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二手50装载机中柴油机的工作原理

当前栏目:装载机知识日期:2018-11-14 10:19:00浏览量:30

发动机的作用就是将燃料燃烧的热能转换为机械能,从而输出动力,其能量的转换是通过不断的反复进行进气压缩一做功排气四个连续过程来实现的。关于二手50装载机中柴油机的工作原理,我们主要从单缸四冲程柴油机和多缸四冲程柴油机两方面讲解。

    一、单缸四冲程柴油机基本工作原理

    四冲程柴油机是压燃式内燃机,其每工作循环经历进气、压缩、做功、排气四个行程。

   1.进气行程

    进气行程如图所示曲轴带动活塞从上止点向下止点运行,此时排气门关闭,进气门打开。活塞移动过程中,气缸内容积逐渐增大,形成一定的真空度,将新鲜空气吸人气缸。当活塞到达下止点时,整个气缸内允满了新鲜空气。由于进气阻力比较小,进气终了时代体压力约为0.08-0.095MPa,气体温度约为300-370K。

    2.压缩行程

    压缩行程如图所示,曲轴继续旋转,活塞从下止点向上止点运动,这时进气门和排气门都关闭、气缸内成为封闭容积,空气受到压缩,压力和温度不断升高,当活塞到达止点时压缩行程结束,柴油机压缩的是纯空气,其由于柴油机械缩比大,压输终了时气缸内的压力和温度均比汽油机高,压力可达3-5MPa,温度可达800-1000K。

二手50装载机中柴油机的工作原理

    3.做功行程

    做功行程如图所示。在柴油机乐缩行程接近终了时,喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷人气缸内的高温空气中,柴油在气年内便迅速蒸发并与空气混合形成混合气,由于此时气虹内的温度远高于柴油的自燃温度约(500K),所以形成的混合气会立即自行着火燃烧,在此后的段时间内边喷油边燃烧,气血内的压力和温度也急刷升高,瞬时压力可高达5-10MPa,瞬时温度可达1800-2200K,在高压气体推动下,活寒下行井带动曲轴旋转做功行程终了时,气体压力约为0.2-0.4MPa,气体温度约为1200-1500K。

    4.排气行程

    排气行程如图所示,缸内燃烧后主权的废气必领从代缸中排出去以便进行下一个进气行程。当做功接近终了时,排气门开启,进气门仍然关闭,因废气压力高于大气压而自动排出。此外,当活塞越过下止点向上止点运动时,还靠活塞的推挤作用强制排气。活塞过上止点后,排气门关闭,排气行程结束,排气终了时,气缸内气体压力约为0.108-1.125MPa。气体温度约为80-1000K。

    通过上述四冲程柴油机工作循环的分析可知,四冲程柴油机具有以下工作特点:

    (1)每个工作循环中曲轴旋转两周,活塞上下往复运行四个单程,进、排气门各开启次。

    (2)四个冲程中,只有做功行程产生动力,其余都是为做功行程作准备的辅助冲程,靠消耗飞轮储备的能量来完成。

    (3)在发动机运转的第一一循环,发动机启动必须有外力将曲轴转动、从而完成进气、压缩行程,着火后,完成做功行程,并依靠曲轴和飞轮储存的能量自行完成以后的行程。以后的工作循环发动机无需外力即可自行完成。

二、多缸四冲程柴油机基本工作原理

由四冲程单杠柴油机的工作原理可知:四冲程单杠柴油机每一工作循环的4个行程中,只有1个行程是做功的,其余3个行程均是做功的准备行程。因此,在四冲程单缸柴油机上,每一工作循环内曲轴转过的两圈中,只有半圈是靠气缸内气体对活寒做功使曲轴旋转,而其余一圈半是依靠飞轮惯性在维持曲轴旋转。显然,曲轴转速是不均匀的,要使柴油机运转平稳,就必须装用具有较大转动惯量的飞轮,这样又会增大柴油机的质量和尺寸,因此,为了使曲轴运转平稳,可使用四冲程多缸柴油机,各缸的活塞连杆机构都连接在同一根曲轴上。

多缸四冲程柴油机的每一个气缸内,所有的工作过程均与单缸柴油机相同,且曲轴每转两圈每个气缸均完成一个工作循环,但各个气缸的做功行程并不同时进行,而是根据气缸数目和曲柄排列方式的不同,按照定的顺序和定的间隔进行。为了保证发动机运转均匀性和平衡性的要求,对四冲程柴油机,曲轴转两转,每个气缸都必须完成个循环。因此,各缸应相隔定的转角而均匀地点火。 气缸数越多,发动机曲轴运转越平稳。但随气缸数的增多,柴油机的结构尺寸及质量增加,柴油机的结构也更复杂。其中4缸、6缸柴油机最为普遍。若多缸柴油机有i个气缸,则点火间隔角应为θ=720o/i     (1)

1.四冲程四缸柴油机的工作顺序

由式(1)可知四缸柴油机机的发火间隔角为180o,各缸的发火顺序可为1-3-4-2,即表示第一缸发火以后,依次为第3、4、2缸的顺序相继发火。

四缸柴油机工作示意图

四缸柴油机的曲轴由四个曲拐构成,各曲拐平面之间的相互夹角为180o,若第1、4缸内的活塞运行到上止点位置时,第1缸进行做功冲程,则第四缸进行吸气冲程,而第3缸和第2缸分别开始进行压缩和排气冲程。在曲轴转过180°后,则第2缸和第3缸的活塞处于上止点位置,第3缸开始进人做功冲程,第2缸为进气冲程。此时1、4缸分别为排气和压缩冲程。如此循环,使四个气缸每隔180o曲轴转角,交替进人做功冲程推动活塞运动。据四缸机曲拐排列的特点,也可按1-2-4-3的发火顺序工作。

四缸柴油机的工作循环表

2.四冲程六缸柴油机的工作顺序

按式图所示,对于六缸柴油机的发火间隔角应为120°曲轴转角,各曲拐平面之间的相互夹角也为120°,各缸发火顺序一般为1-5-3-6-2-4(如6135型柴油机等)。

六缸柴油机工作示意图

总结二手50装载机中六缸柴油机各缸发火顺序既能保证柴油机有较好的运转均匀性和平衡性,又不使相邻两气缸连续发火,对曲轴主轴承的工作有利。通过图可见二手50装载机中六缸机的运转均匀性比四缸机更好,六缸柴油机在二手龙工50装载机二手临工30装载机上用得较多。