量越多,可以噴入的燃油量也越多,燃燒過程放出的能量就越多,柴油機(jī)發(fā)出的功率就越大;
2壓縮沖程
活塞從下止點(diǎn)移動(dòng)到上止點(diǎn),進(jìn)、排氣門都處于關(guān)閉狀態(tài),活塞將沖程吸入的空氣壓縮在燃燒室內(nèi),使空氣的溫度和壓力升高。此過程結(jié)束時(shí),氣缸內(nèi)空氣溫度約在500~700℃,壓力為27~49個(gè)-壓;
3作功沖程
活塞從上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn),進(jìn)、排氣門都處于關(guān)閉,壓縮過程結(jié)束時(shí),噴油器將高壓燃油噴-缸,與高溫高壓空氣混合,由于溫度高于柴油自燃點(diǎn),產(chǎn)生大量熱能,使氣缸內(nèi)溫度和壓力急劇升高。高溫高壓氣體推動(dòng)活塞下移、經(jīng)連桿帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn),對(duì)外做功,此過程燃燒壓力約為60~90個(gè)-壓、溫度達(dá)到1700~2000℃。隨著膨脹作用的進(jìn)行,熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,氣缸內(nèi)氣體的壓力、溫度急劇下降,到膨脹結(jié)束時(shí),氣缸內(nèi)的壓力下降至4個(gè)-壓,溫度降到600~900℃。
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