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柴油机工作原理是什么
柴油机工作原理
单缸往复活塞式柴油机结构主要由排气门、进气门、气缸盖、气缸、活塞、活塞销、连杆和曲轴等组成。气缸内装有活塞，活塞通过活塞销、连杆与曲轴相连接。活塞在气缸内作一上下往复运动，通过连杆推动曲轴转动。为丁吸入新鲜空气和排出废气，在气缸盖上下设有进气门和排气门。
(1)基本名闻术语
①上止点：活塞离曲轴中心 距离的位置。
②下止点：活塞离曲轴中心小距离的位置。
③活塞行程(冲程)：上止点与下止点间的距离，用符号S表示，单位为mm。
④曲柄半径：曲轴旋转中心到曲柄销中心的距离，用符号r表示，单位为mm。活塞行程S等于曲柄半径r的两倍。
⑤气缸工作容积在：一个气缸中，活塞从上止点到下止点所扫过的气缸容积。用符号Vh表示，単位为L。
⑥柴油机排量：柴油机所有气缸工作容积的总和称为柴油机排量，用VH表示。
柴油机排量表示柴油机的做功能力，在其他参数相同的前提下，柴油机排量越大，则其所发出的功率就越大。
⑦燃烧室容积当活塞在上止点时，活塞上方的气缸容积。用符号Vc表示。
气缸总容积当活塞在下止点时，活塞上方的气缸容积。用符号Va表示。它等于燃烧室容积Va与气缸工作容积Vh之和。
⑨压缩比气缸总容积与燃烧室容积之比。用符号ε表示。
压缩比ε表示气缸中的气体被压缩后体积缩小的倍数，也表明气体被压缩的程度，通常柴油机的压缩比ε＝12～22。压缩比越大，活塞运动时，气体被压缩得越厉害，气体的温度和压力就越高，柴油机的效率也越高。
⑩工作循环：柴油机中热能与机械能的转化，是通过活塞在气缸内工作，连续进行进气、压缩、做功、排气四个过程来完成的。每进行这样一个过程称为一个工作循环。如柴油机活塞走完四个冲程(曲轴旋转两周)完成一个工作循环，称该机为四冲程柴油机如活塞走完两个冲程(曲轴旋转一周)完成一个工作循环，称改机为二冲程柴油机。
(2)四冲程柴油机工作原理
①进气过程 活塞从上止点向下止点移动，这时在配气机构的作用下进气门打开，排气门关闭。由于活塞下移，气缸内容积增大，压力降低，新鲜空气经空气滤清器、进气管不断吸入气缸。由于进气系统存在阻力，使进气终了气缸内的气体压力低于大气压力P0(约78～91kPa)，温度为320～340K.
②压缩过程 活塞由下止点向上止点运动，这时进、排气门关闭。气缸内容积不断减少，气体被压缩，其温度和压力不断提高。压缩终了时气体压力可达3～5MPa，温度高达750～1000K，为喷人气缸内的柴油蒸发、混合和燃烧创造条件。
③做功过程 所示]在压缩过程即将终了时，喷油器将柴油以细小的油雰喷入气缸，在高温、高压和高速气流作用下很快蒸发，与空气混合，形成混合气。并在高温下自动着火燃烧，放出大量的热量，使气缸中气体温度和压力急剧上升。燃烧气体的 压力可达6～9MPa， 温度可达1800～2000K。高压气体膨胀推动活塞由上止点向下止点移动，从而使曲轴旋转对外做功。由于喷油和燃烧要持续一段时间，所以虽然活塞开始下移，但此时还有喷入的燃料继续燃烧放热，气缸内的压力并没有明显下降，随着活塞下移，气缸内的温度和压力才逐渐下降。做功行程结束时，压力约为0.2～0.5MPa。
④排气过程 做功过程结末后，排气门打开，进气门关闭。活塞在曲轴的带动下由下止点向上止点运动，燃烧过的废气便依靠压力差和活塞上行的排挤，迅速从排气门排出。由于排气系统有阻力，因此，排气终了时，气缸内废气压力略高于大气压力。气缸内残余废气的压力约为0.105～0.12MPa，温度约为700～900K。
活塞经过上述四个连续过程后，便完成了一个工作循环。当排气过程结束后，柴油机曲轴依靠飞轮转动的惯性作用仍继续旋转，上述四个过程又重复进行。如此周而复始地进行个又一个的工作循环，使柴油机连续不断地运转起来，并带动工作机械做功。
(3)二冲程柴油机工作原理
二冲程柴油机无进气门。气缸(气缸套)壁上有一组进气孔，由活塞的上下运动控制进气孔的开、闭，气缸盖上设有排气门。空气由扫气泵提高压力以后，经气缸外部的空气室和气缸壁上的进气孔进入气缸，完成进气和扫气过程。燃烧后的废气由气缸盖上的排气门排出。其工作过程如下。
