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柴油發(fā)電機(jī)組有什么特性
介紹柴油機(jī)特性的目的在于通過分析柴油機(jī)特性曲線的變化規(guī)律,了解柴油機(jī)在各種調(diào)整情況和工況(即各種轉(zhuǎn)速及負(fù)荷)下的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性,從而分析影響特性的各種因素,以便合理使用柴油機(jī),了解它在什么情況下動(dòng)力性 ,在什么情況下經(jīng)濟(jì)性 。當(dāng)需要 功率輸出時(shí),就充分發(fā)揮它的動(dòng)力性能,在其他情況下工作時(shí),則盡可能使它的經(jīng)濟(jì)性 。
柴油機(jī)特性內(nèi)容較多,其中主要是使用特性。實(shí)際上,柴油機(jī)經(jīng)常在類似于使用特性工況下工作,因此,這里僅介紹它的使用特性。
(1)速度特性柴油機(jī)在保持供油量不變的情況下(即高壓油泵調(diào)節(jié)齒條位置固定),其功率、山西長(zhǎng)治當(dāng)?shù)嘏ぞ亍⑸轿鏖L(zhǎng)治當(dāng)?shù)赜秃穆实刃阅軈?shù)隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系,稱為速度特性。油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在標(biāo)定功率循環(huán)供油量位置時(shí)的特性稱為柴油機(jī)全負(fù)荷速度特性(一般稱外特性)。它代表該柴油機(jī)在使用中允許達(dá)到的 性能。
速度特性是通過試驗(yàn)測(cè)得的,試驗(yàn)時(shí)應(yīng)將供油提前角、山西長(zhǎng)治當(dāng)?shù)乩鋮s水溫度、山西長(zhǎng)治當(dāng)?shù)貪?rùn)滑油溫度等調(diào)整到 值,油量調(diào)整機(jī)構(gòu)的齒條固定在 供油的位置上,然后逐漸增加柴油機(jī)的負(fù)荷,使轉(zhuǎn)速改變,分別在幾種轉(zhuǎn)速下測(cè)定柴油機(jī)的有效功率Ne、山西長(zhǎng)治當(dāng)?shù)嘏ぞ豈e、山西長(zhǎng)治當(dāng)?shù)厝加拖穆蔳e等參數(shù),即得柴油機(jī)的外特性。
①扭矩Me曲線的變化規(guī)律:循環(huán)供油量不變時(shí),扭矩Me與指示效率ni、山西長(zhǎng)治當(dāng)?shù)貦C(jī)械效率nm。及充氣系數(shù)書nv正比,若知道ni、山西長(zhǎng)治當(dāng)?shù)豱v及nm隨轉(zhuǎn)速而變化的關(guān)系,即可知道Me隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系。
高轉(zhuǎn)速時(shí),充氣系數(shù)nv降低,而且燃燒過程經(jīng)歷的時(shí)間縮短,不完全燃燒現(xiàn)象增加,致使ni有些下降,nm也下降,而每循環(huán)的供油量g,由于噴油泵在噴油過程中,溢流的燃油通過油孔時(shí)發(fā)生節(jié)流,轉(zhuǎn)速較高時(shí),節(jié)流作用增強(qiáng)。因此,g增加。
當(dāng)轉(zhuǎn)速過低時(shí),由于空氣渦流減弱,燃燒不良及散熱漏氣損失增加,使ni降低,扭矩Me也降低。因此,速度特性曲線中,扭矩隨轉(zhuǎn)速變化形成兩頭低(即高速和低速),中間凸起的形狀。
②功率戈曲線的變化規(guī)律從功率Ne=Ne2πn/60×1/1000關(guān)系式可知,在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi),扭矩Me隨轉(zhuǎn)速n變化不大,因此,功率Ne幾乎隨轉(zhuǎn)速n成正比增加。外特性中Ne曲線幾乎一斜率直線段,故在 轉(zhuǎn)速下有效 功率。
