柴油发电机机理包括进气、压缩、做功和排气四大步骤

摘要：以四冲程柴油发电机为例，对柴油发电机的作业机理进行介绍。柴油发电机作业行程分别称为进气步骤、压缩程序、燃烧和膨胀步骤、排气过程。本文从柴油发电机原理、操作和构造因素，全面综述工作流程中实际循环和理想循环存在的差异，并通过讲解找到缩小这些差别的高效策略。本文重点是压缩和膨胀流程小议，难点是操作和构造条件是怎生危害多变指数变化的变化对终态参数的危害。

      柴油发电机作业原理活塞连续运转四个冲程（即曲轴旋转两周）的流程中，完成一个工作循环（进气―压缩―燃烧和膨胀―排气）的柴油发电机。作业步骤如图1所示。

      活塞在曲轴的带动下，从上止点移动到下止点，此时进气门打开，排气门关闭。因为汽缸内容积增大，气缸内压力低于大气压。因此，新鲜空气通过吸气门进入汽缸无锡康明斯发电机有限公司。因为进气机构有阻力，空气进入气缸后的压力低于大气压。进气结束时汽缸内的压力约为0.8~0.9个大气压，温度在40、70℃。此步骤结束时，汽缸内充其量越多，可以喷入的燃油量也越多，燃烧步骤放出的能量就越多，柴油发电机发出的容量就越大。

（2）活塞在废气压力（Pr）膨胀推动下作正功，此时并未进入缸内；只有当压力降到小于P0时，新鲜空气才真正被吸入缸中。

（3）由于有进气阻力，于是进气终了压力PaPo，此时活塞克服进气阻力（△Pa=P0-Pa）作负功。

      活塞从下止点移动到上止点，进、排气门都处于关闭状态，活塞将第一冲程吸入的空气压缩在燃烧室内，使空气的温度和压力升高。此流程结束时，汽缸内空气温度约在500~700℃，压力为27~49个大气压。第二阶段示功图如图3所示。

      前段为吸热（n1＞k），后段为放热（n1’k），只有在某一点（m点）才是n1’=k。它为多变指数（n1＜k）在随时出现变化的多变过程。

④ n1也希望提升，它具体受到热交换及工质泄漏的影响：传热量大，Tc↓，意味n1↓;同样，泄漏量大，Pc↓柴油发电机厂家品牌，也意味n1↓。

⑤ 减轻传热量，提高n1的方法有：增强发电机速度（传热和泄漏的时间减轻）;负载增加（水温高）、采用空冷；增大气缸直径（相对传热量和泄漏量将减轻）。

⑥ 在进行热力计算时，其“多变指数”取平均多变指数进行计算（“平均多变指数”取得是否合理，其计算结果要与热力步骤中的初、终态实际基本状态参数一致来决定）。

      燃烧程序目的是将化学能转变为热能，使工质温度和压力增强。

      因为前期喷出的燃油的燃烧，在接近容积不变的情况下出现，故而压力上升很快（即：为定容加热过程），如图4所示。此后，功率增长变缓。因为喷油是持续的个步骤，气体温度将进一步提高，虽然活塞已开始下行，容积开始扩大，但因温度增高的缘故柴油发电机维修全图解，气体压力接近不变（即：存在定压加热的程序）。

      膨胀步骤目的是利用高温、高压的工质推动活塞下行对外作功，实现热功切换。

      如图5所示。前段继续吸热（补燃部分，n2’＜k），后段为放热（向水套放热，n2’＞k），只有在某一点才是n2’=k。它也为多变指数（n2’）在随时发生变化的多变流程。

      如：2H?+O?=2H?O，另外，还有漏气损失。

（4）在进行热力计算时，其“平均多变指数”取得合理与否，由计算结果与实际热力流程中的初、终态基础状态数据是否一致来决定。

      工质吸热时，n2危害条件有：转速增加、混合气质量不佳，均会使补燃增加，工质在膨胀期吸热量的增加，引起Pb、Tb增大，不好；工质放热时，n2影响因素有：漏气增加、汽缸直径减轻（相对散热面积增加）、表面上虽然能使Pb、Tb降低，但热能却被水套中的水或空气带走，也不良。

