活塞(sai)(sai)式(shi)內燃(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)起源于荷蘭物理學家惠(hui)更斯用火(huo)藥爆炸獲取動(dong)力(li)的(de)(de)研究(jiu),但因火(huo)藥燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒難以(yi)(yi)控制而(er)未(wei)獲成(cheng)功。1794年(nian),英(ying)國人斯特(te)里(li)特(te)提(ti)出(chu)從燃(ran)(ran)(ran)(ran)料的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒中獲取動(dong)力(li),并且第一(yi)次提(ti)出(chu)了燃(ran)(ran)(ran)(ran)料與空氣混合(he)的(de)(de)概念(nian)。1833年(nian),英(ying)國人賴特(te)提(ti)出(chu)了直接(jie)利用燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒壓力(li)推(tui)動(dong)活塞(sai)(sai)作功的(de)(de)設(she)計。 汽油和(he)(he)柴油等(deng)產生的(de)(de)熱轉(zhuan)化機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)動(dong)力(li)的(de)(de)理論。這為內燃(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)發(fa)明奠(dian)定了基礎(chu)。活塞(sai)(sai)式(shi)內燃(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)自19世(shi)紀(ji)60年(nian)代問(wen)世(shi)以(yi)(yi)來(lai),經過不(bu)斷改進(jin)和(he)(he)發(fa)展,已(yi)是比較完善的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)。它(ta)熱效率高(gao)、功率和(he)(he)轉(zhuan)速范圍寬(kuan)、配套方便(bian)、機(ji)(ji)(ji)(ji)動(dong)性(xing)好,所以(yi)(yi)獲得了廣泛的(de)(de)應用。全世(shi)界各種類(lei)型(xing)的(de)(de)汽車(che)、拖拉機(ji)(ji)(ji)(ji)、農業機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)、工程機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)、小型(xing)移動(dong)電站和(he)(he)戰車(che)等(deng)都(dou)以(yi)(yi)內燃(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)為動(dong)力(li)。海上商(shang)船(chuan)(chuan)、內河船(chuan)(chuan)舶(bo)和(he)(he)常規艦艇,以(yi)(yi)及某些小型(xing)飛機(ji)(ji)(ji)(ji)也都(dou)由內燃(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)來(lai)推(tui)進(jin)。世(shi)界上內燃(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)保有(you)(you)量在動(dong)力(li)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)中居(ju)首位,它(ta)在人類(lei)活動(dong)中占有(you)(you)非常重要的(de)(de)地位。
之后人們又提出(chu)過各種(zhong)各樣的(de)(de)內(nei)燃(ran)機方案,但(dan)在十九世紀中葉(xie)以前(qian)均未付諸實用。直到1860年,法國(guo)的(de)(de)勒努瓦模仿蒸(zheng)汽機的(de)(de)結構(gou),設計制(zhi)造(zao)出(chu)第一臺實用的(de)(de)煤(mei)氣機。這是(shi)一種(zhong)無壓縮(suo)、電(dian)點火、使用照明煤(mei)氣的(de)(de)內(nei)燃(ran)機。勒努瓦首先在內(nei)燃(ran)機中采用了彈力活塞(sai)環。這臺煤(mei)氣機的(de)(de)熱效率為4%左右。
英(ying)國(guo)(guo)的(de)(de)巴尼(ni)特曾提倡(chang)將可燃混合氣在點火之前進行(xing)(xing)壓(ya)(ya)縮,隨后(hou)又有人著(zhu)文論(lun)述對可燃混合氣進行(xing)(xing)壓(ya)(ya)縮的(de)(de)重要(yao)作(zuo)用,并且指(zhi)出壓(ya)(ya)縮可以大大提高勒努(nu)瓦內燃機的(de)(de)效率。1862年(nian),法國(guo)(guo)科學家羅沙(sha)對內燃機熱力過程(cheng)進行(xing)(xing)理論(lun)分析之后(hou),提出提高內燃機效率的(de)(de)要(yao)求,這(zhe)就是最早的(de)(de)四沖程(cheng)工作(zuo)循環(huan)。
