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VOLVO PENTA 沃尔沃发电机说明书

发动机工作原理

柴油发动机的工作过程其实跟汽油发动机一样的,每个工作循环也经历进气、压缩、作功、排气四个行程。但由于柴油机 用的燃料是柴油,其粘度比汽油大,不易蒸发, 而其自燃温度却较汽油低,因此可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。

柴油机在进气行程中吸入的是纯空气。 在压缩行程接近终了时,柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上,通过喷油器喷入 气缸,在很短时间内与压缩后的高温空气混合, 形成可燃混合气。由于柴油机压缩比高 ( 一般为16-22), 所以压缩终了时气 缸内空气压力可达3.5-4.5MPa,同时温度高达750-1000度 (而汽油机在此时的混合气压力为0.6-1.2MPa,温度达600-700度), 大大超过柴油的自燃温度。 因此柴油在喷入气缸后,在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧。气缸内的气压急 速上升到13-17MPa,温度也升到2000-2500度。 在高压气体推动下,活塞向下运动并带动曲轴旋转而作功,废气同样经排气管 排入大气中。

普通柴油机的是由发动机凸轮轴驱动, 借助于高压油泵将柴油输送到各缸燃油室。这种供油方式要随发动机转速的变化而 变化,做不到各种转速下的最佳供油量。而现在已经愈来愈普遍采用的电控柴油机的共轨喷射式系统可以较好解决了这个问题。

共轨喷射式供油系统由高压油泵、公共供油管、喷油器、电控单元 (ECU) 和一些管道压力传感器组成,系统中的每一个 喷油器通过各自的高压油管与公共供油管相连,公共供油管对喷油器起到液力蓄压作用。 工作时, 高压油泵以高压将燃油输送 到公共供油管,高压油泵、压力传感器和ECU组成闭环工作,对公共供油管内的油压实现精确控制,彻底改变了供油压力随发 动机转速变化的现象。其主要特点有以下三个方面:

1、喷油正时与燃油计量完全分开,喷油压力和喷油过程由ECU适时控制。

2、可依据发动机工作状况去调整各缸喷油压力,喷油始点、 持续时间, 从而追求喷油的最佳控制点。

3、能实现很高的喷油压力, 并能实现柴油的预喷射。

相比起汽油机,柴油机具有燃油消耗率低 (平均比汽油机低30%),而且柴油价格较低, 所以燃油经济性较好;同时柴油 机的转速一般比汽油机来得低, 扭距要比汽油机大,但其质量大、工作时噪音大, 制造和维护费用高, 同时排放也比汽油机差。 但随着现代技术的发展,柴油机的这些缺点正逐渐的被克服,现在的不少高级轿车都已经开始使用柴油发动机了。

柴油机的特点

作为日常使用的燃料本身, 柴油的能量密度最高,比液化天然气高出近1倍,比汽油高出10%以上。与汽油相 比,柴油不易挥发, 着火点较高, 不易因偶然情况被点燃或发生爆炸。由于两者挥发性和燃点的不同,导致 使用这两种燃料的发动机有不同的点火方式。

传统柴油发动机的特点: 热效率和经济性较好

柴油机采用压缩空气的办法提高空气温度,使空气温度超过柴油的自燃燃点, 这时再喷入柴油、柴油喷雾 和空气混合的同时自己点火燃烧。因此,柴油发动机无需点火系。同时, 柴油机的供油系统也相对简单,因 此柴油发动机的可靠性要比汽油发动机的好。

由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要,柴油机压缩比很高。 热效率和经济性都要好于汽油机,同时 在相同功率的情况下, 柴油机的扭矩大,最大功率时的转速低,适合于载货汽车和远洋货轮上使用。

但柴油机由于工作压力大,要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度,所以柴油机比较笨重,体积较 大; 柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高,所以成本较高;另外,柴油机工作粗暴,振动噪声大;柴油不 易蒸发, 冬季冷车时起动困难。

由于上述特点, 以前柴油发动机一般用于大、中型载重货车和工程机械、船用主机、发电机组上。

小型高速柴油发动机的新发展:排放已经达到欧洲III号的标准

传统上,柴油发动机由于比较笨重,升功率指标不如汽油机(转速较低) ,噪声、 振动较高,炭烟与颗粒 (PM)排放比较严重,所以一直以来很少受到轿车的青睐。但随着近年来柴油机技术的进步,特别是小型高速 柴油发动机的新发展,一批先进的技术,例如电控直喷、共轨、涡轮增压、中冷等技术得以在小型柴油发动 机上应用, 使原来柴油发动机存在的缺点得到了较好的解决,而柴油机在节能与CO2排放方面的优势,则是 包括汽油机在内的所有热力发动机无法取代的,因此, 先进的小型高速柴油发动机, 其排放已经达到欧洲III号 的标准,成为“绿色发动机” , 目前已经成为欧美许多新轿车的动力装置,可以预见,我国将出现越来越多的 柴油轿车。

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