活(huo)塞式(shi)(shi)內(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji)(ji)起(qi)源于(yu)荷蘭物理學家(jia)惠更斯(si)用(yong)火藥(yao)爆炸獲取動(dong)(dong)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)研究,但因(yin)火藥(yao)燃(ran)(ran)燒難以(yi)(yi)控制而(er)未(wei)獲成功(gong)。1794年(nian)(nian),英(ying)國人斯(si)特(te)里特(te)提出從(cong)燃(ran)(ran)料的(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒中(zhong)獲取動(dong)(dong)力(li)(li),并且(qie)第一次(ci)提出了(le)(le)燃(ran)(ran)料與空氣混合的(de)(de)(de)(de)概念(nian)。1833年(nian)(nian),英(ying)國人賴特(te)提出了(le)(le)直(zhi)接利用(yong)燃(ran)(ran)燒壓力(li)(li)推(tui)動(dong)(dong)活(huo)塞作功(gong)的(de)(de)(de)(de)設(she)計。 汽油(you)和(he)柴油(you)等產生的(de)(de)(de)(de)熱轉化機(ji)(ji)械(xie)(xie)動(dong)(dong)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)理論。這為內(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)發(fa)明奠定了(le)(le)基礎。活(huo)塞式(shi)(shi)內(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji)(ji)自(zi)19世(shi)紀60年(nian)(nian)代問世(shi)以(yi)(yi)來,經過(guo)不斷改進和(he)發(fa)展(zhan),已是(shi)比(bi)較完善的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)械(xie)(xie)。它熱效率(lv)高(gao)、功(gong)率(lv)和(he)轉速范(fan)圍寬、配(pei)套方(fang)便、機(ji)(ji)動(dong)(dong)性好,所以(yi)(yi)獲得了(le)(le)廣泛的(de)(de)(de)(de)應用(yong)。全世(shi)界(jie)各種類(lei)型的(de)(de)(de)(de)汽車、拖拉機(ji)(ji)、農(nong)業機(ji)(ji)械(xie)(xie)、工程機(ji)(ji)械(xie)(xie)、小型移動(dong)(dong)電站和(he)戰車等都以(yi)(yi)內(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji)(ji)為動(dong)(dong)力(li)(li)。海上(shang)(shang)商船(chuan)、內(nei)(nei)河船(chuan)舶(bo)和(he)常(chang)規艦(jian)艇,以(yi)(yi)及(ji)某些小型飛機(ji)(ji)也都由內(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji)(ji)來推(tui)進。世(shi)界(jie)上(shang)(shang)內(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)保有量在動(dong)(dong)力(li)(li)機(ji)(ji)械(xie)(xie)中(zhong)居(ju)首位(wei),它在人類(lei)活(huo)動(dong)(dong)中(zhong)占有非(fei)常(chang)重要的(de)(de)(de)(de)地位(wei)。
之后人(ren)們又提出(chu)過各(ge)種各(ge)樣(yang)的(de)(de)內燃機(ji)方案(an),但在(zai)十九(jiu)世紀(ji)中(zhong)葉(xie)以前均未付諸(zhu)實用。直到1860年,法(fa)國的(de)(de)勒努瓦模仿蒸(zheng)汽(qi)機(ji)的(de)(de)結構,設計制造出(chu)第一(yi)臺實用的(de)(de)煤氣(qi)機(ji)。這(zhe)是一(yi)種無壓縮、電點火、使用照明煤氣(qi)的(de)(de)內燃機(ji)。勒努瓦首先(xian)在(zai)內燃機(ji)中(zhong)采用了彈力(li)活塞環。這(zhe)臺煤氣(qi)機(ji)的(de)(de)熱(re)效率為4%左右。
英國的巴尼(ni)特曾提(ti)倡將可燃(ran)(ran)混(hun)合氣在點火(huo)之前進(jin)行(xing)壓(ya)縮,隨(sui)后(hou)又有(you)人著文論(lun)述(shu)對(dui)可燃(ran)(ran)混(hun)合氣進(jin)行(xing)壓(ya)縮的重要作用(yong),并且指出壓(ya)縮可以大大提(ti)高勒努(nu)瓦內燃(ran)(ran)機(ji)的效(xiao)率(lv)(lv)。1862年(nian),法國科學(xue)家羅沙(sha)對(dui)內燃(ran)(ran)機(ji)熱力過程進(jin)行(xing)理論(lun)分析之后(hou),提(ti)出提(ti)高內燃(ran)(ran)機(ji)效(xiao)率(lv)(lv)的要求,這就(jiu)是最早的四沖程工(gong)作循環。
1876年,德國發明家奧托(Otto)運用(yong)羅沙(sha)的原理,創制(zhi)成功第一臺往(wang)復活塞式(shi)、單缸、臥式(shi)、3.2千瓦(4.4馬力)的四沖程內燃(ran)機,仍以煤氣為(wei)燃(ran)料,采用(yong)火焰點(dian)火,轉速為(wei)156.7轉/分(fen),壓縮(suo)比為(wei)2.66,熱效率(lv)達到14%,運轉平穩。在(zai)當時,無論是功率(lv)還是熱效率(lv),它都是最高的。
奧(ao)托內燃(ran)機(ji)獲得推廣,性能也(ye)在提(ti)(ti)高(gao)。1880年(nian)(nian)單機(ji)功(gong)率達到11~15千瓦(15~20馬(ma)力),到1893年(nian)(nian)又提(ti)(ti)高(gao)到150千瓦。由于壓縮比的提(ti)(ti)高(gao),熱(re)效率也(ye)隨之(zhi)增高(gao),1886年(nian)(nian)熱(re)效率為(wei)15.5%,1897年(nian)(nian)已高(gao)達20~26%。1881年(nian)(nian),英國工程(cheng)師克拉克研制成功(gong)第一臺二(er)沖程(cheng)的煤(mei)氣機(ji),并在巴(ba)黎博覽會上展出。
隨著石油(you)(you)的(de)開發,比煤氣易于運輸攜帶的(de)汽(qi)(qi)油(you)(you)和(he)柴油(you)(you)引起(qi)了(le)人(ren)們(men)的(de)注意,首先獲得(de)試(shi)用的(de)是(shi)易于揮發的(de)汽(qi)(qi)油(you)(you)。1883年,德國的(de)戴姆勒(le)(Daimler)創制成(cheng)功第一臺立式汽(qi)(qi)油(you)(you)機(ji)(ji),它的(de)特點是(shi)輕型和(he)高(gao)速。當時(shi)其他內燃機(ji)(ji)的(de)轉速不超過200轉/分(fen),它卻(que)一躍而達到800轉/分(fen),特別適(shi)應(ying)交通動(dong)輸機(ji)(ji)械的(de)要(yao)求(qiu)。1885~1886年,汽(qi)(qi)油(you)(you)機(ji)(ji)作為汽(qi)(qi)車動(dong)力運行成(cheng)功,大大推動(dong)了(le)汽(qi)(qi)車的(de)發展。同(tong)時(shi),汽(qi)(qi)車的(de)發展又促(cu)進(jin)了(le)汽(qi)(qi)油(you)(you)機(ji)(ji)的(de)改(gai)進(jin)和(he)提高(gao)。不久汽(qi)(qi)油(you)(you)機(ji)(ji)又用作了(le)小船的(de)動(dong)力。
1892年(nian)(nian),德國工程(cheng)師狄塞爾(Diesel)受面粉(fen)(fen)廠粉(fen)(fen)塵(chen)爆炸的啟發(fa),設想將(jiang)吸入氣缸的空氣高度壓縮,使其溫度超過燃(ran)料的自燃(ran)溫度,再用高壓空氣將(jiang)燃(ran)料吹入氣缸,使之著火(huo)燃(ran)燒。他首創的壓縮點火(huo)式內(nei)燃(ran)機(ji)(柴油機(ji))于(yu)1897年(nian)(nian)研制成功(gong),為內(nei)燃(ran)機(ji)的發(fa)展開拓(tuo)了新途徑。
狄塞爾開始力圖使內燃(ran)機實現卡諾(nuo)循環,以(yi)求獲得最高(gao)的(de)(de)熱(re)(re)效率,但實際上做到的(de)(de)是(shi)近(jin)似的(de)(de)等壓燃(ran)燒,其熱(re)(re)效率達26%。壓縮(suo)點(dian)火(huo)式內燃(ran)機的(de)(de)問世(shi),引起了世(shi)界(jie)機械業(ye)的(de)(de)極大興(xing)趣,壓縮(suo)點(dian)火(huo)式內燃(ran)機也以(yi)發(fa)明(ming)者而命名為狄塞爾引擎(qing)。
這種(zhong)內燃(ran)機(ji)以后大多用柴(chai)油(you)(you)為燃(ran)料,故又(you)稱為柴(chai)油(you)(you)機(ji)。1898年(nian)(nian)(nian)(nian),柴(chai)油(you)(you)機(ji)首先用于固定式發電機(ji)組,1903年(nian)(nian)(nian)(nian)用作商船動力(li),1904年(nian)(nian)(nian)(nian)裝于艦(jian)艇,1913年(nian)(nian)(nian)(nian)第一(yi)臺以柴(chai)油(you)(you)機(ji)為動力(li)的內燃(ran)機(ji)車制(zhi)成,1920年(nian)(nian)(nian)(nian)左右開始(shi)用于汽車和農業機(ji)械。
早在(zai)往復(fu)活(huo)塞(sai)式(shi)(shi)內燃(ran)機(ji)(ji)(ji)誕生(sheng)以前,人們就曾致(zhi)力(li)于(yu)創造旋轉(zhuan)(zhuan)活(huo)塞(sai)式(shi)(shi)的(de)內燃(ran)機(ji)(ji)(ji),但(dan)均未獲(huo)成功。直到1954年(nian),聯邦德國工(gong)程(cheng)師汪克爾(er)(er)(Wankel)解決了密(mi)封(feng)問題(ti)后,才于(yu)1957年(nian)研(yan)制出旋轉(zhuan)(zhuan)活(huo)塞(sai)式(shi)(shi)發動機(ji)(ji)(ji),被稱(cheng)為汪克爾(er)(er)發動機(ji)(ji)(ji)。它具有近(jin)似三角形的(de)旋轉(zhuan)(zhuan)活(huo)塞(sai),在(zai)特定型(xing)面的(de)氣(qi)缸(gang)內作(zuo)旋轉(zhuan)(zhuan)運動,按奧托循環(huan)工(gong)作(zuo)。這(zhe)種(zhong)發動機(ji)(ji)(ji)功率高、體積小、振動小、運轉(zhuan)(zhuan)平穩、結構(gou)簡單、維(wei)修(xiu)方便,但(dan)由于(yu)它燃(ran)料(liao)經濟性較(jiao)差、低速扭矩低、排氣(qi)性能(neng)不理想(xiang),所以還只是在(zai)個別(bie)型(xing)號的(de)轎車(che)上得到采用(yong)。
