第一步:吸气与压缩——积蓄能量
吸气: 柴油发动机开始工作,活塞向下运动,进气门打开,将纯净的空气吸入气缸。
压缩: 活塞向上运动,进、排气门全部关闭。活塞将吸入的空气压缩到原体积的1/15至1/20,导致气缸内的空气温度和压力急剧升高(温度可达500-700°C),远高于柴油的燃点。这个高温高压环境为柴油的自行燃烧做好了准备。
第二步:做功与发电——核心能量转换
喷油与燃烧(化学能 → 热能 → 机械能):
在压缩冲程即将结束时,喷油嘴将精确定量的柴油以雾状形式喷入高温高压的气缸。
雾化的柴油与高温空气瞬间混合并自行燃烧(这就是“压燃式”的由来,无需火花塞)。剧烈燃烧产生的高温高压燃气急剧膨胀。
动力输出(机械能传递): 膨胀的燃气推动活塞向下运动,活塞的直线运动通过连杆转变为曲轴的旋转运动。这样,柴油的化学能就转化为了曲轴高速旋转的机械能。
排气: 做功完成后,活塞再次向上运动,此时排气门打开,将燃烧后的废气排出气缸,为下一个循环做准备。
发电(机械能 → 电能): 发动机的曲轴与发电机的转子(电枢)直接相连。当曲轴高速旋转时,就带动发电机内部的转子在定子(外壳上固定的线圈)产生的磁场中高速旋转。转子上的励磁线圈切割定子产生的磁感线,根据电磁感应原理,就在定子线圈中产生了感应电流(电能)。
第三步:稳压与输出——确保电力可用
产生的原始电流需要经过处理才能使用:
电压调节: 发电机配备有自动电压调节器(AVR)。它能监测输出电压,并通过调节转子的励磁电流来稳定输出电压,确保即使负载变化,电压也能保持稳定,防止损坏连接的电器设备。
电流输出: 稳定后的电流通过输出端子引出,供用户使用。
第四步:辅助系统保障——维持稳定运行
为保证以上核心流程持续稳定,四大辅助系统必不可少:
燃油系统: 油箱、油泵、滤清器、喷油嘴,负责柴油的储存、过滤和精准喷射。
润滑系统: 机油泵、机油滤清器,负责向运动部件(如曲轴、活塞)提供润滑油,减少磨损和散热。
冷却系统: 散热器、水泵、风扇,负责循环冷却液,带走发动机和发电机产生的巨大热量,防止设备过热。
排气系统: 消音器、排气管,负责安全排出废气并降低噪音。
控制系统: 控制屏,负责启动、停机、显示运行参数(电压、电流、频率、水温、油压等)和保护(在超速、高温、低油压时自动停机)。