活塞(sai)式(shi)內燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)起源(yuan)于荷蘭物(wu)理學家惠(hui)更斯用火藥爆(bao)炸獲取動(dong)力(li)的(de)(de)(de)(de)研究,但因(yin)火藥燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)難以控制而未獲成功。1794年,英國(guo)人(ren)斯特(te)里特(te)提(ti)出(chu)從燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)料的(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)中(zhong)(zhong)獲取動(dong)力(li),并且第一次提(ti)出(chu)了燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)料與空氣(qi)混合的(de)(de)(de)(de)概念。1833年,英國(guo)人(ren)賴特(te)提(ti)出(chu)了直接利用燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)壓力(li)推動(dong)活塞(sai)作功的(de)(de)(de)(de)設計。 汽油和柴油等(deng)產生的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)轉化(hua)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)動(dong)力(li)的(de)(de)(de)(de)理論。這為內燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)發明奠定了基礎。活塞(sai)式(shi)內燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)自19世紀60年代問世以來(lai),經過不斷(duan)改進(jin)和發展,已(yi)是比(bi)較完(wan)善的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)。它(ta)熱(re)(re)效率高(gao)、功率和轉速范圍寬、配套方便、機(ji)(ji)(ji)(ji)動(dong)性好(hao),所以獲得了廣泛的(de)(de)(de)(de)應用。全世界各種(zhong)類型(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)汽車、拖(tuo)拉機(ji)(ji)(ji)(ji)、農業機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)、工程(cheng)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)、小型(xing)(xing)移動(dong)電站(zhan)和戰車等(deng)都以內燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)為動(dong)力(li)。海上商船、內河(he)船舶和常規艦(jian)艇,以及某些小型(xing)(xing)飛機(ji)(ji)(ji)(ji)也都由(you)內燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)來(lai)推進(jin)。世界上內燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)保(bao)有(you)量在動(dong)力(li)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)中(zhong)(zhong)居首位(wei),它(ta)在人(ren)類活動(dong)中(zhong)(zhong)占有(you)非常重要的(de)(de)(de)(de)地位(wei)。
之后人們又提(ti)出過各種(zhong)各樣(yang)的(de)內(nei)燃(ran)機(ji)方案,但在十九世紀(ji)中葉以前均未付諸實(shi)用(yong)。直到1860年(nian),法國(guo)的(de)勒(le)努(nu)瓦(wa)(wa)模仿蒸汽機(ji)的(de)結構(gou),設(she)計制造出第一(yi)(yi)臺實(shi)用(yong)的(de)煤氣(qi)機(ji)。這是一(yi)(yi)種(zhong)無壓縮、電點火、使用(yong)照明煤氣(qi)的(de)內(nei)燃(ran)機(ji)。勒(le)努(nu)瓦(wa)(wa)首先在內(nei)燃(ran)機(ji)中采用(yong)了(le)彈力活塞環。這臺煤氣(qi)機(ji)的(de)熱效率為4%左右。
英國的巴尼特曾提倡將可(ke)燃(ran)混合氣在點火之前進行(xing)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo),隨后又有人著文(wen)論(lun)述(shu)對可(ke)燃(ran)混合氣進行(xing)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)的重要作用(yong),并且指(zhi)出壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)可(ke)以(yi)大(da)大(da)提高(gao)勒努瓦內(nei)燃(ran)機的效(xiao)率。1862年,法(fa)國科學家羅沙對內(nei)燃(ran)機熱(re)力過(guo)程進行(xing)理論(lun)分析之后,提出提高(gao)內(nei)燃(ran)機效(xiao)率的要求,這就(jiu)是最(zui)早的四沖程工作循環。
1876年,德國發明(ming)家奧托(Otto)運(yun)用羅沙的(de)原理,創(chuang)制成功(gong)第一臺往復活(huo)塞式(shi)、單缸、臥式(shi)、3.2千瓦(wa)(4.4馬力)的(de)四(si)沖程內燃(ran)機,仍以(yi)煤氣(qi)為(wei)燃(ran)料,采用火(huo)焰點火(huo),轉(zhuan)速為(wei)156.7轉(zhuan)/分,壓(ya)縮比為(wei)2.66,熱(re)效率(lv)達(da)到14%,運(yun)轉(zhuan)平穩(wen)。在當時(shi),無(wu)論是(shi)功(gong)率(lv)還是(shi)熱(re)效率(lv),它都是(shi)最高的(de)。
奧(ao)托內燃機獲得(de)推廣,性能(neng)也在(zai)提(ti)高(gao)(gao)。1880年(nian)單(dan)機功率(lv)(lv)達到11~15千瓦(15~20馬力),到1893年(nian)又提(ti)高(gao)(gao)到150千瓦。由于壓(ya)縮(suo)比的提(ti)高(gao)(gao),熱效率(lv)(lv)也隨之增(zeng)高(gao)(gao),1886年(nian)熱效率(lv)(lv)為15.5%,1897年(nian)已高(gao)(gao)達20~26%。1881年(nian),英國(guo)工程師克(ke)拉克(ke)研制成功第一臺二沖程的煤氣機,并在(zai)巴黎博覽會(hui)上展(zhan)出(chu)。
隨著石油(you)的(de)(de)開(kai)發,比煤氣易(yi)于運輸攜(xie)帶的(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)油(you)和柴(chai)油(you)引起了(le)人(ren)們(men)的(de)(de)注意,首(shou)先獲得試用的(de)(de)是易(yi)于揮發的(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)油(you)。1883年,德國的(de)(de)戴(dai)姆勒(Daimler)創制(zhi)成(cheng)功(gong)(gong)第一臺立式(shi)汽(qi)(qi)(qi)油(you)機(ji)(ji)(ji),它的(de)(de)特(te)點(dian)是輕型(xing)和高(gao)(gao)速。當(dang)時其他(ta)內燃(ran)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)轉(zhuan)速不超過200轉(zhuan)/分,它卻一躍(yue)而達到800轉(zhuan)/分,特(te)別(bie)適應交(jiao)通(tong)動輸機(ji)(ji)(ji)械的(de)(de)要求。1885~1886年,汽(qi)(qi)(qi)油(you)機(ji)(ji)(ji)作為汽(qi)(qi)(qi)車動力(li)運行(xing)成(cheng)功(gong)(gong),大大推動了(le)汽(qi)(qi)(qi)車的(de)(de)發展。同(tong)時,汽(qi)(qi)(qi)車的(de)(de)發展又促進了(le)汽(qi)(qi)(qi)油(you)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)改進和提高(gao)(gao)。不久汽(qi)(qi)(qi)油(you)機(ji)(ji)(ji)又用作了(le)小船(chuan)的(de)(de)動力(li)。
1892年,德國(guo)工程師(shi)狄塞爾(Diesel)受面粉廠粉塵爆炸(zha)的啟發,設想將吸入氣(qi)缸(gang)的空氣(qi)高(gao)度(du)壓縮,使其(qi)溫度(du)超過燃(ran)(ran)料(liao)的自燃(ran)(ran)溫度(du),再用高(gao)壓空氣(qi)將燃(ran)(ran)料(liao)吹入氣(qi)缸(gang),使之(zhi)著火(huo)燃(ran)(ran)燒。他首創的壓縮點(dian)火(huo)式內(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(柴油(you)機)于1897年研制成功,為內(nei)(nei)燃(ran)(ran)機的發展(zhan)開拓了新途徑。
狄塞爾(er)開始力圖使內(nei)燃(ran)機(ji)實現卡諾循環,以(yi)(yi)求(qiu)獲得最高的(de)(de)熱效(xiao)率(lv)(lv),但實際(ji)上做到的(de)(de)是近似的(de)(de)等壓燃(ran)燒,其(qi)熱效(xiao)率(lv)(lv)達26%。壓縮點(dian)火(huo)式內(nei)燃(ran)機(ji)的(de)(de)問(wen)世(shi),引起了世(shi)界(jie)機(ji)械業的(de)(de)極大興趣(qu),壓縮點(dian)火(huo)式內(nei)燃(ran)機(ji)也以(yi)(yi)發(fa)明(ming)者(zhe)而命名(ming)為狄塞爾(er)引擎。
這種(zhong)內燃機(ji)(ji)以(yi)(yi)后大多用柴(chai)(chai)油為(wei)燃料,故又稱為(wei)柴(chai)(chai)油機(ji)(ji)。1898年(nian),柴(chai)(chai)油機(ji)(ji)首(shou)先用于固定式發電機(ji)(ji)組,1903年(nian)用作商船動力,1904年(nian)裝(zhuang)于艦(jian)艇,1913年(nian)第一臺以(yi)(yi)柴(chai)(chai)油機(ji)(ji)為(wei)動力的(de)內燃機(ji)(ji)車制(zhi)成(cheng),1920年(nian)左右開始(shi)用于汽車和農(nong)業(ye)機(ji)(ji)械。
