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(1)柴油
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柴油机使用的燃料是柴油。与汽油相比,它具有分子量大、蒸馏温度高、黏度大、自燃点低、便宜等特点。评价柴油质量的主要性能指标是发火性、蒸发性、黏度和凝点。
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发火性是指燃油的自燃能力。柴油的自燃点约为300℃。柴油的发火性用十六烷值表示,十六烷值越高,发火性越好。
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蒸发性是由燃油的蒸馏试验确定的。蒸发性越好,越有利于可燃混合气的形成和燃烧。
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黏度决定燃油的流动性,黏度越小,则流动性越好。但容易泄漏,供油不足,功率下降。黏度过大,不易喷雾,混合气质量差,燃烧不完全。所以柴油的黏度应适当。
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凝点是柴油冷却到开始推动流动性的温度,它表示柴油在低温时流动性的好坏。国产柴油以凝点的温度来命名牌号。如10号、0号和-35号轻柴油的凝点分别为10℃、0℃和-35℃。
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综上所述,柴油机应选用十六烷值较高、蒸发性较好、凝点和黏度合适、不含水分和机械杂质的柴油。
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(2)可燃混合气的形成与燃烧
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柴油机的可燃混合气直接在燃烧室内形成,通常把柴油机的燃烧过程分为四个阶段。
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第一阶段是备燃期。当压缩行程终了,活塞到达上止点前某一时刻,柴油开始喷入燃烧室,迅速与高温高压空气雾化、混合、升温和氧化,进行燃烧前的化学准备过程。
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第二阶段是速燃期。此时活塞位于上止点附近,火焰从着火点处迅速向四周传播,气缸压力很快升到最大值,推动活塞下行做功。
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第三阶段是缓燃期。活塞在下行中一边燃烧,一边继续喷油,直到喷油停止,绝大部分柴油被烧掉,放出大量热量,燃烧温度可达1973~2273K。
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第四阶段是后燃期。在缓燃期中没有烧掉的柴油继续燃烧,但因做功行程接近结束,放出的热量大部分被废气带走。
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可见柴油的燃烧过程是贯穿在整个做功行程的始终。
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(3)燃烧室
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由于柴油机的混合气形成和燃烧是在燃烧室进行的,故燃烧室结构形式直接影响混合气的品质和燃烧状况。
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柴油机燃烧室分成统一式燃烧室和分隔式燃烧室两大类。
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1)统一式燃烧室是由凹形活塞顶与气缸盖底面所包围的单一内腔,燃油自喷油器直接喷射到燃烧室中,故又称为喷射式燃烧室。这种燃烧室一般配用多孔喷油器。
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2)分隔式燃烧室由两部分组成,一部分是活塞顶与气缸盖底面之间,称为主燃烧室;另一部分在气缸盖中,称为副燃烧室。这两部分由一个或几个孔道相连。采用这种燃烧室时配用轴针式单孔喷油器。按其结构又可分为涡流室燃烧室和预燃室燃烧室两种,如图3-19、图3-20、图3-21所示。
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图3-19 燃油直喷式
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图3-20 预燃烧室式
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