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新聞主題 |
二沖程柴油機(jī)的原理和優(yōu)缺點(diǎn) |
導(dǎo)讀：通過活塞的兩個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán)的柴油機(jī)稱為二沖程柴油機(jī)，油機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)曲軸只轉(zhuǎn)一圈，二沖程柴油機(jī)與四沖程柴油機(jī)基本結(jié)構(gòu)相同，主要差異在配氣機(jī)構(gòu)方面。二沖程柴油機(jī)沒有進(jìn)氣閥，有的連排氣閥也沒有，而是在氣缸下部開設(shè)掃氣口及排氣口；或設(shè)掃氣口與排氣閥機(jī)構(gòu)。并專門設(shè)置一個(gè)由運(yùn)動(dòng)件帶動(dòng)的掃氣泵及貯存壓力空氣的掃氣箱，利用活塞與氣口的配合完成配氣，從而簡化了柴油機(jī)結(jié)構(gòu)。而在四沖程柴油機(jī)中，活塞走四個(gè)沖程才完成一個(gè)工作循環(huán)，其中兩個(gè)沖程(進(jìn)氣和排氣)，活塞的功用相當(dāng)于一個(gè)空氣泵。在二沖程柴油機(jī)中，曲軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，即活塞每兩個(gè)沖程就完成一個(gè)工作循環(huán)，而進(jìn)氣和排氣過程是利用壓縮及工作過程的一部分來完成的，所以二沖程柴油機(jī)的活塞沒有空氣泵的作用，為了排除燃燒后的廢氣，并把新鮮空氣充滿氣缸，必須在柴油機(jī)上安裝專用的掃氣泵(增壓器)。
1、二沖程柴油機(jī)工作原理
二沖程柴油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)是在曲軸旋轉(zhuǎn)一圈內(nèi)完成的。即實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣、壓縮、膨脹和排氣這四個(gè)步驟是在３６０°曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)完成的。這種柴油機(jī)的壓縮和膨脹是一個(gè)比較完整的活塞行程，所以稱為二沖程柴油機(jī)。而進(jìn)氣和排氣則是在膨脹過程結(jié)束和壓縮過程開始前的很短的時(shí)間內(nèi)（先排氣、后進(jìn)氣，并有進(jìn)排氣重疊）完成的。
（1）燃燒膨脹及排氣沖程：
燃油在燃燒室內(nèi)著火燃燒，生成高溫高壓燃?xì)?。活塞在燃?xì)獾耐苿?dòng)下，由上止點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，對(duì)外作功。（此時(shí)曲柄在點(diǎn)位置，此時(shí)燃?xì)馀蛎涀鞴Y(jié)束，氣缸內(nèi)大量廢氣靠自身高壓自由排氣，從排氣口排人到排氣管）活塞下行直至排氣口打開，膨脹作功結(jié)束，氣缸內(nèi)大量廢氣靠自身壓力從排氣口排入到排氣管。當(dāng)氣缸內(nèi)的壓力降至接近掃氣壓力時(shí)，下行活塞把掃氣口打開，掃氣空氣進(jìn)入氣缸，同時(shí)把氣缸內(nèi)的廢氣經(jīng)排氣口趕出氣缸?；钊\(yùn)行到下止點(diǎn)，本沖程結(jié)束。
（2）掃氣及壓縮沖程：
排氣口關(guān)閉時(shí)，氣缸中的空氣就開始被壓縮。當(dāng)壓縮至上止點(diǎn)前點(diǎn)時(shí)，噴油器將燃油噴入氣缸，與高溫高壓的空氣相混合，自行著火燃燒。活塞由下止點(diǎn)向上移動(dòng)，活塞在遮住掃氣口之前，由掃氣泵供給儲(chǔ)存在掃氣箱內(nèi)的空氣，通過掃氣口進(jìn)入氣缸，氣缸中的殘存廢氣被進(jìn)入氣缸的空氣通過排氣口掃出氣缸?；钊^續(xù)上行，逐漸遮住掃氣口，當(dāng)掃氣口完全關(guān)閉后（此時(shí)曲柄在點(diǎn)位置，空氣停止充人，排氣還在進(jìn)行，這階段稱為“過后排氣階段”。排氣口關(guān)閉時(shí)（此時(shí)曲柄在點(diǎn)位置，氣缸中的空氣就開始被壓縮。當(dāng)壓縮至上止點(diǎn)前點(diǎn)時(shí)，噴油器將燃油噴人氣缸，與高溫高壓的空氣相混合，隨即在上止點(diǎn)附近發(fā)火，自行著火燃燒。本沖程結(jié)束，并與前一沖程形成一個(gè)完整的工作循環(huán)。
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二沖程柴油機(jī)直流掃氣結(jié)構(gòu)圖 |
2、二沖程柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)
（1）主要固定件
柴油機(jī)的主要固定件由機(jī)座、機(jī)架、氣缸和氣缸蓋等組成，它們構(gòu)成了柴油機(jī)的骨架，支撐運(yùn)動(dòng)件和輔助系統(tǒng)。氣缸蓋是燃燒室的上蓋。除和氣缸套、活塞共同組成燃燒室外，在它上面還要安裝各種閥件。這些閥件有噴油器、氣缸起動(dòng)閥、示功閥、安全閥、排氣閥(氣閥-氣口式二沖程柴油機(jī))等。另外，對(duì)于設(shè)置進(jìn)、排氣閥的氣缸蓋上還要布置進(jìn)、排氣道和氣閥搖臂機(jī)構(gòu)。
（2）主要運(yùn)動(dòng)件
柴油機(jī)的主要運(yùn)動(dòng)件由活塞、連桿組件及曲軸組成，還有十字頭組件?；钊c氣缸及氣缸蓋構(gòu)成燃燒室，保證柴油機(jī)工作過程的進(jìn)行，同時(shí)通過連桿將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)?/span>曲軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使燃?xì)馔苿?dòng)活塞的動(dòng)力通過曲軸以回轉(zhuǎn)的方式向外輸出。十字頭組件是船用二沖程十字頭式柴油機(jī)的特有部件。它的主要作用是將活塞組件和連桿組件連接起來，把活塞的氣體力和慣性力傳給連桿，承受側(cè)推力并給活塞在氣缸中的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。主要包括十字頭本體，十字頭滑塊和十字頭軸承（連桿小端軸承）等。
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二沖程柴油機(jī)結(jié)構(gòu)圖 |
3、優(yōu)缺點(diǎn)
（1） 二沖程柴油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：
① 二沖程柴油機(jī)因?yàn)楸人臎_程柴油機(jī)少了兩個(gè)行程，所以做功效率比四沖程柴油機(jī)高。
② 轉(zhuǎn)矩的均勻性比四沖程柴油機(jī)好，因?yàn)榍S轉(zhuǎn)一圈完成一個(gè)工作循環(huán)。
③ 結(jié)構(gòu)較簡單。
（2）二沖程柴油機(jī)的缺點(diǎn)：
① 二沖程柴油機(jī)油耗較高，因?yàn)槠鋼Q氣損失較高。
② 掃氣過程時(shí)間短，掃氣不如四沖程柴油機(jī)完全，造成其對(duì)增壓器過于依賴。
③ 二沖程柴油機(jī)的活塞、氣缸蓋等主要機(jī)件的溫度都比四沖程柴油機(jī)高許多。
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