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机工作原理是什么

 

  机工作原理

单缸往复活塞式机结构主要由排气门、进气门、气缸盖、气缸、活塞、活塞销、连杆和曲轴等组成。气缸内装有活塞，活塞通过活塞销、连杆与曲轴相连接。活塞在气缸内作一上下往复运动，通过连杆推动曲轴转动。为丁吸入新鲜空气和排出废气，在气缸盖上下设有进气门和排气门。

(1)基本名闻术语

①上止点：活塞离曲轴中心 距离的位置。

②下止点：活塞离曲轴中心最小距离的位置。

③活塞行程(冲程)：上止点与下止点间的距离，用符号S表示，单位为mm。

④曲柄半径：曲轴旋转中心到曲柄销中心的距离，用符号r表示，单位为mm。活塞行程S等于曲柄半径r的两倍。

⑤气缸工作容积在：一个气缸中，活塞从上止点到下止点所扫过的气缸容积。用符号Vh表示，単位为L。

⑥机排量：机所有气缸工作容积的总和称为机排量，用VH表示。

机排量表示机的做功能力，在其他参数相同的前提下，机排量越大，则其所发出的功率就越大。

⑦燃烧室容积当活塞在上止点时，活塞上方的气缸容积。用符号Vc表示。

气缸总容积当活塞在下止点时，活塞上方的气缸容积。用符号Va表示。它等于燃烧室容积Va与气缸工作容积Vh之和。

⑨压缩比气缸总容积与燃烧室容积之比。用符号ε表示。

压缩比ε表示气缸中的气体被压缩后体积缩小的倍数，也表明气体被压缩的程度，通常机的压缩比ε=12～22。压缩比越大，活塞运动时，气体被压缩得越厉害，气体的温度和压力就越高，机的效率也越高。

⑩工作循环：机中热能与机械能的转化，是通过活塞在气缸内工作，连续进行进气、压缩、做功、排气四个过程来完成的。每进行这样一个过程称为一个工作循环。如机活塞走完四个冲程(曲轴旋转两周)完成一个工作循环，称该机为四冲程机如活塞走完两个冲程(曲轴旋转一周)完成一个工作循环，称改机为二冲程机。

(2)四冲程机工作原理

①进气过程   活塞从上止点向下止点移动，这时在配气机构的作用下进气门打开，排气门关闭。由于活塞下移，气缸内容积增大，压力降低，新鲜空气经空气滤清器、进气管不断吸入气缸。由于进气系统存在阻力，使进气终了气缸内的气体压力低于大气压力P0(约78～91kPa)，温度为320～340K.

②压缩过程   活塞由下止点向上止点运动，这时进、排气门关闭。气缸内容积不断减少，气体被压缩，其温度和压力不断提高。压缩终了时气体压力可达3～5MPa，温度高达750～1000K，为喷人气缸内的蒸发、混合和燃烧创造条件。

③做功过程   所示]在压缩过程即将终了时，喷油器将以细小的油雰喷入气缸，在高温、高压和高速气流作用下很快蒸发，与空气混合，形成混合气。并在高温下自动着火燃烧，放出大量的热量，使气缸中气体温度和压力急剧上升。燃烧气体的 压力可达6～9MPa， 温度可达1800～2000K。高压气体膨胀推动活塞由上止点向下止点移动，从而使曲轴旋转对外做功。由于喷油和燃烧要持续一段时间，所以虽然活塞开始下移，但此时还有喷入的燃料继续燃烧放热，气缸内的压力并没有明显下降，随着活塞下移，气缸内的温度和压力才逐渐下降。做功行程结束时，压力约为0.2～0.5MPa。

④排气过程   做功过程结末后，排气门打开，进气门关闭。活塞在曲轴的带动下由下止点向上止点运动，燃烧过的废气便依靠压力差和活塞上行的排挤，迅速从排气门排出。由于排气系统有阻力，因此，排气终了时，气缸内废气压力略高于大气压力。气缸内残余废气的压力约为0.105～0.12MPa，温度约为700～900K。

活塞经过上述四个连续过程后，便完成了一个工作循环。当排气过程结束后，机曲轴依靠飞轮转动的惯性作用仍继续旋转，上述四个过程又重复进行。如此周而复始地进行个又一个的工作循环，使机连续不断地运转起来，并带动工作机械做功。

(3)二冲程机工作原理

二冲程机无进气门。气缸(气缸套)壁上有一组进气孔，由活塞的上下运动控制进气孔的开、闭，气缸盖上设有排气门。空气由扫气泵提高压力以后，经气缸外部的空气室和气缸壁上的进气孔进入气缸，完成进气和扫气过程。燃烧后的废气由气缸盖上的排气门排出。其工作过程如下。

① 行程   行程也称换气-压缩过程。曲轴带动活塞由下止点向上运动，这时进气孔和排气门均打开，新鲜空气山扫气泵以高于大气压力送入气缸中，并把气缸中的残余废气从排气门扫除。这种进、排气同时进行的过程称为“扫气过程”。活塞继续向上运动，当活塞越过进气孔后，进气孔破活塞关闭的同时配气机构也使排气门关闭。于是气缸内的新鲜空气被压缩，一直进行到上止点。