早(zao)在往復活塞(sai)式內燃(ran)(ran)機誕生(sheng)以前,人(ren)們就(jiu)曾(ceng)致力(li)于(yu)(yu)創造(zao)旋轉活塞(sai)式的內燃(ran)(ran)機,但均未(wei)獲(huo)成功。直到1954年,聯邦德國工(gong)程師汪(wang)克(ke)爾(er)(Wankel)解(jie)決了密封問題后,才(cai)于(yu)(yu)1957年研制出旋轉活塞(sai)式發動(dong)(dong)機,被(bei)稱為(wei)汪(wang)克(ke)爾(er)發動(dong)(dong)機。它具有近似三角形的旋轉活塞(sai),在特定型面的氣缸內作旋轉運動(dong)(dong),按奧托循環工(gong)作。這(zhe)種發動(dong)(dong)機功率高、體積小(xiao)(xiao)、振(zhen)動(dong)(dong)小(xiao)(xiao)、運轉平穩、結構簡單、維修(xiu)方便(bian),但由(you)于(yu)(yu)它燃(ran)(ran)料經濟性較差、低速扭矩低、排氣性能不理(li)想,所以還只是在個別型號(hao)的轎車上(shang)得到采(cai)用。
從2013年2月下(xia)旬我國機械工業行業市場交(jiao)易(yi)情(qing)況可以看(kan)出,節后(hou)出現(xian)采購旺季。其中,內燃機以及配附(fu)件市場景氣度回暖,以18%的(de)市場交(jiao)易(yi)份額位(wei)列第二(er)位(wei)。
分析認為(wei),內(nei)(nei)燃(ran)機(ji)及(ji)配(pei)件制造是汽車、摩托車、船舶制造、工業(ye)(ye)(ye)機(ji)械以及(ji)農(nong)機(ji)等行(xing)業(ye)(ye)(ye)的(de)配(pei)套產(chan)品,其產(chan)品性能必須滿足下游行(xing)業(ye)(ye)(ye)的(de)需要,同時這些(xie)行(xing)業(ye)(ye)(ye)的(de)運行(xing)狀況及(ji)景氣程度(du)將直接影響(xiang)內(nei)(nei)燃(ran)機(ji)及(ji)配(pei)件產(chan)品的(de)市場需求,具體分析如下:
1、汽車用(yong)內燃機前景(jing)預測
內燃機(ji)產(chan)品產(chan)量按配(pei)套使用用途預(yu)計(ji),“十二五”期間,預(yu)計(ji)車用內燃機(ji)年產(chan)量達到(dao)3000萬臺(tai)。
2、摩托車及船舶用(yong)內燃(ran)機前景預測
內燃機產(chan)品產(chan)量按(an)配套使用用途(tu)預計,“十二五(wu)”期間,年摩托車用汽油機達到2600萬(wan)臺。
3、工程機(ji)械用內燃(ran)機(ji)前景預測
“十二五(wu)”期(qi)間,產品產量按配套使用用途預計(ji),年工程機械用內燃機達(da)100萬臺。
發動(dong)機是(shi)(shi)(shi)一種由許多(duo)機構和(he)系(xi)(xi)統組成的復雜機器(qi)。無(wu)論是(shi)(shi)(shi)汽油(you)機,還(huan)是(shi)(shi)(shi)柴油(you)機;無(wu)論是(shi)(shi)(shi)四(si)行(xing)(xing)程發動(dong)機,還(huan)是(shi)(shi)(shi)二(er)行(xing)(xing)程發動(dong)機;無(wu)論是(shi)(shi)(shi)單缸(gang)發動(dong)機,還(huan)是(shi)(shi)(shi)多(duo)缸(gang)發動(dong)機。要完成能(neng)量(liang)轉換(huan),實(shi)現(xian)工(gong)作循(xun)環,保證長時間連續正常工(gong)作,都必(bi)須具備以下一些機構和(he)系(xi)(xi)統。
(1) 曲柄(bing)連桿機構
曲柄連(lian)(lian)桿(gan)機構(gou)是(shi)發動(dong)(dong)機實(shi)現工作循環(huan),完成能量轉換(huan)的(de)(de)主(zhu)要運動(dong)(dong)零(ling)件(jian)。它(ta)由(you)機體組(zu)、活塞(sai)連(lian)(lian)桿(gan)組(zu)和曲軸(zhou)(zhou)飛輪(lun)(lun)組(zu)等(deng)組(zu)成。在作功(gong)行程(cheng)(cheng)中,活塞(sai)承受燃氣(qi)壓(ya)(ya)力(li)在氣(qi)缸內作直(zhi)線運動(dong)(dong),通過連(lian)(lian)桿(gan)轉換(huan)成曲軸(zhou)(zhou)的(de)(de)旋轉運動(dong)(dong),并從曲軸(zhou)(zhou)對外輸(shu)出動(dong)(dong)力(li)。而在進氣(qi)、壓(ya)(ya)縮和排(pai)氣(qi)行程(cheng)(cheng)中,飛輪(lun)(lun)釋放(fang)能量又把曲軸(zhou)(zhou)的(de)(de)旋轉運動(dong)(dong)轉化成活塞(sai)的(de)(de)直(zhi)線運動(dong)(dong)。
(2) 配氣機構(gou)
配(pei)氣(qi)(qi)機(ji)構的(de)功(gong)用是(shi)根據發動機(ji)的(de)工作順序和(he)工作過(guo)程(cheng),定時開啟和(he)關閉進氣(qi)(qi)門(men)和(he)排(pai)氣(qi)(qi)門(men),使可燃混合氣(qi)(qi)或空(kong)氣(qi)(qi)進入氣(qi)(qi)缸,并使廢氣(qi)(qi)從氣(qi)(qi)缸內(nei)排(pai)出(chu),實現換氣(qi)(qi)過(guo)程(cheng)。配(pei)氣(qi)(qi)機(ji)構大多采(cai)用頂置氣(qi)(qi)門(men)式配(pei)氣(qi)(qi)機(ji)構,一般由氣(qi)(qi)門(men)組(zu)、氣(qi)(qi)門(men)傳動組(zu)和(he)氣(qi)(qi)門(men)驅動組(zu)組(zu)成。
(3)燃料供給系統
汽(qi)油機燃(ran)料供(gong)(gong)給系統的(de)(de)(de)功用是(shi)根據發動機的(de)(de)(de)要求,配制出(chu)(chu)一定數量和(he)濃度的(de)(de)(de)混(hun)合氣,供(gong)(gong)入氣缸,并(bing)將燃(ran)燒(shao)(shao)后(hou)的(de)(de)(de)廢(fei)氣從氣缸內排出(chu)(chu)到大氣中去(qu);柴(chai)油機燃(ran)料供(gong)(gong)給系的(de)(de)(de)功用是(shi)把柴(chai)油和(he)空氣分別供(gong)(gong)入氣缸,在燃(ran)燒(shao)(shao)室內形成混(hun)合氣并(bing)燃(ran)燒(shao)(shao),最(zui)后(hou)將燃(ran)燒(shao)(shao)后(hou)的(de)(de)(de)廢(fei)氣排出(chu)(chu)。
(4) 潤滑系統(tong)
潤(run)滑(hua)(hua)(hua)系(xi)統的(de)(de)功(gong)用(yong)是向(xiang)作相對(dui)運(yun)動的(de)(de)零(ling)件表面輸送(song)定量(liang)的(de)(de)清(qing)潔潤(run)滑(hua)(hua)(hua)油,以實現液體摩擦(ca),減小(xiao)摩擦(ca)阻力,減輕機件的(de)(de)磨損。并對(dui)零(ling)件表面進行(xing)清(qing)洗和(he)(he)冷卻。潤(run)滑(hua)(hua)(hua)系(xi)通常(chang)由潤(run)滑(hua)(hua)(hua)油道、機油泵、機油濾清(qing)器(qi)和(he)(he)一些閥門等組成。
(5) 冷卻系(xi)統(tong)
冷卻系統的(de)功用是(shi)將受熱零件(jian)吸收的(de)部分熱量及時散發(fa)出去,保證發(fa)動(dong)機(ji)在最(zui)適宜的(de)溫(wen)度狀態(tai)下工(gong)作。水冷發(fa)動(dong)機(ji)的(de)冷卻系通(tong)常由冷卻水套(tao)、水泵、風(feng)扇、水箱、節溫(wen)器等組(zu)成(cheng)。
(6) 點火系統
在(zai)汽(qi)(qi)油(you)機中(zhong),氣(qi)缸(gang)內的(de)可燃混合氣(qi)是靠電火(huo)(huo)花(hua)(hua)點(dian)燃的(de),為此在(zai)汽(qi)(qi)油(you)機的(de)氣(qi)缸(gang)蓋上裝(zhuang)有火(huo)(huo)花(hua)(hua)塞(sai)(sai),火(huo)(huo)花(hua)(hua)塞(sai)(sai)頭部(bu)伸入燃燒室內。能(neng)夠按時(shi)在(zai)火(huo)(huo)花(hua)(hua)塞(sai)(sai)電極間(jian)產生電火(huo)(huo)花(hua)(hua)的(de)全部(bu)設備稱為點(dian)火(huo)(huo)系,點(dian)火(huo)(huo)系通常由蓄電池、發電機、分電器、點(dian)火(huo)(huo)線圈和火(huo)(huo)花(hua)(hua)塞(sai)(sai)等組(zu)成。
(7) 起動(dong)系統
要使發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)由靜止狀態過渡(du)到工作(zuo)狀態,必須先用外(wai)力(li)轉(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)(dong)發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)的曲軸(zhou),使活(huo)塞作(zuo)往復運動(dong)(dong)(dong),氣(qi)缸(gang)內的可燃(ran)混合氣(qi)燃(ran)燒膨脹作(zuo)功,推(tui)動(dong)(dong)(dong)活(huo)塞向下運動(dong)(dong)(dong)使曲軸(zhou)旋轉(zhuan)(zhuan)。發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)才(cai)能自行(xing)運轉(zhuan)(zhuan),工作(zuo)循環才(cai)能自動(dong)(dong)(dong)進行(xing)。因此,曲軸(zhou)在外(wai)力(li)作(zuo)用下開(kai)始轉(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)(dong)到發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)開(kai)始自動(dong)(dong)(dong)地怠速運轉(zhuan)(zhuan)的全過程(cheng),稱(cheng)為(wei)發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)的起動(dong)(dong)(dong)。完成起動(dong)(dong)(dong)過程(cheng)所需的裝(zhuang)置,稱(cheng)為(wei)發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)的起動(dong)(dong)(dong)系。汽(qi)油(you)機(ji)(ji)(ji)由以(yi)上(shang)兩大機(ji)(ji)(ji)構(gou)和五大系統(tong)組成,即由曲柄(bing)(bing)連桿(gan)機(ji)(ji)(ji)構(gou),配氣(qi)機(ji)(ji)(ji)構(gou)、燃(ran)料供(gong)給(gei)系、潤(run)滑系、冷卻系、點火系和起動(dong)(dong)(dong)系組成;柴(chai)油(you)機(ji)(ji)(ji)由以(yi)上(shang)兩大機(ji)(ji)(ji)構(gou)和四(si)大系統(tong)組成,即由曲柄(bing)(bing)連桿(gan)機(ji)(ji)(ji)構(gou)、配氣(qi)機(ji)(ji)(ji)構(gou)、燃(ran)料供(gong)給(gei)系、潤(run)滑系、冷卻系和起動(dong)(dong)(dong)系組成,柴(chai)油(you)機(ji)(ji)(ji)是(shi)壓(ya)燃(ran)的,不(bu)需要點火系。
