活(huo)塞(sai)式(shi)內燃(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)起源(yuan)于荷蘭(lan)物理(li)學家惠(hui)更斯用火(huo)藥(yao)爆炸(zha)獲(huo)取動(dong)(dong)(dong)力的(de)研究,但(dan)因火(huo)藥(yao)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)難以控制而(er)未獲(huo)成(cheng)功(gong)。1794年,英國人斯特里(li)特提(ti)出從(cong)燃(ran)(ran)(ran)料的(de)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)中獲(huo)取動(dong)(dong)(dong)力,并且第一次提(ti)出了(le)燃(ran)(ran)(ran)料與空(kong)氣混(hun)合的(de)概念。1833年,英國人賴特提(ti)出了(le)直接利用燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)壓力推動(dong)(dong)(dong)活(huo)塞(sai)作功(gong)的(de)設計。 汽油(you)和(he)(he)柴油(you)等產生的(de)熱轉化機(ji)(ji)(ji)械(xie)動(dong)(dong)(dong)力的(de)理(li)論(lun)。這為內燃(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)的(de)發明奠定了(le)基礎。活(huo)塞(sai)式(shi)內燃(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)自19世紀60年代問世以來,經過不(bu)斷改(gai)進(jin)和(he)(he)發展,已是比較完善(shan)的(de)機(ji)(ji)(ji)械(xie)。它熱效率高、功(gong)率和(he)(he)轉速范(fan)圍寬、配套方(fang)便、機(ji)(ji)(ji)動(dong)(dong)(dong)性好,所以獲(huo)得了(le)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用。全世界各種類型(xing)的(de)汽車(che)、拖拉機(ji)(ji)(ji)、農業機(ji)(ji)(ji)械(xie)、工程機(ji)(ji)(ji)械(xie)、小型(xing)移動(dong)(dong)(dong)電(dian)站和(he)(he)戰(zhan)車(che)等都以內燃(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)為動(dong)(dong)(dong)力。海上(shang)商船、內河(he)船舶(bo)和(he)(he)常規艦(jian)艇,以及某些小型(xing)飛(fei)機(ji)(ji)(ji)也(ye)都由內燃(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)來推進(jin)。世界上(shang)內燃(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)的(de)保有(you)量在動(dong)(dong)(dong)力機(ji)(ji)(ji)械(xie)中居(ju)首位,它在人類活(huo)動(dong)(dong)(dong)中占有(you)非常重要的(de)地位。
之(zhi)后人們(men)又提(ti)出(chu)過各種(zhong)各樣的(de)(de)(de)內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)方案(an),但在十(shi)九世紀中(zhong)葉以前均未付諸實(shi)用。直(zhi)到1860年,法國(guo)的(de)(de)(de)勒(le)努瓦(wa)模仿蒸汽機(ji)(ji)的(de)(de)(de)結構,設計制造出(chu)第(di)一臺實(shi)用的(de)(de)(de)煤(mei)氣(qi)機(ji)(ji)。這是一種(zhong)無壓(ya)縮、電(dian)點火、使用照明煤(mei)氣(qi)的(de)(de)(de)內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)。勒(le)努瓦(wa)首(shou)先在內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)中(zhong)采(cai)用了彈力活塞環。這臺煤(mei)氣(qi)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)熱效率為4%左右(you)。
英國的(de)(de)巴(ba)尼特曾提(ti)倡將可(ke)燃混合氣在點火之(zhi)前進(jin)行(xing)(xing)壓縮,隨后又有人(ren)著文(wen)論(lun)述對可(ke)燃混合氣進(jin)行(xing)(xing)壓縮的(de)(de)重要作用(yong),并且(qie)指出(chu)壓縮可(ke)以大大提(ti)高(gao)勒努瓦內燃機(ji)的(de)(de)效(xiao)率。1862年,法國科學家羅沙對內燃機(ji)熱力過程進(jin)行(xing)(xing)理論(lun)分析(xi)之(zhi)后,提(ti)出(chu)提(ti)高(gao)內燃機(ji)效(xiao)率的(de)(de)要求,這就是(shi)最早的(de)(de)四沖程工作循環。
1876年(nian),德國發明家奧托(Otto)運(yun)用(yong)羅沙(sha)的原理,創制(zhi)成功第一臺往復(fu)活(huo)塞式、單缸、臥式、3.2千(qian)瓦(4.4馬力)的四沖(chong)程內燃機,仍以煤氣為(wei)燃料,采用(yong)火(huo)焰點火(huo),轉(zhuan)速為(wei)156.7轉(zhuan)/分,壓縮比為(wei)2.66,熱效(xiao)率達到14%,運(yun)轉(zhuan)平穩(wen)。在當時,無論是(shi)功率還是(shi)熱效(xiao)率,它都是(shi)最高的。
奧托內燃機獲得(de)推廣,性能也在(zai)提高(gao)。1880年單機功率(lv)達到11~15千瓦(15~20馬力),到1893年又提高(gao)到150千瓦。由(you)于壓縮比(bi)的提高(gao),熱效率(lv)也隨之增高(gao),1886年熱效率(lv)為(wei)15.5%,1897年已高(gao)達20~26%。1881年,英國(guo)工程(cheng)師克拉克研制成功第一臺二(er)沖程(cheng)的煤氣機,并在(zai)巴黎(li)博覽會上展出。
隨著(zhu)石油(you)的(de)(de)(de)開(kai)發,比(bi)煤氣易于運(yun)輸攜帶的(de)(de)(de)汽(qi)(qi)油(you)和(he)柴油(you)引起了人們的(de)(de)(de)注意,首先獲得試用的(de)(de)(de)是易于揮發的(de)(de)(de)汽(qi)(qi)油(you)。1883年,德(de)國的(de)(de)(de)戴(dai)姆勒(Daimler)創制成功第一臺立(li)式汽(qi)(qi)油(you)機,它(ta)的(de)(de)(de)特點(dian)是輕型和(he)高(gao)速(su)。當時其(qi)他內(nei)燃機的(de)(de)(de)轉(zhuan)速(su)不超過200轉(zhuan)/分(fen),它(ta)卻一躍而達(da)到(dao)800轉(zhuan)/分(fen),特別適應交通(tong)動輸機械的(de)(de)(de)要求(qiu)。1885~1886年,汽(qi)(qi)油(you)機作(zuo)為(wei)汽(qi)(qi)車(che)動力運(yun)行成功,大(da)大(da)推動了汽(qi)(qi)車(che)的(de)(de)(de)發展。同時,汽(qi)(qi)車(che)的(de)(de)(de)發展又(you)促進了汽(qi)(qi)油(you)機的(de)(de)(de)改(gai)進和(he)提高(gao)。不久汽(qi)(qi)油(you)機又(you)用作(zuo)了小(xiao)船的(de)(de)(de)動力。
1892年(nian),德國工程師狄塞(sai)爾(Diesel)受面粉廠粉塵爆炸的啟發(fa),設想將吸(xi)入氣(qi)缸(gang)的空(kong)氣(qi)高度壓縮,使其(qi)溫(wen)度超過燃料的自燃溫(wen)度,再(zai)用高壓空(kong)氣(qi)將燃料吹(chui)入氣(qi)缸(gang),使之(zhi)著(zhu)火(huo)燃燒(shao)。他首創的壓縮點火(huo)式內燃機(ji)(柴(chai)油機(ji))于(yu)1897年(nian)研制成功,為內燃機(ji)的發(fa)展(zhan)開拓了新途徑。
狄(di)塞爾(er)開始力圖使(shi)內燃(ran)機(ji)(ji)實現卡諾循環,以求獲得最高的(de)(de)熱效(xiao)率(lv),但實際上(shang)做到的(de)(de)是近(jin)似的(de)(de)等壓燃(ran)燒(shao),其熱效(xiao)率(lv)達26%。壓縮(suo)點火式內燃(ran)機(ji)(ji)的(de)(de)問世,引(yin)起了世界機(ji)(ji)械業的(de)(de)極大興趣,壓縮(suo)點火式內燃(ran)機(ji)(ji)也以發(fa)明者而命名為狄(di)塞爾(er)引(yin)擎。
這種內燃(ran)機(ji)(ji)以后大多(duo)用柴(chai)油(you)為燃(ran)料(liao),故又稱為柴(chai)油(you)機(ji)(ji)。1898年(nian),柴(chai)油(you)機(ji)(ji)首先用于(yu)固定式發電機(ji)(ji)組,1903年(nian)用作商船動力(li),1904年(nian)裝于(yu)艦艇,1913年(nian)第一(yi)臺以柴(chai)油(you)機(ji)(ji)為動力(li)的內燃(ran)機(ji)(ji)車制成,1920年(nian)左右開(kai)始用于(yu)汽(qi)車和農(nong)業機(ji)(ji)械。
早在(zai)往復活(huo)塞式內(nei)燃機誕生以前,人們(men)就曾(ceng)致(zhi)力于(yu)創造(zao)旋(xuan)(xuan)轉活(huo)塞式的(de)(de)內(nei)燃機,但(dan)均未獲成(cheng)功。直到1954年,聯邦德國工程師汪克爾(Wankel)解決了密封問題(ti)后,才于(yu)1957年研制(zhi)出旋(xuan)(xuan)轉活(huo)塞式發(fa)動(dong)(dong)機,被稱為汪克爾發(fa)動(dong)(dong)機。它(ta)具有近似(si)三角形的(de)(de)旋(xuan)(xuan)轉活(huo)塞,在(zai)特定型(xing)面的(de)(de)氣(qi)缸內(nei)作(zuo)旋(xuan)(xuan)轉運動(dong)(dong),按奧托循環工作(zuo)。這(zhe)種發(fa)動(dong)(dong)機功率高(gao)、體積(ji)小(xiao)、振(zhen)動(dong)(dong)小(xiao)、運轉平(ping)穩(wen)、結構簡(jian)單、維(wei)修方便,但(dan)由于(yu)它(ta)燃料(liao)經(jing)濟(ji)性較(jiao)差、低速扭矩(ju)低、排氣(qi)性能不理想(xiang),所以還只是在(zai)個別(bie)型(xing)號(hao)的(de)(de)轎(jiao)車上得到采(cai)用(yong)。