      活塞从下止点移动到上止点，此时进气门关闭，排气门打开。膨胀结束后，汽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汽缸，需将废气排出。废气在活塞上行的排挤下，经过排烟门到出缸外。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℃。排气流程目的是将废气排出，以便替换新鲜工质。第四阶段示功图如图6所示。

      至此，活塞又回到上止点，四冲程柴油发电机完成一个作业循环，主轴转动两圈。此外，实际情况下，柴油发电机的进、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；排烟门在下止点前打开，上止点后关闭。

      发电机是由曲柄连杆装置和配气机构两大系统，以及冷却、润滑、点火、燃料供给、起动装置等五大系统组成。主要部件有汽缸体、汽缸盖、活塞、活塞销、连杆、主轴、飞轮等，如图7所示。往复活塞式内燃机的作业腔称作汽缸，气缸内表面为圆柱形。

      柴油发电机通常有多个汽缸，每个气缸内都有活塞运动。气缸一般由铸铁或铝合金制成，具有耐发烫、耐高压的优点。

      在汽缸内作往复运动的活塞通过活塞销与连杆的一端铰接，连杆的另一端则与曲轴相连，曲轴由气缸体上的轴承支承，可在轴承内转动，构造曲柄连杆机构。活塞在气缸内作往复运动时，连杆推动曲轴旋转。反之，主轴转动时，连杆轴颈在曲轴箱内作圆周运动，并通过连杆带动活塞在气缸内上下移动。曲轴每转一周，活塞上、下各运转一次，汽缸的容积在不断的由小变大，再由大变小，如此循环不已。模型构造如图8所示。

      柴油发电机的润滑装置详细包括油底壳、曲轴箱、曲轴、连杆、活塞、汽缸等部分。润滑系统通过供应润滑油，减少零配件之间的摩擦，降低磨损。同时，还能冷却发电机，消除异物和有害残留物。

      柴油发电机的燃油系统详细由燃油箱、滤清器、柴油泵、喷油器等组成。喷油泵将柴油从燃油箱中抽取，通过滤清器进行过滤，然后将燃油喷射到气缸中。喷油嘴将燃油雾化和喷射时间控制在适当范围内，以实现高效燃烧。

      柴油发电机的冷却系统具体由水泵、水箱、散热器等构造。冷却装置通过将冷却水循环引流，吸热并冷却发电机。这有助于保持发电机在正常工作温度范围内，预防过热和烧坏。

      柴油发电机的启动系统一般由启动电机、齿轮传动装置和启动电路构成。当装置通过启动电路时，启动电机将转动出现的动力传递给齿轮传动系统，使发电机开始旋转，从而实现起动。

      柴油发电机的作业原理可以总结为压缩、喷油、燃烧和排烟四个基础程序。与柴油机相比，柴油发电机的燃烧流程更加复杂，主要有以下优势：

       柴油发电机的压缩比通常比柴油机高得多，这是为了提高燃烧效率。高压缩比使得柴油在压缩冲程中达到高温高压状态，有利于燃烧程序的进行。

      柴油的自燃点比柴油高，因此在过热高压环境下，柴油可以自行燃烧，无需点火系统。这也是柴油发电机与柴油机的一个主要差异。

      由于柴油发电机的压缩比高，燃烧温度高，热效率一般比柴油机高。这使得柴油发电机在燃料利用率方面更加有效，节能环保。

      柴油发电机的燃烧流程相对较长，燃烧持续时间长，燃烧流程平稳。这使得柴油发电机的动力输出相对平稳，适合用于大容量和大功率输出的运用场景。

      柴油发电机的作业原理是通过压缩冲程、燃烧冲程、排气冲程和进气冲程四个冲程循环完成的。柴油燃料在高温高压条件下燃烧发生的气体推动活塞运动，通过连杆和主轴将活塞的往复运动转化为旋转运动，从而驱动发电机出现电能。柴油发电机的工作原理涉及到压缩比、点火装置、主轴和冷却机构等关键条件。通过合理设计和优化这些条件，可以提升柴油发电机的功率和燃油利用率，实现更高效的供电。在这个流程中，柴油发电机的燃烧效率通常比柴油发电机更高，也更节能。同时，柴油发电机的构成相对简易，可靠性较高，因此在大型发电机组运用中广泛操作。