柴油机由柴油机本体、吸气系统、排气系统、喷油系统、冷却系统、、水泵系统、润滑系统、控制系统组成。
柴油机的基本工作原理是采用压缩发火方式使燃油在缸内燃烧,用高温高压的燃气做工质,在汽缸中膨胀推动活塞往复运动,并通过活塞一连杆一曲柄机构将往复运动转变为曲轴的旋转运动。通过进气、压缩、燃烧、膨胀与排气过程,燃油在汽缸中做功,四冲程柴油机的曲轴每转两圈完成一个循环,二冲程柴油机的曲轴每转一圈完成一个循环,通过控制喷油量可以控制输出力矩。柴油机的热效率较高,一般为35%~40%。
一、操作数据和特性
1.转速
柴油机的转速可分为高速、中速和低速;与水泵的转速相差不多。
高速:>1500r/rain;
中速:750~1500r/min;
低速:<750r/min。
当驱动离心泵时,选择中速柴油机,对于连续操作的泵,可选用较低的转速;对于问断
或短期操作的泵,可选用较高的转速。
采用柴油机驱动往复泵时,选择低速柴油机。
2.输出功率
柴油机的输出功率和大气条件有关,同一台柴油机在不同的环境条件下输出的功率是不同的,常用的几个功率术语有:
(1)额定功率(Rated Power) 制造厂标明的,柴油机在某一环境条件下输出功率。
(2)IS0功率(ISO Power) 是IS0 15550,Internal combustion engines—Determina—
tion and method for the measurement of engine power—General requirements给出的标准参考条件下柴油机的输出功率。标准参考条件为:
大气压Pr 100kPa;
大气温度Tr 298K(25℃);
相对湿度 фr 30%;
冷却液(进气冷却用)温度:Tcr, 298K(25℃)。
(3)服务功率(Service Power) 柴油机在使用地点最苛刻的环境条件下的输出功率。柴油机的服务功率一般要求比泵需要的功率大l0%。
(4)连续功率(Continuous Power) 柴油机在规定的转速及环境条件下,能够连续发出的功率。
(5)超载功率(Overload Power) 柴油机在规定的环境条件及使用条件下,允许输出的最大功率,时间为每l2h允许1h。
图1-36为柴油机典型转速-功率操作区域示意图,1区为连续操作区,2区为间断操作区,3区为短时过负荷操作区。
图1-37是柴油机典型的功率-转速、转矩-转速特性曲线。图中曲线A为最大功率转矩曲线(过负荷曲线),曲线B为柴油机间断操作时的曲线,曲线C为柴油机连续操作时的曲线。
图1-37典型的功率-转速、转矩-转速特性曲线
不同环境条件下柴油机的输出功率和燃料消耗可以根据IS0 3046/1进行换算。作为一般性的估算,可按下述原则:
柴油机的安装地点的海拔高度>,500m时,每升高100m,功率减少1%;
柴油机的安装地点的环境温度≥25℃时,每升高5.6℃,功率减少l%。