從2013年(nian)2月下旬我國機械工(gong)業行(xing)業市(shi)(shi)場交易情況可以看(kan)出,節(jie)后出現采購旺季。其中,內燃機以及(ji)配(pei)附件市(shi)(shi)場景氣度(du)回暖,以18%的市(shi)(shi)場交易份額位列第二位。
分(fen)析認為,內燃機(ji)及(ji)(ji)配(pei)(pei)件(jian)制造(zao)是汽車、摩托(tuo)車、船(chuan)舶制造(zao)、工業(ye)(ye)機(ji)械以及(ji)(ji)農機(ji)等行業(ye)(ye)的配(pei)(pei)套產品(pin),其產品(pin)性(xing)能必須(xu)滿足下游行業(ye)(ye)的需(xu)要,同(tong)時這些行業(ye)(ye)的運行狀況及(ji)(ji)景氣程度將直接(jie)影響內燃機(ji)及(ji)(ji)配(pei)(pei)件(jian)產品(pin)的市(shi)場需(xu)求(qiu),具(ju)體分(fen)析如下:
1、汽車用內燃機前景預測
內(nei)(nei)燃機(ji)產品(pin)產量(liang)按配套使用用途預計(ji),“十二(er)五”期(qi)間(jian),預計(ji)車用內(nei)(nei)燃機(ji)年產量(liang)達到3000萬臺。
2、摩托車(che)及(ji)船舶(bo)用內燃機前景預(yu)測
內燃機產品產量按配套使用(yong)用(yong)途預計,“十二(er)五”期間(jian),年摩托(tuo)車用(yong)汽油機達到(dao)2600萬臺。
3、工(gong)程(cheng)機(ji)械用內燃機(ji)前景(jing)預測(ce)
“十二(er)五”期間,產品(pin)產量按配套使用用途預(yu)計,年工程(cheng)機械用內燃(ran)機達100萬臺。
發(fa)動機(ji)(ji)是(shi)(shi)一種由許多(duo)(duo)機(ji)(ji)構和(he)系(xi)統組成的復雜機(ji)(ji)器。無論(lun)是(shi)(shi)汽油(you)機(ji)(ji),還是(shi)(shi)柴(chai)油(you)機(ji)(ji);無論(lun)是(shi)(shi)四行程發(fa)動機(ji)(ji),還是(shi)(shi)二行程發(fa)動機(ji)(ji);無論(lun)是(shi)(shi)單(dan)缸發(fa)動機(ji)(ji),還是(shi)(shi)多(duo)(duo)缸發(fa)動機(ji)(ji)。要(yao)完成能量轉(zhuan)換,實現工(gong)作(zuo)循環,保證(zheng)長時間連續正常工(gong)作(zuo),都必須具備以下一些機(ji)(ji)構和(he)系(xi)統。
(1) 曲柄連桿機構(gou)
曲柄連(lian)桿機(ji)(ji)構是發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)實(shi)現工作(zuo)循環,完成(cheng)能量轉(zhuan)換的(de)(de)(de)主要運(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong)零(ling)件。它由機(ji)(ji)體組(zu)、活塞連(lian)桿組(zu)和曲軸(zhou)飛(fei)輪(lun)組(zu)等組(zu)成(cheng)。在作(zuo)功行程中,活塞承受燃氣壓力在氣缸內(nei)作(zuo)直(zhi)線(xian)運(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong),通過連(lian)桿轉(zhuan)換成(cheng)曲軸(zhou)的(de)(de)(de)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)運(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong),并從曲軸(zhou)對外輸出動(dong)(dong)(dong)力。而在進氣、壓縮(suo)和排氣行程中,飛(fei)輪(lun)釋(shi)放能量又把曲軸(zhou)的(de)(de)(de)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)運(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong)轉(zhuan)化成(cheng)活塞的(de)(de)(de)直(zhi)線(xian)運(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong)。
(2) 配氣(qi)機(ji)構
配(pei)氣(qi)(qi)(qi)機構的(de)功用是(shi)根據發動(dong)機的(de)工作順序和(he)(he)工作過程,定時開啟和(he)(he)關(guan)閉進氣(qi)(qi)(qi)門(men)(men)和(he)(he)排(pai)氣(qi)(qi)(qi)門(men)(men),使(shi)可燃混合氣(qi)(qi)(qi)或空(kong)氣(qi)(qi)(qi)進入氣(qi)(qi)(qi)缸,并使(shi)廢氣(qi)(qi)(qi)從氣(qi)(qi)(qi)缸內(nei)排(pai)出,實現換氣(qi)(qi)(qi)過程。配(pei)氣(qi)(qi)(qi)機構大多采用頂(ding)置氣(qi)(qi)(qi)門(men)(men)式配(pei)氣(qi)(qi)(qi)機構,一般由氣(qi)(qi)(qi)門(men)(men)組、氣(qi)(qi)(qi)門(men)(men)傳動(dong)組和(he)(he)氣(qi)(qi)(qi)門(men)(men)驅動(dong)組組成(cheng)。
(3)燃(ran)料供給系(xi)統
汽油(you)機(ji)燃(ran)料(liao)供(gong)(gong)給系統的(de)功用是根據發動(dong)機(ji)的(de)要求,配(pei)制(zhi)出(chu)一定數(shu)量和濃度(du)的(de)混合(he)氣(qi)(qi)(qi),供(gong)(gong)入氣(qi)(qi)(qi)缸,并(bing)將(jiang)燃(ran)燒(shao)后(hou)的(de)廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)從氣(qi)(qi)(qi)缸內排(pai)出(chu)到(dao)大氣(qi)(qi)(qi)中去;柴(chai)油(you)機(ji)燃(ran)料(liao)供(gong)(gong)給系的(de)功用是把柴(chai)油(you)和空氣(qi)(qi)(qi)分別供(gong)(gong)入氣(qi)(qi)(qi)缸,在燃(ran)燒(shao)室(shi)內形成混合(he)氣(qi)(qi)(qi)并(bing)燃(ran)燒(shao),最(zui)后(hou)將(jiang)燃(ran)燒(shao)后(hou)的(de)廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)排(pai)出(chu)。
(4) 潤滑系(xi)統
潤(run)(run)滑(hua)(hua)系(xi)統的功用是向(xiang)作相對(dui)運動(dong)的零件表(biao)面輸送定量的清潔潤(run)(run)滑(hua)(hua)油,以實(shi)現液體摩擦(ca),減(jian)小摩擦(ca)阻力,減(jian)輕(qing)機件的磨(mo)損。并對(dui)零件表(biao)面進行清洗和冷卻。潤(run)(run)滑(hua)(hua)系(xi)通(tong)常由潤(run)(run)滑(hua)(hua)油道、機油泵、機油濾清器和一些閥門(men)等組成。
(5) 冷卻系統(tong)
冷卻系統的(de)功用是將受熱(re)零件吸收的(de)部分熱(re)量(liang)及時散發(fa)出(chu)去,保證發(fa)動(dong)(dong)機在最適宜(yi)的(de)溫(wen)(wen)度狀(zhuang)態下(xia)工作。水(shui)(shui)冷發(fa)動(dong)(dong)機的(de)冷卻系通常由冷卻水(shui)(shui)套、水(shui)(shui)泵(beng)、風(feng)扇、水(shui)(shui)箱、節溫(wen)(wen)器等(deng)組成。
(6) 點火系(xi)統(tong)
在(zai)(zai)汽油機(ji)中,氣缸內的可燃(ran)混(hun)合氣是靠電(dian)(dian)火(huo)(huo)(huo)花(hua)(hua)(hua)點燃(ran)的,為(wei)此在(zai)(zai)汽油機(ji)的氣缸蓋(gai)上裝有火(huo)(huo)(huo)花(hua)(hua)(hua)塞(sai),火(huo)(huo)(huo)花(hua)(hua)(hua)塞(sai)頭部伸(shen)入(ru)燃(ran)燒室內。能夠按時在(zai)(zai)火(huo)(huo)(huo)花(hua)(hua)(hua)塞(sai)電(dian)(dian)極間產生(sheng)電(dian)(dian)火(huo)(huo)(huo)花(hua)(hua)(hua)的全部設備稱為(wei)點火(huo)(huo)(huo)系,點火(huo)(huo)(huo)系通常由蓄電(dian)(dian)池、發(fa)電(dian)(dian)機(ji)、分電(dian)(dian)器(qi)、點火(huo)(huo)(huo)線(xian)圈(quan)和(he)火(huo)(huo)(huo)花(hua)(hua)(hua)塞(sai)等(deng)組成。
(7) 起動系統
要使發(fa)動(dong)機(ji)由(you)靜止狀(zhuang)態過(guo)渡到(dao)(dao)工(gong)作(zuo)(zuo)狀(zhuang)態,必須先用外(wai)力轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)動(dong)發(fa)動(dong)機(ji)的(de)曲(qu)(qu)(qu)軸(zhou),使活(huo)塞作(zuo)(zuo)往(wang)復(fu)運(yun)動(dong),氣缸(gang)內的(de)可燃(ran)混合氣燃(ran)燒膨(peng)脹(zhang)作(zuo)(zuo)功(gong),推動(dong)活(huo)塞向(xiang)下運(yun)動(dong)使曲(qu)(qu)(qu)軸(zhou)旋轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)。發(fa)動(dong)機(ji)才能自(zi)(zi)行運(yun)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan),工(gong)作(zuo)(zuo)循(xun)環才能自(zi)(zi)動(dong)進行。因(yin)此,曲(qu)(qu)(qu)軸(zhou)在外(wai)力作(zuo)(zuo)用下開始(shi)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)動(dong)到(dao)(dao)發(fa)動(dong)機(ji)開始(shi)自(zi)(zi)動(dong)地怠速(su)運(yun)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)的(de)全過(guo)程,稱為(wei)發(fa)動(dong)機(ji)的(de)起(qi)動(dong)。完成(cheng)(cheng)(cheng)起(qi)動(dong)過(guo)程所需(xu)的(de)裝置,稱為(wei)發(fa)動(dong)機(ji)的(de)起(qi)動(dong)系(xi)。汽油機(ji)由(you)以上兩大(da)機(ji)構(gou)和(he)五大(da)系(xi)統組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng),即由(you)曲(qu)(qu)(qu)柄連桿機(ji)構(gou),配氣機(ji)構(gou)、燃(ran)料(liao)供(gong)給(gei)系(xi)、潤滑(hua)系(xi)、冷(leng)卻系(xi)、點火(huo)(huo)系(xi)和(he)起(qi)動(dong)系(xi)組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng);柴油機(ji)由(you)以上兩大(da)機(ji)構(gou)和(he)四大(da)系(xi)統組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng),即由(you)曲(qu)(qu)(qu)柄連桿機(ji)構(gou)、配氣機(ji)構(gou)、燃(ran)料(liao)供(gong)給(gei)系(xi)、潤滑(hua)系(xi)、冷(leng)卻系(xi)和(he)起(qi)動(dong)系(xi)組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng),柴油機(ji)是壓燃(ran)的(de),不需(xu)要點火(huo)(huo)系(xi)。