從2013年2月(yue)下(xia)旬我國(guo)機械工業行業市場交(jiao)易(yi)情況可以看出,節(jie)后出現采購旺季。其中(zhong),內燃機以及配附件市場景氣度回暖,以18%的市場交(jiao)易(yi)份額位(wei)(wei)列(lie)第二位(wei)(wei)。
分(fen)析(xi)認(ren)為,內(nei)燃(ran)機及(ji)配件制造是汽車、摩托車、船舶制造、工業機械以(yi)及(ji)農機等行(xing)業的配套產品,其(qi)產品性能必須滿足下(xia)游行(xing)業的需要,同(tong)時這些行(xing)業的運(yun)行(xing)狀況及(ji)景氣程度將(jiang)直接影響內(nei)燃(ran)機及(ji)配件產品的市場需求,具體分(fen)析(xi)如(ru)下(xia):
1、汽車用內燃機前景預測
內燃機產(chan)品產(chan)量按配套使(shi)用用途預(yu)計(ji),“十(shi)二五”期(qi)間,預(yu)計(ji)車用內燃機年產(chan)量達(da)到3000萬臺。
2、摩托車及船舶用(yong)內燃機(ji)前景預測
內燃機產(chan)品(pin)產(chan)量按(an)配套使用(yong)用(yong)途預計,“十二五”期間,年摩托車(che)用(yong)汽油機達到(dao)2600萬(wan)臺。
3、工程機械用內(nei)燃機前景(jing)預(yu)測
“十(shi)二(er)五”期間,產品產量按(an)配套使用(yong)(yong)用(yong)(yong)途(tu)預計,年(nian)工(gong)程機械用(yong)(yong)內燃(ran)機達(da)100萬臺。
發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)是(shi)一(yi)種(zhong)由許多機(ji)(ji)構和(he)系統(tong)組成(cheng)的(de)復雜(za)機(ji)(ji)器。無論(lun)(lun)是(shi)汽油機(ji)(ji),還(huan)是(shi)柴油機(ji)(ji);無論(lun)(lun)是(shi)四(si)行(xing)程(cheng)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji),還(huan)是(shi)二(er)行(xing)程(cheng)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji);無論(lun)(lun)是(shi)單缸(gang)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji),還(huan)是(shi)多缸(gang)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)。要完成(cheng)能(neng)量轉換,實現工作(zuo)(zuo)循環,保證長(chang)時間連(lian)續(xu)正常工作(zuo)(zuo),都必須具備(bei)以下一(yi)些(xie)機(ji)(ji)構和(he)系統(tong)。
(1) 曲柄連(lian)桿(gan)機(ji)構
曲(qu)(qu)柄連桿機(ji)構是發動(dong)機(ji)實現工作(zuo)循環,完成能量轉換(huan)的主要運動(dong)零件。它由機(ji)體組(zu)、活(huo)塞連桿組(zu)和(he)曲(qu)(qu)軸飛(fei)輪(lun)組(zu)等組(zu)成。在(zai)作(zuo)功行(xing)程(cheng)中,活(huo)塞承受燃(ran)氣(qi)(qi)壓力在(zai)氣(qi)(qi)缸(gang)內作(zuo)直線運動(dong),通過連桿轉換(huan)成曲(qu)(qu)軸的旋(xuan)轉運動(dong),并從(cong)曲(qu)(qu)軸對(dui)外(wai)輸(shu)出動(dong)力。而在(zai)進(jin)氣(qi)(qi)、壓縮和(he)排氣(qi)(qi)行(xing)程(cheng)中,飛(fei)輪(lun)釋放能量又把曲(qu)(qu)軸的旋(xuan)轉運動(dong)轉化成活(huo)塞的直線運動(dong)。
(2) 配氣機構
配氣(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)構(gou)(gou)的功用(yong)是(shi)根據發動(dong)機(ji)(ji)的工作順序和工作過程,定時開啟和關閉(bi)進氣(qi)(qi)(qi)門(men)和排氣(qi)(qi)(qi)門(men),使可燃(ran)混合氣(qi)(qi)(qi)或空氣(qi)(qi)(qi)進入氣(qi)(qi)(qi)缸(gang),并使廢氣(qi)(qi)(qi)從氣(qi)(qi)(qi)缸(gang)內排出,實現換氣(qi)(qi)(qi)過程。配氣(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)構(gou)(gou)大多采(cai)用(yong)頂置氣(qi)(qi)(qi)門(men)式配氣(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)構(gou)(gou),一般由氣(qi)(qi)(qi)門(men)組(zu)、氣(qi)(qi)(qi)門(men)傳動(dong)組(zu)和氣(qi)(qi)(qi)門(men)驅動(dong)組(zu)組(zu)成。
(3)燃料供給系統
汽油機(ji)燃(ran)(ran)料供(gong)(gong)給(gei)系(xi)統的功(gong)用是根據發動機(ji)的要求,配制出(chu)一(yi)定數量和濃度的混合氣(qi)(qi)(qi),供(gong)(gong)入氣(qi)(qi)(qi)缸(gang),并(bing)將(jiang)燃(ran)(ran)燒(shao)后的廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)從(cong)氣(qi)(qi)(qi)缸(gang)內排(pai)出(chu)到大氣(qi)(qi)(qi)中去;柴(chai)油機(ji)燃(ran)(ran)料供(gong)(gong)給(gei)系(xi)的功(gong)用是把柴(chai)油和空氣(qi)(qi)(qi)分別供(gong)(gong)入氣(qi)(qi)(qi)缸(gang),在燃(ran)(ran)燒(shao)室內形(xing)成(cheng)混合氣(qi)(qi)(qi)并(bing)燃(ran)(ran)燒(shao),最后將(jiang)燃(ran)(ran)燒(shao)后的廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)排(pai)出(chu)。
(4) 潤滑系統
潤滑(hua)(hua)(hua)系統的功用是向作相對運動的零件表面輸(shu)送定量(liang)的清潔潤滑(hua)(hua)(hua)油,以(yi)實現(xian)液體摩擦,減小摩擦阻力,減輕(qing)機(ji)件的磨損。并對零件表面進行(xing)清洗(xi)和(he)冷卻。潤滑(hua)(hua)(hua)系通常由潤滑(hua)(hua)(hua)油道、機(ji)油泵、機(ji)油濾(lv)清器和(he)一些(xie)閥門等(deng)組(zu)成。
(5) 冷卻(que)系統
冷(leng)卻系統的(de)功用(yong)是(shi)將受熱(re)零件(jian)吸收的(de)部分(fen)熱(re)量(liang)及時散發(fa)出去,保證發(fa)動機(ji)(ji)在最適(shi)宜的(de)溫度狀(zhuang)態下工(gong)作(zuo)。水(shui)冷(leng)發(fa)動機(ji)(ji)的(de)冷(leng)卻系通(tong)常由冷(leng)卻水(shui)套(tao)、水(shui)泵(beng)、風扇、水(shui)箱、節(jie)溫器等(deng)組成。
(6) 點火(huo)系統(tong)
在(zai)汽油機(ji)中(zhong),氣(qi)缸內的(de)可燃混合氣(qi)是靠電(dian)火(huo)(huo)花點(dian)燃的(de),為(wei)此在(zai)汽油機(ji)的(de)氣(qi)缸蓋上裝(zhuang)有(you)火(huo)(huo)花塞,火(huo)(huo)花塞頭部伸(shen)入燃燒(shao)室(shi)內。能夠按時在(zai)火(huo)(huo)花塞電(dian)極間產(chan)生電(dian)火(huo)(huo)花的(de)全部設備稱為(wei)點(dian)火(huo)(huo)系,點(dian)火(huo)(huo)系通常由蓄電(dian)池、發電(dian)機(ji)、分電(dian)器、點(dian)火(huo)(huo)線圈和火(huo)(huo)花塞等組成(cheng)。
(7) 起動系統
要使(shi)發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)由(you)靜止狀(zhuang)(zhuang)態(tai)過(guo)渡(du)到(dao)工作(zuo)(zuo)狀(zhuang)(zhuang)態(tai),必須先用外力轉動(dong)(dong)(dong)發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)的(de)曲(qu)軸(zhou)(zhou),使(shi)活塞作(zuo)(zuo)往復運動(dong)(dong)(dong),氣缸(gang)內(nei)的(de)可燃(ran)混(hun)合氣燃(ran)燒膨(peng)脹作(zuo)(zuo)功,推動(dong)(dong)(dong)活塞向下運動(dong)(dong)(dong)使(shi)曲(qu)軸(zhou)(zhou)旋轉。發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)才能自行(xing)運轉,工作(zuo)(zuo)循(xun)環才能自動(dong)(dong)(dong)進(jin)行(xing)。因此,曲(qu)軸(zhou)(zhou)在(zai)外力作(zuo)(zuo)用下開始轉動(dong)(dong)(dong)到(dao)發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)開始自動(dong)(dong)(dong)地怠(dai)速運轉的(de)全過(guo)程,稱為發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)的(de)起(qi)動(dong)(dong)(dong)。完成起(qi)動(dong)(dong)(dong)過(guo)程所需的(de)裝置(zhi),稱為發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)的(de)起(qi)動(dong)(dong)(dong)系(xi)。汽油機(ji)(ji)由(you)以(yi)(yi)上兩大(da)機(ji)(ji)構和五大(da)系(xi)統(tong)組成,即(ji)由(you)曲(qu)柄(bing)連桿機(ji)(ji)構,配氣機(ji)(ji)構、燃(ran)料供(gong)(gong)給系(xi)、潤(run)滑(hua)系(xi)、冷(leng)卻(que)系(xi)、點火系(xi)和起(qi)動(dong)(dong)(dong)系(xi)組成;柴(chai)(chai)油機(ji)(ji)由(you)以(yi)(yi)上兩大(da)機(ji)(ji)構和四大(da)系(xi)統(tong)組成,即(ji)由(you)曲(qu)柄(bing)連桿機(ji)(ji)構、配氣機(ji)(ji)構、燃(ran)料供(gong)(gong)給系(xi)、潤(run)滑(hua)系(xi)、冷(leng)卻(que)系(xi)和起(qi)動(dong)(dong)(dong)系(xi)組成,柴(chai)(chai)油機(ji)(ji)是壓燃(ran)的(de),不(bu)需要點火系(xi)。
