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曲軸的形狀和發動機的發火次序
曲軸的形狀及曲柄銷間的相互位置(即曲拐的布置)與沖程數、氣缸數、氣缸排列方式(直列或V形等)和各氣缸做功行程發生的順序(稱為發火次序或工作順序)有關。曲軸的形狀同時要滿足慣性力的平衡以及發動機工作平穩性的要求。
對四沖程發動機,曲軸每轉兩轉就是一個工作循環,每個氣缸都發火做功一次。各缸的發火間隔時間(用0CA表示)要求均勻。如果發動機有i個氣缸,則發火間隔為7200/i0CA,即曲軸每轉7200/i時,就有一個氣缸做功,這樣才會使發動機的工作平穩。下面介紹常用的4缸、6缸和V形8缸發動機的發火次序。
(1)四沖程直列4缸機,缸數i=4,發火間隔為7200/4=1800CA。4個曲柄銷布置在同一平面內,1、4缸的曲柄銷朝上時,2、3缸的朝下,1、4缸與2、3缸相隔1800。這種發動機可能采用的一種發火次序。
這種發火次序為1-3-4-2,習慣上以1缸為準,l缸做功后接著是3缸做功,以此類推。這種發動機的各氣缸,就是按照1-3-4-2的順序循環,不斷周而復始地工作著。
如將上述2、3缸的工作過程互換,則可得到另一種發火次序。這種互換之所以可能,是因為2、3缸的曲柄銷(即它們的活塞)的位置是相同的。這樣就得到另一種發火次序,即1-2-4-3。
所以,4缸機可能采用兩種發火次序,即1-3-4-2和1-2-4-3。不過,對某一種具體的發動機來說,由于發火次序還與氣門機構的安排等有關,因而是確定而不能變更的。使用一臺發動機時,必須了解它的發火次序。
1-3-4-2和1-2-4-3兩種發火次序在工作平穩性和主軸承負荷方面,沒有什么區別。一般柴油機采用前一種。
(2)四沖程直列6缸機,發火間隔為7200CA/6=1200CA。6個曲柄銷分別布置在3個平面內(每個平面內2個),各平面間互成1200。曲柄銷的具體布置可有兩種方式。當1、6缸的曲柄銷朝上時,2、5缸的朝左,3、4缸的朝有,其發火次序是1-5-3-6-2-4。國產6缸機都采用這種曲軸和發火次序。
曲柄銷布置的另一種方式是將上述 種方式的2、5缸分別與3、4缸互換。這種方式的發火次序是1-4-2-6-3-5。
當然,上述兩種6缸機的曲軸還可能采用其他的發火次序,但由于在實際發動機上幾乎沒有應用,因而不作介紹。
按發火次序看,前后兩個氣缸的做功行程有600是重疊的,這種現象是容易理解的。因為各氣缸間做功行程的間隔是1200,而每個氣缸的做功行程本身都是1800,就必然有600互相重疊。在這個600中,兩個氣缸都在做功,前一個氣缸做功末完,后一個氣缸的做功已開始了。這種做功行程重疊的觀象對發動機的工作平穩性是有利的。
(3)四沖程8缸機,大多將氣缸排列成雙列V形(兩列氣缸中心線的夾角常取900)。氣缸數i=8,其發火間隔為7200CA/8=900CA。這種發動機左右兩列氣缸中相對的一對連桿共裝在一個曲柄銷上,所以V形8缸機只有4個曲柄銷。通常將4個曲柄銷布置在兩個互成900的平面內。
V形8缸機常用的發火次序為1-5-4-2-6-3-7-8。
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同步發電機,直流發電機的工作原理
同步發電機工作原理
· 主磁場的建立:勵磁繞組通以直流勵磁電流,建立極性相間的勵磁磁場,即建立起主磁場。
· 載流導體:三相對稱的電樞繞組充當功率繞組,成為感應電勢或者感應電流的載體。
· 切割運動:原動機拖動轉子旋轉(給電機輸入機械能),極性相間的勵磁磁場隨軸一起旋轉并順次切割定子各相繞組(相當于繞組的導體反向切割勵磁磁場)。
· 交變電勢的產生:由于電樞繞組與主磁場之間的相對切割運動,電樞繞組中將會感應出大小和方向按周期性變化的三相對稱交變電勢。通過引出線,即可提供交流電源。
直流發電機的工作原理
直流發電機的工作原理就是把電樞線圈中感應產生的交變電動勢,靠換向器配合電刷的換向作用,使之從電刷端引出時變為直流電動勢的原理。
電刷上不加直流電壓,用原動機拖動電樞使之逆時針方向恒速轉動,線圈兩邊就分別切割不同極性磁極下的磁力線,而在其中感應產生電動勢,電動勢方向按右手定則確定。這種電磁情況表示在圖上。由于電樞連續地旋轉,因此,必須使載流導體在磁場中所受到線圈邊ab和cd交替地切割N極和S極下的磁力線,雖然每個線圈邊和整個線圈中的感應電動勢的方向是交變的.線圈內的感應電動勢是一種交變電動勢,而在電刷A,B端的電動勢卻為直流電動勢(說得確切一些,是一種方向不變的脈振電動勢)。因為,電樞在轉動過程中,無論電樞轉到什么位置,由于換向器配合電刷的換向作用,電刷A通過換向片所引出的電動勢始終是切割N極磁力線的線圈邊中的電動勢,因此,電刷A始終有正極性。同樣道理,電刷B始終有負極性,所以電刷端能引出方向不變的但大小變化的脈振電動勢。如每極下的線圈數增多,可使脈振程度減小,就可獲得直流電動勢。這就是直流發電機的工作原理。同時也說明子直流發電機實質上是帶有換向器的交流發電機。
從基本電磁情況來看,一臺直流電機原則上既可工作為電動機運行,也可以作為發電機運行,只是約束的條件不同而已。在直流電機的兩電刷端上,加上直流電壓,將電能輸入電樞,機械能從電機軸上輸出,拖動生產機械,將電能轉換成機械能而成為電動機,如用原動機拖動直流電機的電樞,而電刷上不加直流電壓,則電刷端可以引出直流電動勢作為直流電源,可輸出電能,電機將機械能轉換成電能而成為發電機。同一臺電機,能作電動機或作發電機運行的這種原理.在電機理論中稱為可逆原理。


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