往(wang)復活塞式內(nei)燃機(ji)的組(zu)成部分主要(yao)有曲柄連桿機(ji)構(gou)、機(ji)體和(he)氣缸(gang)蓋、配氣機(ji)構(gou)、供油系統、潤滑系統、冷卻系統、起(qi)動裝置等。
氣缸(gang)(gang)是(shi)一個圓筒形金(jin)屬機(ji)件。密封(feng)的(de)氣缸(gang)(gang)是(shi)實(shi)現工作循(xun)環、產(chan)生動力(li)的(de)源地(di)。各個裝(zhuang)有(you)氣缸(gang)(gang)套的(de)氣缸(gang)(gang)安裝(zhuang)在機(ji)體里(li),它的(de)頂(ding)端用氣缸(gang)(gang)蓋封(feng)閉著(zhu)。活(huo)塞(sai)可在氣缸(gang)(gang)套內(nei)(nei)往復運(yun)(yun)動,并(bing)從氣缸(gang)(gang)下部封(feng)閉氣缸(gang)(gang),從而(er)形成(cheng)容積作規律變化的(de)密封(feng)空間。燃(ran)料在此空間內(nei)(nei)燃(ran)燒(shao),產(chan)生的(de)燃(ran)氣動力(li)推動活(huo)塞(sai)運(yun)(yun)動。活(huo)塞(sai)的(de)往復運(yun)(yun)動經(jing)過連(lian)(lian)桿推動曲軸作旋轉運(yun)(yun)動,曲軸再從飛輪端將動力(li)輸出。由活(huo)塞(sai)組、連(lian)(lian)桿組、曲軸和(he)飛輪組成(cheng)的(de)曲柄連(lian)(lian)桿機(ji)構是(shi)內(nei)(nei)燃(ran)機(ji)傳(chuan)遞動力(li)的(de)主要部分。
活(huo)(huo)塞(sai)組由(you)活(huo)(huo)塞(sai)、活(huo)(huo)塞(sai)環(huan)(huan)、活(huo)(huo)塞(sai)銷(xiao)等組成。活(huo)(huo)塞(sai)呈(cheng)(cheng)圓柱形(xing)(xing),上(shang)面裝有活(huo)(huo)塞(sai)環(huan)(huan),借以在活(huo)(huo)塞(sai)往(wang)復運(yun)動時密閉氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)。上(shang)面的(de)(de)(de)幾(ji)道活(huo)(huo)塞(sai)環(huan)(huan)稱(cheng)為氣(qi)(qi)環(huan)(huan),用來封閉氣(qi)(qi)缸(gang)(gang),防(fang)止氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)內的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)體漏泄,下面的(de)(de)(de)環(huan)(huan)稱(cheng)為油(you)(you)環(huan)(huan),用來將氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)壁(bi)上(shang)的(de)(de)(de)多余的(de)(de)(de)潤(run)滑油(you)(you)刮下,防(fang)止潤(run)滑油(you)(you)竄入(ru)氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)。活(huo)(huo)塞(sai)銷(xiao)呈(cheng)(cheng)圓筒(tong)形(xing)(xing),它(ta)穿入(ru)活(huo)(huo)塞(sai)上(shang)的(de)(de)(de)銷(xiao)孔(kong)和(he)連(lian)(lian)(lian)(lian)桿(gan)小頭(tou)(tou)中,將活(huo)(huo)塞(sai)和(he)連(lian)(lian)(lian)(lian)桿(gan)聯接起來。連(lian)(lian)(lian)(lian)桿(gan)大(da)頭(tou)(tou)端(duan)分成兩半(ban),由(you)連(lian)(lian)(lian)(lian)桿(gan)螺(luo)釘聯接起來,它(ta)與曲(qu)軸(zhou)的(de)(de)(de)曲(qu)柄銷(xiao)相連(lian)(lian)(lian)(lian)。連(lian)(lian)(lian)(lian)桿(gan)工作時,連(lian)(lian)(lian)(lian)桿(gan)小頭(tou)(tou)端(duan)隨(sui)(sui)活(huo)(huo)塞(sai)作往(wang)復運(yun)動,連(lian)(lian)(lian)(lian)桿(gan)大(da)頭(tou)(tou)端(duan)隨(sui)(sui)曲(qu)柄銷(xiao)繞曲(qu)軸(zhou)軸(zhou)線作旋轉運(yun)動,連(lian)(lian)(lian)(lian)桿(gan)大(da)小頭(tou)(tou)間的(de)(de)(de)桿(gan)身(shen)作復雜的(de)(de)(de)搖擺運(yun)動。
曲(qu)(qu)軸(zhou)(zhou)的(de)作用是將活(huo)塞的(de)往復運動(dong)轉(zhuan)換(huan)為(wei)旋轉(zhuan)運動(dong),并將膨脹行程所作的(de)功(gong),通過安裝(zhuang)在曲(qu)(qu)軸(zhou)(zhou)后端(duan)上(shang)的(de)飛輪傳遞出去(qu)。飛輪能(neng)儲存能(neng)量(liang),使(shi)活(huo)塞的(de)其他行程能(neng)正常(chang)工作,并使(shi)曲(qu)(qu)軸(zhou)(zhou)旋轉(zhuan)均勻。為(wei)了(le)平衡慣性力和減輕內燃機的(de)振(zhen)動(dong),在曲(qu)(qu)軸(zhou)(zhou)的(de)曲(qu)(qu)柄上(shang)還適(shi)當裝(zhuang)置平衡質量(liang)。
工作循環:內燃機(ji)(ji)熱(re)能和(he)機(ji)(ji)械(xie)能的轉換,通過活塞在氣缸中(zhong)的,連(lian)續的進氣,壓縮,動力和(he)排氣過程。每(mei)臺機(ji)(ji)器的過程稱為一個工作循環。
活(huo)塞(sai)沖(chong)程:上、下止點之間的(de)最小(xiao)直線距離,稱為(wei)活(huo)塞(sai)的(de)行程(或活(huo)塞(sai)沖(chong)程),曲軸與連桿大端的(de)連接(jie)中(zhong)心到曲軸的(de)旋轉中(zhong)心之間的(de)最小(xiao)直線距離稱為(wei)曲柄的(de)旋轉半徑(jing)。
上止(zhi)點(dian)和(he)下止(zhi)點(dian):活(huo)塞在(zai)氣缸中移動時,最高的點(dian)叫上止(zhi)點(dian)(或叫上死點(dian)),最低(di)的叫下止(zhi)點(dian)。
工作容積(ji):活塞從上止點(dian)運動到(dao)下(xia)一個點(dian),稱為氣缸容積(ji)(活塞排量移(yi))。
壓(ya)縮比:就(jiu)是發動機混合氣(qi)體(ti)被壓(ya)縮的(de)程度(du),用壓(ya)縮前的(de)氣(qi)缸(gang)(gang)總容積與壓(ya)縮后(hou)的(de)氣(qi)缸(gang)(gang)容積(即燃(ran)燒室容積)之比來(lai)表示空氣(qi)充滿氣(qi)缸(gang)(gang),氣(qi)壓(ya)縮比越(yue)大,表明活塞運動時,在(zai)一定的(de)范(fan)圍內氣(qi)體(ti)被壓(ya)縮得越(yue)厲害,其氣(qi)體(ti)的(de)溫(wen)度(du)和壓(ya)力就(jiu)越(yue)高,內燃(ran)機的(de)效率也越(yue)高。
1. 根據所(suo)用燃(ran)料分: 汽(qi)油機(ji)(ji)(ji)(ji)、柴油機(ji)(ji)(ji)(ji)、天然氣(qi)(CNG)、LPG發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)、乙醇發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)等(deng),另(ling)有(you)雙燃(ran)料發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(dual fuel engine)和靈活(huo)燃(ran)料發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(Bi-fuel engine)。
2. 根據缸內(nei)著火方(fang)式(shi)分: 點燃式(shi)、壓燃式(shi)
3. 根據(ju)沖(chong)程(cheng)數分:二沖(chong)程(cheng)、四(si)沖(chong)程(cheng)
4. 根據活塞運動方式(shi)分 : 往(wang)復式(shi)、旋轉(zhuan)式(shi)
5. 根據氣缸冷卻方式(shi)分 : 水冷式(shi)、風冷式(shi)
6. 根據氣缸數目分 :單缸機、多缸機
7. 根據(ju)內燃機轉速分:低速(<300r/min)、中速(300 ~ 1000 r/min)、高(gao)速(>1000 r/min);
8. 根據(ju)進(jin)氣充(chong)量壓力分(fen):自然吸氣式(shi)、增(zeng)壓式(shi)
9. 根(gen)據汽缸排列(lie)方式,內(nei)燃機可以分為直列(lie)、斜置、對置、V形(xing)和w形(xing)。
內燃(ran)機(ji)的(de)分(fen)類(lei)(lei)方法(fa)很多,按照不同的(de)分(fen)類(lei)(lei)方法(fa)可(ke)以把內燃(ran)機(ji)分(fen)成不同的(de)類(lei)(lei)型(xing),下面(mian)讓(rang)我們來看看內燃(ran)機(ji)