往復(fu)活塞式內燃(ran)機(ji)的組成(cheng)部分主要有曲柄連桿機(ji)構、機(ji)體和(he)氣缸(gang)蓋、配氣機(ji)構、供油(you)系(xi)統、潤滑系(xi)統、冷卻系(xi)統、起動裝(zhuang)置等。
氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)是(shi)一個圓(yuan)筒形(xing)金(jin)屬機(ji)(ji)件。密(mi)封(feng)的(de)氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)是(shi)實現工作(zuo)循環、產生動(dong)力的(de)源地。各個裝有(you)氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)套(tao)的(de)氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)安裝在(zai)機(ji)(ji)體里(li),它的(de)頂端用氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)蓋封(feng)閉(bi)著。活塞(sai)可在(zai)氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)套(tao)內(nei)往復運(yun)動(dong),并從氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)下部封(feng)閉(bi)氣(qi)(qi)缸(gang)(gang),從而形(xing)成(cheng)容積(ji)作(zuo)規律變化的(de)密(mi)封(feng)空間(jian)。燃(ran)料在(zai)此空間(jian)內(nei)燃(ran)燒,產生的(de)燃(ran)氣(qi)(qi)動(dong)力推動(dong)活塞(sai)運(yun)動(dong)。活塞(sai)的(de)往復運(yun)動(dong)經過連桿(gan)推動(dong)曲(qu)軸(zhou)作(zuo)旋轉運(yun)動(dong),曲(qu)軸(zhou)再從飛輪端將動(dong)力輸出。由活塞(sai)組(zu)、連桿(gan)組(zu)、曲(qu)軸(zhou)和飛輪組(zu)成(cheng)的(de)曲(qu)柄連桿(gan)機(ji)(ji)構(gou)是(shi)內(nei)燃(ran)機(ji)(ji)傳遞(di)動(dong)力的(de)主要部分。
活(huo)塞(sai)組由活(huo)塞(sai)、活(huo)塞(sai)環、活(huo)塞(sai)銷等組成。活(huo)塞(sai)呈(cheng)圓柱形,上面(mian)裝有活(huo)塞(sai)環,借以在活(huo)塞(sai)往復運(yun)動(dong)時密閉(bi)(bi)氣(qi)(qi)缸。上面(mian)的(de)(de)(de)幾(ji)道活(huo)塞(sai)環稱(cheng)為(wei)氣(qi)(qi)環,用(yong)來封閉(bi)(bi)氣(qi)(qi)缸,防(fang)止氣(qi)(qi)缸內的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)體漏泄,下面(mian)的(de)(de)(de)環稱(cheng)為(wei)油環,用(yong)來將氣(qi)(qi)缸壁(bi)上的(de)(de)(de)多余的(de)(de)(de)潤滑油刮下,防(fang)止潤滑油竄(cuan)入(ru)氣(qi)(qi)缸。活(huo)塞(sai)銷呈(cheng)圓筒形,它(ta)穿(chuan)入(ru)活(huo)塞(sai)上的(de)(de)(de)銷孔和連(lian)(lian)桿(gan)小(xiao)頭(tou)中,將活(huo)塞(sai)和連(lian)(lian)桿(gan)聯(lian)(lian)接起來。連(lian)(lian)桿(gan)大頭(tou)端分成兩半,由連(lian)(lian)桿(gan)螺釘聯(lian)(lian)接起來,它(ta)與曲軸的(de)(de)(de)曲柄銷相連(lian)(lian)。連(lian)(lian)桿(gan)工(gong)作(zuo)(zuo)時,連(lian)(lian)桿(gan)小(xiao)頭(tou)端隨活(huo)塞(sai)作(zuo)(zuo)往復運(yun)動(dong),連(lian)(lian)桿(gan)大頭(tou)端隨曲柄銷繞曲軸軸線作(zuo)(zuo)旋轉運(yun)動(dong),連(lian)(lian)桿(gan)大小(xiao)頭(tou)間(jian)的(de)(de)(de)桿(gan)身作(zuo)(zuo)復雜的(de)(de)(de)搖擺(bai)運(yun)動(dong)。
曲軸(zhou)(zhou)的(de)(de)作用是將活塞的(de)(de)往復運動(dong)轉(zhuan)換為(wei)旋(xuan)轉(zhuan)運動(dong),并將膨脹行程所作的(de)(de)功,通過安裝(zhuang)(zhuang)在(zai)曲軸(zhou)(zhou)后端上的(de)(de)飛(fei)(fei)輪傳(chuan)遞出去(qu)。飛(fei)(fei)輪能儲存能量,使活塞的(de)(de)其他行程能正常工作,并使曲軸(zhou)(zhou)旋(xuan)轉(zhuan)均勻。為(wei)了(le)平衡慣(guan)性力和減輕內燃機的(de)(de)振動(dong),在(zai)曲軸(zhou)(zhou)的(de)(de)曲柄上還適(shi)當裝(zhuang)(zhuang)置平衡質量。
工(gong)(gong)作(zuo)循環:內(nei)燃機熱能和機械能的(de)轉換,通過活塞在氣(qi)缸中的(de),連續(xu)的(de)進氣(qi),壓縮,動力(li)和排(pai)氣(qi)過程(cheng)。每臺機器的(de)過程(cheng)稱為一個工(gong)(gong)作(zuo)循環。
活(huo)塞沖程:上(shang)、下止點(dian)之間的(de)(de)最小(xiao)(xiao)直線(xian)距離,稱(cheng)為(wei)活(huo)塞的(de)(de)行程(或活(huo)塞沖程),曲(qu)(qu)軸(zhou)(zhou)與連桿(gan)大端的(de)(de)連接(jie)中心到曲(qu)(qu)軸(zhou)(zhou)的(de)(de)旋(xuan)轉中心之間的(de)(de)最小(xiao)(xiao)直線(xian)距離稱(cheng)為(wei)曲(qu)(qu)柄的(de)(de)旋(xuan)轉半徑。
上(shang)止點(dian)和下止點(dian):活塞在(zai)氣缸中移動(dong)時,最(zui)高(gao)的點(dian)叫(jiao)上(shang)止點(dian)(或叫(jiao)上(shang)死點(dian)),最(zui)低的叫(jiao)下止點(dian)。
工作容積(ji)(ji):活(huo)塞從上止點(dian)運動到(dao)下一個點(dian),稱(cheng)為(wei)氣缸容積(ji)(ji)(活(huo)塞排量移)。
壓(ya)(ya)縮(suo)比:就(jiu)是發動機混合氣(qi)體(ti)被壓(ya)(ya)縮(suo)的(de)(de)程度(du),用壓(ya)(ya)縮(suo)前的(de)(de)氣(qi)缸總容積與壓(ya)(ya)縮(suo)后的(de)(de)氣(qi)缸容積(即燃燒室容積)之比來表示(shi)空氣(qi)充(chong)滿(man)氣(qi)缸,氣(qi)壓(ya)(ya)縮(suo)比越大,表明活(huo)塞運動時,在一定的(de)(de)范(fan)圍內氣(qi)體(ti)被壓(ya)(ya)縮(suo)得(de)越厲害,其氣(qi)體(ti)的(de)(de)溫度(du)和壓(ya)(ya)力就(jiu)越高(gao),內燃機的(de)(de)效率也越高(gao)。
1. 根據(ju)所用燃料(liao)分: 汽油機(ji)(ji)(ji)、柴油機(ji)(ji)(ji)、天(tian)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(gen)據缸內(nei)著火方式分: 點燃式、壓燃式
3. 根據沖(chong)程(cheng)(cheng)數分:二(er)沖(chong)程(cheng)(cheng)、四沖(chong)程(cheng)(cheng)
4. 根據(ju)活塞運動(dong)方式分 : 往復式、旋(xuan)轉式
5. 根據(ju)氣(qi)缸冷(leng)卻方式(shi)分 : 水冷(leng)式(shi)、風(feng)冷(leng)式(shi)
6. 根據氣(qi)缸數目分 :單缸機、多缸機
7. 根(gen)據內(nei)燃機(ji)轉速(su)分(fen):低速(su)(<300r/min)、中速(su)(300 ~ 1000 r/min)、高(gao)速(su)(>1000 r/min);
8. 根據進(jin)氣充量壓力分:自然吸氣式(shi)、增壓式(shi)
9. 根據汽缸排(pai)列(lie)方式,內燃機可以(yi)分為(wei)直列(lie)、斜置、對置、V形和w形。
內燃(ran)機的分類(lei)(lei)方(fang)法(fa)很多(duo),按照不(bu)同的分類(lei)(lei)方(fang)法(fa)可以把內燃(ran)機分成(cheng)不(bu)同的類(lei)(lei)型,下面讓我們來看(kan)看(kan)內燃(ran)機
主(zhu)要是怎樣分類的。
內燃機根據缸內著火方(fang)式的(de)不同可以分為點燃式發(fa)(fa)動(dong)機和壓燃式發(fa)(fa)動(dong)機。
點(dian)燃式發動(dong)機具有三大(da)(da)結(jie)構和(he)五大(da)(da)系統(tong)。三大(da)(da)結(jie)構分別(bie)為曲柄連桿、配氣機構和(he)機體, 五大(da)(da)系統(tong)分別(bie)為供油、冷卻、潤滑(hua)、起動(dong)和(he)點(dian)火(huo)。