(2)柴油機(jī)的調(diào)速特性調(diào)速器的作用是根據(jù)負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)節(jié)供油量而改變扭矩,使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速變化不超過允許范圍。在調(diào)速器的作用下,柴油機(jī)的扭矩、山西長(zhǎng)治當(dāng)?shù)毓β?、山西長(zhǎng)治當(dāng)?shù)厝加拖穆实刃阅軈?shù)的變化關(guān)系稱為調(diào)速特性。
調(diào)速特性曲線由實(shí)驗(yàn)而得,由調(diào)速器控制噴油泵齒條移動(dòng),使負(fù)荷由零變到 ,測(cè)取其扭矩、山西長(zhǎng)治當(dāng)?shù)毓β?、山西長(zhǎng)治當(dāng)?shù)赜秃穆实葏?shù),然后繪成曲線。曲線1為柴油機(jī)的外特性曲線,曲線2到曲線7是調(diào)速器手柄處于不同位置的調(diào)速特性
(3)柴油機(jī)的負(fù)荷特性柴油機(jī)的負(fù)荷特性是在轉(zhuǎn)速保持一定數(shù)值不變時(shí),通過改變噴油泵調(diào)節(jié)桿的位置,用增加或減少供油量的方法來(lái)改變載荷。在這種情況下,每小時(shí)燃料消耗量GT和燃料消耗率g,和排氣溫度Tr,及排氣煙度隨柴油機(jī)負(fù)荷(Pe或Nn)改變而變化的關(guān)系,即GT=f(Ne)、山西長(zhǎng)治當(dāng)?shù)豨g=f(Ne)稱為柴油機(jī)的負(fù)荷特征。
從小負(fù)荷區(qū)域,燃油消耗率gg隨負(fù)荷增大逐漸減少,當(dāng)減小到一定程度時(shí),便不再減小,反而隨負(fù)荷增加而升高。這是因?yàn)殡S負(fù)荷增加機(jī)械效率nm迅速增加,同時(shí)熱損失也隨負(fù)荷增加而相對(duì)減小,指示效率nm隨之增加,當(dāng)負(fù)荷達(dá)某值時(shí),ni、山西長(zhǎng)治當(dāng)?shù)豱m的乘積達(dá) 值,因而出現(xiàn) 油耗率。然而負(fù)荷再增加,供油量增加,使熱損失增大,燃燒情況惡化,使ni減小,因而油耗率增大,當(dāng)供油量超過點(diǎn)2時(shí),排氣出現(xiàn)黑煙,故2點(diǎn)稱為“冒煙界限”點(diǎn)。當(dāng)噴油量增到點(diǎn)3時(shí),功率達(dá)到 值,繼續(xù)增大噴油量,gg顯著增加,而功率Ne反而降低。這是因?yàn)閲娪土砍^?!懊盁熃缦蕖睍r(shí),由于燃燒不完全,排氣冒煙,不僅使燃料消耗率ge增大,而且使柴油機(jī)過熱,影響柴油機(jī)壽命,容易引起故障,因此,標(biāo)定的循環(huán)供油量一般限制在“冒煙界限”范圍內(nèi)。6135G型柴油機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷特性。



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曲軸的形狀和發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火次序
曲軸的形狀及曲柄銷間的相互位置(即曲拐的布置)與沖程數(shù)、山西長(zhǎng)治附近氣缸數(shù)、山西長(zhǎng)治附近氣缸排列方式(直列或V形等)和各氣缸做功行程發(fā)生的順序(稱為發(fā)火次序或工作順序)有關(guān)。曲軸的形狀同時(shí)要滿足慣性力的平衡以及發(fā)動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)性的要求。
對(duì)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī),曲軸每轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)就是一個(gè)工作循環(huán),每個(gè)氣缸都發(fā)火做功一次。各缸的發(fā)火間隔時(shí)間(用0CA表示)要求均勻。如果發(fā)動(dòng)機(jī)有i個(gè)氣缸,則發(fā)火間隔為7200/i0CA,即曲軸每轉(zhuǎn)7200/i時(shí),就有一個(gè)氣缸做功,這樣才會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)的工作平穩(wěn)。下面介紹常用的4缸、山西長(zhǎng)治附近6缸和V形8缸發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火次序。