主(zhu)要(yao)是怎樣分類的。
內燃(ran)(ran)機根據缸內著火方式的不同可以分為點燃(ran)(ran)式發(fa)動機和壓燃(ran)(ran)式發(fa)動機。
點(dian)燃式發動(dong)機具有三大結構(gou)和五(wu)(wu)大系統。三大結構(gou)分(fen)別為曲柄連桿(gan)、配氣(qi)機構(gou)和機體, 五(wu)(wu)大系統分(fen)別為供油、冷卻、潤滑、起(qi)動(dong)和點(dian)火。
壓燃式(shi)發動機(ji)具有(you)三大(da)結構和四大(da)系統。 三大(da)機(ji)構分別為曲柄連(lian)桿(gan)、配(pei)氣(qi)機(ji)構和機(ji)體,四大(da)系統分別為供油(you)、冷卻、潤滑、起動。
內燃(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)按(an)照所使(shi)用燃(ran)(ran)料(liao)的不(bu)同(tong)可(ke)以分(fen)為汽(qi)油(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)和柴油(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)。使(shi)用汽(qi)油(you)(you)(you)(you)為燃(ran)(ran)料(liao)的內燃(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)稱為汽(qi)油(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji);使(shi)用柴油(you)(you)(you)(you)為燃(ran)(ran)料(liao)的內燃(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)稱為柴油(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)。汽(qi)油(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)與柴油(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)比較各有特點;汽(qi)油(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)轉速(su)高(gao),質量小(xiao),噪音小(xiao),起動容易,制造成本低;柴油(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)壓(ya)縮比大,熱效率高(gao),經濟性能和排放(fang)性能都(dou)比汽(qi)油(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)好。
內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)按照(zhao)完成(cheng)一個(ge)工(gong)作(zuo)循(xun)環所需的(de)行程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)數可分為四沖(chong)(chong)(chong)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)和二(er)沖(chong)(chong)(chong)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)。把曲軸轉兩圈(720°),活(huo)塞在(zai)氣缸(gang)內(nei)(nei)上下(xia)往復運(yun)動四個(ge)行程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng),完成(cheng)一個(ge)工(gong)作(zuo)循(xun)環的(de)內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)稱為四沖(chong)(chong)(chong)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)內(nei)(nei)燃機(ji)(ji);而把曲軸轉一圈(360°),活(huo)塞在(zai)氣缸(gang)內(nei)(nei)上下(xia)往復運(yun)動兩個(ge)行程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng),完成(cheng)一個(ge)工(gong)作(zuo)循(xun)環的(de)內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)稱為二(er)沖(chong)(chong)(chong)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)。汽車發動機(ji)(ji)廣泛(fan)使用四沖(chong)(chong)(chong)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)。
內(nei)燃(ran)機(ji)(ji)按照(zhao)冷(leng)(leng)(leng)卻方式不同可以分為(wei)水(shui)(shui)冷(leng)(leng)(leng)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)和(he)風(feng)冷(leng)(leng)(leng)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)。水(shui)(shui)冷(leng)(leng)(leng)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)是(shi)利用在氣(qi)缸體和(he)氣(qi)缸蓋冷(leng)(leng)(leng)卻水(shui)(shui)套(tao)中進(jin)行(xing)循環的(de)冷(leng)(leng)(leng)卻液作為(wei)冷(leng)(leng)(leng)卻介(jie)質(zhi)進(jin)行(xing)冷(leng)(leng)(leng)卻的(de);而(er)風(feng)冷(leng)(leng)(leng)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)是(shi)利用流動(dong)(dong)于氣(qi)缸體與氣(qi)缸蓋外表面散熱片之間的(de)空氣(qi)作為(wei)冷(leng)(leng)(leng)卻介(jie)質(zhi)進(jin)行(xing)冷(leng)(leng)(leng)卻的(de)。水(shui)(shui)冷(leng)(leng)(leng)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)冷(leng)(leng)(leng)卻均勻,工作可靠,冷(leng)(leng)(leng)卻效果(guo)好,被廣泛地應用于現代車用發動(dong)(dong)機(ji)(ji)。
內(nei)燃(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)按照氣缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)數目不同可以分為單(dan)缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)和多(duo)缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)。僅有一(yi)個氣缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)稱(cheng)為單(dan)缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji);有兩個以上氣缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)稱(cheng)為多(duo)缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)。如(ru)雙缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、三(san)缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、四(si)缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、五缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、六(liu)缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、八缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、十二缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)等都是多(duo)缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)。現代車用發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)多(duo)采用四(si)缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、六(liu)缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、八缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)。
內燃機(ji)(ji)按照氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)排列(lie)(lie)(lie)(lie)方式(shi)(shi)不同可(ke)以(yi)分為單列(lie)(lie)(lie)(lie)式(shi)(shi)和(he)雙列(lie)(lie)(lie)(lie)式(shi)(shi))。單列(lie)(lie)(lie)(lie)式(shi)(shi)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)的(de)各個氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)排成一列(lie)(lie)(lie)(lie),一般(ban)是(shi)垂直布置(zhi)的(de),但(dan)為了降低高度,有時也把氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)布置(zhi)成傾(qing)斜的(de)甚至水(shui)平的(de);雙列(lie)(lie)(lie)(lie)式(shi)(shi)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)把氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)排成兩(liang)列(lie)(lie)(lie)(lie),兩(liang)列(lie)(lie)(lie)(lie)之間的(de)夾(jia)角(jiao)<180°(一般(ban)為90°)稱(cheng)為V型發動(dong)(dong)機(ji)(ji),若兩(liang)列(lie)(lie)(lie)(lie)之間的(de)夾(jia)角(jiao)=180°稱(cheng)為對置(zhi)式(shi)(shi)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)。
