수입 디젤엔진의 작동원리(전자분사)

4행정 디젤 엔진의 작동 원리

디젤 엔진의 작동은 흡기, 압축, 연소 팽창, 배기의 네 가지 과정으로 완성됩니다.

프로세스는 작업 주기를 형성합니다. 하나의 작동 주기를 완료하기 위해 피스톤이 4가지 프로세스를 거쳐 움직여야 하는 디젤 엔진을 4행정 디젤 엔진이라고 합니다.

1. 흡기 행정

첫 번째 행정 - 흡기의 임무는 실린더에 신선한 공기를 채우는 것입니다. 흡기 행정이 시작되면 피스톤은 상사점에 있고 실린더의 연소실에는 아직 배기 가스가 약간 남아 있습니다.

크랭크샤프트가 회전하면 커넥팅 로드가 피스톤을 상사점에서 하사점으로 이동시키는 동시에 에 연결된

전달 메커니즘에 의해 흡기 밸브가 열립니다. 크랭크샤프트.

피스톤이 아래쪽으로 이동함에 따라 실린더 내 피스톤 위의 부피가 점차 증가하여 실린더 내 공기 압력이 흡입 파이프 내 압력보다 낮아지게 됩니다. 외부 공기 그냥 실린더를 계속 채우십시오.

흡기 과정에서 애니메이션과 같이 실린더의 가스 압력은 실린더의 부피에 따라 변화합니다. 그림에서 세로축은 가스압력 P를 나타내고 가로축은 실린더 체적 Vh(또는 피스톤의 스트로크 S)를 나타냅니다. 그림의 압력 곡선은 디젤 엔진이 작동할 때 실린더 내 가스 압력의 변화 패턴을 보여줍니다. 토양에서 보면 잔류 배기 가스의 존재로 인해 공기 흡입이 시작되는 것을 볼 수 있으며 대기압 P0보다 약간 높습니다. 흡기과정에서 공기가 흡기파이프와 흡기밸브를 통과할 때 발생하는 유동저항으로 인해 흡기행정시 가스압력은 대기압보다 낮아지며, 그 값은 전체 동안 0.085~0.095MPa이다. 흡입 과정에서 실린더의 가스 압력은 거의 변하지 않습니다.

피스톤이 아래쪽으로 이동하여 하사점에 가까워지면 공기 흐름의 관성을 증가시키기 위해 실린더로 돌진하는 공기 흐름은 여전히 ​​빠른 속도와 큰 관성을 갖습니다. 팽창량에 따라 피스톤이 통과할 때 흡기 밸브가 열리고 하사점에 도달한 후 닫힙니다. 이때 피스톤이 위쪽으로 움직이더라도 공기 흐름의 관성으로 인해 가스가 여전히 실린더를 채울 수 있습니다. 2. 압축 스트로크

두 번째 스트로크 - 압축. 압축하는 동안 피스톤은 하사점에서 상사점으로 이동합니다. 이 행정에는 두 가지 기능이 있습니다. 하나는 연료가 스스로 점화될 수 있도록 공기의 온도를 높이는 것이고, 다른 하나는 가스를 위한 조건을 만드는 것입니다. 확장하고 작동합니다. 피스톤이 위쪽으로 이동하고 흡기 밸브가 닫히면 실린더 내의 공기가 압축되고, 공기의 압력과 온도는 계속해서 증가합니다. 공기의 압축 정도, 즉 압축비와 관련이 있습니다. 일반적으로 압축 종료 시 압력과 온도는 Pc=4~8MPa, Tc=750~950K입니다.

디젤의 자동 점화 온도는 약 543~563K이며, 압축 종료 시의 온도는 디젤의 자동 점화 온도보다 훨씬 높아 연료가 연료에 분사되는 것을 보장하기에 충분합니다. 실린더가 스스로 점화되어 연소됩니다.

실린더에 분사된 디젤 연료는 즉시 점화되지 않고 물리적, 화학적 변화를 겪은 후에만 점화됩니다. 이 시간은 약 0.001~0.005초 정도인데 이를 점화 지연 기간이라고 합니다. 따라서, 크랭크 각도가 상사점 전 10~35도일 때 실린더에 미립화된 연료의 분사를 시작하고, 크랭크가 상사점 이후 5~10도일 때 연소실에서 최고 연소압력에 도달해야 한다. , 강제로 피스톤이 아래쪽으로 이동합니다.