① 行程 行程也称换气-压缩过程。曲轴带动活塞由下止点向上运动，这时进气孔和排气门均打开，新鲜空气山扫气泵以高于大气压力送入气缸中，并把气缸中的残余废气从排气门扫除。这种进、排气同时进行的过程称为“扫气过程”。活塞继续向上运动，当活塞越过进气孔后，进气孔破活塞关闭的同时配气机构也使排气门关闭。于是气缸内的新鲜空气被压缩，一直进行到上止点。
②第二行程 第二行程也称膨胀-换气过程。活塞接近上止点时，喷油器开始喷油，被喷油器喷成的雰状柴油与高温压缩空气相遇，便迅速燃烧。由于燃气压力的作用，推动活塞向下止点运动，经连杆带动曲轴旋转而输出动力。当活塞下行至某一时刻时排气门打开，做功后的废气由排气门排出。活塞继续向下运动，随后进气孔打开，新鲜空气被扫气泵再次压入气缸，开始“扫气过程”。活塞一直运动到下止点，完成第二个工作行程。
(4)二冲程与四冲程柴油机的比较
与四冲程柴油机比较，二冲程柴油机有以下主要特点。公明发电机
①曲轴毎转一周就有一个做功过程，因此，当二冲程柴油机工作容积和转速与四冲程柴油机相同时，在理论上其功率应为四冲程柴油机功率的两倍。但由于结构上的关系，二冲程柴油机废气排除不彻底，并且换气过程减小了有效工作行程。因而在同样的工作容积和曲轴转速下，二冲程柴油机的功率约为四冲程柴油机的1.5～1.7倍。
②二冲程柴油机因其曲轴毎转一周就有一个做功行程，在相同转速下工作循环次数多，故输出转矩均匀，运转平稳。
③大多数二冲程柴油机部分或全部采用气孔换气，配气机构简单。所以，二冲程柴油机结构简单，重量轻·使用维修方便。
④换气时间短，并需要借助新鲜空气来清扫废气，换气效果相对较差。
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介绍组成华尔网柴油发电机的两大组件和五大系统
华尔网柴油发电机是一种比较复杂的机器，它由许多组件和系统组成，这些组件和系统共同保证柴油机进行工作循环，实现能量转换，并使其能连续正常运转。目前，柴油机的结构形式很多，具体构造也有很多不同之处，但柴油机无论怎样变化，其基本构造和组成形式是相同的。下面结合国内使用广泛的135系列柴油机的结构，首先介绍组成华尔网柴油发电机的两大组件和五大系统，以便于读者进一步认识和熟悉华尔网柴油发电机。
四冲程柴油机由下列组件和系统组成。
一、燃烧室组件
燃烧室组件主要由固定不动组件组成，包括机体、汽缸盖、汽缸套、活塞组件和汽缸垫。在组成燃烧室的各个部件中除活塞组件能运动外，其他部件均为固定不动组件。这些部件的主要作用是组成密封的燃烧室并完成柴油机的能量转换。
二、动才传动组件
动力传动组件主要由运动部件组成，包括连杆组件、曲轴飞轮组件和活塞组件。动力传动组件的作用是将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动，并将作用在活塞顶部的燃气压力转变为扭矩，通过曲轴向外输出动力，使热能转变为机械能。
三、燃科供系统
燃料供给系统的主要作用是保证活塞由下止点向上运动到压缩上止点一定上止点前一定度数时，定时、定量、定质地向燃烧室内喷入高压雾化燃油。柴油机燃料供给给系统主要包括油箱、低压油管、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、调速器、高压油管和喷油器等。
四、润滑系统
润滑系统的作用是将机油（润滑油）输送到柴油机各运动部件的摩擦表面，以减轻零件表面摩擦，带走零件所吸收的部分热量，冲洗零件表面，提高燃烧室的密封效果，防止部件生锈。润滑系统主要由油底壳、吸油盘、机油泵、机油散热器、机油粗滤器、机油细滤器、缸盖内部油道和机体内部油道等组成。
五、冷却系统
冷却系统主要由水泵、风扇、水散热器、水温表、节温器、机体内部水道以及缸盖内部水道等组成。冷却系统的主要作用是将柴油机运转时各零部件所吸收的多余热量迅速传导出去，以保证柴油机在正常温度下运转，不致因各种零件过热而损坏：同时还要对机油（润滑油）进行强制冷却。
六、配气系统
配气系统主要包括进气管、排气管、空气滤清器、排气消声器、进气阀、排气阀、挺杆、配气凸轮和传动齿轮等机件。配气系统的主要作用是定时打开和关闭各汽缸的进、排气门，以使燃烧室内进气充足、排气干净，且达到密封良好的目的。
七、起动和充电系统
起动和充电系统的作用是保证柴油机准时起动和按时给蓄电池充电。起动和充电系统主要包括蓄电池、起动机、磁力开关（电磁马达）、控制按钮、充电调节器、交（直）流发电机、充电线路、用电负载和控制开关等。
一台完整的柴油机必须具备以上两大组件和五大系统才能正常工作。