內(nei)燃機(ji)(ji)按照進(jin)氣(qi)系統是否采用(yong)增(zeng)(zeng)壓(ya)方式可以(yi)分為(wei)自(zi)然吸(xi)氣(qi)(非增(zeng)(zeng)壓(ya))式發動機(ji)(ji)和強制(zhi)進(jin)氣(qi)(增(zeng)(zeng)壓(ya)式)發動機(ji)(ji)。汽油機(ji)(ji)常采用(yong)自(zi)然吸(xi)氣(qi)式;柴油機(ji)(ji)為(wei)了提高(gao)功率有采用(yong)增(zeng)(zeng)壓(ya)式的。
船(chuan)用內燃機可用柴油、汽油、煤(mei)油或煤(mei)氣(qi)、天然氣(qi)作燃料。燒煤(mei)氣(qi)的叫煤(mei)氣(qi)機,汽油機、煤(mei)氣(qi)機功率小(xiao),僅用在小(xiao)型船(chuan)舶上。
氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸蓋中有進(jin)(jin)(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)道(dao)和(he)排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)道(dao),內裝進(jin)(jin)(jin)(jin)、排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)(men)。新鮮充量(即空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)或空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)與燃(ran)料的可燃(ran)混合氣(qi)(qi)(qi)(qi))經空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)清器(qi)、進(jin)(jin)(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)管(guan)、進(jin)(jin)(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)道(dao)和(he)進(jin)(jin)(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)(men)充入氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸。膨脹后(hou)的燃(ran)氣(qi)(qi)(qi)(qi)經排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)(men)、排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)道(dao)和(he)排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)管(guan),最后(hou)經排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)消(xiao)聲器(qi)排(pai)(pai)入大氣(qi)(qi)(qi)(qi)。進(jin)(jin)(jin)(jin)、排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)(men)的開(kai)啟和(he)關閉是由凸(tu)輪(lun)軸上(shang)的進(jin)(jin)(jin)(jin)、排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)凸(tu)輪(lun),通(tong)過挺(ting)柱、推桿、搖(yao)臂(bei)和(he)氣(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)(men)彈(dan)簧等傳動件分(fen)別加以控制(zhi)的,這一(yi)套機件稱為內燃(ran)機配氣(qi)(qi)(qi)(qi)機構。通(tong)常由空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)清器(qi)、進(jin)(jin)(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)管(guan)、排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)管(guan)和(he)排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)消(xiao)聲器(qi)組成進(jin)(jin)(jin)(jin)排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)系(xi)統(tong)。
為(wei)了向氣(qi)缸內供(gong)(gong)入(ru)燃(ran)(ran)(ran)(ran)料,內燃(ran)(ran)(ran)(ran)機均設(she)有(you)供(gong)(gong)油(you)系統。汽油(you)機通過安(an)裝在(zai)進氣(qi)管入(ru)口端的(de)化油(you)器將空氣(qi)與汽油(you)按一定比例(空燃(ran)(ran)(ran)(ran)比)混合,然后經進氣(qi)管供(gong)(gong)入(ru)氣(qi)缸,由汽油(you)機點火(huo)(huo)系統控(kong)制(zhi)的(de)電火(huo)(huo)花定時點燃(ran)(ran)(ran)(ran)。柴油(you)機的(de)燃(ran)(ran)(ran)(ran)油(you)則(ze)通過柴油(you)機噴油(you)系統噴入(ru)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒室(shi),在(zai)高溫高壓下自行(xing)著火(huo)(huo)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒。
內(nei)燃機(ji)氣(qi)缸(gang)內(nei)的燃料燃燒(shao)使活塞、氣(qi)缸(gang)套、氣(qi)缸(gang)蓋和氣(qi)門等零件(jian)受熱,溫度升高(gao)。為了(le)保證內(nei)燃機(ji)正常運轉,上述零件(jian)必(bi)(bi)須(xu)在許可的溫度下(xia)工作,不致(zhi)因(yin)過(guo)熱而損壞(huai),所(suo)以必(bi)(bi)須(xu)備(bei)有冷卻系統(tong)。
內燃機(ji)不(bu)能(neng)從停車狀態自(zi)行轉入運(yun)轉狀態,必須由外力轉動(dong)曲軸(zhou),使之(zhi)起(qi)動(dong)。這種產生外力的裝置稱為起(qi)動(dong)裝置。常(chang)用的有電起(qi)動(dong)、壓縮空氣起(qi)動(dong)、汽油(you)機(ji)起(qi)動(dong)和(he)人(ren)力起(qi)動(dong)等方(fang)式(shi)。
內燃機(ji)的工作(zuo)循環(huan)由(you)進氣、壓縮、燃燒和膨脹、排氣等過(guo)(guo)程(cheng)組成。這些(xie)過(guo)(guo)程(cheng)中只有(you)膨脹過(guo)(guo)程(cheng)是對(dui)外作(zuo)功(gong)的過(guo)(guo)程(cheng),其他過(guo)(guo)程(cheng)都是為更好(hao)地實現作(zuo)功(gong)過(guo)(guo)程(cheng)而(er)需要(yao)的過(guo)(guo)程(cheng)。按(an)實現一個工作(zuo)循環(huan)的行程(cheng)數(shu),工作(zuo)循環(huan)可(ke)分(fen)為四(si)沖(chong)程(cheng)和二沖(chong)程(cheng)兩類。
四沖程(cheng)是指在進(jin)(jin)氣(qi)、壓縮、做功(膨(peng)脹)和(he)排(pai)氣(qi)四個行(xing)程(cheng)內完(wan)成一(yi)(yi)個工(gong)作循環(huan),此(ci)間(jian)曲軸旋轉兩圈。進(jin)(jin)氣(qi)行(xing)程(cheng)時,此(ci)時進(jin)(jin)氣(qi)門開啟,排(pai)氣(qi)門關閉。流過空氣(qi)濾清器(qi)的空氣(qi),或(huo)經化(hua)油(you)器(qi)與汽油(you)混(hun)合形(xing)成的可燃混(hun)合氣(qi),經進(jin)(jin)氣(qi)管道、進(jin)(jin)氣(qi)門進(jin)(jin)入氣(qi)缸;壓縮行(xing)程(cheng)時,氣(qi)缸內氣(qi)體(ti)受到壓縮,壓力增高(gao),溫度上(shang)升;膨(peng)脹行(xing)程(cheng)是在壓縮上(shang)止點前噴油(you)或(huo)點火,使混(hun)合氣(qi)燃燒,產生高(gao)溫、高(gao)壓,推(tui)動活塞(sai)下(xia)行(xing)并作功;排(pai)氣(qi)行(xing)程(cheng)時,活塞(sai)推(tui)擠氣(qi)缸內廢氣(qi)經排(pai)氣(qi)門排(pai)出。此(ci)后再由(you)進(jin)(jin)氣(qi)行(xing)程(cheng)開始,進(jin)(jin)行(xing)下(xia)一(yi)(yi)個工(gong)作循環(huan)。
二沖(chong)程(cheng)(cheng)是指在(zai)兩個行程(cheng)(cheng)內(nei)完(wan)成一個工(gong)作循環,此(ci)期間曲(qu)軸旋(xuan)轉(zhuan)一圈(quan)。首先(xian),當活塞(sai)在(zai)下(xia)(xia)止(zhi)點(dian)時,進、排(pai)氣(qi)口(kou)(kou)都開啟,新(xin)鮮充(chong)量(liang)由(you)進氣(qi)口(kou)(kou)充(chong)入氣(qi)缸,并掃除氣(qi)缸內(nei)的廢氣(qi),使(shi)之(zhi)從(cong)排(pai)氣(qi)口(kou)(kou)排(pai)出(chu);隨后活塞(sai)上(shang)行,將進、排(pai)氣(qi)口(kou)(kou)均關閉,氣(qi)缸內(nei)充(chong)量(liang)開始受到壓縮(suo),直至活塞(sai)接近上(shang)止(zhi)點(dian)時點(dian)火(huo)或噴油,使(shi)氣(qi)缸內(nei)可燃(ran)混合(he)氣(qi)燃(ran)燒;然后氣(qi)缸內(nei)燃(ran)氣(qi)膨(peng)脹,推動活塞(sai)下(xia)(xia)行做功(gong);當活塞(sai)下(xia)(xia)行使(shi)排(pai)氣(qi)口(kou)(kou)開啟時,廢氣(qi)即由(you)此(ci)排(pai)出(chu),活塞(sai)繼續下(xia)(xia)行至下(xia)(xia)止(zhi)點(dian),即完(wan)成一個工(gong)作循環。
