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柴油機(jī)的工作原理
以四沖程柴油機(jī)為例,對柴油機(jī)的工作原理進(jìn)行介紹。四沖程柴油機(jī)的四個(gè)沖程方便稱為進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣沖程。
1.四沖程正時(shí)相位圖
正時(shí)相位圖是用來識別所有四個(gè)沖程是何時(shí)發(fā)生的方法。機(jī)組結(jié)構(gòu):發(fā)電機(jī)機(jī)殼與發(fā)動機(jī)飛輪殼通過法蘭剛性連接,發(fā)電機(jī)單軸承轉(zhuǎn)子通過柔性驅(qū)動盤直接用螺栓固定在發(fā)動機(jī)飛輪上,公共底座鋼制堅(jiān)固且設(shè)有吊裝孔。在相位圖上畫出了四沖程發(fā)動機(jī)的各個(gè)過程。在相位圖頂部,活塞正好處在上止點(diǎn)(TDC)位置。TDC之前發(fā)生的過程稱為BTDC(上止點(diǎn)前),上止點(diǎn)后發(fā)生的稱為ATDC(上止點(diǎn)后)。相位圖的底部是活塞處于下止點(diǎn)(BDC)位置。
機(jī)體
機(jī)體由氣缸體曲軸箱、油底売、氣缸套、氣缸蓋、氣缸墊、齒輪室和飛輪売等組成。
1.氣缸體一曲軸箱:水冷柴油發(fā)動機(jī)的氣缸體和曲軸箱常用灰鑄鐵鑄為一體,氣缸體上部分圓柱形空腔稱為氣缸,下半部為支撐曲軸的曲軸箱,其內(nèi)腔為曲軸運(yùn)動空間。在氣缸體內(nèi)部鑄有許多加強(qiáng)筋、挺柱腔、冷卻水套和潤滑油道、水道等。
氣缸體的結(jié)構(gòu)通常分為三種:平分式、龍門式和隧道式。平分式機(jī)體具有加工、拆裝方便的特點(diǎn),但是剛度較差;龍門式機(jī)體不僅拆裝方便、還具有較好的抗彎曲、抗扭轉(zhuǎn)剛度,但是加工不便;隧道式機(jī)體剛性,但重量較大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
2.氣缸套:氣缸套鑲嵌于機(jī)體上部氣缸孔內(nèi),由耐磨的鑄鐵材料制成,而缸體則可用價(jià)廉的普通鑄鐵或質(zhì)量輕的鋁合金制成,在有效地節(jié)省材料的同時(shí)延長使用壽命,解決了成本與壽命之間的矛盾。通常氣缸套分為干式和濕式兩種。
3.氣缸蓋:氣缸蓋的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,由鑄鐵或鋁制成,是安裝在氣缸體頂部的部件,通常覆蓋住使空氣和燃油進(jìn)入氣缸的氣道和氣門,作用是密封氣缸體,控制氣缸內(nèi)空氣和燃油的進(jìn)出。發(fā)動機(jī)的額定容量須符合國家標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)運(yùn)行的要求并與發(fā)電機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的額定容量相配合,其超載能力,將在招標(biāo)文件中加以規(guī)定。其內(nèi)部一般有進(jìn)、排氣道、水冷水套(風(fēng)冷柴油機(jī)氣缸蓋外部有散熱片),潤滑油孔等;外部裝有進(jìn)、排氣門,噴油器,進(jìn)、排氣管等。
4.氣缸墊:氣缸墊是氣缸蓋與機(jī)體結(jié)合面之間的密封元件,在壓力的作用下產(chǎn)生一定的形變,以補(bǔ)償結(jié)合面的不平度和粗糙度。發(fā)電機(jī)電機(jī)按照其發(fā)生或需要的電能的性質(zhì)可分為直流電機(jī)和交流電機(jī)。因此,其制作材料具有彈性、耐熱性、耐壓性的特點(diǎn),作用是保證缸體與缸蓋間的密封,防止漏水、漏氣和竄油。目前常用的氣缸墊是金屬石棉墊。
5.油底殼:油底殼的作用是貯存機(jī)油,并回收由柴油機(jī)各摩擦表面流回的機(jī)油。其構(gòu)造具有以下特點(diǎn):
(1)由薄鋼板沖壓而成;
(2)內(nèi)部設(shè)有穩(wěn)油擋板,以防止振動時(shí)油底売油畫產(chǎn)生較大的波動;
(3)處設(shè)有放油塞(磁性);
(4)曲軸箱與油底売之間有密封襯墊。
發(fā)電機(jī)
柴油發(fā)電機(jī)組中的發(fā)電機(jī)通常是同步發(fā)電機(jī)。同步發(fā)電機(jī)可分為旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極式兩種,其中旋轉(zhuǎn)磁極式同步發(fā)電機(jī)是更為常見的一種。
旋轉(zhuǎn)電樞式
旋轉(zhuǎn)電樞式同步發(fā)電機(jī)的電樞是轉(zhuǎn)動的,磁極是固定的,電樞電勢通過電環(huán)和電刷引出與外電路連接。鑰匙開關(guān)打開后,電子輸油泵只運(yùn)轉(zhuǎn)30s,它只用來在發(fā)動機(jī)啟動時(shí)注滿燃油系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)電樞式只適用于小容量的同步發(fā)電機(jī),原因是:采用電刷和集電環(huán)引出大電流比較困難,容易產(chǎn)生大花和磨損;電機(jī)定子內(nèi)腔的空間限制了電機(jī)的容量發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本較高;電機(jī)運(yùn)行速度受到離心力及機(jī)械振動的限制。因此,旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)只適用于小型發(fā)電機(jī)。
旋轉(zhuǎn)磁極式
旋轉(zhuǎn)磁極式同步發(fā)電機(jī)的磁極是旋轉(zhuǎn)的,電樞是固定的,電樞繞組的感應(yīng)電勢不通過集電環(huán)和電刷直接送往外電路,因此絕緣能力和機(jī)械強(qiáng)度較好,安全可靠,維護(hù)簡單,適用于大型發(fā)電機(jī)。