②第二行程   第二行程也称膨胀-换气过程。活塞接近上止点时，喷油器开始喷油，被喷油器喷成的雰状与高温压缩空气相遇，便迅速燃烧。由于燃气压力的作用，推动活塞向下止点运动，经连杆带动曲轴旋转而输出动力。当活塞下行至某一时刻时排气门打开，做功后的废气由排气门排出。活塞继续向下运动，随后进气孔打开，新鲜空气被扫气泵再次压入气缸，开始“扫气过程”。活塞一直运动到下止点，完成第二个工作行程。

(4)二冲程与四冲程机的比较

与四冲程机比较，二冲程机有以下主要特点。公明发电机

①曲轴毎转一周就有一个做功过程，因此，当二冲程机工作容积和转速与四冲程机相同时，在理论上其功率应为四冲程机功率的两倍。但由于结构上的关系，二冲程机废气排除不彻底，并且换气过程减小了有效工作行程。因而在同样的工作容积和曲轴转速下，二冲程机的功率约为四冲程机的1.5～1.7倍。

②二冲程机因其曲轴毎转一周就有一个做功行程，在相同转速下工作循环次数多，故输出转矩均匀，运转平稳。

③大多数二冲程机部分或全部采用气孔换气，配气机构简单。所以，二冲程机结构简单，重量轻·使用维修方便。

④换气时间短，并需要借助新鲜空气来清扫废气，换气效果相对较差。

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影响发电机消耗率的5点因素与对应措施
  发电机以其热效率高、结构紧凑、机动性强、运行维护简便等优点成为了最重要的动力机械。这一热能机械，既使节约百分之一的燃料也会带来巨大的经济效益。因此，降低发电机的消耗一直是企业追求的目标。本公司根据这一问题重点分析了影响发电机消耗率的原因，提出了降低消耗率的措施。
影响发电机消耗率的因素与措施：
  1.发电机运行组织是否合理对发电机的消耗有很大影响，运行组织不合理能造成发电机周转率低，有火停留时间长，的无功消耗占总清耗量的比重大，显然不合理的发电机运用方式是无功消耗的根源。措施：完善运行方式合理调配和使用发电机减少待发时间和单机走行时间提高发电机利用率减少无功消耗。
  2.值机人员操纵水平不但是发电机正点运行的有力保证，同时对发电机的功率发挥消耗的经济性有较大影响。不同的操纵方法将导致不同的消耗，熟悉线路纵断面、准确掌握发电机运行速度及区间运行时分、操纵平稳、制动时机恰当的值机人员的操纵，消耗就少，反之消耗就会增加单耗上升。
  3.供应系统中，喷油泵及喷油器的质量直接决定发电机燃烧状态。喷油泵流量不符合规定喷油器提前度偏大或偏小化不良是造成燃烧不良的主要原因。喷油泵压力不够，喷油器检修不好或检修不及时会造成雾化不良，燃烧不干凈，将产生大量的滴漏浪费。这些滴漏的不但造成浪费，而且还会在发电机燃烧部位产生大虽的积碳，影响发电机和增压器工作的效率，进一步降低了发电机的输出功率增加了的消耗。可见对喷油器检修的及时性对节约有重要的意义。措施：（1）提高备品检修质量，完善检修工艺，按范围对喷油泵、喷油器定期互换，上试验台检测、及时发现状态不良的喷油泵、喷油器及时检修。（2）对喷油器针阀偶件、弹簧、支座板等卖行寿命管理（3）尽可能使用长效喷油器
  4.增压器、中冷器、空气弗列加滤清器工作状态不良、均会造成发电机的工作质量下降。增压空气的压力、温度与进气量直接影响在气缸里能否有效、充分地燃烧。空气弗列加滤清器堵塞、中冷器冷却效率过低、增压器空气压力不足都会减少进入气缸的空气量，造成燃烧不充分而使油的消耗增大。措施：（1）对增压器的真空度进行检测，检测不良时及时拆下检修或者更换。（2）定期清洗空气弗列加滤清器根据状态及时更挨弗列加滤清器，确保进气的通与足量（3）适时检测中冷器的进气压力、温度、出口压力、中冷水温等指标、对中冷器的性能进行评定，发现不良及时更换。
  5.功率调整：发电机功率受诸多因素影响。如果发电机主发电机外特性调整点偏离曲线过多，发电机功率就不能正常发挥。当电功率高于发电机功率时，发电机就会出现压转速的现象。此时燃烧条件就会恶化，燃烧就会不充分产生浪费。措施：定期上水阻进行功率调整，保证发电机良好的牵引特性。
  通过以上分析，我们发现影响发电机消耗的因素主要有发电机运行编排的因素，发电机自身质量状态完好情况的因素，操纵方面的因素，品质以及线路质量方面的因素，通过以上的原因分析与对策研究。综合来看，只要采取的对策适当，那么降低发电机消耗并维持在较低水平是没有任何问题的。
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