柴油发动机的优点是扭矩大、经济性能好。柴油发动机的工作过程与汽油发动机有许多相同的地方,每个工作循环也经历进气、压缩、做功、排气四个冲程。但由于柴油机用的燃料是柴油,它的粘度比汽油大,不容易蒸发,而其自燃温度却比汽油低,因此,水堵,可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。不同之处主要有,柴油发动机的气缸中的混合气是压燃的,而非点燃的。柴油发动机工作时,进入气缸的是空气,气缸中的空气压缩到终点的时候,温度可以达到500-700℃,压力可以达到40—50个大气压。活塞接近上止点时,供油系统的喷油嘴以极高的压力在极短的时间内向气缸燃烧室喷射燃油,柴油形成细微的油粒,与高压高温的空气混合,可燃混合气自行燃烧,猛烈膨胀产生爆发力,推动活塞下行做功,此时温度可达1900-2000℃,压力可达60-100个大气压,产生的扭矩很大,所以柴油发动机广泛的应用于大型柴油设备上。
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柴油机的负荷通常是指柴油机阻力矩的大小。由于平均有效压力与扭矩成正比,所以常
用平均有效压力来表示负荷。柴油机的工况是由转速和负荷共同决定的。所谓负荷特性是指
柴油机转速不变时,其他主要性能参数(燃油消耗率ge、耗油量Gf和排气温度tr等)随负
荷而变化的关系。这时由于转速是常数,所以有效功率可以用来作度量负荷。在发动机调试
过程中,经常用负荷特性作为其性能比较的标准。
另外,负荷特性给出了在等速条件下,发动机的负荷与燃油消耗率的关系,因此,对负
荷可以在很大范围内改变,铜水堵,而转速基本维持不变的固定式发动机(如发电机组用发动机)具
有特殊的意义。如果从发动机上测出一系列不同转速下的负荷特性曲线,则可选择出固定式
或运输式发动机的经济工况。
柴油机在运转中,充气量变化不大,主要是通过改变每循环供油量来改变混合气的浓度
(即过量空气系数),从而调节柴油机的负荷(称为质调节〉。换句话说,柴油机主要是通
过改变喷油泵调节杆的位置,用增加或减少供油量的方法来改变负荷。
图是柴油机按负荷特性运转时一些参数随负荷变化的一般规
机构图
律。柴油机增加负荷就意味着增加每循环供油量,所以耗油量Gf随负
荷的增加而增加,而过量空气系数a随负荷的增加而减小;供油量
多,放热也多,使排气温度tr随负荷的增加而升高。
在空负荷时,Ne=0,Pi=Pm,这时m= 0,所以ge为无穷大。
随着负荷的增加,m迅速上升,而ge反而下降。当负荷增加到A点
时,ge达到小值。再继续增加负荷,由于过量空气系数a减小,混
合气形成和燃烧恶化,ge反而升高。
排气烟度随负荷的增加曲'增加,但在低负荷时增加缓慢,且低负荷时烟度很小,不锈钢水堵,肉眼看不出,通常被认为是排气无烟。在离负荷时,白镀水堵,烟度迅速增加.当接近大功率时,由于a减小,混合气形成和燃烧恶化,燃烧不完全,排气烟度急剧增加(图中B点),此时燃油消耗率ge也迅速升髙。
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