当前课程知识点：柴油机构造与使用 > 第一章 柴油机基本知识 > 1.2柴油机工作原理 > 1.2.3 多缸柴油机工作特点
上次课
我们以单缸机为例
介绍了四冲程柴油机的工作原理
通过学习我们知道
一个工作循环中
柴油机只有做功冲程对外做功
而进气
压缩和排气三个冲程
不但不做功
还要消耗一部分功
用来完成压缩气体
和克服进排气阻力
所以会导致柴油机
做功冲程旋转速度快
而其他三个冲程速度慢
它会带来如下后果
第一
就是柴油机运转不平稳
转速不均匀
第二
柴油机能够输出的功率
极其有限
那么为了解决第一个问题
通常在手扶拖拉机
小功率电站等
单缸机的曲轴输出端
安装一个转动惯量很大
边缘厚
中间薄的大圆盘
我们称之为飞轮
用来稳定柴油机的转速
能够较好的解决柴油机
转速波动的问题
但是针对输出功率小
最有效的方法是什么呢
最有效的办法就是采用多缸机
那么多缸机
在提供大功率的同时
是怎样保证
柴油机的工作过程更加平稳的呢
这就是我们接下来
将要学习的内容
多缸机柴油机的工作特点
首先我们来看
什么是多缸机
所谓多缸机就是指
具有两个或两个以上的气缸
各缸的活塞连杆机构
都连接在同一根曲轴上
对于多缸机而言
每一个气缸
均按照单缸机的工作过程
不断进行着进气
压缩
做功
排气的工作循环
而在同一时刻
不同气缸所进行的工作进度
却是不同的
我们可以试想一下
如果各缸都以相同的冲程
进行工作
要进气都进气
要做功都做功
那么总体效果还是一个单缸机
虽然功率是提高了
但柴油机的运转会更加不平稳
需要指出的是
为了便于对多缸机的工作特点
进行描述
我们需要对多缸机的各个气缸
进行编号
目前常见的
多缸柴油机气缸排列方式
主要是直列式和V型排列式两种
直列式柴油机的所有气缸
均排列在同一平面上
主要用于6缸以下的柴油机
对于直列式柴油机
气缸编号从自由端开始为第1缸
向功率输出端
也就是飞轮端
依次进行编号
V型柴油机的所有气缸
平均排列在两个平面上
且两个平面相互产生一个夹角
通常用于8缸以上的多缸机
V型排列可缩短机体长度
使柴油机整体结构更加紧凑
对于V型柴油机
通常面向飞轮端
区分左列和右列
然后气缸编号
从右列自由端处为第1缸
依次向输出端编号
右列排完
再从左列自由端处接序
应当指出
也有不少柴油机的气缸编号
与国家标准不符
例如
康明斯K系列V型机组
左列和右列
都从自由端向功率输出端
依自然顺序进行编号
然后将左列气缸
在序号前用L进行区分
而右列气缸在序号前用R进行区分
那么以直列式柴油机为例
怎样才能使多缸机的工作更加平稳呢
一个自然的做法就是
将各缸的工作时序错开
让各缸轮流进行做功
那么柴油机在结构上
如何实现各缸工作时序
均匀错开的呢
如图所示
曲轴连接连杆的部分
称为曲拐
显然
曲拐在空间的不同位置
对应活塞在气缸内的不同位置
从而也对应着
气缸的不同工作循环进度
例如
当曲拐空间位置
使活塞位于下止点时
对应的气缸
或者处于吸气结束时刻
或者处于做功结束时刻
当曲拐空间位置
使活塞位于上止点时
对应的气缸
或者处于吸气开始时刻
或者处于做功开始时刻
所以
要使各缸在工作循环内
按次序均匀的做功
就需要各缸对应的曲柄
在工作循环空间内
等间隔进行分布
根据上节课
四冲程柴油机
工作原理的学习我们知道
四冲程柴油机的一个工作循环
对应曲轴旋转两圈
也就是720度
因此
如果直列式多缸机有i个气缸
那么它的工作间隔角就应该是
φ等于720度除以气缸数目i
也就是说
对于四缸机而言
其工作间隔角应为180度
而六缸机的工作间隔角
应为120度
另外
接连工作的两个气缸
对应曲拐在空间的夹角
称为曲柄夹角
很显然
对于直列式柴油机而言
由于每个曲拐上
