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康明斯发电机

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康明斯深圳公司柴油发电机的配气相位起到什么作用

文章出处:柴油发电机报价部作者:www.sgfdj.com 发表时间:2018-11-05【 人气:

四冲程柴油发电的基本工作原理时,为了方便,把进气过程、排气过程都看作是在活塞的一个冲程内完成的。也就是说,气门开启、关闭时刻对应的上止点、下止点。但实际情况并非如此。由于柴油发电机转速很高,一个冲程的时间极短,如康明斯柴油额定转速1500r/min时,一个冲程时间只有0.02s,再加上用凸轮轴驱动气门开启需要一个过程,气门全开的时间就更短了,这样短的时间难以做到进气充分,排气干净。为了改善换气过程,提高柴油发电机性能,试机柴油发电机的气门开启和关闭并不恰好在活塞的上止点和下止点,而是适当地提前和延迟,以延长进、排气的时间,及气门开启过程中曲轴转角都大于180°。用曲轴转角表示的进气门、排气门开启、关闭时刻和开启持续时间,称为配气相位。

1.进气门的配气相位

(1)进气提前角  在排气冲程接近终了,活塞到达上止点前,进气门便开始开启。从进气门开始开启到上止点所对应的曲轴转角称为进气提前角,一般为10°~30°。进气门早开,使得活塞到达上止点开始向下移动时,因近期门已有一定开度,所以可较快的获得进气通道截面积,减少进气阻力。

2)进气滞后角  在进气冲程下止点过后,活塞重又上一行一段进气门才关闭。从下止点到气门关闭所对应的曲轴转角称为进气滞后角,一般为40°~80°。进气门晚关,是因为活塞到达下止点时,由于进气阻力的影响,气缸内的压力仍然低于大气压,且气流还有相当大的惯性,仍能继续进气。下止点过后,随着活塞的上行,气缸内压力逐渐增大,、进气气流速度也逐渐减小,至流速等于零时,进气门关闭的滞后角最适合。若滞后角过大会将进入气缸的气体重新又压回进气管。

由上可见,进气门开启持续时间内的曲轴转角,即进气持续角,它等于提前角、滞后角之和加180°曲轴转角。

2. 排气门的配气相位

(1)排气角提前   在做功冲程的后期,活塞到达下止点前,排气门便开始开启。从开启门开始开启到下止点所对应的曲轴转角称为排气提前角,一般为40°~80°。恰当的排气门早开,气缸内大约还有300~500kPa的压力,做功作用已经不大,但利用此压力可是气缸内的废气迅速的自由排出,带活塞到达下止点时,气缸内只剩约110~120kPa的压力,使排气冲程所耗费的话、功率大为减小。此外,高温废气的早排,还可防止柴油发电机过热,但提前角不能过大。

(2)排气滞后角  在活塞越过上止点后,排气门才关闭,从上止点道排气门关闭所对应的曲轴转角称为排气滞后角,一般为10°~30°。由于活塞到达上止点时,气缸内的压力仍高于大气压,且废气气流有一定的惯性,所以排气门适当晚关可使废气排得较干净。

由上可见,排气门开启持续时间内曲轴转角,即排气持续角,等于排气提前角和排气滞后角之和再加上180°曲轴转角。

3、气门重叠

由于进气门早开和排气门晚关,就出现了一段进气门、排气门同时开启的现象,称为气门重叠。同时开启的角度,即进气门提前角与排气门滞后角的和,称为气门重叠角。

由于重叠是气门的开度很小,且新鲜气体和废气流动的惯性要保持原来的流动方向,所以只要重叠教适当,就不会产生废气倒流回进气管和新鲜气体随废气排出的问题。相反,由于废气气流周围有一定的真空度,对排气速度有一定的影响,从进气门进入的少量新鲜气体可对此真空度加以填补,还有助于废气的排出。

柴油发电机的结构不同、转速不同,配气相位也有差异。

增压柴油发电机的配气相位,其重叠角非增压柴油发电机要大得多。这是因为进气压力高,一方面不会产生废气倒流进入进气管的现象,另一方面除可使充量更大外,新鲜空气可将气缸内的废气扫除干净。虽有一部分新鲜空气会从排气门排出,但并不消耗柴油。

同一台柴油发电机转速不同应有不同的配气相位,转速愈高,提前角和滞后角应愈大,一般配气相位是固定的,按柴油发电机的性能要求,通过实验来确定某一常用转速下较适合的配气相位,配气相位对这一转速最为有利。由于进气门关闭时,活塞距下止点已较远,其速度已相当大,因为滞后角的变化对气缸内的容积即充量的影响较大。所以在配气相位的四个角中,进气滞后角的大小,对柴油发电机性能的影响最大。当柴油发电机配气相位变得滞后时,影响柴油发电机性能最大的进气滞后角变大,而这正是高速时所要求的,所以高速性能稍有变好但低速性能变坏;反之,当柴油发电机配气相位获得提前时,进气滞后角便小,所以低速性能稍有变好但高速性能变坏。为获得更高性能,也可采用可变气门正时机构。

 

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