往復(fu)活(huo)塞式內燃機的組成(cheng)部(bu)分主要有曲柄(bing)連桿(gan)機構、機體和氣(qi)缸蓋、配(pei)氣(qi)機構、供油系統、潤滑系統、冷卻系統、起動裝置等(deng)。
氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)是一個圓筒形金(jin)屬(shu)機(ji)(ji)件(jian)。密封(feng)的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)是實現工作循環、產生動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)的(de)(de)(de)源地。各個裝(zhuang)有氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)套的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)安裝(zhuang)在機(ji)(ji)體里,它的(de)(de)(de)頂端用氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)蓋封(feng)閉著(zhu)。活塞(sai)可在氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)套內(nei)往(wang)復運動(dong)(dong)(dong),并從氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)下部封(feng)閉氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang),從而形成容積作規律(lv)變化的(de)(de)(de)密封(feng)空間(jian)(jian)。燃料在此空間(jian)(jian)內(nei)燃燒,產生的(de)(de)(de)燃氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)推動(dong)(dong)(dong)活塞(sai)運動(dong)(dong)(dong)。活塞(sai)的(de)(de)(de)往(wang)復運動(dong)(dong)(dong)經(jing)過連桿(gan)(gan)推動(dong)(dong)(dong)曲(qu)軸作旋(xuan)轉運動(dong)(dong)(dong),曲(qu)軸再(zai)從飛(fei)輪端將動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)輸出。由活塞(sai)組(zu)、連桿(gan)(gan)組(zu)、曲(qu)軸和飛(fei)輪組(zu)成的(de)(de)(de)曲(qu)柄連桿(gan)(gan)機(ji)(ji)構(gou)是內(nei)燃機(ji)(ji)傳遞動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)的(de)(de)(de)主要部分。
活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)組由活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)、活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)環(huan)、活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)銷等組成。活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)呈(cheng)圓柱(zhu)形,上面裝有活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)環(huan),借以在活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)往復(fu)運(yun)動(dong)時密閉氣(qi)(qi)(qi)缸(gang)。上面的(de)(de)(de)幾道活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)環(huan)稱(cheng)為氣(qi)(qi)(qi)環(huan),用來(lai)封(feng)閉氣(qi)(qi)(qi)缸(gang),防(fang)止氣(qi)(qi)(qi)缸(gang)內的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)體漏泄,下面的(de)(de)(de)環(huan)稱(cheng)為油(you)環(huan),用來(lai)將氣(qi)(qi)(qi)缸(gang)壁上的(de)(de)(de)多(duo)余的(de)(de)(de)潤滑油(you)刮下,防(fang)止潤滑油(you)竄(cuan)入氣(qi)(qi)(qi)缸(gang)。活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)銷呈(cheng)圓筒(tong)形,它穿(chuan)入活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)上的(de)(de)(de)銷孔和連桿(gan)小頭(tou)中,將活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)和連桿(gan)聯接(jie)起來(lai)。連桿(gan)大頭(tou)端(duan)(duan)分成兩半,由連桿(gan)螺釘聯接(jie)起來(lai),它與(yu)曲(qu)軸的(de)(de)(de)曲(qu)柄銷相(xiang)連。連桿(gan)工作時,連桿(gan)小頭(tou)端(duan)(duan)隨活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)作往復(fu)運(yun)動(dong),連桿(gan)大頭(tou)端(duan)(duan)隨曲(qu)柄銷繞曲(qu)軸軸線作旋轉運(yun)動(dong),連桿(gan)大小頭(tou)間的(de)(de)(de)桿(gan)身(shen)作復(fu)雜的(de)(de)(de)搖擺運(yun)動(dong)。
曲(qu)(qu)(qu)軸(zhou)的(de)(de)作(zuo)用是將(jiang)活(huo)塞的(de)(de)往復(fu)運動轉(zhuan)換(huan)為旋轉(zhuan)運動,并(bing)將(jiang)膨脹(zhang)行程所作(zuo)的(de)(de)功,通過安裝(zhuang)在(zai)曲(qu)(qu)(qu)軸(zhou)后端上的(de)(de)飛輪(lun)傳遞出(chu)去。飛輪(lun)能儲存能量(liang),使(shi)活(huo)塞的(de)(de)其(qi)他行程能正常工(gong)作(zuo),并(bing)使(shi)曲(qu)(qu)(qu)軸(zhou)旋轉(zhuan)均勻。為了平衡(heng)慣性(xing)力和(he)減輕內燃機的(de)(de)振動,在(zai)曲(qu)(qu)(qu)軸(zhou)的(de)(de)曲(qu)(qu)(qu)柄上還適當(dang)裝(zhuang)置平衡(heng)質量(liang)。
工(gong)作循環:內(nei)燃機(ji)熱能和機(ji)械(xie)能的轉換,通過(guo)活塞在氣(qi)缸中的,連續的進氣(qi),壓縮,動力和排氣(qi)過(guo)程(cheng)。每臺機(ji)器的過(guo)程(cheng)稱為一個工(gong)作循環。
活塞沖程(cheng):上(shang)、下止點之間(jian)的(de)最(zui)(zui)小直線距(ju)離,稱(cheng)為活塞的(de)行程(cheng)(或活塞沖程(cheng)),曲軸(zhou)與連桿大端的(de)連接中心到(dao)曲軸(zhou)的(de)旋(xuan)轉中心之間(jian)的(de)最(zui)(zui)小直線距(ju)離稱(cheng)為曲柄(bing)的(de)旋(xuan)轉半徑。
上(shang)止(zhi)(zhi)點(dian)(dian)和(he)下(xia)止(zhi)(zhi)點(dian)(dian):活塞在氣缸中移動(dong)時,最(zui)高的點(dian)(dian)叫(jiao)上(shang)止(zhi)(zhi)點(dian)(dian)(或叫(jiao)上(shang)死(si)點(dian)(dian)),最(zui)低的叫(jiao)下(xia)止(zhi)(zhi)點(dian)(dian)。
工作容積:活(huo)塞從上止點運動(dong)到下一(yi)個點,稱為(wei)氣缸容積(活(huo)塞排量移)。
壓縮(suo)(suo)比(bi):就是(shi)發動(dong)機混合氣體(ti)(ti)被(bei)壓縮(suo)(suo)的程度,用(yong)壓縮(suo)(suo)前的氣缸(gang)總容積(ji)與壓縮(suo)(suo)后的氣缸(gang)容積(ji)(即燃(ran)燒室(shi)容積(ji))之比(bi)來表(biao)(biao)示空氣充滿氣缸(gang),氣壓縮(suo)(suo)比(bi)越(yue)大,表(biao)(biao)明活塞(sai)運動(dong)時,在一定(ding)的范圍內氣體(ti)(ti)被(bei)壓縮(suo)(suo)得(de)越(yue)厲害,其氣體(ti)(ti)的溫度和(he)壓力就越(yue)高(gao),內燃(ran)機的效(xiao)率(lv)也越(yue)高(gao)。
1. 根據所(suo)用燃料(liao)分(fen): 汽油(you)機(ji)(ji)(ji)、柴油(you)機(ji)(ji)(ji)、天然氣(CNG)、LPG發動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)、乙醇發動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)等,另有雙(shuang)燃料(liao)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(dual fuel engine)和靈活燃料(liao)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(Bi-fuel engine)。
2. 根據缸內(nei)著火方式分: 點燃式、壓燃式
3. 根據(ju)沖(chong)(chong)程(cheng)(cheng)數分:二(er)沖(chong)(chong)程(cheng)(cheng)、四沖(chong)(chong)程(cheng)(cheng)
