发动机的配气机构、曲柄连杆机构和燃料供给系统是柴油机的重要组成部分,这些系统的工作状态对发动机的动力性、经济性以及机械磨损具有重要影响。本文将详细分析这些关键系统的工作模式。
(一)两大机构
1.配气机构
配气机构的主要功能是按照柴油机的工作时序,定时开启和关闭进排气门,以吸入新鲜空气并排出废气,确保在压缩过程中气缸的密封性。配气机构由气门组件、传动组件和驱动组件组成。气门的开启和关闭由凸轮轴上的凸轮控制,凸轮轴由曲轴驱动,曲轴每转两圈,凸轮轴转一圈,其传动比为2:1。
顶置式配气机构是目前广泛使用的一种类型。在这种结构中,凸轮轴位于气缸体内,通过挺杆、推杆、摇臂等部件驱动气门的开关。当凸轮轴转动时,凸轮通过推动挺杆和推杆来使摇臂绕摇臂轴旋转,从而使气门打开。气门关闭时,气门弹簧起到复位作用。
2.曲柄连杆机构
曲柄连杆机构在发动机的做功行程中,承受燃烧产生的气体压力,推动活塞下行,通过连杆和曲柄将活塞的直线运动转换为曲轴的旋转运动,将热能转化为机械能。此外,在进气、压缩和排气行程中,曲轴和飞轮的惯性通过曲柄和连杆推动活塞,为下一次做功做准备。
曲柄连杆机构包括气缸组和气缸体组、活塞连杆组以及曲轴飞轮组。这些部件在高温度、高压力和高速度的环境下工作,需要足够的强度和良好的耐磨、耐热及导热性能。
(二)燃料供给系统
燃料供给系统包括燃油供给和空气供给两部分,其功能是定时定量地向燃烧室提供清洁的燃油和空气,以产生动力。
1.燃油供给
燃油供给系统分为低压油路和高压油路。低压油路包括油箱、沉淀杯、柴油过滤器、输油泵和低压油管,负责燃油的储存、过滤和输送。高压油路由喷油泵、喷油器和高压油管组成,负责将燃油以高压喷射入燃烧室。
柴油机在压缩行程接近终了时,将雾状柴油喷入气缸,与高温高压的空气混合形成可燃混合气。混合气的质量主要由喷油器的喷雾质量、空气的涡流质量和燃烧室的形状决定。
2.空气供给
空气供给系统分为自然吸气型和空气增压型。自然吸气型通过空气滤清器吸入新鲜空气,与燃油混合燃烧,提高热能转换效率,并降低废气排放的噪声。空气滤清器在防止灰尘等杂质进入发动机,延长发动机寿命方面起重要作用。
通过对发动机两大机构和燃料供给系统的详细分析,可以更好地理解发动机的工作原理,并有效地进行使用和维护。