壓燃式發動機具有(you)三大(da)(da)結構和四(si)大(da)(da)系(xi)(xi)統。 三大(da)(da)機構分(fen)別為曲柄連桿、配氣機構和機體,四(si)大(da)(da)系(xi)(xi)統分(fen)別為供油、冷(leng)卻、潤滑、起動。
內(nei)燃(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)按照所使(shi)用(yong)燃(ran)(ran)(ran)料的不同可以分為(wei)汽(qi)(qi)油(you)(you)機(ji)(ji)和柴(chai)(chai)油(you)(you)機(ji)(ji)。使(shi)用(yong)汽(qi)(qi)油(you)(you)為(wei)燃(ran)(ran)(ran)料的內(nei)燃(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)稱(cheng)為(wei)汽(qi)(qi)油(you)(you)機(ji)(ji);使(shi)用(yong)柴(chai)(chai)油(you)(you)為(wei)燃(ran)(ran)(ran)料的內(nei)燃(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)稱(cheng)為(wei)柴(chai)(chai)油(you)(you)機(ji)(ji)。汽(qi)(qi)油(you)(you)機(ji)(ji)與柴(chai)(chai)油(you)(you)機(ji)(ji)比較(jiao)各有特點;汽(qi)(qi)油(you)(you)機(ji)(ji)轉速高,質量(liang)小,噪音小,起動容易,制造成本低(di);柴(chai)(chai)油(you)(you)機(ji)(ji)壓縮(suo)比大,熱效率高,經濟性(xing)能和排放(fang)性(xing)能都比汽(qi)(qi)油(you)(you)機(ji)(ji)好。
內(nei)(nei)燃機(ji)按(an)照完(wan)(wan)成一個(ge)工(gong)作(zuo)循(xun)環所需(xu)的(de)行(xing)程數(shu)可分為(wei)四(si)沖(chong)程內(nei)(nei)燃機(ji)和二(er)沖(chong)程內(nei)(nei)燃機(ji)。把(ba)曲(qu)軸轉兩(liang)圈(720°),活塞在氣(qi)缸內(nei)(nei)上(shang)(shang)下往復(fu)運動(dong)四(si)個(ge)行(xing)程,完(wan)(wan)成一個(ge)工(gong)作(zuo)循(xun)環的(de)內(nei)(nei)燃機(ji)稱(cheng)為(wei)四(si)沖(chong)程內(nei)(nei)燃機(ji);而(er)把(ba)曲(qu)軸轉一圈(360°),活塞在氣(qi)缸內(nei)(nei)上(shang)(shang)下往復(fu)運動(dong)兩(liang)個(ge)行(xing)程,完(wan)(wan)成一個(ge)工(gong)作(zuo)循(xun)環的(de)內(nei)(nei)燃機(ji)稱(cheng)為(wei)二(er)沖(chong)程內(nei)(nei)燃機(ji)。汽車(che)發動(dong)機(ji)廣泛(fan)使用(yong)四(si)沖(chong)程內(nei)(nei)燃機(ji)。
內燃機(ji)(ji)(ji)(ji)按照冷(leng)(leng)(leng)卻方式不同可以分為水冷(leng)(leng)(leng)發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)風冷(leng)(leng)(leng)發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)。水冷(leng)(leng)(leng)發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)是(shi)利用(yong)在氣缸(gang)體(ti)和(he)氣缸(gang)蓋冷(leng)(leng)(leng)卻水套中進(jin)行循環(huan)的(de)冷(leng)(leng)(leng)卻液(ye)作為冷(leng)(leng)(leng)卻介質進(jin)行冷(leng)(leng)(leng)卻的(de);而風冷(leng)(leng)(leng)發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)是(shi)利用(yong)流動(dong)于(yu)氣缸(gang)體(ti)與氣缸(gang)蓋外表面散熱(re)片之間的(de)空氣作為冷(leng)(leng)(leng)卻介質進(jin)行冷(leng)(leng)(leng)卻的(de)。水冷(leng)(leng)(leng)發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)冷(leng)(leng)(leng)卻均勻(yun),工作可靠,冷(leng)(leng)(leng)卻效(xiao)果好,被廣泛地應用(yong)于(yu)現代車(che)用(yong)發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)。
內(nei)燃機(ji)(ji)按照氣缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)數目不同可以分為(wei)單缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)和多缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)。僅有一(yi)個氣缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)稱為(wei)單缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji);有兩個以上氣缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)稱為(wei)多缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)。如雙缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、三缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、四缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、五缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、六(liu)缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、八(ba)缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、十(shi)二缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)等都是多缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)。現代車用發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)多采(cai)用四缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、六(liu)缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、八(ba)缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)。
內燃機(ji)按照氣(qi)缸(gang)排列方式(shi)不同可以分為(wei)單列式(shi)和雙列式(shi))。單列式(shi)發(fa)動(dong)機(ji)的(de)各個氣(qi)缸(gang)排成一(yi)(yi)列,一(yi)(yi)般是垂直布置的(de),但為(wei)了(le)降低高度,有時也(ye)把(ba)氣(qi)缸(gang)布置成傾(qing)斜的(de)甚至水平的(de);雙列式(shi)發(fa)動(dong)機(ji)把(ba)氣(qi)缸(gang)排成兩列,兩列之間的(de)夾(jia)角<180°(一(yi)(yi)般為(wei)90°)稱(cheng)為(wei)V型(xing)發(fa)動(dong)機(ji),若兩列之間的(de)夾(jia)角=180°稱(cheng)為(wei)對置式(shi)發(fa)動(dong)機(ji)。
內燃機(ji)(ji)按照進氣(qi)系統是否采用增(zeng)壓(ya)方式可(ke)以分(fen)為(wei)自然吸氣(qi)(非(fei)增(zeng)壓(ya))式發動機(ji)(ji)和強(qiang)制(zhi)進氣(qi)(增(zeng)壓(ya)式)發動機(ji)(ji)。汽油機(ji)(ji)常采用自然吸氣(qi)式;柴(chai)油機(ji)(ji)為(wei)了提(ti)高功(gong)率有采用增(zeng)壓(ya)式的。
船用(yong)(yong)內燃機(ji)可用(yong)(yong)柴油(you)、汽油(you)、煤(mei)油(you)或煤(mei)氣(qi)、天(tian)然氣(qi)作燃料(liao)。燒煤(mei)氣(qi)的叫煤(mei)氣(qi)機(ji),汽油(you)機(ji)、煤(mei)氣(qi)機(ji)功率(lv)小(xiao),僅用(yong)(yong)在(zai)小(xiao)型船舶上。
氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)(gang)蓋(gai)中(zhong)有進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)道和(he)排(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)道,內裝(zhuang)進(jin)、排(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)(men)(men)。新鮮充量(liang)(即(ji)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)或空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)與燃(ran)料(liao)的(de)可燃(ran)混合氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi))經空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)濾清(qing)器(qi)、進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)管、進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)道和(he)進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)(men)(men)充入(ru)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)(gang)。