4. 根據活塞運動(dong)方式分 : 往復式、旋轉式
5. 根據氣缸冷卻方式分 : 水冷式、風(feng)冷式
6. 根據氣缸(gang)數目分 :單缸(gang)機、多缸(gang)機
7. 根據(ju)內燃(ran)機轉速(su)分(fen):低(di)速(su)(<300r/min)、中速(su)(300 ~ 1000 r/min)、高速(su)(>1000 r/min);
8. 根(gen)據進氣(qi)充量壓力(li)分:自然吸氣(qi)式、增(zeng)壓式
9. 根據汽缸排列方式(shi),內燃機可以分為直列、斜置、對(dui)置、V形和(he)w形。
內(nei)燃機的分(fen)類方法(fa)很多,按照不同(tong)的分(fen)類方法(fa)可以把內(nei)燃機分(fen)成不同(tong)的類型,下(xia)面讓我(wo)們來看(kan)看(kan)內(nei)燃機
主要是怎樣分類的(de)。
內燃(ran)機根據缸內著火(huo)方式(shi)的不同可以分為點(dian)燃(ran)式(shi)發動機和壓燃(ran)式(shi)發動機。
點燃式發動機(ji)具有三大(da)(da)結構和五(wu)大(da)(da)系(xi)統。三大(da)(da)結構分別為曲柄(bing)連桿、配氣機(ji)構和機(ji)體, 五(wu)大(da)(da)系(xi)統分別為供油(you)、冷卻(que)、潤滑、起(qi)動和點火。
壓燃(ran)式(shi)發動機(ji)具有三(san)大(da)結構和(he)四大(da)系統。 三(san)大(da)機(ji)構分別為曲(qu)柄連桿、配氣機(ji)構和(he)機(ji)體,四大(da)系統分別為供油、冷卻、潤滑、起動。
內(nei)燃(ran)(ran)機按照所使用(yong)燃(ran)(ran)料(liao)的(de)不(bu)同可以分(fen)為(wei)汽(qi)油(you)(you)(you)(you)機和柴油(you)(you)(you)(you)機。使用(yong)汽(qi)油(you)(you)(you)(you)為(wei)燃(ran)(ran)料(liao)的(de)內(nei)燃(ran)(ran)機稱為(wei)汽(qi)油(you)(you)(you)(you)機;使用(yong)柴油(you)(you)(you)(you)為(wei)燃(ran)(ran)料(liao)的(de)內(nei)燃(ran)(ran)機稱為(wei)柴油(you)(you)(you)(you)機。汽(qi)油(you)(you)(you)(you)機與(yu)柴油(you)(you)(you)(you)機比較各有特(te)點;汽(qi)油(you)(you)(you)(you)機轉速高,質量小(xiao),噪(zao)音小(xiao),起(qi)動容易,制造成本低;柴油(you)(you)(you)(you)機壓縮比大(da),熱(re)效率高,經濟性能和排放性能都比汽(qi)油(you)(you)(you)(you)機好。
內(nei)(nei)燃(ran)(ran)機按照完(wan)成(cheng)一個(ge)(ge)工作循環所(suo)需的行程(cheng)(cheng)數可(ke)分為四(si)沖(chong)(chong)程(cheng)(cheng)內(nei)(nei)燃(ran)(ran)機和二沖(chong)(chong)程(cheng)(cheng)內(nei)(nei)燃(ran)(ran)機。把曲(qu)軸轉(zhuan)兩圈(quan)(720°),活塞(sai)在氣(qi)缸內(nei)(nei)上(shang)下往(wang)復運動四(si)個(ge)(ge)行程(cheng)(cheng),完(wan)成(cheng)一個(ge)(ge)工作循環的內(nei)(nei)燃(ran)(ran)機稱為四(si)沖(chong)(chong)程(cheng)(cheng)內(nei)(nei)燃(ran)(ran)機;而(er)把曲(qu)軸轉(zhuan)一圈(quan)(360°),活塞(sai)在氣(qi)缸內(nei)(nei)上(shang)下往(wang)復運動兩個(ge)(ge)行程(cheng)(cheng),完(wan)成(cheng)一個(ge)(ge)工作循環的內(nei)(nei)燃(ran)(ran)機稱為二沖(chong)(chong)程(cheng)(cheng)內(nei)(nei)燃(ran)(ran)機。汽車發動機廣泛使(shi)用四(si)沖(chong)(chong)程(cheng)(cheng)內(nei)(nei)燃(ran)(ran)機。
內(nei)燃機(ji)按(an)照冷(leng)卻(que)(que)方(fang)式不(bu)同可以分(fen)為水(shui)(shui)冷(leng)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)和(he)風(feng)冷(leng)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)。水(shui)(shui)冷(leng)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)是(shi)利用(yong)(yong)在氣(qi)缸(gang)體(ti)和(he)氣(qi)缸(gang)蓋冷(leng)卻(que)(que)水(shui)(shui)套中進(jin)行循環(huan)的(de)冷(leng)卻(que)(que)液作(zuo)為冷(leng)卻(que)(que)介(jie)質(zhi)進(jin)行冷(leng)卻(que)(que)的(de);而(er)風(feng)冷(leng)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)是(shi)利用(yong)(yong)流動(dong)(dong)于(yu)(yu)氣(qi)缸(gang)體(ti)與氣(qi)缸(gang)蓋外(wai)表面散熱片之間的(de)空氣(qi)作(zuo)為冷(leng)卻(que)(que)介(jie)質(zhi)進(jin)行冷(leng)卻(que)(que)的(de)。水(shui)(shui)冷(leng)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)冷(leng)卻(que)(que)均勻,工作(zuo)可靠,冷(leng)卻(que)(que)效(xiao)果好,被廣泛地應用(yong)(yong)于(yu)(yu)現代車用(yong)(yong)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)。
內燃機(ji)(ji)按照氣缸(gang)(gang)數目不同可以分為(wei)單缸(gang)(gang)發動(dong)機(ji)(ji)和(he)多缸(gang)(gang)發動(dong)機(ji)(ji)。僅(jin)有(you)一個氣缸(gang)(gang)的發動(dong)機(ji)(ji)稱(cheng)為(wei)單缸(gang)(gang)發動(dong)機(ji)(ji);有(you)兩個以上氣缸(gang)(gang)的發動(dong)機(ji)(ji)稱(cheng)為(wei)多缸(gang)(gang)發動(dong)機(ji)(ji)。如雙缸(gang)(gang)、三缸(gang)(gang)、四(si)缸(gang)(gang)、五(wu)缸(gang)(gang)、六(liu)缸(gang)(gang)、八缸(gang)(gang)、十二缸(gang)(gang)等都是多缸(gang)(gang)發動(dong)機(ji)(ji)。現代車(che)用(yong)(yong)發動(dong)機(ji)(ji)多采用(yong)(yong)四(si)缸(gang)(gang)、六(liu)缸(gang)(gang)、八缸(gang)(gang)發動(dong)機(ji)(ji)。
內燃機(ji)按照氣缸(gang)(gang)排列(lie)方式不(bu)同可以分為(wei)單(dan)列(lie)式和雙列(lie)式)。單(dan)列(lie)式發動(dong)機(ji)的各個(ge)氣缸(gang)(gang)排成一(yi)列(lie),一(yi)般是垂(chui)直布(bu)置(zhi)(zhi)的,但為(wei)了降低高度,有(you)時也把(ba)氣缸(gang)(gang)布(bu)置(zhi)(zhi)成傾斜(xie)的甚至水平(ping)的;雙列(lie)式發動(dong)機(ji)把(ba)氣缸(gang)(gang)排成兩(liang)(liang)列(lie),兩(liang)(liang)列(lie)之間的夾角(jiao)<180°(一(yi)般為(wei)90°)稱(cheng)為(wei)V型發動(dong)機(ji),若(ruo)兩(liang)(liang)列(lie)之間的夾角(jiao)=180°稱(cheng)為(wei)對置(zhi)(zhi)式發動(dong)機(ji)。
內燃機(ji)(ji)按(an)照(zhao)進氣(qi)(qi)系統是(shi)否采(cai)(cai)(cai)用增壓方式(shi)可以分為(wei)自然(ran)吸氣(qi)(qi)(非增壓)式(shi)發動機(ji)(ji)和強制進氣(qi)(qi)(增壓式(shi))發動機(ji)(ji)。汽(qi)油(you)機(ji)(ji)常采(cai)(cai)(cai)用自然(ran)吸氣(qi)(qi)式(shi);柴油(you)機(ji)(ji)為(wei)了提高(gao)功(gong)率(lv)有(you)采(cai)(cai)(cai)用增壓式(shi)的。
船用內燃機(ji)(ji)可(ke)用柴油(you)(you)(you)、汽油(you)(you)(you)、煤油(you)(you)(you)或煤氣(qi)、天(tian)然氣(qi)作燃料。燒煤氣(qi)的叫煤氣(qi)機(ji)(ji),汽油(you)(you)(you)機(ji)(ji)、煤氣(qi)機(ji)(ji)功率小(xiao),僅用在小(xiao)型船舶上(shang)。
氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)蓋(gai)中有進(jin)(jin)(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)道(dao)和(he)(he)(he)排(pai)(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)道(dao),內(nei)裝進(jin)(jin)(jin)(jin)、排(pai)(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)門。新鮮(xian)充量(即空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)或空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)與(yu)燃(ran)(ran)料的(de)可燃(ran)(ran)混合氣(qi)(qi)(qi)(qi))經空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)濾清器、進(jin)(jin)(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)管、進(jin)(jin)(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)道(dao)和(he)(he)(he)進(jin)(jin)(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)門充入氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)。膨脹后(hou)的(de)燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)(qi)(qi)經排(pai)(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)門、排(pai)(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)道(dao)和(he)(he)(he)排(pai)(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)管,最后(hou)經排(pai)(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)消(xiao)聲器排(pai)(pai)(pai)(pai)入大氣(qi)(qi)(qi)(qi)。進(jin)(jin)(jin)(jin)、排(pai)(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)門的(de)開啟和(he)(he)(he)關閉是(shi)由(you)凸輪(lun)軸上的(de)進(jin)(jin)(jin)(jin)、排(pai)(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)凸輪(lun),通(tong)過挺柱、推桿、搖臂和(he)(he)(he)氣(qi)(qi)(qi)(qi)門彈簧等(deng)傳動件(jian)分別(bie)加以控制的(de),這(zhe)一(yi)套(tao)機件(jian)稱為內(nei)燃(ran)(ran)機配氣(qi)(qi)(qi)(qi)機構。通(tong)常由(you)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)濾清器、進(jin)(jin)(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)管、排(pai)(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)管和(he)(he)(he)排(pai)(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)消(xiao)聲器組(zu)成進(jin)(jin)(jin)(jin)排(pai)(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)系統。
為了向氣(qi)缸(gang)(gang)內供入(ru)(ru)燃料,內燃機均(jun)設有供油(you)(you)系(xi)統(tong)。汽油(you)(you)機通(tong)過安裝在進氣(qi)管(guan)入(ru)(ru)口端的(de)化油(you)(you)器將空(kong)氣(qi)與汽油(you)(you)按(an)一定比例(空(kong)燃比)混合,然后經進氣(qi)管(guan)供入(ru)(ru)氣(qi)缸(gang)(gang),由汽油(you)(you)機點火系(xi)統(tong)控制的(de)電(dian)火花定時點燃。柴(chai)油(you)(you)機的(de)燃油(you)(you)則(ze)通(tong)過柴(chai)油(you)(you)機噴(pen)油(you)(you)系(xi)統(tong)噴(pen)入(ru)(ru)燃燒室,在高溫高壓下自行(xing)著火燃燒。
內燃(ran)機(ji)氣缸(gang)內的(de)燃(ran)料燃(ran)燒使活塞(sai)、氣缸(gang)套、氣缸(gang)蓋和氣門(men)等零件受熱,溫度升高。為了保證內燃(ran)機(ji)正常運(yun)轉(zhuan),上述(shu)零件必須在許可的(de)溫度下工作,不致因過熱而損壞,所以(yi)必須備有(you)冷(leng)卻系統。
內燃機(ji)不能從停(ting)車狀(zhuang)態(tai)自行(xing)轉入運轉狀(zhuang)態(tai),必須由外力轉動(dong)曲軸,使(shi)之起(qi)(qi)(qi)動(dong)。這(zhe)種產生(sheng)外力的裝(zhuang)置稱為起(qi)(qi)(qi)動(dong)裝(zhuang)置。常用的有電起(qi)(qi)(qi)動(dong)、壓縮(suo)空氣起(qi)(qi)(qi)動(dong)、汽油機(ji)起(qi)(qi)(qi)動(dong)和人力起(qi)(qi)(qi)動(dong)等方(fang)式。
內燃(ran)機(ji)的(de)工作(zuo)(zuo)循(xun)環由進氣(qi)、壓縮、燃(ran)燒和膨脹、排氣(qi)等過程組成。這些過程中只有(you)膨脹過程是(shi)對外作(zuo)(zuo)功的(de)過程,其(qi)他過程都(dou)是(shi)為更好地(di)實現作(zuo)(zuo)功過程而需要的(de)過程。按實現一(yi)個工作(zuo)(zuo)循(xun)環的(de)行(xing)程數,工作(zuo)(zuo)循(xun)環可分為四沖程和二沖程兩類。
四沖程(cheng)(cheng)是(shi)(shi)指在(zai)進(jin)氣(qi)(qi)(qi)、壓(ya)(ya)(ya)縮、做(zuo)功(膨(peng)脹)和排氣(qi)(qi)(qi)四個(ge)行(xing)程(cheng)(cheng)內完成一(yi)個(ge)工作循環,此(ci)間曲軸(zhou)旋轉兩圈。進(jin)氣(qi)(qi)(qi)行(xing)程(cheng)(cheng)時(shi)(shi),此(ci)時(shi)(shi)進(jin)氣(qi)(qi)(qi)門開啟,排氣(qi)(qi)(qi)門關閉(bi)。流過(guo)空氣(qi)(qi)(qi)濾清器的空氣(qi)(qi)(qi),或(huo)經化油器與(yu)汽(qi)油混(hun)(hun)合形成的可燃混(hun)(hun)合氣(qi)(qi)(qi),經進(jin)氣(qi)(qi)(qi)管(guan)道、進(jin)氣(qi)(qi)(qi)門進(jin)入氣(qi)(qi)(qi)缸;壓(ya)(ya)(ya)縮行(xing)程(cheng)(cheng)時(shi)(shi),氣(qi)(qi)(qi)缸內氣(qi)(qi)(qi)體受到壓(ya)(ya)(ya)縮,壓(ya)(ya)(ya)力增高,溫(wen)度上升;膨(peng)脹行(xing)程(cheng)(cheng)是(shi)(shi)在(zai)壓(ya)(ya)(ya)縮上止點(dian)前噴油或(huo)點(dian)火,使混(hun)(hun)合氣(qi)(qi)(qi)燃燒,產生高溫(wen)、高壓(ya)(ya)(ya),推動活塞(sai)下行(xing)并作功;排氣(qi)(qi)(qi)行(xing)程(cheng)(cheng)時(shi)(shi),活塞(sai)推擠氣(qi)(qi)(qi)缸內廢氣(qi)(qi)(qi)經排氣(qi)(qi)(qi)門排出。此(ci)后再(zai)由進(jin)氣(qi)(qi)(qi)行(xing)程(cheng)(cheng)開始,進(jin)行(xing)下一(yi)個(ge)工作循環。
二沖程是指在(zai)兩個行(xing)(xing)程內(nei)(nei)完成一(yi)(yi)個工(gong)作(zuo)循環(huan),此(ci)期間曲軸旋轉一(yi)(yi)圈(quan)。首先,當(dang)活(huo)(huo)塞(sai)在(zai)下止(zhi)點時(shi),進、排氣(qi)(qi)口都開(kai)啟,新鮮(xian)充(chong)量由進氣(qi)(qi)口充(chong)入(ru)氣(qi)(qi)缸,并(bing)掃除氣(qi)(qi)缸內(nei)(nei)的廢(fei)氣(qi)(qi),使之從排氣(qi)(qi)口排出;隨后活(huo)(huo)塞(sai)上行(xing)(xing),將進、排氣(qi)(qi)口均關閉(bi),氣(qi)(qi)缸內(nei)(nei)充(chong)量開(kai)始受到壓(ya)縮,直至活(huo)(huo)塞(sai)接近上止(zhi)點時(shi)點火(huo)或(huo)噴油,使氣(qi)(qi)缸內(nei)(nei)可燃(ran)(ran)混合氣(qi)(qi)燃(ran)(ran)燒;然(ran)后氣(qi)(qi)缸內(nei)(nei)燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)膨脹,推動活(huo)(huo)塞(sai)下行(xing)(xing)做功;當(dang)活(huo)(huo)塞(sai)下行(xing)(xing)使排氣(qi)(qi)口開(kai)啟時(shi),廢(fei)氣(qi)(qi)即(ji)由此(ci)排出,活(huo)(huo)塞(sai)繼續(xu)下行(xing)(xing)至下止(zhi)點,即(ji)完成一(yi)(yi)個工(gong)作(zuo)循環(huan)。
內(nei)燃(ran)(ran)機的排氣(qi)(qi)(qi)(qi)過程(cheng)和(he)進(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)過程(cheng)統稱為換氣(qi)(qi)(qi)(qi)過程(cheng)。換氣(qi)(qi)(qi)(qi)的主要作用是盡可能(neng)把(ba)上一循(xun)(xun)環的廢氣(qi)(qi)(qi)(qi)排除(chu)(chu)干凈(jing),使本循(xun)(xun)環供入盡可能(neng)多的新鮮充量,以(yi)使盡可能(neng)多的燃(ran)(ran)料在氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)內(nei)完全燃(ran)(ran)燒,從而發(fa)出更大的功率。換氣(qi)(qi)(qi)(qi)過程(cheng)的好壞(huai)直接影響內(nei)燃(ran)(ran)機的性能(neng)。為此除(chu)(chu)了降低進(jin)(jin)、排氣(qi)(qi)(qi)(qi)系(xi)統的流動阻(zu)力外(wai),主要是使進(jin)(jin)、排氣(qi)(qi)(qi)(qi)門在最適當的時刻開啟和(he)關閉。
實際(ji)上(shang)(shang),進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)是在上(shang)(shang)止點(dian)前即開(kai)啟(qi),以保證活塞(sai)下(xia)(xia)行時(shi)進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)有較大的開(kai)度,這(zhe)樣可(ke)(ke)在進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)過程開(kai)始(shi)時(shi)減小流動阻(zu)力,減少吸氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)所消耗的功,同時(shi)也可(ke)(ke)充入較多的新(xin)鮮(xian)充量。當活塞(sai)在進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)行程中(zhong)運行到下(xia)(xia)止點(dian)時(shi),由于氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)流慣(guan)性,新(xin)鮮(xian)充量仍可(ke)(ke)繼續充入氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)缸,故使進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)在下(xia)(xia)止點(dian)后延遲關閉(bi)。