只连接有一个气缸
因此直列式柴油机的工作间隔角
就等同于它的曲柄夹角
需要指出的是
工作间隔角解决的是
功率输出均匀性的问题
它并没有指出气缸之间
依次做功的先后顺序
而这个先后顺序会直接影响到
柴油机的整体运转平稳性
一个工作循环中
各缸轮流做功的先后顺序
称为发火次序
比如
常见的四缸柴油机发火次序为
1 3 4 2
而常见的六缸柴油机发火次序为
1 5 3 6 2 4
讲到这
同学们可能会有一个疑问
对于直列式柴油机来说
可用的发火次序有多种
既然同样都是
间隔均匀的发火次序
为什么常用的四缸机发火次序
选择1 3 4 2
而常用的六缸机发火次序
选择1 5 3 6 2 4呢
总的来说
柴油机发火顺序的选择
需要考虑以下五个方面的问题
第一
各缸发火间隔要尽可能均匀
从而使柴油机转速和工作
尽可能平稳
第二
尽量避免相邻气缸
连续发火
否则会大大增加两缸之间
主轴承等零件的机械载荷
第三
要使柴油机有较好的平稳性能
减少柴油机的振动
第四
尽量减少柴油机
轴系的扭转振动
第五
防止各缸
进排气过程的相互干扰
避免导致各缸
进排气过程的不一致
好
本节课内容到此结束
谢谢大家
-1.1概述
--1.1.1小节测试
--1.1.2小节测试
--1.1.3小节测试
--1.1.4小节测试
-1.2柴油机工作原理
--1.2.1小节测试
--1.2.2小节测试
--1.2.3小节测试
--1.2.4小节测试
--曲柄连杆机构主要由哪些总成部件组成？
-第一章简答测试题
- 2.1柴油机主体机件
--2.1.1 小节测试
- 2.2曲柄连杆机构
--2.2.1小节测试
--2.2.2小节测试
-第二章简答测试题
-3.1配气机构
--3.1.1小节测试
--3.1.2小节测试
-3.2柴油机换气过程
--3.2.1小节测试
-3.3进排气系统
--3.3.1小节测试
-第三章简答测试题
-4.1柴油机混合器的形成与燃烧
--4.1.1小节测试
--4.1.2小节测试
--4.1.3小节测试
--4.1.4小节测试
-4.2机械柱塞式燃油供给系统
--4.2.1小节测试
--4.2.2小节测试
--4.2.3小节测试
-4.3PT燃油供给系统
-5.1润滑油性能指标、分类及选用
--5.1.1小节测试
-5.2润滑方式及润滑油路
--5.2.1小节测试
--5.2.2小节测试
--5.2.3小节测试
-5.3润滑系统主要组成
--5.3.1小节测试
-5.4润滑系统保养
--5.4.1小节测试
-6.1冷却系统的功用和冷却方式
--6.1.1小节测试
-6.2柴油机的风冷系统
--6.2.1小节测试
-6.3柴油机的水冷系统
--6.3.1小节测试
-7.1柴油机的增压系统
--7.1.2小节测试
-7.2增压系统的增压方式
--7.2.2小节测试
-7.3涡轮增压工作原理
--7.3.2小节测试
-7.4增压柴油机的特点
--7.4.2小节测试
-7.5增压系统的使用
--7.5.2小节测试
-8.1启动装置
-8.2典型柴油机启动电路分析
-9.1柴油机的使用
--9.1.1小节测试
--9.1.2小节测试
--9.1.3小节测试
-9.2柴油机的维护保养
--9.2.1小节测试
--9.2.2小节测试
--9.2.3小节测试
--9.2.4小节测试
-9.3柴油机的检查与调整
--9.3.1小节测试
--9.3.2小节测试
--9.3.3小节测试
--9.3.4小节测试
--9.3.5小节测试
--9.3.6小节测试
--9.3.7小节测试
-9.4柴油机的故障分析与排除
--9.4.1小节测试
--9.4.2小节测试
--9.4.3小节测试
-期末考试
