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发电机组的四冲程机的工作原理有哪些
在热力过程中,只有在“工质”膨胀过程才具有做功能力,而我们要求发动机能连续不断地产生机械功,就必须使工质反复进行膨胀。因此,必须设法使工质重新恢复到初始状态,然后,再进行膨胀。因此,机必须经过进气、张家口阳原压缩、张家口阳原膨胀、张家口阳原排气四个热力过程之后,才能恢复到起始状态,使机连续不断地产生机械功,故上述四个热力过程称为一个工作循环。
若机活塞走完四个冲程完成一个工作循环,称该机为四冲程机。如果活塞走完二个冲程完成一个工作循环的机称为二冲程机。目前,发电机组配置的机都是四冲程机。
1.进气冲程
进气冲程的目的是吸入新鲜空气,为燃料燃烧作好准备。要实现进气,缸内与缸外要形成压差。因此,此冲程排气门关闭,进气门打开,活塞由上止点向下止点移动,活塞上方的汽缸内的容积逐渐扩大,压力降低,缸内气体压力低于大气压力约68~93kPa。在大气压力的作用下,新鲜空气经进气门被吸入汽缸,活塞到达下止点时,进气门关闭,进气冲程结束。
2.压缩冲程
压缩冲程的目的是提高汽缸内空气的压力和温度,为燃料燃烧创造条件。由于进、张家口阳原排气门都已关闭,汽缸内的空气被压缩,压力和温度亦随之升高,其升高的程度,取决于被压缩的程度,不同的机略有不同。当活塞接近上止点时,缸内空气压力达(3000~5000)kPa,温度达500~700℃,远超过的自燃温度。
3.膨胀(作功)冲程
当活塞上行将终了时,喷油器开始将喷入汽缸,与空气混合成可燃混合气,并立即自燃,此时,汽缸内的压力迅速上升到约6000~9000kPa,温度高达(1800~2200)℃。在高温、张家口阳原高压气体的推力作用下,活塞向下止点运动并带动曲轴旋转而作功。随着气体膨胀活塞下行其压力逐渐降低,直到排气门被打开为止。
4.排气冲程
排气冲程的目的是清除缸内的废气。做功冲程结束后,缸内的燃气已成为废气,其温度下降到(800~900)℃,压力下降到(294~392)kPa。此时,排气门打开,进气门仍关闭,活塞从下止点向上止点移动,在缸内残存压力和活塞推力的作用下,废气被排出缸外。当活塞又到上止点时,排气过程结束。
排气过程结束后,排气门关闭,进气门又打开,重复进行下一个循环,周而复始不断对外作功。
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