排(pai)(pai)(pai)氣(qi)門也在下(xia)止(zhi)點前提前開啟,即在膨脹行(xing)程后(hou)部(bu)分(fen)即開始排(pai)(pai)(pai)氣(qi),這是為(wei)了利用(yong)氣(qi)缸內較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)燃氣(qi)壓力(li),使廢(fei)氣(qi)自動流出氣(qi)缸,從而使活(huo)塞(sai)從下(xia)止(zhi)點向上止(zhi)點運動時氣(qi)缸內氣(qi)體壓力(li)低些(xie),以減(jian)少活(huo)塞(sai)將廢(fei)氣(qi)排(pai)(pai)(pai)擠出氣(qi)缸所(suo)消耗的(de)(de)(de)功。排(pai)(pai)(pai)氣(qi)門在上止(zhi)點后(hou)關閉的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是利用(yong)排(pai)(pai)(pai)氣(qi)流動的(de)(de)(de)慣性,使氣(qi)缸內的(de)(de)(de)殘余廢(fei)氣(qi)排(pai)(pai)(pai)除(chu)得更(geng)為(wei)干凈。
1.動力性能指標(biao):發出多(duo)大(da)功率(lv),功率(lv)/扭(niu)矩儲備多(duo)大(da)。
2.經(jing)濟性能指標:單位功(gong)率單位時間內的(de)燃油消耗(hao)量。
3.可靠性與耐久性指(zhi)標:大(da)修(xiu)或更換零件之間的最長運行(xing)時間與無故障長期工作能力。
4.環(huan)保(bao)性能指標(NOx、HC、CO、微粒、噪聲):單位功(gong)率單位時間(jian)內有害物排放量。
內燃機的(de)利用范圍(wei)
內燃(ran)機(ji)(ji)的利用范圍很(hen)是(shi)遍(bian)及(ji)。地(di)面上各(ge)類運輸(shu)車(che)輛(汽(qi)車(che)、拖(tuo)沓機(ji)(ji)、內燃(ran)機(ji)(ji)車(che)等),礦山、建筑及(ji)工程等機(ji)(ji)械(xie),就是(shi)因為國家的限電(dian)所以造就了很(hen)多地(di)方(fang)用自備電(dian)源(yuan)發電(dian),水上運輸(shu)可作(zuo)內河及(ji)海上船舶的主(zhu)機(ji)(ji)和輔(fu)機(ji)(ji)。在軍事方(fang)面,如坦克、裝(zhuang)甲車(che)、步兵(bing)戰車(che)、重兵(bing)器(qi)牽(qian)引車(che)和各(ge)類水面艦艇等方(fang)面都大量利用內燃(ran)機(ji)(ji)。
內(nei)燃機和外燃機相比較(jiao),具有很多優點:
①內燃機的熱(re)能利用(yong)率高。增壓(ya)柴油機的最(zui)高熱(re)效率可達46%。而蒸氣機僅有(you)11~16%。
②功率范(fan)圍(wei)廣,適應(ying)性能好,最小(xiao)的內(nei)燃(ran)(ran)機功率不到0.73千瓦(wa),最大的內(nei)燃(ran)(ran)機功率可(ke)達34000千瓦(wa)。
⑤結構緊湊(cou),重量輕,體積小(xiao),燃料和水(shui)的消耗(hao)量也少。
④使用(yong)(yong)操(cao)作(zuo)(zuo)方便,起動(dong)(dong)快。在(zai)正常情況下,一般(ban)的柴油機(ji)和(he)(he)汽油機(ji)能(neng)夠在(zai)3~5秒的時(shi)問內(nei)起動(dong)(dong),并能(neng)在(zai)短時(shi)間內(nei)謎到全負荷(he)運轉,而且操(cao)作(zuo)(zuo)比(bi)。簡單(dan)安(an)全。在(zai)石(shi)油工(gong)業中(zhong),石(shi)油勘探(tan)工(gong)作(zuo)(zuo)都(dou)在(zai)野外,流動(dong)(dong)性(xing)大,對(dui)于動(dong)(dong)力設備的選(xuan)擇(ze)和(he)(he)要(yao)求是:其有足夠大的功(gong)率、結構(gou)緊湊、重(zhong)量輕、便于搬運和(he)(he)安(an)裝、燃料和(he)(he)水的消耗少。因此內(nei)燃機(ji)在(zai)石(shi)油勘探(tan)工(gong)作(zuo)(zuo)中(zhong)得到廣泛(fan)的應用(yong)(yong)。
內燃(ran)機的缺(que)點是(shi):
⑴對燃(ran)(ran)料要求較高高速內燃(ran)(ran)機一(yi)般利用汽油(you)或(huo)輕柴(chai)油(you)作料,并且對燃(ran)(ran)料的(de)潔凈(jing)度要求嚴格。
⑵對環境(jing)的污染(ran)也愈來(lai)愈嚴重。
⑶布局(ju)復雜(za),發展空間——機(ji)電行業的多來源業務經營路線(xian)及(ji)通過長期大(da)量的潛在客戶積累與轉(zhuan)化(hua)的方式。
內燃(ran)機(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)主要包括動(dong)力(li)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)和經(jing)濟性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。動(dong)力(li)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)是指(zhi)內燃(ran)機(ji)(ji)發出(chu)的功率(扭矩),表示內燃(ran)機(ji)(ji)在能(neng)(neng)量(liang)轉(zhuan)換中量(liang)的大小,標志(zhi)動(dong)力(li)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的參(can)數有扭矩和功率等。經(jing)濟性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)是指(zhi)發出(chu)一定功率時燃(ran)料消耗的多(duo)少,表示能(neng)(neng)量(liang)轉(zhuan)換中質的優劣,標志(zhi)經(jing)濟性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的參(can)數有熱(re)效率和燃(ran)料消耗率。
內燃(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)未(wei)來的(de)(de)(de)發(fa)展將著重于改進燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒過程,提高(gao)(gao)(gao)機(ji)(ji)(ji)(ji)械效率,減(jian)少散(san)熱損失,降低燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)消(xiao)耗率;開發(fa)和利用(yong)非石油制(zhi)品燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)、擴(kuo)大燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)資源(yuan);減(jian)少排氣(qi)中有害成(cheng)分,降低噪聲和振(zhen)動,減(jian)輕對環境的(de)(de)(de)污染(ran);采用(yong)高(gao)(gao)(gao)增壓技術(shu),進一步強化(hua)內燃(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji),提高(gao)(gao)(gao)單(dan)機(ji)(ji)(ji)(ji)功率;研制(zhi)復合(he)式發(fa)動機(ji)(ji)(ji)(ji)、絕熱式渦輪復合(he)式發(fa)動機(ji)(ji)(ji)(ji)等(deng);采用(yong)微(wei)處理(li)機(ji)(ji)(ji)(ji)控制(zhi)內燃(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji),使之在最(zui)佳工況下運轉;加(jia)強結構強度的(de)(de)(de)研究(jiu),以提高(gao)(gao)(gao)工作可靠性和壽命,不斷創制(zhi)新型內燃(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)變(bian)(bian)氣(qi)門,變(bian)(bian)升程,變(bian)(bian)相(xiang)位,甚至停掉幾個缸的(de)(de)(de)技術(shu),都沒能做到在行(xing)進中連續(xu)變(bian)(bian)缸徑,但有等(deng)效的(de)(de)(de)。
這種(zhong)發動機有(you)一個(ge)桶(tong)(tong)形(xing)缸體(ti)(ti)(ti)(ti),桶(tong)(tong)底后,桶(tong)(tong)底中(zhong)間有(you)圓孔。還(huan)有(you)一個(ge)缸體(ti)(ti)(ti)(ti),好像一根筷(kuai)子(zi)穿過一張厚的圓餅并粘合,筷(kuai)子(zi)就是軸,這個(ge)軸也穿過桶(tong)(tong)形(xing)缸體(ti)(ti)(ti)(ti)底部的孔,餅形(xing)體(ti)(ti)(ti)(ti)也納入桶(tong)(tong)中(zhong),封(feng)閉成一個(ge)空(kong)心圓柱體(ti)(ti)(ti)(ti)的缸腔(qiang)。這個(ge)缸腔(qiang)的容積是可以變化的,比(bi)如只要固定桶(tong)(tong),用機械(xie)裝置或者液壓裝置抽動軸就可以實現。
桶(tong)底(di)從(cong)圓孔(kong)的(de)邊到桶(tong)的(de)內壁割條(tiao)縫,插(cha)入(ru)(ru)一(yi)個(ge)矩形板(ban);餅面從(cong)圓邊到軸割條(tiao)縫,也插(cha)入(ru)(ru)一(yi)塊矩形板(ban),兩塊矩形板(ban)可以(yi)把缸(gang)腔一(yi)分(fen)為(wei)二(er)(er),成(cheng)為(wei)兩個(ge)密(mi)封缸(gang)腔,第一(yi)密(mi)封缸(gang)腔和(he)第二(er)(er)密(mi)封缸(gang)腔。其中一(yi)個(ge)密(mi)封缸(gang)腔從(cong)桶(tong)壁的(de)矩形板(ban)本側開口(kou),充入(ru)(ru)高壓氣體,或充入(ru)(ru)油(you)氣混(hun)合物(wu)并點燃(ran);第二(er)(er)密(mi)封腔從(cong)桶(tong)壁上與前(qian)一(yi)開口(kou)相隔(ge)一(yi)個(ge)矩形板(ban)的(de)位(wei)置開口(kou)放氣。固定桶(tong),矩形板(ban)就牽(qian)引餅和(he)筷子轉動,反過(guo)來(lai)也行。
