手扶拖拉机151型旋耕机组装视频( 三 )


首先我们来看一下柴油机的特点 。所谓的柴油机,是指以柴油为动力源的发动机,是一个把柴油中的热能释放出来并转化成机械能的
一种机器 。柴油机的特点是低速扭矩大、省油、热效率高(平均比汽油机高5%左右),缺点是工作粗暴、噪音大 。柴油作为柴油机的燃料,它的自燃点较低,只有220℃,可以在压缩终点时被压燃;同时由于柴油在炼制过程中馏程较高,一般在180~370℃之间,所以柴油很难雾化、蒸发,也很难与空气组成均匀的可燃混合气;此外,柴油粘度高,热值高,但是燃烧速度较慢 。
那么柴油在柴油机中的燃烧过程是怎样的呢?
在活塞运动到压缩上止点之前的某一个角度(喷油提前角),喷油器开始向气缸中高压、高速的喷射柴油,进入燃烧室中的柴油,在喷射过程中会被蒸发、雾化一部分,与气缸在被压缩的高温高压空气混合成可燃混合气 。由于柴油的自燃点比较低,在温度较高、柴油较多的区域,柴油就会自行发火燃烧,在气缸中同时形成了多个火焰中心,开始推动活塞向下运动做功 。在随后的做功过程中,柴油会持续喷射,一直不停的与空气混合、燃烧,形成一种“边喷射、边混合、边燃烧”的奇特过程 。整个过程基本可以分为预燃期、速燃期、缓燃期和后燃期四个阶段,柴油是在一种类似于等压加热过程中进行燃烧的 。由于在整个做功过程中都有动力输出,所以柴油机的扭矩更加充足 。
可以看出,柴油机的燃烧过程与汽油机是截然不同的 。汽油机的可燃混合气是预先混合好的,在做功过程中不再有汽油喷射;在压缩上止点时由火花塞点火,点燃可燃混合气,可燃混合气在瞬间燃烧,几乎可以在活塞还没有下行的瞬间,汽油就已经燃烧殆尽,是在一种类似于等容加热的过程中进行的 。然后燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动,推动曲轴旋转对外输出动力 。在活塞下行过程中推力是逐渐减小的,所以汽油机的扭矩相对较小 。
从柴油的燃烧过程中可以看出,柴油与空气的混合是不均匀的,由于柴油粘度大,蒸发、雾化较慢,在喷射的瞬间很难与空气完全混合,事实上形成的是柴油液滴在空气中悬浮的气溶胶 。并且柴油的燃烧过程也很复杂,燃烧速度较慢,需要较长的时间才能完全燃烧 。所以,柴油机的转速一般都不高,基本不超过4000转/分钟,普遍在3000转/分钟以下,经济转速一般在1500转/分钟左右 。它的结构一般都是活塞行程大于气缸直径的低转速设计 。
如果把柴油机转速设计得非常高会怎样?想要提高转速其实是比较简单的,由于柴油机的控制属于“质”的控制,没有节气门,进入发动机中的空气量基本是固定的,只要多喷油,就可以提高发动机转速 。但是如果转速过高的话,柴油在气缸中没有没有时间与空气充分雾化、混合,会形成极不均匀的可燃混合气,这样会导致可燃混合气在燃烧时形成的火焰中心分布不均匀,柴油机工作粗暴;此外,由于柴油燃烧速度较慢,过高的转速会使大量柴油没有燃烧完全就排出气缸,汽车会冒黑烟,从而极大地降低柴油机的经济性和尾气排放 。
此外,早期的柴油机使用的是机械泵供油,机械式调速器控制发动机转速 。如果发动机转速过高,会导致调速器卡死而形成一种“飞车”的故障 。此时的发动机转速极高,不受油门的控制,发动机活塞连杆在高速运转的情况下,很容易由于润滑不足而导致拉缸、化瓦等故障,严重时甚至会导致拉缸折断,打碎发动机缸体 。现在的柴油机大多采用电控高压共轨系统,取消了调速器,柴油的喷射直接用电磁阀控制,如果曲轴转速传感器发现发动机转速过高,会直接切断供油,防止发动机转速过高 。
【手扶拖拉机151型旋耕机组装视频】综上所述,由于柴油燃烧速度慢,柴油与空气混合不均匀,柴油燃烧过程复杂,所以柴油机的转速一般都不是很高 。如果强行设计高转速的柴油机,反而会失去了柴油机自身的优势 。不过虽然柴油机的转速低,但是扭矩充足,所以可以配置大速比的变速箱,通过变速箱来提高最终的输出转速,所以,柴油机虽然转速低,但是柴油车的速度并不低 。