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裝載機(jī)的工作原理

動力系統(tǒng)工作原理: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-11-05

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裝載機(jī)的種類較多，按行走裝置的不同，裝載機(jī)分為輪胎式裝載機(jī)和履帶式裝載機(jī)兩種；根據(jù)動力大小，裝載機(jī)分成普通裝載機(jī)、石材礦山專用叉裝機(jī)和大型裝載機(jī)。裝載機(jī)的動力系統(tǒng)廣泛采用柴油機(jī)，只有少數(shù)小型、輕型裝載機(jī)以汽油機(jī)為動力。汽油機(jī)和柴油機(jī)的主要差異是：1、汽油機(jī)吸入燃料與空氣的混合物并將其壓縮，然后通過火花將混合物點(diǎn)燃。柴油機(jī)只吸入空氣并將其壓縮，然后將燃油噴入壓縮空氣。壓縮空氣產(chǎn)生的熱量就能將燃油點(diǎn)燃。2、汽油機(jī)的壓縮比為8:1至12:1，而柴油機(jī)的壓縮比為14:1，甚至能達(dá)到25:1。由于柴油機(jī)具有更高的壓縮比，因此效率也更高。3、汽油機(jī)通常使用汽化作用，即在空氣進(jìn)入氣缸或油口之前，空氣與燃油早已混合；或使用油口燃油噴射，即在開始進(jìn)氣沖程（氣缸外）之前噴射燃油。柴油機(jī)采用直噴式，即柴油被直接噴入氣缸。下面簡單介紹一下柴油機(jī)。柴油機(jī)由多種機(jī)構(gòu)和部件組成，作為一種進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的復(fù)雜機(jī)械，雖然其具體結(jié)構(gòu)不盡相同，但主要結(jié)構(gòu)大同小異，主要由以下幾部分組成：1、曲柄連桿機(jī)構(gòu)。主要由機(jī)體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組等組成。通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)，柴油機(jī)把活塞的往復(fù)直線運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，以完成柴油機(jī)的工作循環(huán)。2、配氣機(jī)構(gòu)。主要由氣門組和傳動機(jī)構(gòu)組成，其主要功能是按一定的順序完成進(jìn)、排氣門的開啟和關(guān)閉，保證柴油機(jī)及時地吸入新鮮空氣和排出燃燒后的廢氣。3、燃油供給系統(tǒng)。主要包括噴油泵、噴油器、輸油泵、調(diào)速器和燃油濾清器等。它的功能是定時、定量、定壓地向燃燒室噴人柴油，保證燃料及時、迅速、完全地燃燒。4、潤滑系統(tǒng)。主要由油底殼、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器、潤滑油管及各種閥件組成。其主要功能是向各摩擦表面輸送潤滑油，以減少柴油機(jī)零件的磨損和降低零件間的摩擦阻力，同時也起到了冷卻、清洗及密封的作用。5、冷卻系統(tǒng)。主要由散熱器、風(fēng)扇、水泵、汽缸體和汽缸蓋中的冷卻水套、節(jié)溫器等組成。其作用是將零件所吸收的熱量及時地傳導(dǎo)出去，保證柴油機(jī)的正常工作溫度。柴油機(jī)的工作原理就是由進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹和排氣這四個過程來完成的，這四個過程構(gòu)成了一個工作循環(huán)。活塞走四個過程才能完成一個工作循環(huán)的柴油機(jī)稱為四沖程柴油機(jī)。1、進(jìn)氣沖程第一沖程——進(jìn)氣，它的任務(wù)是使氣缸內(nèi)充滿新鮮空氣。當(dāng)進(jìn)氣沖程開始時，活塞位于上止點(diǎn)，氣缸內(nèi)的燃燒室中還留有一些廢氣。