Análisis del proceso de carrera del grupo electrógeno diesel Cummins

Los grupos electrógenos diesel generalmente usan un motor diesel de cuatro tiempos como potencia para impulsar el motor. El trabajo del motor diésel de cuatro tiempos se completa con los cuatro procesos de admisión, compresión, expansión de combustión y escape, que constituyen un ciclo de trabajo. El pistón necesita cuatro procesos para completar un ciclo de trabajo.

1. Accidente cerebrovascular de ingesta
El primer golpe (admisión), su tarea es llenar el cilindro con aire fresco. Cuando comienza el accidente cerebrovascular de admisión, el pistón está en la parte superior del centro muerto, y algunos gases de escape permanecen en la cámara de combustión dentro del cilindro. Cuando el cigüeñal gira el codo, La biela mueve el pistón del centro muerto superior al centro muerto inferior, y al mismo tiempo, la válvula de admisión se abre mediante el mecanismo de transmisión conectado con el cigüeñal.

Con el movimiento hacia abajo del pistón, el volumen por encima del pistón en el cilindro aumenta gradualmente. En este momento, la presión del aire en el cilindro es inferior a la presión en el tubo de admisión, para que el aire exterior se pueda cargar en el cilindro. Durante este proceso, la presión del gas en el cilindro cambia con el volumen del cilindro. Ligeramente por encima de la presión atmosférica debido a los gases de escape residuales del ciclo de trabajo anterior. Durante el proceso de admisión, La resistencia al flujo se genera cuando el aire pasa a través de la tubería de admisión y la válvula de admisión, por lo que la presión de gas de la carrera de admisión es menor que la presión atmosférica, y su valor es 0.085 ~ 0.095MPa. Durante todo el proceso de admisión, el gas en el cilindro La presión sigue siendo aproximadamente la misma.

Cuando el pistón se mueve hacia abajo cerca del centro muerto inferior, el flujo de aire que se precipita hacia el cilindro todavía tiene una alta velocidad y una gran inercia. Para utilizar la inercia del flujo de aire para aumentar la carga de aire, La válvula de admisión se cierra después de que el pistón pasa por el centro muerto inferior. . Aunque el pistón sube en este momento, el gas aún se puede cargar en el cilindro debido a la inercia del flujo de aire.

2. Carrera de compresión
Segundo golpe (compresión). Durante la compresión, El pistón se mueve desde el centro muerto inferior al centro muerto superior. Este trazo tiene dos funciones: una es aumentar la temperatura del aire para prepararse para la autoignición del combustible.; la otra es crear las condiciones para que el gas se expanda y funcione..

Cuando el pistón sube y la válvula de admisión está cerrada, el aire en el cilindro se comprime. A medida que el volumen se hace más pequeño, la presión y la temperatura del aire continúan aumentando. La presión y la humedad al final de la compresión están relacionadas con el grado de compresión del aire., que está relacionado con La relación de compresión está relacionada. Generalmente, la presión y la temperatura al final de la compresión son: Pc = 4 ~ 8MPa, tc = 750 ~ 950K.

La temperatura de autoignición del diesel es de aproximadamente 543-563K, y la temperatura al final de la compresión es mucho más alta que la temperatura de autoignición del diesel, que es suficiente para garantizar que el combustible inyectado en el cilindro se encienda y se queme por sí mismo. El diesel inyectado en el cilindro no se enciende inmediatamente, pero sólo después de cambios físicos y químicos. Este período de tiempo es de aproximadamente 0.001 ~ 0.005 segundos, que es el “Período de retardo de encendido).

Por lo tanto, El combustible atomizado debe inyectarse en el cilindro cuando la manivela gira a un ángulo de manivela de 10 ~ 35 ° antes del centro muerto superior, y cuando la manivela está a 5 ~ 10 ° después del centro muerto superior, alcanzará los 10 °C en la cámara de combustión a la presión de combustión más alta, forzar el pistón hacia abajo.

