传统柴油发电机的工作原理陈说

摘要：柴油发电机是以柴油作燃料的压燃式柴油发电机。作业时，汽缸内的空气被压缩而温度升高，定期喷入气缸的柴油自行着火燃烧，发生发烫、高压的燃气膨胀推动活塞做功，将热能转变为机械功。柴油发电机的工作循环由进气、压缩、喷油着火燃烧、膨胀做功和排气等流程组成。这些流程可以由四冲程或二冲程柴油发电机来实现。

       热力学循环是热力学的重要概念，它描述了能量在机构中的传递和转化程序。内部燃烧案例如图1所示。

      热效率随压缩比ε、压力升高比λ、工质绝热指数k的增加而增强，随初期膨胀比ρ的增加而减少。混合加热循环继续膨胀示意图如图3所示。

     平均压力随压缩始点压力、单位工质吸入热量、及热效率的增强和压缩始点温度的减小而增加。

      内燃机的运用基于热力学机理，通过燃烧燃料产生高温高压气体，从而将燃料的化学能转化为机械能。领会内燃机的热力学机理，有助于深圳发电机出租公司更好地理解其作业原理和性能优点。

      用4个行程，主轴回转两周完成一个作业循环。四冲程柴油发电机的基本组成如图5所示。作业时活塞作往复直线运动，曲轴做旋转运动。活塞改变运动方向的瞬时位置称止点（死点），止点处的活塞瞬时运动转速为零。离主轴中心较远的止点称上止点，较近的止点称下止点。四冲程柴油发电机的工作机理如图6所示，图中分别表示4个行程中活塞、连杆、曲轴及气阀的相对位置。

      活塞从上止点下行，进气阀打开。因活塞下行的抽吸作用，气缸内充入新鲜空气康明斯发电机厂家。为了能充入更多新鲜空气，进气阀通常在上止点前提前开启，在下止点后延迟关闭，进气阀开启的延续角度约为220°～250°，如图2a所示。

      活塞从下止点上行，进、排烟阀均关闭。活塞上行压缩缸内的空气，使其压力和温度均不断升高。压缩终点的压力约为3～6MPa；温度约为500～700℃。在上止点（压缩终点）附近，雾化的燃油经喷油器喷入燃烧室，并在高温高压空气的功能下，开始自行着火燃烧，如图2b所示。

      活塞由上止点向下运动，进、排气阀均关闭。在此行程的初期，大量的混合气燃烧，缸内的压力和温度都急剧升高，其较大值分别可达6～9MPa和1500～2000℃左右。发烫高压气体推动活塞下行做功，在上止点后某一时刻，燃烧结束，膨胀做功仍在进行。当活塞到达下止点前某一时刻，排烟阀开启，做功过程结束康明斯发电机价格一览表。此时，汽缸内的压力约为0.2～0.5MPa，温度约为600～700℃。活塞则继续向下止点下行，如图2c所示。

      曲轴带动活塞由下止点向上运动，排烟阀继续开启状态，汽缸内的废气被上行的活塞强行推出缸外。为了实现充分排烟和减小排烟步骤中所消耗的功，不但在下止点前提前开启排烟阀，而且要在排气行程结束的上止点后才关闭。排烟阀开启的延续角度约为230°～260°如图2d所示。

      四冲程柴油发电机完成一个工作循环要经历进气、压缩、做功、排烟等4个行程；一个作业循环主轴回转两转，即主轴转角720°。其中只有一个行程做功，其余3个行程都要消耗功。因此，在单缸柴油发电机必须有一个足够大的飞轮来供给这3个行程所需的能量；而对于多缸柴油发电机，则借助于其他汽缸膨胀做功过程来供给。

      柴油发电机必须借助外部能量的驱动使其启动运转，实现停机状态进入工作状态，直至喷入气缸的燃油自发火燃烧，实现柴油发电机自行运转。

      二冲程柴油发电机用两个行程，曲轴回转一周完成一个工作循环的柴油发电机。二冲程柴油发电机与四冲程柴油发电机的不同是在于气缸上设有气口，如图7所示气缸右侧为排气口康明斯发电机组，左侧为进气口。进气口比排烟口略低，由活塞控制气口的开与关。此外，二冲程柴油发电机设有扫气泵。压缩的空气被扫气泵预先送入扫气箱中，扫气箱中的空气压力（扫气压力）要比大气压力稍高。

       活塞由下止点向上运动。在活塞接近进气口之前，汽缸中继续充入新鲜空气并通过排气口将气缸内的废气赶出。当进气口完全被活塞遮蔽时（点1），新鲜空气不再进入汽缸内。当排烟口被活塞遮蔽后（点2），活塞对汽缸内的空气进行压缩，发生高压和过热气体。在活塞到达上止点前的某一时刻（点2＇），柴油被喷油嘴喷入汽缸，并与过热高压空气混合后着火燃烧。

      在这一行程中，完成了换气（曲线）、压缩（曲线）和喷油着火燃烧各流程。

      活塞由上止点向下运动。混合气在此行程的初期仍在猛烈燃烧，到点4才基础结束。活塞因燃气膨胀的推动下行做功。排气口在活塞下行打开时（点5），因为此时缸内燃气的压力和温度仍过高，分别为0.25～0.6MPa和600～800℃，在气缸内外的压差功用下汽缸内燃气从排烟口高速排出，缸内压力随之减小。当缸内下降的压力接近扫气压力时，下行的活塞打开进气口，新鲜空气通过进气口进入气缸，并对气缸内进行扫气，将缸内的废气排出排气口。这个过程称为扫气步骤，一直要延续到下一个循环活塞再次上行将进气口关闭时为止。工作程序如图8所示。

      在这一行程中，完成了燃烧与膨胀（曲线）、排烟（曲线）和部分扫气（曲线）程序。

      由此可见，相比四冲程柴油发电机，二冲程柴油发电机是将进气和排烟过程合并到压缩与膨胀行程中进行，有两个行程被省略。因此，二冲程柴油发电机完成一个工作循环曲轴回转一周。在活塞行程、气缸直径与速度相同的因素下，二冲程柴油发电机的功率似乎应为四冲程柴油发电机的2倍；但实际上，因为二冲程柴油发电机的气口使其有效行程减小等起因，其容量约为四冲程柴油发电机的1.6～1.8倍。

      总结起来，柴油发电机的工作原理包括进气流程、压缩过程、做功步骤和排气步骤。通过柴油发电机各个系统的协同作用，柴油发电机能够有效、可靠地发生动力。柴油发电机在现代交通和工业领域中扮演着重要的角色，不断的技术创新和改善将进一步增强其性能和可靠性。