膨脹后的(de)燃(ran)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)經排(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)(men)(men)、排(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)道和(he)排(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)管,最后經排(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)消聲(sheng)器(qi)排(pai)入(ru)大(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。進(jin)、排(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)(men)(men)的(de)開啟和(he)關閉是由凸(tu)輪(lun)軸上(shang)的(de)進(jin)、排(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)凸(tu)輪(lun),通過挺柱、推(tui)桿、搖臂和(he)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)(men)(men)彈簧等傳動(dong)件分別加以控(kong)制的(de),這一套(tao)機(ji)件稱為(wei)內燃(ran)機(ji)配氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)機(ji)構。通常由空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)濾清(qing)器(qi)、進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)管、排(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)管和(he)排(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)消聲(sheng)器(qi)組成進(jin)排(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)系(xi)統(tong)。
為了(le)向氣(qi)缸(gang)(gang)內供入(ru)(ru)燃(ran)(ran)(ran)(ran)料,內燃(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)均(jun)設有供油系統。汽油機(ji)(ji)通過安(an)裝在(zai)進(jin)氣(qi)管(guan)入(ru)(ru)口端的化油器將空氣(qi)與汽油按一定比例(空燃(ran)(ran)(ran)(ran)比)混(hun)合,然(ran)后(hou)經(jing)進(jin)氣(qi)管(guan)供入(ru)(ru)氣(qi)缸(gang)(gang),由汽油機(ji)(ji)點火(huo)(huo)系統控制的電(dian)火(huo)(huo)花定時點燃(ran)(ran)(ran)(ran)。柴油機(ji)(ji)的燃(ran)(ran)(ran)(ran)油則通過柴油機(ji)(ji)噴油系統噴入(ru)(ru)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒室,在(zai)高(gao)溫(wen)高(gao)壓下自(zi)行(xing)著火(huo)(huo)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒。
內(nei)(nei)燃(ran)機氣(qi)缸(gang)內(nei)(nei)的燃(ran)料(liao)燃(ran)燒使活塞、氣(qi)缸(gang)套、氣(qi)缸(gang)蓋和氣(qi)門等(deng)零件(jian)受熱,溫度升高。為了保證內(nei)(nei)燃(ran)機正常運轉,上述零件(jian)必(bi)須(xu)在許可的溫度下工作,不致因過熱而損壞(huai),所(suo)以必(bi)須(xu)備(bei)有冷卻(que)系統(tong)。
內燃機不能從停(ting)車狀(zhuang)態自行轉(zhuan)入運轉(zhuan)狀(zhuang)態,必須由外力轉(zhuan)動(dong)(dong)曲軸(zhou),使之起(qi)動(dong)(dong)。這種產生外力的裝置稱為起(qi)動(dong)(dong)裝置。常用的有電起(qi)動(dong)(dong)、壓縮空氣(qi)起(qi)動(dong)(dong)、汽油機起(qi)動(dong)(dong)和人力起(qi)動(dong)(dong)等方式。
內(nei)燃機(ji)的(de)(de)工(gong)作(zuo)循環(huan)(huan)由進氣、壓(ya)縮、燃燒和膨脹、排氣等(deng)過(guo)(guo)程組(zu)成。這些過(guo)(guo)程中只有膨脹過(guo)(guo)程是對外作(zuo)功(gong)的(de)(de)過(guo)(guo)程,其他過(guo)(guo)程都是為更(geng)好(hao)地(di)實現作(zuo)功(gong)過(guo)(guo)程而需要的(de)(de)過(guo)(guo)程。按實現一個(ge)工(gong)作(zuo)循環(huan)(huan)的(de)(de)行(xing)程數(shu),工(gong)作(zuo)循環(huan)(huan)可分為四沖程和二沖程兩類。
四沖(chong)程(cheng)(cheng)(cheng)是(shi)指在(zai)進氣(qi)(qi)、壓(ya)縮、做功(膨脹(zhang))和排氣(qi)(qi)四個行(xing)(xing)(xing)程(cheng)(cheng)(cheng)內(nei)完成(cheng)一(yi)個工作(zuo)循(xun)環,此間曲軸旋(xuan)轉(zhuan)兩圈(quan)。進氣(qi)(qi)行(xing)(xing)(xing)程(cheng)(cheng)(cheng)時(shi)(shi),此時(shi)(shi)進氣(qi)(qi)門(men)開啟,排氣(qi)(qi)門(men)關閉。流過空氣(qi)(qi)濾清器(qi)的(de)空氣(qi)(qi),或(huo)經化油器(qi)與汽油混(hun)(hun)合形成(cheng)的(de)可(ke)燃混(hun)(hun)合氣(qi)(qi),經進氣(qi)(qi)管道、進氣(qi)(qi)門(men)進入氣(qi)(qi)缸(gang);壓(ya)縮行(xing)(xing)(xing)程(cheng)(cheng)(cheng)時(shi)(shi),氣(qi)(qi)缸(gang)內(nei)氣(qi)(qi)體受到壓(ya)縮,壓(ya)力增高,溫度上升(sheng);膨脹(zhang)行(xing)(xing)(xing)程(cheng)(cheng)(cheng)是(shi)在(zai)壓(ya)縮上止點前噴油或(huo)點火(huo),使混(hun)(hun)合氣(qi)(qi)燃燒,產生高溫、高壓(ya),推動活塞(sai)下行(xing)(xing)(xing)并作(zuo)功;排氣(qi)(qi)行(xing)(xing)(xing)程(cheng)(cheng)(cheng)時(shi)(shi),活塞(sai)推擠氣(qi)(qi)缸(gang)內(nei)廢氣(qi)(qi)經排氣(qi)(qi)門(men)排出(chu)。此后再由進氣(qi)(qi)行(xing)(xing)(xing)程(cheng)(cheng)(cheng)開始,進行(xing)(xing)(xing)下一(yi)個工作(zuo)循(xun)環。
二(er)沖程是指在(zai)兩個行(xing)程內完成一(yi)個工(gong)作循環,此期間曲軸旋轉一(yi)圈。首(shou)先,當活塞(sai)(sai)在(zai)下(xia)止(zhi)點(dian)時(shi)(shi),進、排(pai)氣(qi)(qi)口(kou)都開啟,新(xin)鮮充量由(you)進氣(qi)(qi)口(kou)充入氣(qi)(qi)缸(gang),并掃除(chu)氣(qi)(qi)缸(gang)內的廢氣(qi)(qi),使(shi)之從排(pai)氣(qi)(qi)口(kou)排(pai)出;隨(sui)后活塞(sai)(sai)上(shang)行(xing),將(jiang)進、排(pai)氣(qi)(qi)口(kou)均(jun)關閉,氣(qi)(qi)缸(gang)內充量開始受到(dao)壓(ya)縮,直至(zhi)活塞(sai)(sai)接近上(shang)止(zhi)點(dian)時(shi)(shi)點(dian)火或噴(pen)油,使(shi)氣(qi)(qi)缸(gang)內可燃(ran)混合氣(qi)(qi)燃(ran)燒(shao);然后氣(qi)(qi)缸(gang)內燃(ran)氣(qi)(qi)膨脹,推動活塞(sai)(sai)下(xia)行(xing)做功;當活塞(sai)(sai)下(xia)行(xing)使(shi)排(pai)氣(qi)(qi)口(kou)開啟時(shi)(shi),廢氣(qi)(qi)即(ji)由(you)此排(pai)出,活塞(sai)(sai)繼續下(xia)行(xing)至(zhi)下(xia)止(zhi)點(dian),即(ji)完成一(yi)個工(gong)作循環。
內(nei)燃機的(de)(de)(de)(de)(de)排(pai)氣過程(cheng)和進氣過程(cheng)統稱為換氣過程(cheng)。換氣的(de)(de)(de)(de)(de)主要作用是(shi)盡可能(neng)(neng)把上一循(xun)環(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)廢氣排(pai)除(chu)干凈,使(shi)本循(xun)環(huan)供入盡可能(neng)(neng)多的(de)(de)(de)(de)(de)新鮮充量(liang),以使(shi)盡可能(neng)(neng)多的(de)(de)(de)(de)(de)燃料在氣缸內(nei)完全燃燒(shao),從而發出更大的(de)(de)(de)(de)(de)功率。換氣過程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)好壞直(zhi)接影響內(nei)燃機的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)。為此除(chu)了降(jiang)低(di)進、排(pai)氣系統的(de)(de)(de)(de)(de)流動(dong)阻力外,主要是(shi)使(shi)進、排(pai)氣門在最(zui)適當的(de)(de)(de)(de)(de)時刻開(kai)啟和關閉。