內燃(ran)(ran)機的(de)(de)排(pai)氣(qi)過程和進氣(qi)過程統稱為換(huan)氣(qi)過程。換(huan)氣(qi)的(de)(de)主要(yao)作用是盡(jin)可能(neng)把上一(yi)循(xun)環(huan)的(de)(de)廢氣(qi)排(pai)除(chu)干凈,使本循(xun)環(huan)供入盡(jin)可能(neng)多的(de)(de)新(xin)鮮充量,以使盡(jin)可能(neng)多的(de)(de)燃(ran)(ran)料在氣(qi)缸內完(wan)全燃(ran)(ran)燒,從而發出(chu)更大的(de)(de)功率。換(huan)氣(qi)過程的(de)(de)好(hao)壞直接影(ying)響內燃(ran)(ran)機的(de)(de)性能(neng)。為此除(chu)了降低(di)進、排(pai)氣(qi)系統的(de)(de)流動阻力外(wai),主要(yao)是使進、排(pai)氣(qi)門在最適(shi)當的(de)(de)時刻(ke)開(kai)啟(qi)和關閉。
實(shi)際上,進(jin)(jin)氣(qi)門是在(zai)(zai)上止(zhi)點前即開(kai)啟(qi),以保證活塞下行時(shi)進(jin)(jin)氣(qi)門有較大的(de)開(kai)度,這(zhe)樣可在(zai)(zai)進(jin)(jin)氣(qi)過程(cheng)開(kai)始時(shi)減小流動阻力,減少吸氣(qi)所(suo)消耗的(de)功(gong),同時(shi)也可充(chong)(chong)入較多的(de)新鮮(xian)充(chong)(chong)量。當活塞在(zai)(zai)進(jin)(jin)氣(qi)行程(cheng)中運行到(dao)下止(zhi)點時(shi),由(you)于氣(qi)流慣性,新鮮(xian)充(chong)(chong)量仍可繼續充(chong)(chong)入氣(qi)缸(gang),故使進(jin)(jin)氣(qi)門在(zai)(zai)下止(zhi)點后延遲關閉。
排(pai)氣(qi)(qi)(qi)門也在(zai)(zai)下(xia)止(zhi)點(dian)前(qian)提(ti)前(qian)開啟,即(ji)在(zai)(zai)膨脹行程后部分即(ji)開始排(pai)氣(qi)(qi)(qi),這(zhe)是為了利用(yong)氣(qi)(qi)(qi)缸內較(jiao)高的(de)燃氣(qi)(qi)(qi)壓力(li),使(shi)廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)自動流出氣(qi)(qi)(qi)缸,從而使(shi)活塞從下(xia)止(zhi)點(dian)向上止(zhi)點(dian)運動時氣(qi)(qi)(qi)缸內氣(qi)(qi)(qi)體壓力(li)低些,以(yi)減少活塞將廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)排(pai)擠出氣(qi)(qi)(qi)缸所消耗的(de)功(gong)。排(pai)氣(qi)(qi)(qi)門在(zai)(zai)上止(zhi)點(dian)后關閉的(de)目(mu)的(de)是利用(yong)排(pai)氣(qi)(qi)(qi)流動的(de)慣性,使(shi)氣(qi)(qi)(qi)缸內的(de)殘(can)余廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)排(pai)除得更(geng)為干凈(jing)。
1.動(dong)力性(xing)能指標(biao):發出多大(da)功(gong)率(lv),功(gong)率(lv)/扭(niu)矩儲備多大(da)。
2.經濟性能指標:單位功率單位時間內的燃油消耗量。
3.可靠性與(yu)耐(nai)久性指(zhi)標:大(da)修或更換零件之間的最長運行時間與(yu)無故障長期工作能力。
4.環保(bao)性能指(zhi)標(biao)(NOx、HC、CO、微粒、噪聲):單(dan)位功(gong)率單(dan)位時間內有害物排放量。
內(nei)燃機的利用范(fan)圍
內(nei)燃(ran)(ran)機的(de)利(li)用(yong)范圍很是(shi)遍及。地面上各(ge)類(lei)運(yun)輸(shu)車(che)(che)(che)輛(汽車(che)(che)(che)、拖沓機、內(nei)燃(ran)(ran)機車(che)(che)(che)等(deng)),礦山、建筑及工程等(deng)機械(xie),就(jiu)是(shi)因為(wei)國家(jia)的(de)限(xian)電(dian)(dian)所(suo)以造就(jiu)了很多地方用(yong)自備(bei)電(dian)(dian)源發電(dian)(dian),水上運(yun)輸(shu)可作內(nei)河及海上船舶的(de)主機和(he)輔機。在軍事(shi)方面,如坦(tan)克、裝甲車(che)(che)(che)、步兵戰車(che)(che)(che)、重兵器牽引車(che)(che)(che)和(he)各(ge)類(lei)水面艦艇(ting)等(deng)方面都大(da)量利(li)用(yong)內(nei)燃(ran)(ran)機。
內燃機(ji)和外燃機(ji)相比較,具有很多優點(dian):
①內燃機(ji)的(de)熱能利(li)用率(lv)高。增(zeng)壓柴油(you)機(ji)的(de)最高熱效率(lv)可(ke)達46%。而蒸氣機(ji)僅有(you)11~16%。
②功率范圍(wei)廣,適應性能好,最(zui)小的(de)內燃機(ji)(ji)功率不(bu)到0.73千瓦,最(zui)大的(de)內燃機(ji)(ji)功率可達(da)34000千瓦。
⑤結構緊湊,重量輕,體積小(xiao),燃料和水的消耗量也少。
④使用(yong)操作方(fang)便,起動(dong)(dong)快。在(zai)正常(chang)情況(kuang)下(xia),一(yi)般(ban)的柴油(you)機(ji)和(he)汽油(you)機(ji)能夠(gou)(gou)在(zai)3~5秒的時問內(nei)起動(dong)(dong),并能在(zai)短時間內(nei)謎到(dao)全負荷運(yun)轉,而且操作比。簡單安全。在(zai)石油(you)工(gong)業中,石油(you)勘探工(gong)作都在(zai)野外,流動(dong)(dong)性大,對于動(dong)(dong)力設(she)備的選擇(ze)和(he)要求是(shi):其有足(zu)夠(gou)(gou)大的功率、結構(gou)緊湊(cou)、重量(liang)輕、便于搬運(yun)和(he)安裝(zhuang)、燃(ran)料和(he)水的消耗少(shao)。因此內(nei)燃(ran)機(ji)在(zai)石油(you)勘探工(gong)作中得到(dao)廣泛(fan)的應用(yong)。
內燃機的缺(que)點是:
⑴對(dui)燃(ran)料要求較高(gao)高(gao)速(su)內燃(ran)機一(yi)般(ban)利用(yong)汽(qi)油(you)或輕柴油(you)作(zuo)料,并(bing)且對(dui)燃(ran)料的潔凈度要求嚴格。
⑵對環(huan)境的污染也(ye)愈來愈嚴重。
⑶布局復雜,發(fa)展空間(jian)——機電行業的多來源業務經營路線及通過長期(qi)大(da)量的潛在客戶積累與轉化的方式(shi)。
內燃(ran)(ran)(ran)機(ji)性(xing)能(neng)(neng)主要包括動(dong)力性(xing)能(neng)(neng)和(he)經(jing)(jing)(jing)濟性(xing)能(neng)(neng)。動(dong)力性(xing)能(neng)(neng)是指內燃(ran)(ran)(ran)機(ji)發(fa)出的(de)(de)功率(lv)(扭(niu)矩),表示內燃(ran)(ran)(ran)機(ji)在(zai)能(neng)(neng)量(liang)轉(zhuan)(zhuan)換中(zhong)量(liang)的(de)(de)大小,標志動(dong)力性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)參數(shu)有扭(niu)矩和(he)功率(lv)等。經(jing)(jing)(jing)濟性(xing)能(neng)(neng)是指發(fa)出一定功率(lv)時燃(ran)(ran)(ran)料(liao)消耗的(de)(de)多少,表示能(neng)(neng)量(liang)轉(zhuan)(zhuan)換中(zhong)質的(de)(de)優劣,標志經(jing)(jing)(jing)濟性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)參數(shu)有熱效率(lv)和(he)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)消耗率(lv)。
內燃(ran)(ran)機未來的(de)發(fa)展(zhan)將著(zhu)重于改(gai)進燃(ran)(ran)燒過程,提高(gao)(gao)(gao)機械(xie)效率,減少散(san)熱(re)損(sun)失(shi),降(jiang)(jiang)低(di)燃(ran)(ran)料消耗率;開發(fa)和(he)利用(yong)(yong)非(fei)石(shi)油制品燃(ran)(ran)料、擴大燃(ran)(ran)料資源;減少排氣中有害成分,降(jiang)(jiang)低(di)噪聲和(he)振(zhen)動,減輕對(dui)環境的(de)污染(ran);采(cai)用(yong)(yong)高(gao)(gao)(gao)增壓技術,進一步強(qiang)(qiang)化內燃(ran)(ran)機,提高(gao)(gao)(gao)單(dan)機功(gong)率;研制復合(he)(he)式發(fa)動機、絕熱(re)式渦輪(lun)復合(he)(he)式發(fa)動機等;采(cai)用(yong)(yong)微處理機控(kong)制內燃(ran)(ran)機,使之在最佳工況下運轉;加強(qiang)(qiang)結構強(qiang)(qiang)度(du)的(de)研究,以提高(gao)(gao)(gao)工作(zuo)可靠(kao)性(xing)和(he)壽命,不斷創制新型內燃(ran)(ran)機變(bian)氣門(men),變(bian)升(sheng)程,變(bian)相位(wei),甚至停掉(diao)幾個缸的(de)技術,都沒能做到在行進中連(lian)續(xu)變(bian)缸徑(jing),但(dan)有等效的(de)。
這種發動機(ji)有(you)一個(ge)(ge)桶形(xing)(xing)缸體(ti),桶底(di)后,桶底(di)中間有(you)圓(yuan)孔。還有(you)一個(ge)(ge)缸體(ti),好像(xiang)一根筷(kuai)子穿過一張厚的(de)(de)圓(yuan)餅并粘合,筷(kuai)子就是軸,這個(ge)(ge)軸也(ye)穿過桶形(xing)(xing)缸體(ti)底(di)部的(de)(de)孔,餅形(xing)(xing)體(ti)也(ye)納入桶中,封閉成(cheng)一個(ge)(ge)空心圓(yuan)柱體(ti)的(de)(de)缸腔。這個(ge)(ge)缸腔的(de)(de)容(rong)積是可以(yi)變(bian)化的(de)(de),比如只要(yao)固定桶,用機(ji)械裝置或者(zhe)液壓裝置抽動軸就可以(yi)實現。