3. 연소 팽창 행정

세 번째 행정 - 연소 팽창. 이 행정이 시작될 때 연소실에 분사된 연료의 대부분이 연소됩니다. 연소시 많은 양의 열이 방출되므로 가스의 압력과 온도가 급격하게 상승하며, 고온고압의 가스의 작용으로 피스톤이 하강하고, 연속적인 줄기를 통해 크랭크샤프트를 회전시켜 외부작업을 수행하게 됩니다. . 그래서 이 스트로크를 일(work) 스트로크 또는 작업 스트로크(work Stroke)라고도 합니다.

피스톤이 아래쪽으로 이동함에 따라 실린더의 부피가 증가하고 가스의 압력이 감소하며 피스톤이 하사점에 도달하고 배기 밸브가 열리면 작업 행정이 종료됩니다.

동영상에서 작동 행정 중 압력 변화 선의 상승 부분은 실린더 내에서 연료가 연소될 때 압력이 급격히 증가하는 것을 나타냅니다. 가장 높은 지점은 최대 연소 압력 Pz를 나타냅니다. 이 시점의 압력과 온도는 다음과 같습니다.

Pz=6~15MPa, Tz=1800~2200K

압축 종료 압력에 대한 최대 연소 압력의 비율(Pz/Pc) 연소 중 압력 상승 비율이라고하며 λ로 표시됩니다. 디젤 엔진의 종류에 따라 최대 출력 시 λ 값의 범위는 다음과 같습니다: λ=Pz/Pc=1.2~2.5. 4. 배기 행정

네 번째 행정 - 배기. 배기행정의 기능은 팽창된 배기가스를 배출하여 신선한 공기를 채워 다음 사이클의 흡입을 준비하는 것입니다. 작동행정 중 피스톤이 하사점 부근으로 이동하면 배기밸브가 열리며, 크랭크샤프트와 커넥팅 로드에 의해 구동되는 피스톤이 하사점에서 상사점까지 이동하면서 배기가스를 실린더 밖으로 배출하게 된다. . 배기 시스템의 저항으로 인해 배기 행정이 시작될 때 실린더의 가스 압력은 대기압보다 0.025-0.035MPa 높고 온도 Tb=1000-1200K입니다. 배기 시 피스톤 운동의 저항을 줄이기 위해 배기 밸브는 하사점 이전에 열립니다.

배기 밸브가 열리자마자 일정 압력의 가스가 즉시 실린더 외부로 쏟아져 나오며 실린더 내부의 압력은 급격히 떨어지게 됩니다. 이와 같이 피스톤이 위쪽으로 이동하면 실린더 내부의 배기 가스가 외부로 배출됩니다. 피스톤이 위쪽으로 움직이는 덕분입니다. 배기 시 공기 흐름의 관성을 이용하여 배기가스를 깨끗하게 배출하기 위해 상사점 이후 배기 밸브를 닫습니다.

애니메이션에서 배기 행정 곡선은 배기 과정에서 실린더 내 가스 압력이 거의 일정하지만 대기압보다 약간 높다는 것을 나타냅니다. 배기 행정 종료 시 압력 Pr은 약 0.105~0.115MPa이고, 잔류 배기가스 온도 Pr은 약 850~960K이다.

흡기 밸브와 배기 밸브는 일찍 열리고 늦게 닫히므로 배기 행정의 끝과 흡기 행정의 시작 부분에서 피스톤이 상사점 근처에 있을 때, 흡기밸브와 배기밸브가 일찍 열리고 늦게 닫히는 시간을 밸브 오버랩 각도라고 하는 크랭크축 각도로 표현합니다.

배기 행정이 끝난 후 흡기 행정이 다시 시작되므로 위의 과정에 따라 전체 작업주기가 반복됩니다. 이러한 종류의 디젤엔진의 작동주기는 4피스톤 행정, 즉 크랭크샤프트의 2회전에 의해 완성되므로 4행정 디젤엔진이라 불린다.