實際上,進(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)門是在上止(zhi)點(dian)前即開(kai)(kai)啟(qi),以保證(zheng)活塞下(xia)行時(shi)(shi)進(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)門有較(jiao)(jiao)大的開(kai)(kai)度,這(zhe)樣可(ke)(ke)(ke)在進(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)過(guo)程(cheng)開(kai)(kai)始時(shi)(shi)減(jian)小流(liu)動(dong)阻(zu)力(li),減(jian)少吸氣(qi)(qi)(qi)所消耗的功,同(tong)時(shi)(shi)也可(ke)(ke)(ke)充(chong)入(ru)較(jiao)(jiao)多的新(xin)鮮(xian)充(chong)量(liang)。當活塞在進(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)行程(cheng)中運(yun)行到下(xia)止(zhi)點(dian)時(shi)(shi),由于氣(qi)(qi)(qi)流(liu)慣性,新(xin)鮮(xian)充(chong)量(liang)仍可(ke)(ke)(ke)繼續(xu)充(chong)入(ru)氣(qi)(qi)(qi)缸,故使進(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)門在下(xia)止(zhi)點(dian)后延(yan)遲關閉。
排(pai)氣(qi)(qi)門也在(zai)下止(zhi)點(dian)前提(ti)前開(kai)啟(qi),即在(zai)膨脹行程后部分即開(kai)始(shi)排(pai)氣(qi)(qi),這是為(wei)了利用氣(qi)(qi)缸(gang)內較高的(de)燃氣(qi)(qi)壓(ya)力,使(shi)廢(fei)氣(qi)(qi)自動(dong)流出(chu)氣(qi)(qi)缸(gang),從而使(shi)活塞從下止(zhi)點(dian)向上止(zhi)點(dian)運動(dong)時氣(qi)(qi)缸(gang)內氣(qi)(qi)體(ti)壓(ya)力低些(xie),以減少活塞將廢(fei)氣(qi)(qi)排(pai)擠(ji)出(chu)氣(qi)(qi)缸(gang)所消耗的(de)功。排(pai)氣(qi)(qi)門在(zai)上止(zhi)點(dian)后關閉的(de)目的(de)是利用排(pai)氣(qi)(qi)流動(dong)的(de)慣性,使(shi)氣(qi)(qi)缸(gang)內的(de)殘(can)余(yu)廢(fei)氣(qi)(qi)排(pai)除得更為(wei)干(gan)凈(jing)。
1.動力性能指(zhi)標(biao):發出多大(da)功(gong)率,功(gong)率/扭矩儲備多大(da)。
2.經濟性(xing)能指(zhi)標:單(dan)位(wei)功率單(dan)位(wei)時間內(nei)的燃油消(xiao)耗量。
3.可(ke)靠性(xing)與(yu)耐久(jiu)性(xing)指(zhi)標:大(da)修或更換(huan)零件之(zhi)間(jian)的最長(chang)運(yun)行時間(jian)與(yu)無故障長(chang)期工作能力。
4.環保性能指標(biao)(NOx、HC、CO、微(wei)粒、噪(zao)聲):單(dan)位功率單(dan)位時間內有害物排放量。
內燃機(ji)的(de)利用范圍
內燃機(ji)的(de)利用范圍很是(shi)(shi)遍及。地面(mian)上各(ge)類運(yun)輸車(che)(che)輛(汽車(che)(che)、拖(tuo)沓機(ji)、內燃機(ji)車(che)(che)等),礦山、建筑及工程(cheng)等機(ji)械,就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)因為國家的(de)限電所以造就(jiu)(jiu)了很多地方(fang)用自備電源發電,水(shui)上運(yun)輸可作內河及海上船舶的(de)主機(ji)和(he)輔機(ji)。在軍事方(fang)面(mian),如坦克、裝甲車(che)(che)、步兵戰車(che)(che)、重兵器牽引車(che)(che)和(he)各(ge)類水(shui)面(mian)艦艇(ting)等方(fang)面(mian)都大量利用內燃機(ji)。
內燃機(ji)和(he)外燃機(ji)相比較,具(ju)有很多優(you)點:
①內(nei)燃機的熱能利用(yong)率高。增(zeng)壓柴油(you)機的最高熱效率可達(da)46%。而蒸氣機僅有11~16%。
②功率(lv)范圍廣,適應(ying)性(xing)能好,最小的(de)內燃機功率(lv)不到0.73千瓦,最大(da)的(de)內燃機功率(lv)可達34000千瓦。
⑤結(jie)構緊湊,重(zhong)量(liang)輕,體積小(xiao),燃料和水(shui)的消耗量(liang)也(ye)少。
④使用操作(zuo)方(fang)便,起動(dong)快。在(zai)正(zheng)常情況(kuang)下,一(yi)般的(de)(de)柴油(you)(you)機(ji)和汽油(you)(you)機(ji)能(neng)夠在(zai)3~5秒的(de)(de)時問內(nei)起動(dong),并(bing)能(neng)在(zai)短(duan)時間內(nei)謎(mi)到全負荷運(yun)轉,而且(qie)操作(zuo)比。簡單安全。在(zai)石(shi)油(you)(you)工(gong)(gong)業中,石(shi)油(you)(you)勘探工(gong)(gong)作(zuo)都在(zai)野外,流動(dong)性大,對于動(dong)力設備的(de)(de)選擇和要(yao)求是:其有(you)足(zu)夠大的(de)(de)功率、結構緊湊(cou)、重量輕、便于搬(ban)運(yun)和安裝、燃料和水的(de)(de)消耗少。因(yin)此(ci)內(nei)燃機(ji)在(zai)石(shi)油(you)(you)勘探工(gong)(gong)作(zuo)中得到廣泛的(de)(de)應用。
內燃機的(de)缺點是:
⑴對燃料要求(qiu)較高高速內(nei)燃機一(yi)般利用汽油(you)或輕柴油(you)作(zuo)料,并且對燃料的潔(jie)凈度要求(qiu)嚴格。
⑵對環(huan)境的污(wu)染也愈來愈嚴重(zhong)。
⑶布局(ju)復雜,發展空間——機電行(xing)業(ye)的多(duo)來源業(ye)務經營(ying)路線及通(tong)過長期大量的潛在(zai)客戶積(ji)累與(yu)轉化的方式。
內(nei)燃(ran)(ran)(ran)機(ji)性能(neng)主要包括動(dong)力(li)(li)性能(neng)和經濟性能(neng)。動(dong)力(li)(li)性能(neng)是指(zhi)內(nei)燃(ran)(ran)(ran)機(ji)發出的(de)功率(lv)(扭矩(ju)),表示內(nei)燃(ran)(ran)(ran)機(ji)在(zai)能(neng)量轉換中(zhong)量的(de)大小,標志動(dong)力(li)(li)性能(neng)的(de)參數有(you)扭矩(ju)和功率(lv)等(deng)。經濟性能(neng)是指(zhi)發出一定功率(lv)時(shi)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)消耗(hao)的(de)多少(shao),表示能(neng)量轉換中(zhong)質的(de)優(you)劣,標志經濟性能(neng)的(de)參數有(you)熱效(xiao)率(lv)和燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)消耗(hao)率(lv)。
內燃(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)未來的(de)(de)發(fa)展將著重于改進燃(ran)(ran)(ran)燒過(guo)程(cheng),提高(gao)機(ji)(ji)械效率,減(jian)(jian)少散熱(re)損失,降低燃(ran)(ran)(ran)料消耗率;開發(fa)和(he)利用(yong)(yong)非石油制(zhi)(zhi)品燃(ran)(ran)(ran)料、擴大燃(ran)(ran)(ran)料資(zi)源(yuan);減(jian)(jian)少排氣中有害成(cheng)分,降低噪聲(sheng)和(he)振動,減(jian)(jian)輕對環(huan)境的(de)(de)污染;采用(yong)(yong)高(gao)增壓技術,進一步強(qiang)化(hua)內燃(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji),提高(gao)單(dan)機(ji)(ji)功率;研(yan)制(zhi)(zhi)復合(he)(he)式發(fa)動機(ji)(ji)、絕熱(re)式渦輪復合(he)(he)式發(fa)動機(ji)(ji)等;采用(yong)(yong)微處(chu)理機(ji)(ji)控制(zhi)(zhi)內燃(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji),使之在最佳工況下運(yun)轉;加強(qiang)結構強(qiang)度的(de)(de)研(yan)究,以提高(gao)工作可靠性和(he)壽命,不斷創(chuang)制(zhi)(zhi)新型內燃(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)變(bian)氣門,變(bian)升(sheng)程(cheng),變(bian)相位,甚至停掉幾(ji)個(ge)缸的(de)(de)技術,都沒能做(zuo)到在行進中連(lian)續(xu)變(bian)缸徑,但有等效的(de)(de)。
這(zhe)種發動(dong)機(ji)有一(yi)(yi)個(ge)桶(tong)形(xing)(xing)缸(gang)(gang)(gang)體,桶(tong)底后,桶(tong)底中間有圓孔。還有一(yi)(yi)個(ge)缸(gang)(gang)(gang)體,好像一(yi)(yi)根(gen)筷(kuai)子穿(chuan)過一(yi)(yi)張(zhang)厚的(de)(de)(de)圓餅并粘(zhan)合,筷(kuai)子就(jiu)是軸,這(zhe)個(ge)軸也穿(chuan)過桶(tong)形(xing)(xing)缸(gang)(gang)(gang)體底部(bu)的(de)(de)(de)孔,餅形(xing)(xing)體也納入桶(tong)中,封閉成一(yi)(yi)個(ge)空心圓柱體的(de)(de)(de)缸(gang)(gang)(gang)腔。這(zhe)個(ge)缸(gang)(gang)(gang)腔的(de)(de)(de)容積是可(ke)以變化的(de)(de)(de),比(bi)如只(zhi)要固定(ding)桶(tong),用機(ji)械裝置或者(zhe)液(ye)壓裝置抽動(dong)軸就(jiu)可(ke)以實現。