桶底從(cong)(cong)(cong)圓(yuan)孔的邊到桶的內壁割條縫,插(cha)入一(yi)個(ge)矩(ju)形(xing)板(ban);餅面從(cong)(cong)(cong)圓(yuan)邊到軸割條縫,也(ye)插(cha)入一(yi)塊(kuai)矩(ju)形(xing)板(ban),兩塊(kuai)矩(ju)形(xing)板(ban)可以把(ba)缸(gang)腔一(yi)分為(wei)二,成為(wei)兩個(ge)密(mi)封(feng)缸(gang)腔,第(di)一(yi)密(mi)封(feng)缸(gang)腔和第(di)二密(mi)封(feng)缸(gang)腔。其中一(yi)個(ge)密(mi)封(feng)缸(gang)腔從(cong)(cong)(cong)桶壁的矩(ju)形(xing)板(ban)本側開口,充入高(gao)壓氣(qi)體,或充入油(you)氣(qi)混(hun)合物并點燃;第(di)二密(mi)封(feng)腔從(cong)(cong)(cong)桶壁上(shang)與前一(yi)開口相隔一(yi)個(ge)矩(ju)形(xing)板(ban)的位(wei)置開口放氣(qi)。固(gu)定桶,矩(ju)形(xing)板(ban)就牽引餅和筷子(zi)轉動(dong),反過(guo)來也(ye)行。
第(di)一個(ge)密(mi)封腔(qiang)從最小(xiao)、充氣(qi)(qi)到轉(zhuan)過一定相(xiang)位(wei)(轉(zhuan)角)就停(ting)止供氣(qi)(qi),可以(yi)用閥(fa)門或者控制油氣(qi)(qi)供應量(liang)來實現。由于(yu)高壓氣(qi)(qi)體(ti)膨脹,裝置會(hui)繼續轉(zhuan)動,第(di)一密(mi)封缸(gang)腔(qiang)內的(de)氣(qi)(qi)壓會(hui)降低,直到稍(shao)微(wei)低于(yu)環(huan)境(jing)氣(qi)(qi)壓,這樣(yang)會(hui)產生轉(zhuan)動阻力。于(yu)是(shi)第(di)二個(ge)矩形板需要在(zai)頭部靠近邊(bian)緣開一個(ge)孔,安裝單向閥(fa),向內補氣(qi)(qi)。如(ru)果當初的(de)氣(qi)(qi)壓適當,在(zai)第(di)二塊矩形板轉(zhuan)到第(di)二開口的(de)時候,第(di)一密(mi)封缸(gang)腔(qiang)的(de)氣(qi)(qi)壓正好等于(yu)或接(jie)近于(yu)環(huan)境(jing)氣(qi)(qi)壓,這是(shi)最經濟的(de)。第(di)三(san)種情況是(shi)還有少量(liang)余壓。
當兩個矩(ju)(ju)形板(ban)快(kuai)要(yao)(yao)相遇的(de)(de)(de)時候,需(xu)要(yao)(yao)避(bi)讓。于是從桶的(de)(de)(de)裙(qun)部內圓(yuan)刻成曲(qu)線(xian)滑(hua)槽(cao),裝上滑(hua)動(dong)(dong)塊,滑(hua)動(dong)(dong)塊與第(di)二塊矩(ju)(ju)形板(ban)連接(jie)(jie);從軸穿出桶底的(de)(de)(de)一(yi)(yi)側套裝一(yi)(yi)個空心圓(yuan)柱(zhu)體,外(wai)圓(yuan)面(mian)刻曲(qu)線(xian)滑(hua)槽(cao),裝上滑(hua)動(dong)(dong)塊,與第(di)一(yi)(yi)塊矩(ju)(ju)形板(ban)連接(jie)(jie)。滑(hua)槽(cao)由圓(yuan)和(he)擺線(xian)構成,控制(zhi)矩(ju)(ju)形板(ban)前(qian)沖、頂住和(he)抽(chou)回(hui)。桶底和(he)餅都夠(gou)厚,所(suo)以不會抽(chou)脫。第(di)二塊矩(ju)(ju)形板(ban)在轉動(dong)(dong)方向(xiang)上,和(he)餅一(yi)(yi)塊轉動(dong)(dong);在軸向(xiang)上,則由桶上的(de)(de)(de)滑(hua)槽(cao)控制(zhi),所(suo)以變換容積的(de)(de)(de)時候仍能(neng)(neng)抵住桶的(de)(de)(de)底部。同樣道理,第(di)一(yi)(yi)塊矩(ju)(ju)形板(ban)總(zong)是能(neng)(neng)抵住餅的(de)(de)(de)內表面(mian)。
這種裝(zhuang)置(zhi)在一(yi)(yi)個著力面上(shang)沿弧形軌跡,把(ba)高壓(ya)氣(qi)(qi)體的(de)(de)內(nei)能轉化(hua)為動(dong)(dong)(dong)能,是一(yi)(yi)種動(dong)(dong)(dong)力機(ji)(ji)械(xie)裝(zhuang)置(zhi)。反(fan)過來,也(ye)可以在機(ji)(ji)械(xie)的(de)(de)帶動(dong)(dong)(dong)下反(fan)向轉動(dong)(dong)(dong),制取(qu)壓(ya)縮空氣(qi)(qi),或者作(zuo)為一(yi)(yi)個剎車器。做一(yi)(yi)個容(rong)量小的(de)(de)壓(ya)氣(qi)(qi)裝(zhuang)置(zhi),制取(qu)高壓(ya)油(you)氣(qi)(qi),配上(shang)點火(huo)裝(zhuang)置(zhi),再做一(yi)(yi)個容(rong)量動(dong)(dong)(dong)力機(ji)(ji)械(xie)裝(zhuang)置(zhi),將燃燒后(hou)大量高溫高壓(ya)氣(qi)(qi)體的(de)(de)內(nei)能轉化(hua)為動(dong)(dong)(dong)能,就(jiu)是一(yi)(yi)臺發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)。
它做功的(de)(de)軌跡(ji)是(shi)一(yi)段弧,而且(qie)可(ke)(ke)以(yi)(yi)無級的(de)(de)改(gai)變(bian)容(rong)量,也(ye)就意味著(zhu)可(ke)(ke)以(yi)(yi)改(gai)變(bian)發動機(ji)排量。配(pei)合油門,可(ke)(ke)以(yi)(yi)改(gai)變(bian)燃(ran)燒后氣(qi)壓,靈活改(gai)變(bian)轉(zhuan)速(su);改(gai)變(bian)排量,配(pei)合變(bian)速(su)器(qi),在(zai)一(yi)定范圍內可(ke)(ke)以(yi)(yi)適(shi)應各種負荷,而且(qie)采(cai)(cai)取上述“最(zui)(zui)(zui)經濟(ji)的(de)(de)”方式。如果(guo)多套矩形板(ban)對置使用,可(ke)(ke)以(yi)(yi)減輕軸的(de)(de)彎曲(qu);它是(shi)連續排氣(qi)的(de)(de),因而噪(zao)音低;可(ke)(ke)以(yi)(yi)多套缸(gang)錯相(xiang)聯軸,動力平(ping)穩。它可(ke)(ke)以(yi)(yi)最(zui)(zui)(zui)大限度(du)的(de)(de)減少余壓排放,而且(qie)在(zai)不同(tong)負載(zai)下都能(neng)采(cai)(cai)取最(zui)(zui)(zui)經濟(ji)的(de)(de)工況,所以(yi)(yi)是(shi)好(hao)用節能(neng)技術。
作(zuo)為一類發(fa)(fa)(fa)動機,不同于蒸汽機、活塞發(fa)(fa)(fa)動機和三角轉子發(fa)(fa)(fa)動機。叫作(zuo)“可變(bian)容弧缸發(fa)(fa)(fa)動機。”
三種理論
(1)等容加(jia)熱循環(Otto循環);對(dui)應于點燃式內燃機
(2)等(deng)壓加熱循環(huan)(Brayton循環(huan));對應于燃氣(qi)輪機
(3)混合加熱循環(Diesel 循環);對(dui)應(ying)于柴油機
理論循環
將實際循環(huan)進行若干簡化,便于進行定量分析的理想循環(huan)。
研究目的
(1)用簡單公式闡明工作過程(cheng)中(zhong)各基本熱力參(can)數間的關系,以(yi)明確(que)提高(gao)ηit的基本途(tu)徑;
(2)確定ηit的(de)(de)理(li)論極(ji)限;以判(pan)斷(duan)內(nei)燃機(ji)工作過程(cheng)的(de)(de)完善程(cheng)度以及改(gai)進潛(qian)力。
(3)分析(xi)比較不(bu)同的(de)熱(re)力循環(huan)方式的(de)經濟(ji)性和動(dong)力性。
簡化假設
(1)空氣作為工質,理想(xiang)氣體;
(2)不(bu)考慮工質更換及泄露損失,忽略進、排(pai)氣流動損失及影響;
(3)理想的絕熱等熵過程;工質與外(wai)界不進行(xing)熱量交換;
(4)理想(xiang)的加熱(re)、放熱(re)過程。
柴(chai)油(you)機動力裝置是(shi)(shi)現代(dai)船(chuan)舶(bo)上(shang)的主(zhu)(zhu)要動力裝置。現代(dai)船(chuan)舶(bo)和艦艇的主(zhu)(zhu)機是(shi)(shi)船(chuan)用柴(chai)油(you)機,燒(shao)煤氣的叫煤氣機,汽油(you)機、煤氣機功率小,僅用在小型(xing)船(chuan)舶(bo)上(shang)。
平均(jun)機(ji)械損(sun)失(shi)壓力pmm:發動機(ji)單位氣缸工作容積(ji)一個循環所損(sun)失(shi)的功(gong)。可以用(yong)來衡量機(ji)械損(sun)失(shi)的大小。即(ji):
一、機械損失的組(zu)成:
1.活(huo)塞與(yu)活(huo)塞環的(de)摩(mo)擦損失(shi):占摩(mo)擦損失(shi)的(de)主(zhu)要部(bu)分,約為:45-65%
2.軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)與氣門機構的摩(mo)擦損(sun)失(shi):包括所(suo)有主軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)、連桿軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)和(he)凸輪(lun)軸(zhou)(zhou)(zhou)軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)等的摩(mo)擦損(sun)失(shi)。軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)直徑(jing)越大,轉速越高,損(sun)失(shi)越大。15-30%。
3.驅動(dong)附屬機(ji)構的功(gong)率消耗:指(zhi)為保(bao)證發(fa)動(dong)機(ji)工(gong)作所必不(bu)可少(shao)的部件總成,如冷卻水泵總成(風(feng)冷發(fa)動(dong)機(ji)中則(ze)是冷卻風(feng)扇)、機(ji)油(you)泵、噴油(you)泵、調速器等;占10-20%。
4.流體摩擦(ca)損失(shi):為克服油霧、空氣阻(zu)力及(ji)曲軸箱通風等將消(xiao)耗一部分功。
5.驅(qu)動掃氣(qi)泵及增(zeng)壓(ya)器的(de)損(sun)失:二(er)沖(chong)程或機(ji)械增(zeng)壓(ya)發(fa)動機(ji)中,要加上對進(jin)(jin)氣(qi)進(jin)(jin)行壓(ya)縮而帶(dai)來(lai)的(de)損(sun)失。10-20%
分配情況
機械損失名稱
占Pm的百分比%
占(zhan)Pi的百分比%
