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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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山东淄博柴油发电机组行业回顾
从1998年起,中国的山东淄博柴油发电机组开始了大跃进,新机--特别是康明斯在中国得到了前所未有的发展。这是因为中国的经济改革开放所带来的国外资本流入,新厂房剧增、电力系统发展速度过慢,使得发电机组从备用电源几乎成了主力电源,正是这样,造就了一批康明斯和威尔逊的代理商大亨。
从2002年开始, 电力系统逐步完善,加上新厂投资有序发展,发电机代理公司越来越多,新机的销量明显下降;这是由于前几年累计下来的发电机组开始需要保养和维修,于是以维修、耗材为主的发电机公司开始大量涌现,并创造了又一次的经济腾飞。
2003年开始,美国、俄罗斯、加拿大相继大停电,造成了世界性的电力危机,当时的中国没有多少人注意到这是什么信号。
2004年,中国进入了有史以来“热”的夏天,不仅珠三角拼命的限电拉闸,短短的两个月,限电文件就下达到全国每一个工业城市。这时恰恰有很多企业的发电机组转为备用,出现了一部分闲置的机组,一部分企业开始尝试租凭发电机组,于是二手发电机组慢慢火起来。2004到2006,浙江政府对自备发电机组的企业进行补助的文件一下达,二手发电机组的生意红了半边天,疯狂的时候二手的价钱比新机还贵,为什么?因为新机早就卖完了,要新机,订货期近1年!也是在这时,因为二货源毕竟有限,供求关系达到空前逆反,如何解决这个问题?有部分发电机公司想到了组装二手发电机组,用丢弃的船机、工程机械、汽车的动力买配件进行维修、组装,价格也出奇的高。
疯狂毕竟是需要调整的,接下来的2007年平淡了很多,虽然生意还是继续,但已经回到了2003年的水平,这时候很多公司,特别是有一定规模的发电机公司开始寻求出路,一部分开始进行发动机制造,一部分开始自行生产发电机(电球),很多公司就开始了发动机+发电机=发电机组的组装之路,这时候,国内的平淡让部分发电机公司开始寻求国外市场,小汽油机、小柴油机再来中、大型山东淄博柴油发电机组,从东南亚到非洲,国际贸易开始走高。
2008年,我想再过几十年我们也不会忘记这个年份,不仅是因为奥运会、雪灾、地震,更因为2008年真正让整个发电机组行业来了个冰火两重天,刚刚进入2008年,一场雪灾让国人落泪无数,各发电机公司捐款捐物,同时也带来了不小的机组订单。512地震让整个中华儿女失声痛哭,救援的发电机组订单也纷至沓来,部分公司因此也获利颇多,50~200KW的发电机组再次脱销。
下半年,美国的救市计划让国人感受到全球性的经济危机真正降临,这两年的物价,加上国人不太愿意面对的经济危机的波及,让中国的经济走入一个迷雾的沼泽, 开始对依赖出口的发展模式开始调整,为今后的“扩大内需”做好和良性循环的准备;回到发电机组行业,受全球性经济危机的影响,大部分依赖出口的企业开始萧条,导致依赖维修和售卖发电机组的发电机公司跟着萧条,国际贸易也没有大的起色,行业一时跌入冰点。
但奇怪的事情还是在上演,有很多人会问:为什么这么多发动机的生产厂商还是有做不完的单呢?还有部分发电机(电球)生产商也是一样,还是天天加班?据分析了,主要是因为2007年和2008年上半年的全球性采购量增长的原因,一部分由于一些 的开发建设所需,一部分是由于国际支援订单,还有一部分来自于战争等因素,当然不管是什么因素,现在看到的事情其实是07年和08年初的“订单”,并不能表示现在的真正情况。
当然除了全球性经济因素,还有一个重要的因素也是导致发电机组行业萧条的关键,那就是油价,这几年年年攀升的油价让本来“划算的”的发电机组成了“不到非常必要的时候 放着”的摆设,恐怕很多行业人士又要开始怀恋原来“承包发电”的时代了



康明斯山东淄博柴油发电机组的耗量特性
在满足电力网络负荷平衡的前提下,山东淄博柴油发电机组 负荷分配指的是通过有计划的安排各个山东淄博柴油发电机组的出力,使得整体的柴油的消耗油量变得小,让成本达到少,进而整个发电厂的效率与收益。山东淄博柴油发电机组一般是通过在气缸中燃烧柴油,然后借助转化的爆炸动力来推动柴油机的运作,山东淄博柴油发电机再带动与其相关联的发电机发电,完成整个电力生产环节。因为山东淄博柴油发电机的做功的数量很大程度上取决于燃油消耗的数量,而山东淄博柴油发电机的进气量又规定了山东淄博柴油发电机组出力的大小,由于负荷时刻在波动,为了保证康明斯山东淄博柴油发电机组在任何时刻达到经济工况,必须对康明斯山东淄博柴油发电机组的动力特性进行准确的模拟。即确定康明斯山东淄博本地柴油发电机组的耗油量特性。
山东淄博柴油发电机组发出的功率,与山东淄博柴油发电机组消耗的柴油等的关系形成山东淄博柴油发电机组的耗油量特性曲线。而山东淄博柴油发电机组的这一曲线是电力山东淄博柴油发电机组 负荷分配问题的基本参数,终结果与耗油量特性曲线的正确率有密切的关系。因此在负荷优化分配中,通过分析计算得到山东淄博柴油发电机组的耗油量特性是必不可少的步骤。
研究山东淄博柴油发电机组的耗油量特性的参数,必须先对火力电山东淄博本地柴油发电机组的参数进行了解,单元山东淄博柴油发电机组的燃油的使用量B与发电机有功功率P之间的关系比较复杂,主要取决于山东淄博柴油发电机组本身的特点,同时还受到所处环境温度,水介质温度,大气压等因素影响。康明斯山东淄博柴油发电机组由于其自身特点,其启动过程耗时较长,由此有时连续优化过程中需要考虑山东淄博柴油发电机组的启停成本;山东淄博本地柴油发电机组在低负荷状态下,为了保证锅炉燃油的稳定燃烧需要进行投油稳燃。如果综合考虑这些成本,会使得山东淄博柴油发电机组的燃油耗油量B与出力P之间的关系和规律变得难以分析。限于篇幅,本文只讨论康明斯山东淄博柴油发电机组在稳定负荷下的耗油量特性关系,即不考虑山东淄博柴油发电机组的启停成本,但是对于山东淄博柴油发电机组的出力范围进行考虑,可有效避免山东淄博柴油发电机组在低出力工况下运行。这些简化并不影响结论的正确性。
此时,单元山东淄博柴油发电机组的耗油量特性可以表示为:
B=F(P)
式中B为燃油消耗油量,即每小时燃油的标准柴油耗油量(单位:t/h);P为发电机有功功率(单位:MW)。