第(di)一(yi)(yi)個(ge)密封腔從(cong)最(zui)小、充氣(qi)(qi)(qi)到轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)過一(yi)(yi)定(ding)相位(轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)角(jiao))就停止供氣(qi)(qi)(qi),可以用閥門或者控制油氣(qi)(qi)(qi)供應量來實現。由于高(gao)壓氣(qi)(qi)(qi)體膨脹,裝置會(hui)繼續(xu)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)動,第(di)一(yi)(yi)密封缸腔內(nei)的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)壓會(hui)降(jiang)低,直到稍微低于環境氣(qi)(qi)(qi)壓,這樣會(hui)產生轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)動阻力。于是(shi)(shi)第(di)二個(ge)矩形板需要(yao)在頭(tou)部靠近邊(bian)緣開一(yi)(yi)個(ge)孔(kong),安裝單向(xiang)(xiang)閥,向(xiang)(xiang)內(nei)補氣(qi)(qi)(qi)。如果當初的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)壓適當,在第(di)二塊矩形板轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)到第(di)二開口的(de)(de)時候(hou),第(di)一(yi)(yi)密封缸腔的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)壓正好等(deng)于或接近于環境氣(qi)(qi)(qi)壓,這是(shi)(shi)最(zui)經濟的(de)(de)。第(di)三(san)種情況是(shi)(shi)還有(you)少量余(yu)壓。
當(dang)兩個(ge)矩(ju)形板(ban)快要相遇的(de)(de)時候,需(xu)要避(bi)讓。于(yu)是從(cong)桶(tong)的(de)(de)裙部內圓(yuan)(yuan)刻成(cheng)曲線滑(hua)(hua)(hua)槽(cao),裝上滑(hua)(hua)(hua)動(dong)塊(kuai)(kuai),滑(hua)(hua)(hua)動(dong)塊(kuai)(kuai)與第(di)(di)二塊(kuai)(kuai)矩(ju)形板(ban)連接(jie);從(cong)軸(zhou)穿出桶(tong)底的(de)(de)一(yi)側套裝一(yi)個(ge)空心圓(yuan)(yuan)柱體(ti),外(wai)圓(yuan)(yuan)面刻曲線滑(hua)(hua)(hua)槽(cao),裝上滑(hua)(hua)(hua)動(dong)塊(kuai)(kuai),與第(di)(di)一(yi)塊(kuai)(kuai)矩(ju)形板(ban)連接(jie)。滑(hua)(hua)(hua)槽(cao)由圓(yuan)(yuan)和擺線構成(cheng),控制矩(ju)形板(ban)前沖、頂住和抽回(hui)。桶(tong)底和餅都夠厚(hou),所(suo)以不(bu)會抽脫(tuo)。第(di)(di)二塊(kuai)(kuai)矩(ju)形板(ban)在(zai)轉(zhuan)動(dong)方(fang)向上,和餅一(yi)塊(kuai)(kuai)轉(zhuan)動(dong);在(zai)軸(zhou)向上,則由桶(tong)上的(de)(de)滑(hua)(hua)(hua)槽(cao)控制,所(suo)以變(bian)換容積的(de)(de)時候仍能(neng)抵(di)(di)住桶(tong)的(de)(de)底部。同樣道(dao)理(li),第(di)(di)一(yi)塊(kuai)(kuai)矩(ju)形板(ban)總是能(neng)抵(di)(di)住餅的(de)(de)內表面。
這(zhe)種(zhong)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)在(zai)一(yi)個著力面(mian)上(shang)沿弧形(xing)軌跡(ji),把高(gao)壓(ya)(ya)氣體(ti)的(de)內能(neng)轉(zhuan)化(hua)為(wei)動(dong)(dong)(dong)能(neng),是一(yi)種(zhong)動(dong)(dong)(dong)力機(ji)械(xie)(xie)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)。反過來,也可以在(zai)機(ji)械(xie)(xie)的(de)帶動(dong)(dong)(dong)下反向轉(zhuan)動(dong)(dong)(dong),制(zhi)取壓(ya)(ya)縮(suo)空氣,或者作為(wei)一(yi)個剎車器。做一(yi)個容量(liang)小的(de)壓(ya)(ya)氣裝(zhuang)(zhuang)置(zhi),制(zhi)取高(gao)壓(ya)(ya)油氣,配上(shang)點火裝(zhuang)(zhuang)置(zhi),再做一(yi)個容量(liang)動(dong)(dong)(dong)力機(ji)械(xie)(xie)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi),將燃燒(shao)后大量(liang)高(gao)溫高(gao)壓(ya)(ya)氣體(ti)的(de)內能(neng)轉(zhuan)化(hua)為(wei)動(dong)(dong)(dong)能(neng),就是一(yi)臺(tai)發動(dong)(dong)(dong)機(ji)。
它(ta)做功的(de)軌跡是一(yi)段弧,而(er)且(qie)可(ke)(ke)(ke)以(yi)無級的(de)改(gai)(gai)變(bian)容量,也就(jiu)意味著可(ke)(ke)(ke)以(yi)改(gai)(gai)變(bian)發動機排(pai)量。配(pei)合(he)油(you)門(men),可(ke)(ke)(ke)以(yi)改(gai)(gai)變(bian)燃燒后氣壓,靈(ling)活改(gai)(gai)變(bian)轉速(su);改(gai)(gai)變(bian)排(pai)量,配(pei)合(he)變(bian)速(su)器,在(zai)一(yi)定范圍內可(ke)(ke)(ke)以(yi)適應(ying)各(ge)種負荷,而(er)且(qie)采取上(shang)述“最(zui)經濟(ji)的(de)”方(fang)式。如果多(duo)套矩形板對(dui)置使(shi)用(yong),可(ke)(ke)(ke)以(yi)減輕(qing)軸(zhou)的(de)彎曲;它(ta)是連續排(pai)氣的(de),因而(er)噪音低;可(ke)(ke)(ke)以(yi)多(duo)套缸錯(cuo)相聯(lian)軸(zhou),動力平(ping)穩。它(ta)可(ke)(ke)(ke)以(yi)最(zui)大(da)限度的(de)減少余(yu)壓排(pai)放,而(er)且(qie)在(zai)不(bu)同負載下都能采取最(zui)經濟(ji)的(de)工況(kuang),所以(yi)是好用(yong)節能技術(shu)。
作(zuo)為一類發(fa)動(dong)(dong)機,不同于(yu)蒸汽機、活塞發(fa)動(dong)(dong)機和三角(jiao)轉子(zi)發(fa)動(dong)(dong)機。叫(jiao)作(zuo)“可變(bian)容弧缸發(fa)動(dong)(dong)機。”
三種理論
(1)等容加(jia)熱循(xun)(xun)環(Otto循(xun)(xun)環);對應于點燃式內(nei)燃機
(2)等(deng)壓(ya)加熱循(xun)環(Brayton循(xun)環);對應于燃氣輪機
(3)混合加熱循環(Diesel 循環);對應于柴(chai)油機
理論循環
將實(shi)際(ji)循環進行(xing)若干簡化,便于進行(xing)定量分(fen)析(xi)的理想循環。
研究目的
(1)用(yong)簡單公式闡明(ming)工作過(guo)程中各基本熱力(li)參數間的關系,以明(ming)確提高ηit的基本途(tu)徑;
(2)確定ηit的理論極限(xian);以判斷(duan)內燃機工(gong)作過程(cheng)的完善程(cheng)度以及改(gai)進潛力。
(3)分析比(bi)較不同(tong)的熱力循環方式的經濟性和動力性。
簡化假設
(1)空氣(qi)作為工質(zhi),理想氣(qi)體;
(2)不考慮工質更(geng)換及(ji)(ji)泄露損失,忽略(lve)進、排氣(qi)流動損失及(ji)(ji)影響;
(3)理想的絕熱等熵過程;工質與(yu)外界不(bu)進行熱量(liang)交換(huan);
(4)理想的(de)加熱、放熱過程(cheng)。
柴(chai)油(you)機(ji)(ji)動(dong)(dong)力裝(zhuang)置是現代(dai)船(chuan)(chuan)舶(bo)上(shang)的主(zhu)要動(dong)(dong)力裝(zhuang)置。現代(dai)船(chuan)(chuan)舶(bo)和艦艇的主(zhu)機(ji)(ji)是船(chuan)(chuan)用柴(chai)油(you)機(ji)(ji),燒(shao)煤氣的叫(jiao)煤氣機(ji)(ji),汽油(you)機(ji)(ji)、煤氣機(ji)(ji)功率小,僅用在(zai)小型(xing)船(chuan)(chuan)舶(bo)上(shang)。
平均機(ji)械(xie)損失壓力pmm:發動機(ji)單位氣(qi)缸工作容積一個(ge)循(xun)環(huan)所損失的功(gong)。可以用來衡量機(ji)械(xie)損失的大小。即:
一(yi)、機械(xie)損失的組成:
1.活塞與(yu)活塞環的摩擦(ca)損失:占摩擦(ca)損失的主要部(bu)分,約(yue)為:45-65%
2.軸承與氣(qi)門機構的(de)摩(mo)擦損失:包括(kuo)所有主軸承、連(lian)桿軸承和凸輪軸軸承等的(de)摩(mo)擦損失。軸承直徑越(yue)大,轉速越(yue)高(gao),損失越(yue)大。15-30%。
3.驅(qu)動(dong)附屬機(ji)構的功(gong)率(lv)消(xiao)耗(hao):指(zhi)為保證發(fa)動(dong)機(ji)工作所必不可(ke)少的部件總成,如冷卻水泵總成(風冷發(fa)動(dong)機(ji)中(zhong)則是冷卻風扇)、機(ji)油(you)泵、噴油(you)泵、調速(su)器等(deng);占10-20%。
4.流體(ti)摩擦損失(shi):為克服油霧(wu)、空氣(qi)阻力(li)及曲軸箱通風等將消(xiao)耗一(yi)部分(fen)功。
5.驅(qu)動掃氣泵及增壓(ya)(ya)器的(de)損失:二沖程或機械增壓(ya)(ya)發(fa)動機中,要加上(shang)對進氣進行壓(ya)(ya)縮而(er)帶來的(de)損失。10-20%
分配情況
機械損失名稱
占Pm的百(bai)分(fen)比%
占(zhan)Pi的(de)百分比%
摩擦損失(shi)其中(zhong)活連桿、活塞環 軸承(cheng)及曲(qu)軸 配氣機構
