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什么是柴油发电机曲轴连杆机构

文章出处:康明斯动力 人气:发表时间:2018-05-30

          柴油发电机曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环,完成能量转换的传动机构,用来传递力和改变运动方式。工作中,曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动,对外输出动力,而在其他三个行程中,即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。总的来说曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。

曲柄连杆机构是通过曲柄和滑块的连接如图,通过去并转动带动滑块左右移动,达到所需的用途。其实曲柄连杆的工作原理很简单

    曲柄连杆机构固定在机体之上、是发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动零件(热能转换为机械能)。其组成可分为活塞组、连杆组和曲轴飞轮组。

   1)活塞组

    活塞组由活塞、活塞环和活塞销组成。

    活塞销通常用低碳钢或低碳合金钢制造,作用是连接活塞与连杆的小头,以传递动力。

活塞环在自由状态时是一个比气缸内径大的开门环、装在活塞环槽里,在压紧状态下随同活塞一起装入气缸,依靠本身的弹力使其外圆面紧贴在气缸壁上,保证燃气不能通过环与气缸的接触面。其种类有气环和油环两种,前者的作用是密封活塞与气缸之间的间隙,防止燃油室中的高温、高压燃气窜入曲轴箱,同时将活塞顶部的大部分热量传递给气缸壁及冷却介质、而后者的作用是刮除气缸壁上多余的润滑油、防止润滑油窜入燃烧室,并使其油膜沿气缸壁均匀分布,以减少活塞环与气缸壁的磨损。

活塞组的作用是其顶部与气缸盖组成燃烧室,直接承受气缸中的燃气压力,并将此压力通过活塞销传给连杆,以推动曲轴旋转。目前常用的有锻铝合金或共晶铝硅合金活塞,高增压柴油机中较多采用铸铁活塞。

    2)连杆组

    连杆一般采用优质中碳钢模锻或滚压形成,并经调质处理。其作用是连接活塞与曲轴、将活塞承受的燃气压力传给曲轴,使活塞的直线往复运动变为曲轴的旋转运动。

连杆螺栓是用来连接平切口连杆大头和连杆盖的,而连杆螺钉是用作连接斜切口连杆大头和连杆盖的。

曲轴飞轮组

    曲轴飞轮组由曲轴、飞轮和扭转减振器等组成。

    其作用是将活塞连杆组传来的力转变成扭矩,从轴上输出机械功,驱动柴油机各机构及辅助系统,克服非做功冲程的阻力,同时贮存和释放能量,使柴油机运转平稳。

    曲轴将气体压力转变为扭矩输出,以驱动与其相连的动力装置,要求是:耐疲劳、耐冲击,有足够的强度和刚度,一般由合金钢或中碳钢制造。

    飞轮多采用灰铸铁制造,当轮边的圆周速度超过50m/s时,则选用强度较高的球墨铁或铸钢。其作用是存储作功冲程产生的能量,克服辅助冲程的阻力,保持曲轴旋转的均匀性,确保柴油机运转平稳。

    2.配气机构

配气机构按柴油机的工作循环和着火顺序,定时地开启和关闭各缸的进排气门,保证新鲜空气适时充入气缸,并将燃烧后的废气及时排除。其零件依据各自功用分为两组:以气门为主要零件的气门组和以凸轮轴为主要零件的气门传动组。

1)气门组

气门组包括气门、气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座及锁紧装置等零件。

气门是在高温、高机械负荷及冷却润滑困难的条件下工作的,气门头部承受气体压力的作用,排气门同时受到高温废气的冲刷和废气中硫化物的腐蚀。因此,要求气门具有足够的强度、耐高温、耐腐蚀和耐磨损能力。

气门传动组

    气门传动组由凸轮轴、正时齿轮、挺柱、推杆、摇臂和摇臂轴等零件构成。其作用是按照规定时刻(配气定时)和次序(发火次序)打开和关闭进、排气门,并保证一定的开度。

根据内燃机种类和气门配置的不同,配气机构也不相同。四冲程内燃机配气结构有侧置式和顶置式两种。

侧置式配气机构装在气缸的一侧。其优点是结构简单,易形成压缩涡流。缺点是所形成的燃烧室不够紧凑,抗爆性差,热量损失多,进、排气阻力也较大,HC排放高,故此方式已较少应用。

    目前应用较广的是顶置式配气机构,其装在气缸盖上,除倒置式机构的组成外、还包括摇杆、摇臂等零件。优点是可形成较紧凑的燃烧室,减少进、排气阻力,气门间隙调节方便、不需要增设气门开启的空隙,且燃烧室较小,热损失很少,保证在压缩比很高的情况下,气缸的高度可以适当降低,减小了发动机的体积。但是,顶置式配气机构的结构较为复杂。

 

50kw东风康明斯柴油发电机组.jpg