3. Carrera de expansión de combustión
Tercer golpe (combustión). Al comienzo de este trazo, la mayor parte del combustible inyectado en la cámara de combustión se quema. Cuando se quema, libera mucho calor, por lo que la presión y la temperatura del gas.

Se eleva bruscamente, el pistón se mueve hacia abajo bajo la acción de gas de alta temperatura y alta presión, y el cigüeñal gira a través de la biela para realizar trabajos externos. Por lo tanto, este accidente cerebrovascular también se llama trabajo o accidente cerebrovascular de trabajo.

Con el movimiento hacia abajo del pistón, el volumen del cilindro aumenta, la presión del gas cae, y la carrera de trabajo termina cuando el pistón viaja al centro muerto inferior y la válvula de escape se abre.

El cambio de presión de la carrera de trabajo La parte ascendente de esta línea representa el fuerte aumento de la presión del combustible cuando el combustible se quema en el cilindro.. El punto más alto representa la presión de combustión más alta Pz. La presión y la temperatura en este punto son: Pz 3 6~15MPa, Tz = 1800 ~ 2200K La relación entre la presión de combustión más alta y la presión final de compresión (Pz/Pc), que se denomina relación de aumento de presión durante la combustión, se expresa por . Dependiendo del tipo de motor diesel, El rango de valor de entrada a máxima potencia es el siguiente: Entrada = Pz / Pc = 1.2 ~ 2.5.

4. Carrera de escape
Cuarto golpe (agotar). La función de la carrera de escape es descargar el gas de escape expandido para que pueda llenarse con aire fresco en preparación para la entrada del siguiente ciclo.. Cuando el pistón de carrera de trabajo se mueve hacia las cercanías del centro muerto inferior, la válvula de escape se abre, y el pistón se mueve desde el centro muerto inferior hasta el centro muerto superior impulsado por el cigüeñal y la biela, y descarga los gases de escape fuera del cilindro.

Debido a la resistencia del sistema de escape, al comienzo de la carrera de escape, la presión del gas en el cilindro es 0.025-0.035MPa más alta que la presión atmosférica, y su temperatura es Tb = 1000 ~ 120OK. Para reducir la resistencia al movimiento del pistón durante el escape, la válvula de escape se abre justo antes del centro muerto inferior. Tan pronto como se abre la válvula de escape, el gas con una cierta presión saldrá inmediatamente del cilindro, y la presión en el cilindro caerá rápidamente, de modo que cuando el pistón se mueva hacia arriba, el gas de escape en el cilindro es descargado hacia arriba por el pistón.

Con el fin de hacer uso de la inercia del flujo de aire durante el escape para descargar los gases de escape limpiamente, La válvula de escape se cierra después del centro muerto superior. La curva de carrera del escape muestra que durante el proceso de escape, la presión del gas en el cilindro es casi constante, pero ligeramente superior a la presión atmosférica.

La presión Fr al final de la carrera de escape es de aproximadamente 0.105 ~ 0.115MPa, y la temperatura Pr del gas de escape residual es de aproximadamente 850 ~ 960K. Dado que las válvulas de admisión y escape se abren temprano y se cierran tarde; por lo que al final de la carrera de escape y al comienzo de la carrera de admisión, cuando el pistón está cerca del centro muerto superior, habrá un período de tiempo en el que las válvulas de admisión y escape se abran al mismo tiempo. El tiempo se expresa en el ángulo del cigüeñal, llamado ángulo de superposición de válvulas.

Después de que termine el golpe de escape, el accidente cerebrovascular de admisión comienza de nuevo, y todo el ciclo de trabajo se repite de acuerdo con el proceso anterior. Dado que el ciclo de trabajo de este motor diesel consta de cuatro pistones.

La carrera se completa con dos revoluciones del cigüeñal, por lo que se llama motor diésel de cuatro tiempos.
En los cuatro tiempos del motor diésel de cuatro tiempos, sólo el tercer golpe, Es decir, el impulso de trabajo, genera energía para hacer trabajo externo, y los otros tres trazos son el proceso de preparación para consumir trabajo.