60~7545~6515 ~ 202~3
8 ~ 20
驅動各種附件損失(shi) 其中 水(shui)泵 風(feng)扇 機油泵 電器(qi)設備
10~20 2~8 6~3 1~2 1~2
1 ~5
帶動機械增壓(ya)器損失
6 ~ 10
泵氣損失
10~20
2~4
總功率損失
10~30
損失測定
1.示(shi)功圖法:運用示(shi)功圖算出(chu)(chu)Pi值,從測(ce)功器測(ce)出(chu)(chu)發動(dong)機的有(you)效功率(lv)Pe,從而算出(chu)(chu)產Pm、 hm及Pmm值。
問(wen)題:誤差來(lai)源于P—V圖上活塞上止點位置(zhi)正確(que)地確(que)定以(yi)及測量(liang)(liang)誤差。此外,各個氣缸存在的不(bu)均勻性(xing),這也會引起一定的誤差。示(shi)功(gong)圖法當(dang)上止點位置(zhi)能(neng)得到(dao)精確(que)校(xiao)正時才能(neng)取得較滿意(yi)的結(jie)果。局(ju)限:只能(neng)測量(liang)(liang)整體機械損失。
2.倒拖法:當(dang)發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)以(yi)給定工況(kuang)穩(wen)定運行,冷卻水(shui)、機(ji)(ji)油溫度到(dao)達正(zheng)常(chang)數(shu)值時,切斷對發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)的供油,將電力(li)測功(gong)器(qi)轉換為(wei)電動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji),以(yi)給定轉速倒拖發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji),并(bing)且維持(chi)冷卻水(shui)和機(ji)(ji)油溫度不變,這樣測得(de)的倒拖功(gong)率即為(wei)發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)在(zai)該工況(kuang)下的機(ji)(ji)械損失功(gong)率。
與實(shi)際運(yun)行的差異:(1)氣(qi)體壓(ya)力在膨脹(zhang)(zhang)行程中(zhong)大幅度下(xia)降,使(shi)活(huo)塞(sai)、連桿。曲軸的摩擦(ca)損(sun)失(shi)有所(suo)減(jian)少;(2) 由(you)于排氣(qi)過程中(zhong)溫度低、密(mi)度大,使(shi)Pp比實(shi)際的還(huan)大;(3)倒(dao)拖在膨脹(zhang)(zhang)、壓(ya)縮行程中(zhong),存在充量向氣(qi)缸壁的傳熱(re)損(sun)失(shi),在測量該工況的有效功(gong)率(lv)時,這部分(fen)傳熱(re)損(sun)失(shi)已被考慮在內。
綜合結(jie)果(guo)是:倒拖時所消耗的功(gong)率要(yao)超(chao)過柴油機(ji)的實際機(ji)械損失,在(zai)低壓(ya)(ya)縮比(bi)發動(dong)機(ji)中,誤差(cha)大約(yue)為 5%,在(zai)高(gao)壓(ya)(ya)縮比(bi)發動(dong)機(ji)中,誤差(cha)可高(gao)達(15—20)%,因而此方法適用于低壓(ya)(ya)縮比(bi)的汽油機(ji)。
3.滅(mie)(mie)缸(gang)法(fa):內燃機調(diao)整(zheng)到給定(ding)(ding)工(gong)況穩定(ding)(ding)工(gong)作后(hou)(hou),先(xian)測出(chu)其(qi)有(you)效功率(lv)(lv)Pe,之后(hou)(hou)在噴油泵齒條(tiao)位置(zhi)或節氣門不變(bian)(bian)的(de)(de) 下,停止某一氣缸(gang)工(gong)作,并用(yong)減少制(zhi)動力矩的(de)(de)辦法(fa)迅速將轉速恢(hui)復(fu)到原來的(de)(de)數值,并重新測定(ding)(ding)其(qi)有(you)效功率(lv)(lv)Pe’。如(ru)果滅(mie)(mie)缸(gang)后(hou)(hou)其(qi)他各(ge)(ge)缸(gang)的(de)(de)工(gong)作情況和(he)發動機機械損(sun)失沒有(you)變(bian)(bian)化,則(ze)被熄滅(mie)(mie)的(de)(de)氣缸(gang)原來所發出(chu)的(de)(de)指示功率(lv)(lv)為(Pi)x。依次(ci)將各(ge)(ge)缸(gang)滅(mie)(mie)火,最(zui)后(hou)(hou)可以(yi)從各(ge)(ge)缸(gang)指示功率(lv)(lv)的(de)(de)總和(he)中求得整(zheng)臺發動機的(de)(de)指示功率(lv)(lv)。
局限:只能使(shi)用于(yu)柴油多缸機。
4.油(you)(you)耗線法:保證發動機(ji)轉速不變(bian)(bian),逐漸改變(bian)(bian)供油(you)(you),測出每小時耗油(you)(you)量(liang)B與(yu)負(fu)荷pme變(bian)(bian)化關(guan)系,繪(hui)成負(fu)荷特性(xing)曲線,延(yan)長直(zhi)線段于(yu)橫坐(zuo)標(biao)的(de)相交,此交點到原(yuan)點的(de)距離為平均(jun)機(ji)械損失壓力pmm。
只能(neng)適用于pmm 與ηit 不隨負荷變化,只適用于柴油機。
總之(zhi);倒拖(tuo)(tuo)法只(zhi)能用于(yu)(yu)配有電力(li)測功(gong)器的(de)(de)情況,不(bu)適用于(yu)(yu)大功(gong)率發動機(ji)(ji)(ji)(ji),較適用于(yu)(yu)測定(ding)壓(ya)(ya)(ya)縮比不(bu)高的(de)(de)汽油(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)械損失。對(dui)于(yu)(yu)排氣(qi)渦輪(lun)增(zeng)壓(ya)(ya)(ya)柴(chai)油(you)機(ji)(ji)(ji)(ji),由于(yu)(yu)倒拖(tuo)(tuo)法和滅缸法破壞了增(zeng)壓(ya)(ya)(ya)系統的(de)(de)正常工作,只(zhi)能用示功(gong)圖法、油(you)耗線法來測定(ding)機(ji)(ji)(ji)(ji)械損失。對(dui)于(yu)(yu)排氣(qi)渦輪(lun)中增(zeng)壓(ya)(ya)(ya)、高增(zeng)壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)柴(chai)油(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(pb>0.15MPa),除示功(gong)圖外(wai),尚(shang)無(wu)其他適用的(de)(de)方法可(ke)取代。
1、循環加注潤滑油或不同品(pin)質的油摻兌(dui)使用
2、選用的潤滑油(you)粘(zhan)度較高
3、單向流量(liang)控制閥或通風軟管損壞后隨意拆除
4、大容量的蓄電池(chi)壽命長
5、隨(sui)意加添(tian)電解液
6、隨便調(diao)高(gao)發電(dian)機的(de)端(duan)電(dian)壓
7、空氣濾清(qing)器(qi)長(chang)期短路或(huo)隨便更換不同規格的(de)濾
8、經常(chang)在大(da)功(gong)率、高溫狀態下熄火(huo)
9、高(gao)壓油泵(beng)內的(de)潤滑油加注或(huo)更換(huan)不合理
10、噴油器(qi)噴油壓力(li)調整(zheng)過高
11、隨(sui)意拆除(chu)散熱器上的空氣蒸(zheng)氣閥
12、隨意更換火花塞
燃料使用
燃(ran)油(you)(you)是(shi)發(fa)(fa)動機的(de)動力源,也是(shi)造(zao)成發(fa)(fa)動機故障的(de)主(zhu)要因素,潔凈的(de)燃(ran)油(you)(you)不含水份和(he)(he)雜質是(shi)極(ji)重(zhong)要的(de),否則會造(zao)成噴油(you)(you)泵和(he)(he)油(you)(you)嘴嚴(yan)重(zhong)磨(mo)損(sun)甚至損(sun)壞。
在我國燃(ran)油(you)(you)質(zhi)量問題一直(zhi)是造(zao)成發動機(ji)壽命降(jiang)低(di)和故障的主要原因,所以(yi)在使用(yong)進口發動機(ji)盡量使用(yong)優(you)質(zhi)低(di)含(han)硫燃(ran)油(you)(you),在無法達到(dao)要求的情況下可改造(zao)輸油(you)(you)管路,在油(you)(you)水(shui)分(fen)離器前加一級粗濾或(huo)油(you)(you)水(shui)分(fen)離器,以(yi)不影響發動機(ji)輸出功(gong)率為準選擇濾芯等級。
在使用劣(lie)質燃油(you)(you)的(de)(de)情況下必須定期(qi)清洗燃油(you)(you)箱(xiang),否則容易在油(you)(you)箱(xiang)中(zhong)因(yin)劣(lie)質燃油(you)(you)含有(you)水(shui)份和(he)雜(za)質多,會在油(you)(you)箱(xiang)壁和(he)箱(xiang)底結(jie)積(ji),長(chang)期(qi)沒(mei)清洗的(de)(de)情況下造成結(jie)積(ji)泥皮脫落,工作中(zhong)進入燃油(you)(you)管路,致使管路或燃油(you)(you)濾芯等堵塞,在日常維(wei)護中(zhong)要做到良好的(de)(de)保養習(xi)慣,排放油(you)(you)箱(xiang)沉積(ji)水(shui)雜(za)質和(he)油(you)(you)水(shui)分離器中(zhong)沉積(ji)水(shui)。
內(nei)燃(ran)(ran)機(例(li)如往復式內(nei)燃(ran)(ran)機)在工作時會(hui)由于(yu)含碳(tan)燃(ran)(ran)料的不完全燃(ran)(ran)燒而排放(fang)大氣污染物(wu)。內(nei)燃(ran)(ran)機的最重要排放(fang)物(wu)是(shi)(shi)二氧(yang)(yang)化碳(tan)、水汽和一(yi)些碳(tan)黑顆(ke)粒物(wu)。取決于(yu)工作狀(zhuang)況和油(you)氣比例(li),內(nei)燃(ran)(ran)機還會(hui)排放(fang)一(yi)氧(yang)(yang)化碳(tan)、氮氧(yang)(yang)化物(wu)、硫化物(wu)(主要是(shi)(shi)二氧(yang)(yang)化硫)和一(yi)些未燃(ran)(ran)燒的碳(tan)氫化合物(wu)。
內燃機工作(zuo)時(shi)會(hui)產(chan)生顯著(zhu)的(de)噪(zao)(zao)音(yin)(yin)污染。比如(ru)公路上的(de)汽車會(hui)產(chan)生噪(zao)(zao)音(yin)(yin),飛機飛行時(shi)也(ye)會(hui)產(chan)生噴(pen)氣噪(zao)(zao)音(yin)(yin)(尤其是超音(yin)(yin)速飛機)。火箭發(fa)動機產(chan)生的(de)噪(zao)(zao)音(yin)(yin)最(zui)大。