桶底從(cong)(cong)圓孔(kong)的(de)(de)邊到桶的(de)(de)內壁割條(tiao)縫,插入一(yi)(yi)個(ge)矩(ju)形板(ban)(ban);餅(bing)面(mian)從(cong)(cong)圓邊到軸割條(tiao)縫,也插入一(yi)(yi)塊(kuai)矩(ju)形板(ban)(ban),兩塊(kuai)矩(ju)形板(ban)(ban)可以把缸腔(qiang)(qiang)(qiang)一(yi)(yi)分為(wei)二(er),成為(wei)兩個(ge)密(mi)(mi)(mi)封缸腔(qiang)(qiang)(qiang),第(di)一(yi)(yi)密(mi)(mi)(mi)封缸腔(qiang)(qiang)(qiang)和第(di)二(er)密(mi)(mi)(mi)封缸腔(qiang)(qiang)(qiang)。其中(zhong)一(yi)(yi)個(ge)密(mi)(mi)(mi)封缸腔(qiang)(qiang)(qiang)從(cong)(cong)桶壁的(de)(de)矩(ju)形板(ban)(ban)本側(ce)開口(kou),充入高壓(ya)氣(qi)體,或充入油氣(qi)混合(he)物并(bing)點燃(ran);第(di)二(er)密(mi)(mi)(mi)封腔(qiang)(qiang)(qiang)從(cong)(cong)桶壁上與前一(yi)(yi)開口(kou)相隔一(yi)(yi)個(ge)矩(ju)形板(ban)(ban)的(de)(de)位置開口(kou)放氣(qi)。固定(ding)桶,矩(ju)形板(ban)(ban)就牽引餅(bing)和筷子轉(zhuan)動(dong),反過來(lai)也行。
第(di)(di)一個(ge)(ge)密封(feng)腔從(cong)最小、充氣(qi)(qi)到(dao)轉(zhuan)過一定相位(轉(zhuan)角)就(jiu)停止供(gong)氣(qi)(qi),可以用閥門或者控制油氣(qi)(qi)供(gong)應(ying)量來實現(xian)。由于高壓(ya)氣(qi)(qi)體膨脹,裝(zhuang)置會(hui)繼續轉(zhuan)動,第(di)(di)一密封(feng)缸腔內的(de)(de)氣(qi)(qi)壓(ya)會(hui)降低,直到(dao)稍微低于環(huan)境氣(qi)(qi)壓(ya),這樣會(hui)產生(sheng)轉(zhuan)動阻力。于是(shi)第(di)(di)二(er)個(ge)(ge)矩形板(ban)需(xu)要在頭部靠近邊緣(yuan)開(kai)一個(ge)(ge)孔,安裝(zhuang)單向閥,向內補氣(qi)(qi)。如果(guo)當(dang)初的(de)(de)氣(qi)(qi)壓(ya)適當(dang),在第(di)(di)二(er)塊矩形板(ban)轉(zhuan)到(dao)第(di)(di)二(er)開(kai)口(kou)的(de)(de)時候(hou),第(di)(di)一密封(feng)缸腔的(de)(de)氣(qi)(qi)壓(ya)正好等于或接近于環(huan)境氣(qi)(qi)壓(ya),這是(shi)最經濟的(de)(de)。第(di)(di)三種(zhong)情況是(shi)還有(you)少量余(yu)壓(ya)。
當兩個矩(ju)(ju)(ju)形(xing)板(ban)快要相遇的(de)(de)(de)時(shi)候(hou),需要避讓(rang)。于是從桶(tong)的(de)(de)(de)裙(qun)部(bu)內(nei)圓(yuan)刻成曲線滑(hua)槽(cao),裝上(shang)滑(hua)動(dong)塊(kuai),滑(hua)動(dong)塊(kuai)與第(di)二(er)塊(kuai)矩(ju)(ju)(ju)形(xing)板(ban)連接(jie);從軸穿出桶(tong)底(di)的(de)(de)(de)一側(ce)套裝一個空心(xin)圓(yuan)柱體,外圓(yuan)面刻曲線滑(hua)槽(cao),裝上(shang)滑(hua)動(dong)塊(kuai),與第(di)一塊(kuai)矩(ju)(ju)(ju)形(xing)板(ban)連接(jie)。滑(hua)槽(cao)由圓(yuan)和(he)擺線構成,控(kong)制矩(ju)(ju)(ju)形(xing)板(ban)前沖、頂(ding)住和(he)抽(chou)回。桶(tong)底(di)和(he)餅(bing)都夠厚(hou),所以(yi)不會(hui)抽(chou)脫。第(di)二(er)塊(kuai)矩(ju)(ju)(ju)形(xing)板(ban)在(zai)轉(zhuan)動(dong)方向上(shang),和(he)餅(bing)一塊(kuai)轉(zhuan)動(dong);在(zai)軸向上(shang),則由桶(tong)上(shang)的(de)(de)(de)滑(hua)槽(cao)控(kong)制,所以(yi)變換容(rong)積的(de)(de)(de)時(shi)候(hou)仍能抵住桶(tong)的(de)(de)(de)底(di)部(bu)。同樣道理,第(di)一塊(kuai)矩(ju)(ju)(ju)形(xing)板(ban)總是能抵住餅(bing)的(de)(de)(de)內(nei)表面。
這種(zhong)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)在(zai)一(yi)(yi)(yi)個(ge)著力(li)面上(shang)(shang)沿弧形軌跡,把高(gao)(gao)壓(ya)氣(qi)體的(de)(de)內能(neng)轉化為動(dong)(dong)能(neng),是(shi)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)動(dong)(dong)力(li)機械(xie)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)。反(fan)過來(lai),也可以在(zai)機械(xie)的(de)(de)帶動(dong)(dong)下反(fan)向轉動(dong)(dong),制取(qu)(qu)壓(ya)縮空氣(qi),或者作為一(yi)(yi)(yi)個(ge)剎車(che)器。做一(yi)(yi)(yi)個(ge)容(rong)量小的(de)(de)壓(ya)氣(qi)裝(zhuang)置(zhi)(zhi),制取(qu)(qu)高(gao)(gao)壓(ya)油氣(qi),配上(shang)(shang)點火裝(zhuang)置(zhi)(zhi),再(zai)做一(yi)(yi)(yi)個(ge)容(rong)量動(dong)(dong)力(li)機械(xie)裝(zhuang)置(zhi)(zhi),將燃燒后(hou)大量高(gao)(gao)溫高(gao)(gao)壓(ya)氣(qi)體的(de)(de)內能(neng)轉化為動(dong)(dong)能(neng),就是(shi)一(yi)(yi)(yi)臺發動(dong)(dong)機。
它做功的(de)軌跡是一段弧,而(er)且(qie)可(ke)(ke)以(yi)(yi)無級(ji)的(de)改(gai)變(bian)(bian)容量,也就意(yi)味著可(ke)(ke)以(yi)(yi)改(gai)變(bian)(bian)發(fa)動(dong)機排量。配合(he)油(you)門,可(ke)(ke)以(yi)(yi)改(gai)變(bian)(bian)燃燒后氣(qi)壓(ya),靈活改(gai)變(bian)(bian)轉速(su);改(gai)變(bian)(bian)排量,配合(he)變(bian)(bian)速(su)器,在(zai)一定范圍內可(ke)(ke)以(yi)(yi)適應(ying)各種負荷(he),而(er)且(qie)采取(qu)上述“最(zui)經(jing)濟的(de)”方式。如果多(duo)(duo)套(tao)矩形(xing)板對置使用(yong),可(ke)(ke)以(yi)(yi)減輕(qing)軸的(de)彎(wan)曲(qu);它是連續排氣(qi)的(de),因(yin)而(er)噪音(yin)低(di);可(ke)(ke)以(yi)(yi)多(duo)(duo)套(tao)缸錯相聯軸,動(dong)力平(ping)穩(wen)。它可(ke)(ke)以(yi)(yi)最(zui)大限度的(de)減少余壓(ya)排放,而(er)且(qie)在(zai)不(bu)同負載下都能(neng)采取(qu)最(zui)經(jing)濟的(de)工況,所以(yi)(yi)是好用(yong)節能(neng)技術(shu)。
作(zuo)為(wei)一類發(fa)(fa)動機(ji),不同于蒸汽機(ji)、活塞發(fa)(fa)動機(ji)和三角(jiao)轉(zhuan)子(zi)發(fa)(fa)動機(ji)。叫作(zuo)“可變容弧缸發(fa)(fa)動機(ji)。”
三種理論
(1)等容加(jia)熱循環(Otto循環);對應于點燃式內燃機
(2)等壓(ya)加熱(re)循環(Brayton循環);對(dui)應于燃氣輪機
(3)混合加熱循(xun)環(huan)(Diesel 循(xun)環(huan));對(dui)應于(yu)柴油(you)機
理論循環
將實(shi)際(ji)循環進行若干(gan)簡化,便于進行定量分析的理(li)想循環。
研究目的
(1)用簡單公式闡明工作過程中各基本熱力(li)參(can)數間的關系,以明確提(ti)高ηit的基本途徑;
(2)確定ηit的理論極(ji)限;以判斷內燃(ran)機工作過程(cheng)的完(wan)善程(cheng)度以及改進(jin)潛力(li)。
(3)分(fen)析比較不同的熱(re)力循環方式的經(jing)濟性(xing)和動力性(xing)。
簡化假設
(1)空氣(qi)作為工(gong)質,理想(xiang)氣(qi)體;
(2)不考慮工質更換及泄露損失,忽略進(jin)、排(pai)氣流動損失及影(ying)響;
(3)理想(xiang)的絕熱(re)(re)等熵過程;工質(zhi)與外(wai)界(jie)不進行熱(re)(re)量交換;
(4)理(li)想的加熱、放熱過程。
柴(chai)油(you)機動(dong)力裝置(zhi)是現代船(chuan)舶上的主(zhu)要動(dong)力裝置(zhi)。現代船(chuan)舶和艦艇的主(zhu)機是船(chuan)用柴(chai)油(you)機,燒(shao)煤氣的叫煤氣機,汽(qi)油(you)機、煤氣機功率小,僅(jin)用在小型船(chuan)舶上。
平均機械損(sun)失壓力pmm:發動機單位(wei)氣缸工作容積一個循環所損(sun)失的(de)功(gong)。可以用來衡(heng)量(liang)機械損(sun)失的(de)大小。即:
一、機械損失的組成:
1.活(huo)塞與(yu)活(huo)塞環(huan)的摩(mo)擦損(sun)失:占(zhan)摩(mo)擦損(sun)失的主(zhu)要(yao)部分,約(yue)為:45-65%
2.軸(zhou)承與(yu)氣門(men)機構(gou)的(de)摩(mo)擦損失(shi):包括所有(you)主軸(zhou)承、連桿軸(zhou)承和凸(tu)輪軸(zhou)軸(zhou)承等的(de)摩(mo)擦損失(shi)。軸(zhou)承直(zhi)徑越大,轉(zhuan)速越高,損失(shi)越大。15-30%。
3.驅動(dong)附屬機構的功率消耗:指(zhi)為保證發(fa)動(dong)機工(gong)作所(suo)必不可少的部件總成(cheng),如冷(leng)(leng)卻水泵總成(cheng)(風冷(leng)(leng)發(fa)動(dong)機中則(ze)是(shi)冷(leng)(leng)卻風扇)、機油泵、噴油泵、調速(su)器等;占10-20%。
4.流體(ti)摩擦損失:為克服油霧(wu)、空氣阻力(li)及曲軸箱通風等將消(xiao)耗一部分(fen)功。
5.驅動掃氣泵及增壓(ya)(ya)器的損(sun)失:二沖(chong)程或機械增壓(ya)(ya)發動機中,要加上對進(jin)氣進(jin)行壓(ya)(ya)縮而帶來的損(sun)失。10-20%
分配情況
機械損失名稱
占Pm的(de)百分比%
占Pi的百分比%