(1)四沖程直列4缸機(jī),缸數(shù)i=4,發(fā)火間隔為7200/4=1800CA。4個(gè)曲柄銷布置在同一平面內(nèi),1、山西長(zhǎng)治附近4缸的曲柄銷朝上時(shí),2、山西長(zhǎng)治附近3缸的朝下,1、山西長(zhǎng)治附近4缸與2、山西長(zhǎng)治附近3缸相隔1800。這種發(fā)動(dòng)機(jī)可能采用的一種發(fā)火次序。
這種發(fā)火次序?yàn)?-3-4-2,習(xí)慣上以1缸為準(zhǔn),l缸做功后接著是3缸做功,以此類推。這種發(fā)動(dòng)機(jī)的各氣缸,就是按照1-3-4-2的順序循環(huán),不斷周而復(fù)始地工作著。
如將上述2、山西長(zhǎng)治附近3缸的工作過程互換,則可得到另一種發(fā)火次序。這種互換之所以可能,是因?yàn)?、山西長(zhǎng)治附近3缸的曲柄銷(即它們的活塞)的位置是相同的。這樣就得到另一種發(fā)火次序,即1-2-4-3。
所以,4缸機(jī)可能采用兩種發(fā)火次序,即1-3-4-2和1-2-4-3。不過,對(duì)某一種具體的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),由于發(fā)火次序還與氣門機(jī)構(gòu)的安排等有關(guān),因而是確定而不能變更的。使用一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),必須了解它的發(fā)火次序。
1-3-4-2和1-2-4-3兩種發(fā)火次序在工作平穩(wěn)性和主軸承負(fù)荷方面,沒有什么區(qū)別。一般柴油機(jī)采用前一種。
(2)四沖程直列6缸機(jī),發(fā)火間隔為7200CA/6=1200CA。6個(gè)曲柄銷分別布置在3個(gè)平面內(nèi)(每個(gè)平面內(nèi)2個(gè)),各平面間互成1200。曲柄銷的具體布置可有兩種方式。當(dāng)1、山西長(zhǎng)治附近6缸的曲柄銷朝上時(shí),2、山西長(zhǎng)治附近5缸的朝左,3、山西長(zhǎng)治附近4缸的朝有,其發(fā)火次序是1-5-3-6-2-4。國(guó)產(chǎn)6缸機(jī)都采用這種曲軸和發(fā)火次序。
曲柄銷布置的另一種方式是將上述 種方式的2、山西長(zhǎng)治附近5缸分別與3、山西長(zhǎng)治附近4缸互換。這種方式的發(fā)火次序是1-4-2-6-3-5。
當(dāng)然,上述兩種6缸機(jī)的曲軸還可能采用其他的發(fā)火次序,但由于在實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)上幾乎沒有應(yīng)用,因而不作介紹。
按發(fā)火次序看,前后兩個(gè)氣缸的做功行程有600是重疊的,這種現(xiàn)象是容易理解的。因?yàn)楦鳉飧组g做功行程的間隔是1200,而每個(gè)氣缸的做功行程本身都是1800,就必然有600互相重疊。在這個(gè)600中,兩個(gè)氣缸都在做功,前一個(gè)氣缸做功末完,后一個(gè)氣缸的做功已開始了。這種做功行程重疊的觀象對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作平穩(wěn)性是有利的。
(3)四沖程8缸機(jī),大多將氣缸排列成雙列V形(兩列氣缸中心線的夾角常取900)。氣缸數(shù)i=8,其發(fā)火間隔為7200CA/8=900CA。這種發(fā)動(dòng)機(jī)左右兩列氣缸中相對(duì)的一對(duì)連桿共裝在一個(gè)曲柄銷上,所以V形8缸機(jī)只有4個(gè)曲柄銷。通常將4個(gè)曲柄銷布置在兩個(gè)互成900的平面內(nèi)。
V形8缸機(jī)常用的發(fā)火次序?yàn)?-5-4-2-6-3-7-8。