當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)肘，連桿使活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動，同時，利用與曲軸相聯(lián)的傳動機(jī)構(gòu)使進(jìn)氣閥打開。隨著活塞的向下運(yùn)動，氣缸內(nèi)活塞上面的容積逐漸增大：造成氣缸內(nèi)的空氣壓力低于進(jìn)氣管內(nèi)的壓力，因此外面空氣就不斷地充入氣缸。進(jìn)氣過程中氣缸內(nèi)氣體壓力隨著氣缸的容積變化的情況如動畫所示。圖中縱坐標(biāo)表示氣體壓力P，橫坐標(biāo)表示氣缸容積Vh(或活塞的沖S)，這個圖形稱為示功圖。圖中的壓力曲線表示柴油機(jī)工作時，氣缸內(nèi)氣體壓力的變化規(guī)律。從土中我們可以看出進(jìn)氣開始，由于存在殘余廢氣，所以稍高于大氣壓力P0。在進(jìn)氣過程中由于空氣通過進(jìn)氣管和進(jìn)氣閥時產(chǎn)生流動阻力，所以進(jìn)氣沖程的氣體壓力低于大氣壓力，其值為0.085～0.095MPa，在整個進(jìn)氣過程中，氣缸內(nèi)氣體壓力大致保持不變。當(dāng)活塞向下運(yùn)動接近下止點(diǎn)時，沖進(jìn)氣缸的氣流仍具有很高的速度，慣性很大，為了利用氣流的慣性來提高充氣量，進(jìn)氣閥在活塞過了下止點(diǎn)以后才關(guān)閉。雖然此時活塞上行，但由于氣流的慣性，氣體仍能充人氣缸。2、壓縮沖程第二沖程——壓縮。壓縮時活塞從下止點(diǎn)間上止點(diǎn)運(yùn)動，這個沖程的功用有二，一是提高空氣的溫度，為燃料自行發(fā)火作準(zhǔn)備：二是為氣體膨脹作功創(chuàng)造條件。當(dāng)活塞上行，進(jìn)氣閥關(guān)閉以后，氣缸內(nèi)的空氣受到壓縮，隨著容積的不斷細(xì)小，空氣的壓力和溫度也就不斷升高，壓縮終點(diǎn)的壓力和濕度與空氣的壓縮程度有關(guān)，即與壓縮比有關(guān)，一般壓縮終點(diǎn)的壓力和溫度為：Pc＝4～8MPa,Tc＝750～950K。柴油的自燃溫度約為543—563K，壓縮終點(diǎn)的溫度要比柴油自燃的溫度高很多，足以保證噴入氣缸的燃油自行發(fā)火燃燒。噴入氣缸的柴油，并不是立即發(fā)火的，而且經(jīng)過物理化學(xué)變化之后才發(fā)火，這段時間大約有0.001～0.005秒，稱為發(fā)火延遲期。因此，要在曲柄轉(zhuǎn)至上止點(diǎn)前10～35°曲柄轉(zhuǎn)角時開始將霧化的燃料噴入氣缸，并使曲柄在上止點(diǎn)后5～10°時，在燃燒室內(nèi)達(dá)到最高燃燒壓力，迫使活塞向下運(yùn)動。3、燃燒膨脹沖程第三沖程——燃燒膨脹。在這個沖程開始時，大部分噴入燃燒室內(nèi)的燃料都燃燒了。燃燒時放出大量的熱量，因此氣體的壓力和溫度便急劇升高，活塞在高溫高壓氣體作用下向下運(yùn)動，并通過連稈使曲軸轉(zhuǎn)動，對外作功。所以這一沖程又叫作功或工作沖程。隨著活塞的下行，氣缸的容積增大，氣體的壓力下降，工作沖程在活塞行至下止點(diǎn)，排氣閥打開時結(jié)束。 4、排氣沖程第四沖程——排氣。排氣沖程的功用是把膨脹后的廢氣排出去，以便充填新鮮空氣，為下一個循環(huán)的進(jìn)氣作準(zhǔn)備。當(dāng)工作沖程活塞運(yùn)動到下止點(diǎn)附近時，排氣閥開起，活塞在曲軸和連桿的帶動下，由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動，并把廢氣排出氣缸外。由于排氣系統(tǒng)存在著阻力，所以在排氣沖程開始時，氣缸內(nèi)的氣體壓力加比大氣壓力高0.025—0.035MPa，其溫度Tb＝1000～1200K。為了減少排氣時活塞運(yùn)動的阻力，排氣閥在下止點(diǎn)前就打開了。排氣閥一打開，具有一定壓力的氣體就立即沖出缸外，缸內(nèi)壓力迅速下降，這樣當(dāng)活塞向上運(yùn)動時，氣缸內(nèi)的廢氣依靠活塞上行排出去。為了利用排氣時的氣流慣性使廢氣排出得干凈，排氣閥在上止點(diǎn)以后才關(guān)閉。: 回答者：網(wǎng)友

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