摩擦(ca)損失其中(zhong)活連桿、活塞環 軸承(cheng)及曲軸 配氣機構
60~7545~6515 ~ 202~3
8 ~ 20
驅動各種(zhong)附件損失 其中 水(shui)泵 風(feng)扇 機(ji)油泵 電器設備
10~20 2~8 6~3 1~2 1~2
1 ~5
帶動機械增壓器(qi)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(tu)法(fa):運用示(shi)功圖(tu)算出(chu)Pi值(zhi),從(cong)測(ce)功器測(ce)出(chu)發動機(ji)的有效(xiao)功率Pe,從(cong)而算出(chu)產Pm、 hm及(ji)Pmm值(zhi)。
問(wen)題:誤(wu)差(cha)來(lai)源(yuan)于P—V圖上(shang)活塞(sai)上(shang)止點(dian)位(wei)置正確地確定(ding)以及測量誤(wu)差(cha)。此外,各個氣缸存在的(de)不(bu)均勻性(xing),這也(ye)會引起(qi)一(yi)定(ding)的(de)誤(wu)差(cha)。示功圖法當上(shang)止點(dian)位(wei)置能(neng)得(de)到精確校正時才能(neng)取得(de)較(jiao)滿意(yi)的(de)結果。局限:只能(neng)測量整體機械(xie)損失。
2.倒拖法(fa):當發(fa)(fa)動機(ji)以(yi)(yi)給定(ding)工況穩定(ding)運(yun)行,冷卻水、機(ji)油(you)(you)溫(wen)度到達正常數值時,切斷對發(fa)(fa)動機(ji)的供油(you)(you),將電力測功(gong)器轉(zhuan)換為電動機(ji),以(yi)(yi)給定(ding)轉(zhuan)速倒拖發(fa)(fa)動機(ji),并且維持冷卻水和機(ji)油(you)(you)溫(wen)度不(bu)變,這樣測得的倒拖功(gong)率即為發(fa)(fa)動機(ji)在(zai)該工況下的機(ji)械(xie)損失功(gong)率。
與(yu)實(shi)際(ji)運行(xing)的差異:(1)氣(qi)體壓(ya)力(li)在(zai)膨脹行(xing)程(cheng)中(zhong)大幅度(du)(du)(du)下降,使(shi)(shi)活(huo)塞、連桿。曲軸的摩擦損(sun)失有(you)所(suo)減少;(2) 由于排氣(qi)過程(cheng)中(zhong)溫度(du)(du)(du)低、密度(du)(du)(du)大,使(shi)(shi)Pp比實(shi)際(ji)的還大;(3)倒拖(tuo)在(zai)膨脹、壓(ya)縮行(xing)程(cheng)中(zhong),存在(zai)充量向氣(qi)缸壁的傳熱(re)損(sun)失,在(zai)測量該(gai)工況的有(you)效功(gong)率時,這(zhe)部分傳熱(re)損(sun)失已被考慮在(zai)內。
綜合結果是:倒拖(tuo)時所消(xiao)耗的(de)(de)功率要超過柴(chai)油(you)機的(de)(de)實(shi)際機械(xie)損失,在低壓縮比發動機中,誤差(cha)大(da)約為 5%,在高(gao)壓縮比發動機中,誤差(cha)可高(gao)達(da)(15—20)%,因而此方法適用于低壓縮比的(de)(de)汽油(you)機。
3.滅(mie)(mie)缸(gang)法(fa)(fa):內燃機(ji)調整到給(gei)定(ding)工(gong)況(kuang)穩定(ding)工(gong)作后(hou),先測出其(qi)有效功率Pe,之后(hou)在(zai)噴油泵齒條位置(zhi)或節氣(qi)門不變(bian)的(de)(de)(de) 下,停止某一(yi)氣(qi)缸(gang)工(gong)作,并用減少制動(dong)力矩(ju)的(de)(de)(de)辦法(fa)(fa)迅速將轉(zhuan)速恢復到原來的(de)(de)(de)數值(zhi),并重新測定(ding)其(qi)有效功率Pe’。如(ru)果滅(mie)(mie)缸(gang)后(hou)其(qi)他各(ge)缸(gang)的(de)(de)(de)工(gong)作情(qing)況(kuang)和發(fa)動(dong)機(ji)機(ji)械損失沒有變(bian)化(hua),則被熄(xi)滅(mie)(mie)的(de)(de)(de)氣(qi)缸(gang)原來所發(fa)出的(de)(de)(de)指(zhi)示(shi)功率為(Pi)x。依(yi)次將各(ge)缸(gang)滅(mie)(mie)火,最后(hou)可以從各(ge)缸(gang)指(zhi)示(shi)功率的(de)(de)(de)總和中(zhong)求得整臺(tai)發(fa)動(dong)機(ji)的(de)(de)(de)指(zhi)示(shi)功率。
局限:只能使用于柴油多(duo)缸(gang)機。
4.油耗線法(fa):保證發動(dong)機(ji)轉速(su)不(bu)變(bian),逐漸改變(bian)供油,測出(chu)每小時(shi)耗油量B與負荷pme變(bian)化關(guan)系,繪成負荷特性(xing)曲(qu)線,延長直線段于橫坐(zuo)標的相交,此交點(dian)到原點(dian)的距(ju)離為平均機(ji)械損失(shi)壓力pmm。
只(zhi)能(neng)適用于pmm 與ηit 不隨負荷變化,只(zhi)適用于柴(chai)油機。
總之(zhi);倒拖(tuo)法(fa)(fa)只能(neng)用于(yu)(yu)(yu)(yu)配有電力測功器的(de)情況,不適用于(yu)(yu)(yu)(yu)大功率發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji),較適用于(yu)(yu)(yu)(yu)測定(ding)壓(ya)縮(suo)比不高(gao)的(de)汽油(you)機(ji)(ji)(ji)的(de)機(ji)(ji)(ji)械損(sun)失(shi)。對于(yu)(yu)(yu)(yu)排(pai)氣渦(wo)輪(lun)增(zeng)(zeng)壓(ya)柴油(you)機(ji)(ji)(ji),由(you)于(yu)(yu)(yu)(yu)倒拖(tuo)法(fa)(fa)和滅缸法(fa)(fa)破(po)壞了增(zeng)(zeng)壓(ya)系統的(de)正(zheng)常(chang)工作(zuo),只能(neng)用示功圖(tu)法(fa)(fa)、油(you)耗線法(fa)(fa)來(lai)測定(ding)機(ji)(ji)(ji)械損(sun)失(shi)。對于(yu)(yu)(yu)(yu)排(pai)氣渦(wo)輪(lun)中增(zeng)(zeng)壓(ya)、高(gao)增(zeng)(zeng)壓(ya)的(de)柴油(you)機(ji)(ji)(ji)(pb>0.15MPa),除示功圖(tu)外(wai),尚無其他適用的(de)方法(fa)(fa)可取(qu)代(dai)。
1、循環(huan)加注潤滑油或不同品(pin)質的油摻兌使用
2、選用的潤滑(hua)油粘(zhan)度較高
3、單(dan)向流量控(kong)制閥或通風(feng)軟管損壞后隨(sui)意拆除
4、大(da)容量(liang)的蓄電(dian)池壽命(ming)長(chang)
5、隨意加添電(dian)解液
6、隨便調高(gao)發電(dian)機(ji)的端電(dian)壓
7、空氣(qi)濾(lv)(lv)清(qing)器長期短路(lu)或隨便更換不(bu)同規格的(de)濾(lv)(lv)
8、經常(chang)在大功(gong)率(lv)、高溫狀態下(xia)熄火
9、高壓油(you)泵內的(de)潤滑(hua)油(you)加注或更換不合(he)理
10、噴(pen)油(you)器噴(pen)油(you)壓力調整(zheng)過高(gao)
11、隨意拆除散熱器上的(de)空氣蒸(zheng)氣閥
12、隨意更換火花塞
燃料使用
燃油(you)(you)是發(fa)動機的動力源,也是造成發(fa)動機故障的主要因素(su),潔凈的燃油(you)(you)不含水份和雜質是極重(zhong)要的,否則會造成噴油(you)(you)泵和油(you)(you)嘴嚴重(zhong)磨損(sun)甚(shen)至損(sun)壞。
在(zai)(zai)我國燃(ran)油質(zhi)量問題一直是造成(cheng)發動機壽命(ming)降低和故障的主要原因,所以在(zai)(zai)使用進(jin)口發動機盡量使用優質(zhi)低含(han)硫燃(ran)油,在(zai)(zai)無法達到要求的情(qing)況下可改(gai)造輸(shu)油管路,在(zai)(zai)油水分(fen)(fen)離器(qi)(qi)前加一級粗(cu)濾或油水分(fen)(fen)離器(qi)(qi),以不影響發動機輸(shu)出(chu)功率為準選擇濾芯等級。
在(zai)使(shi)用劣(lie)質(zhi)燃(ran)油(you)(you)(you)(you)(you)的情況下必須(xu)定期(qi)清洗(xi)燃(ran)油(you)(you)(you)(you)(you)箱(xiang),否(fou)則容易在(zai)油(you)(you)(you)(you)(you)箱(xiang)中(zhong)因劣(lie)質(zhi)燃(ran)油(you)(you)(you)(you)(you)含有水(shui)(shui)份和雜質(zhi)多(duo),會(hui)在(zai)油(you)(you)(you)(you)(you)箱(xiang)壁和箱(xiang)底(di)結積,長期(qi)沒清洗(xi)的情況下造成結積泥(ni)皮脫落,工作中(zhong)進入燃(ran)油(you)(you)(you)(you)(you)管路,致使(shi)管路或燃(ran)油(you)(you)(you)(you)(you)濾芯等堵塞,在(zai)日常維護中(zhong)要做到良好的保養(yang)習慣(guan),排放油(you)(you)(you)(you)(you)箱(xiang)沉(chen)積水(shui)(shui)雜質(zhi)和油(you)(you)(you)(you)(you)水(shui)(shui)分離器中(zhong)沉(chen)積水(shui)(shui)。
內(nei)燃(ran)(ran)機(例如往復式內(nei)燃(ran)(ran)機)在(zai)工作時(shi)會由于含碳(tan)燃(ran)(ran)料(liao)的不完(wan)全燃(ran)(ran)燒而排放(fang)大氣(qi)污(wu)染物。內(nei)燃(ran)(ran)機的最重要排放(fang)物是二氧化(hua)(hua)(hua)碳(tan)、水汽和一(yi)些碳(tan)黑顆粒物。取決于工作狀(zhuang)況和油氣(qi)比例,內(nei)燃(ran)(ran)機還(huan)會排放(fang)一(yi)氧化(hua)(hua)(hua)碳(tan)、氮(dan)氧化(hua)(hua)(hua)物、硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物(主要是二氧化(hua)(hua)(hua)硫(liu))和一(yi)些未(wei)燃(ran)(ran)燒的碳(tan)氫化(hua)(hua)(hua)合物。
內燃機(ji)(ji)工作時會產生顯(xian)著的噪音污染。比如公(gong)路上的汽車會產生噪音,飛(fei)機(ji)(ji)飛(fei)行(xing)時也會產生噴氣噪音(尤其是(shi)超音速(su)飛(fei)機(ji)(ji))。火(huo)箭(jian)發動機(ji)(ji)產生的噪音最(zui)大。