排气冲程
排气冲程活塞从下止点移动到上止点,此时进气门关闭,排气门打开。油底壳:油底壳的作用是贮存机油,并回收由柴油机各摩擦表面流回的机油。膨胀结束后,气缸内气体已失去做功的能力,称为废气。为了使新鲜空气重新进入气缸,需将废气排出。废气在活塞上行的排挤下,经过排气门到出缸外。排期结束时,气缸内的压力约为1.03~1.08个大气压,温度约为350~600℃。
至此,活塞又回到上止点,单缸四冲程柴油机完成一个工作循环,曲轴转动两圈。此外,实际情况下,柴油机的进、排气门动作的时间并非活塞移动到上、下止点,而是进气门在上止点前打开,下止点后关闭;排气门在下止点前打开,上止点后关闭。
从四冲程柴油机的四个工作过程可以看出,只有作功的,其他三个冲程为辅助过程,需要消耗能量。所耗能量,单缸柴油机由飞轮储存的能量提供,多缸柴油机则靠其他缸的作功冲程来提供。
配气机构
配气机构按柴油机的工作循环和着火顺序,定时地开启和关闭各缸的进排气门,保证新鲜空气适时充入气缸,并将燃烧后的废气及时排除。其零件依据各自功用分为两组:以气门为主要零件的气门组和以凸轮轴为主要零件的气门传动组。
(1)气门组
气门组包括气门、气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座及锁紧装置等零件。
气门是在高温、高机械负荷及冷却润滑困难的条件下工作的,气门头部承受气体压力的作用,排气门同时受到高温废气的冲刷和废气中硫化物的腐蚀。因此,要求气门具有足够的强度、耐高温、耐腐蚀和耐磨损能力。
(2)气门传动组
气门传动组由凸轮轴、正时齿轮、挺柱、推杆、摇臂和摇臂轴等零件构成。其作用是按照规定时刻(配气定时)和次序(发火次序)打开和关闭进、排气门,并保证一定的开度。
根据内燃机种类和气门配置的不同,配气机构也不相同。四冲程内燃机配气结构有侧置式和顶置式两种。
侧置式配气机构装在气缸的一侧。其优点是结构简单,易形成压缩涡流。缺点是所形成的燃烧室不够紧凑,抗爆性差,热量损失多,进、排气阻力也较大,HC排放高,故此方式已较少应用。
目前应用较广的是顶置式配气机构,其装在气缸盖上,除倒置式机构的组成外、还包括摇杆、摇臂等零件。优点是可形成较紧凑的燃烧室,减少进、排气阻力,气门间隙调节方便、不需要增设气门开启的空隙,且燃烧室较小,热损失很少,保证在压缩比很高的情况下,气缸的高度可以适当降低,减小了发动机的体积。(3)冷却系统根据冷却介质的不同,冷却系统通常分为两种类型风冷系统和水冷系统,对应的有空冷发动机和液冷发动机。但是,顶置式配气机构的结构较为复杂。
压缩空气启动
压缩空气启动有两种方法:一种是以空气分配器将压力为3000~5000kPa的高压空气,按照内燃机工作顺序送入各个气缸直接推动活塞使发动机启动;另一种是以压缩冷气驱动气马达,由气马达带动发动机启动。前者一般用于缸径为150mm的柴油机,后者启动装置可与电启动互相替换。柴油发电机组的性能根据***标准《往复式内燃机驱动的交流发电机组第1部分:用途、定额和性能》GB/T2820。
辅助机启动
辅助机启动方式常应用于工程机械、矿山机械及大中型拖拉机用柴油机。先用人力启动机,再用机通过传动机构启动柴油机。旋转磁极式发电机产生电动势的原理与旋转电枢式相同,都是电磁感应现象。启动机的冷却系统与主机相通,启动机发动后,可对主机进行预热。此方法可保证柴油机在较低的环境温度下可靠地启动,且启动时间和次数不受限制。但是其传动机构较复杂,操作不方便、柴油机的总重和体积也增大
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