摩擦損失其中活(huo)(huo)連桿、活(huo)(huo)塞環 軸(zhou)(zhou)承及(ji)曲軸(zhou)(zhou) 配氣機構
60~7545~6515 ~ 202~3
8 ~ 20
驅動各種附(fu)件損(sun)失 其(qi)中(zhong) 水泵 風扇(shan) 機油泵 電器(qi)設(she)備
10~20 2~8 6~3 1~2 1~2
1 ~5
帶動機械增壓器損失(shi)
6 ~ 10
泵氣損失
10~20
2~4
總功率損失
10~30
損失測定
1.示功(gong)圖法:運用示功(gong)圖算出Pi值(zhi)(zhi),從測(ce)功(gong)器測(ce)出發動機的有效功(gong)率(lv)Pe,從而算出產(chan)Pm、 hm及Pmm值(zhi)(zhi)。
問(wen)題(ti):誤差來源于P—V圖(tu)上(shang)活塞上(shang)止(zhi)點位置正確(que)地(di)確(que)定以及(ji)測(ce)量(liang)誤差。此(ci)外,各個氣缸存在(zai)的(de)不均勻性,這也會(hui)引起一定的(de)誤差。示功圖(tu)法當上(shang)止(zhi)點位置能得到精確(que)校正時才能取得較滿意的(de)結果。局限(xian):只能測(ce)量(liang)整(zheng)體(ti)機械(xie)損失。
2.倒(dao)拖法:當發動機(ji)(ji)以(yi)給(gei)定(ding)工況(kuang)(kuang)穩定(ding)運行,冷卻水(shui)、機(ji)(ji)油溫(wen)度(du)到達正常數值時,切(qie)斷對發動機(ji)(ji)的(de)(de)供油,將電(dian)力測(ce)功(gong)(gong)器轉(zhuan)換為(wei)電(dian)動機(ji)(ji),以(yi)給(gei)定(ding)轉(zhuan)速倒(dao)拖發動機(ji)(ji),并(bing)且維(wei)持(chi)冷卻水(shui)和機(ji)(ji)油溫(wen)度(du)不變,這(zhe)樣測(ce)得(de)的(de)(de)倒(dao)拖功(gong)(gong)率即(ji)為(wei)發動機(ji)(ji)在(zai)該工況(kuang)(kuang)下(xia)的(de)(de)機(ji)(ji)械損(sun)失功(gong)(gong)率。
與實際運(yun)行(xing)的差異:(1)氣(qi)(qi)(qi)體壓(ya)力在膨脹(zhang)行(xing)程(cheng)中大(da)幅度下降,使活塞、連桿。曲軸(zhou)的摩(mo)擦損失有(you)(you)所減(jian)少;(2) 由于排氣(qi)(qi)(qi)過程(cheng)中溫度低、密(mi)度大(da),使Pp比(bi)實際的還大(da);(3)倒(dao)拖在膨脹(zhang)、壓(ya)縮行(xing)程(cheng)中,存在充量(liang)向氣(qi)(qi)(qi)缸(gang)壁的傳(chuan)熱損失,在測量(liang)該工況的有(you)(you)效功(gong)率時,這(zhe)部分(fen)傳(chuan)熱損失已(yi)被(bei)考(kao)慮在內。
綜合(he)結果(guo)是:倒拖(tuo)時所消耗的功率要超過柴油(you)機的實際機械損失,在低壓縮比(bi)(bi)發動(dong)機中,誤差(cha)大約為 5%,在高壓縮比(bi)(bi)發動(dong)機中,誤差(cha)可高達(da)(15—20)%,因而此方法適用于低壓縮比(bi)(bi)的汽油(you)機。
3.滅缸(gang)法:內燃機(ji)調整(zheng)到給定工(gong)況穩定工(gong)作后,先(xian)測(ce)出(chu)(chu)其(qi)有效(xiao)功(gong)(gong)率(lv)Pe,之后在(zai)噴油泵齒條位置或(huo)節(jie)氣門不變的(de)(de)(de)(de) 下(xia),停止(zhi)某一氣缸(gang)工(gong)作,并用減少制(zhi)動(dong)力矩的(de)(de)(de)(de)辦法迅速(su)將(jiang)轉(zhuan)速(su)恢(hui)復到原來的(de)(de)(de)(de)數值,并重新測(ce)定其(qi)有效(xiao)功(gong)(gong)率(lv)Pe’。如果滅缸(gang)后其(qi)他各(ge)缸(gang)的(de)(de)(de)(de)工(gong)作情況和(he)發(fa)動(dong)機(ji)機(ji)械損失(shi)沒有變化,則被熄(xi)滅的(de)(de)(de)(de)氣缸(gang)原來所發(fa)出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)指示(shi)(shi)功(gong)(gong)率(lv)為(Pi)x。依次將(jiang)各(ge)缸(gang)滅火,最后可以(yi)從(cong)各(ge)缸(gang)指示(shi)(shi)功(gong)(gong)率(lv)的(de)(de)(de)(de)總(zong)和(he)中求得整(zheng)臺發(fa)動(dong)機(ji)的(de)(de)(de)(de)指示(shi)(shi)功(gong)(gong)率(lv)。
局限:只能使用于柴(chai)油多缸機。
4.油耗線(xian)法:保(bao)證(zheng)發動機轉(zhuan)速不變,逐漸改變供油,測出(chu)每小時耗油量B與負荷(he)pme變化關系,繪成(cheng)負荷(he)特(te)性曲線(xian),延長直(zhi)線(xian)段于橫坐標的相(xiang)交,此交點到(dao)原(yuan)點的距離為平(ping)均機械損失壓力pmm。
只能適(shi)用于pmm 與ηit 不隨負荷變化,只適(shi)用于柴油機。
總之;倒拖法(fa)(fa)只能(neng)用于配有電力測功(gong)器的(de)情況,不(bu)適(shi)用于大功(gong)率發(fa)動機(ji),較(jiao)適(shi)用于測定壓(ya)(ya)(ya)(ya)縮(suo)比不(bu)高的(de)汽油機(ji)的(de)機(ji)械損失。對于排氣渦輪(lun)增(zeng)壓(ya)(ya)(ya)(ya)柴油機(ji),由于倒拖法(fa)(fa)和滅(mie)缸法(fa)(fa)破壞了增(zeng)壓(ya)(ya)(ya)(ya)系統的(de)正常(chang)工作,只能(neng)用示功(gong)圖法(fa)(fa)、油耗(hao)線法(fa)(fa)來(lai)測定機(ji)械損失。對于排氣渦輪(lun)中(zhong)增(zeng)壓(ya)(ya)(ya)(ya)、高增(zeng)壓(ya)(ya)(ya)(ya)的(de)柴油機(ji)(pb>0.15MPa),除示功(gong)圖外,尚無(wu)其(qi)他適(shi)用的(de)方法(fa)(fa)可取代。
1、循環加注(zhu)潤(run)滑油或不(bu)同品質的(de)油摻兌使(shi)用(yong)
2、選用的潤滑油粘度較高(gao)
3、單向流量控制閥(fa)或通風(feng)軟管損壞后隨(sui)意拆除
4、大容量的蓄電池壽命長
5、隨(sui)意加添電解液
6、隨便調高發電機的(de)端電壓(ya)
7、空氣濾(lv)清器長(chang)期短路或隨便更換不同規格的濾(lv)
8、經常在大功率、高溫狀態下熄(xi)火
9、高壓油(you)(you)泵內的潤滑油(you)(you)加注或更(geng)換(huan)不合理
10、噴(pen)油器噴(pen)油壓力調(diao)整過高
11、隨意拆除散熱(re)器上的空氣(qi)蒸氣(qi)閥(fa)
12、隨(sui)意更(geng)換(huan)火花塞(sai)
燃料使用
燃油(you)是發動(dong)機的(de)動(dong)力(li)源,也是造成發動(dong)機故障(zhang)的(de)主要因素,潔凈的(de)燃油(you)不含(han)水份(fen)和(he)雜質是極重要的(de),否(fou)則會造成噴油(you)泵和(he)油(you)嘴嚴重磨損(sun)(sun)甚至損(sun)(sun)壞(huai)。
在(zai)我國燃油質(zhi)量問(wen)題一(yi)直是造(zao)成(cheng)發(fa)(fa)動(dong)機(ji)壽命降低(di)和故(gu)障的(de)主要(yao)原(yuan)因,所以在(zai)使用進口發(fa)(fa)動(dong)機(ji)盡量使用優(you)質(zhi)低(di)含硫燃油,在(zai)無法(fa)達到要(yao)求的(de)情況下可改造(zao)輸油管(guan)路,在(zai)油水(shui)分離器前(qian)加一(yi)級粗濾或油水(shui)分離器,以不影響發(fa)(fa)動(dong)機(ji)輸出(chu)功(gong)率為準選(xuan)擇濾芯等級。
在(zai)(zai)使(shi)用劣(lie)質燃(ran)油(you)(you)的(de)(de)情況(kuang)下必須(xu)定期清洗(xi)燃(ran)油(you)(you)箱(xiang),否(fou)則容易在(zai)(zai)油(you)(you)箱(xiang)中因劣(lie)質燃(ran)油(you)(you)含(han)有水(shui)(shui)(shui)份和(he)雜質多(duo),會在(zai)(zai)油(you)(you)箱(xiang)壁和(he)箱(xiang)底結積(ji),長(chang)期沒清洗(xi)的(de)(de)情況(kuang)下造成結積(ji)泥皮脫落,工作中進入燃(ran)油(you)(you)管(guan)路,致使(shi)管(guan)路或(huo)燃(ran)油(you)(you)濾芯等堵塞,在(zai)(zai)日(ri)常維護中要做到良(liang)好的(de)(de)保養習(xi)慣,排放油(you)(you)箱(xiang)沉積(ji)水(shui)(shui)(shui)雜質和(he)油(you)(you)水(shui)(shui)(shui)分離器中沉積(ji)水(shui)(shui)(shui)。
內燃(ran)(ran)機(ji)(例(li)如往復式內燃(ran)(ran)機(ji))在工作時會由(you)于含碳(tan)燃(ran)(ran)料的(de)不(bu)完全燃(ran)(ran)燒而排(pai)放大氣污染物(wu)(wu)。內燃(ran)(ran)機(ji)的(de)最(zui)重要排(pai)放物(wu)(wu)是二氧(yang)化(hua)(hua)碳(tan)、水汽和(he)一(yi)些碳(tan)黑顆(ke)粒(li)物(wu)(wu)。取決于工作狀(zhuang)況和(he)油氣比例(li),內燃(ran)(ran)機(ji)還會排(pai)放一(yi)氧(yang)化(hua)(hua)碳(tan)、氮氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)、硫化(hua)(hua)物(wu)(wu)(主(zhu)要是二氧(yang)化(hua)(hua)硫)和(he)一(yi)些未燃(ran)(ran)燒的(de)碳(tan)氫化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)。
內燃機工作(zuo)時(shi)會(hui)產(chan)生(sheng)顯(xian)著的(de)噪音(yin)(yin)(yin)污染(ran)。比如(ru)公路上的(de)汽車(che)會(hui)產(chan)生(sheng)噪音(yin)(yin)(yin),飛機飛行時(shi)也會(hui)產(chan)生(sheng)噴氣噪音(yin)(yin)(yin)(尤其是超(chao)音(yin)(yin)(yin)速飛機)。火箭發動機產(chan)生(sheng)的(de)噪音(yin)(yin)(yin)最大。