1876年,德國發明家(jia)奧托(Otto)運用羅沙的(de)(de)原理,創制(zhi)成(cheng)功第一臺(tai)往復活塞式(shi)、單缸、臥式(shi)、3.2千瓦(4.4馬力)的(de)(de)四沖程(cheng)內燃機,仍以煤氣(qi)為燃料(liao),采用火焰(yan)點火,轉速(su)為156.7轉/分,壓(ya)縮(suo)比(bi)為2.66,熱(re)(re)效(xiao)率達到14%,運轉平穩。在(zai)當時,無論是(shi)功率還是(shi)熱(re)(re)效(xiao)率,它都是(shi)最(zui)高(gao)的(de)(de)。
奧托內燃機(ji)獲得推廣,性(xing)能(neng)也(ye)在提高(gao)(gao)。1880年(nian)單機(ji)功(gong)率達到11~15千(qian)瓦(15~20馬力),到1893年(nian)又提高(gao)(gao)到150千(qian)瓦。由于壓縮比的提高(gao)(gao),熱效率也(ye)隨之(zhi)增高(gao)(gao),1886年(nian)熱效率為15.5%,1897年(nian)已高(gao)(gao)達20~26%。1881年(nian),英(ying)國工程師(shi)克(ke)拉克(ke)研制(zhi)成功(gong)第一臺二沖(chong)程的煤氣機(ji),并在巴黎博覽會(hui)上展(zhan)出。
隨著石油的(de)(de)開發(fa),比煤氣易于運輸(shu)攜帶(dai)的(de)(de)汽油和(he)柴油引起(qi)了(le)人們的(de)(de)注意,首(shou)先獲(huo)得試用的(de)(de)是易于揮發(fa)的(de)(de)汽油。1883年,德國的(de)(de)戴姆勒(le)(Daimler)創(chuang)制(zhi)成功第一臺立式汽油機,它(ta)(ta)的(de)(de)特(te)點是輕型和(he)高(gao)速。當時(shi)其他內燃機的(de)(de)轉(zhuan)速不超過200轉(zhuan)/分,它(ta)(ta)卻一躍而達到800轉(zhuan)/分,特(te)別適應交(jiao)通動輸(shu)機械的(de)(de)要求(qiu)。1885~1886年,汽油機作為(wei)汽車(che)(che)動力(li)運行成功,大(da)大(da)推動了(le)汽車(che)(che)的(de)(de)發(fa)展。同時(shi),汽車(che)(che)的(de)(de)發(fa)展又促進了(le)汽油機的(de)(de)改進和(he)提高(gao)。不久汽油機又用作了(le)小船(chuan)的(de)(de)動力(li)。
1892年,德國工程師(shi)狄塞(sai)爾(Diesel)受面粉廠(chang)粉塵爆炸的啟發,設想(xiang)將吸入氣(qi)缸的空(kong)氣(qi)高度(du)壓(ya)縮(suo),使其溫度(du)超過燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)的自燃(ran)(ran)(ran)溫度(du),再用高壓(ya)空(kong)氣(qi)將燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)吹入氣(qi)缸,使之著火(huo)燃(ran)(ran)(ran)燒。他首創的壓(ya)縮(suo)點(dian)火(huo)式(shi)內(nei)燃(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)(柴油機(ji)(ji))于1897年研制成功,為內(nei)燃(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)的發展開拓(tuo)了新途徑(jing)。
狄塞(sai)(sai)爾(er)(er)開始(shi)力圖使(shi)內(nei)燃機(ji)實現卡(ka)諾循(xun)環,以(yi)求獲(huo)得最高的(de)(de)熱(re)效率,但實際(ji)上做到的(de)(de)是近似的(de)(de)等壓(ya)燃燒,其熱(re)效率達26%。壓(ya)縮點火式(shi)內(nei)燃機(ji)的(de)(de)問世,引(yin)起了(le)世界機(ji)械業(ye)的(de)(de)極大興趣,壓(ya)縮點火式(shi)內(nei)燃機(ji)也(ye)以(yi)發明者而命名為狄塞(sai)(sai)爾(er)(er)引(yin)擎。
這種(zhong)內燃(ran)機(ji)(ji)(ji)以后大多(duo)用(yong)(yong)柴(chai)油(you)為(wei)燃(ran)料,故又稱(cheng)為(wei)柴(chai)油(you)機(ji)(ji)(ji)。1898年,柴(chai)油(you)機(ji)(ji)(ji)首先用(yong)(yong)于固定式發(fa)電(dian)機(ji)(ji)(ji)組,1903年用(yong)(yong)作商船動(dong)力,1904年裝于艦艇,1913年第一臺以柴(chai)油(you)機(ji)(ji)(ji)為(wei)動(dong)力的內燃(ran)機(ji)(ji)(ji)車(che)制成,1920年左右開始(shi)用(yong)(yong)于汽車(che)和(he)農業機(ji)(ji)(ji)械。
早在(zai)往復活塞式(shi)內(nei)燃機(ji)誕生以前,人們就曾(ceng)致力于創造旋(xuan)轉活塞式(shi)的(de)內(nei)燃機(ji),但(dan)(dan)均(jun)未(wei)獲成功。直到1954年,聯邦德國工程師汪克爾(Wankel)解決了(le)密封問題后(hou),才于1957年研制出旋(xuan)轉活塞式(shi)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji),被(bei)稱為汪克爾發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)。它具有近(jin)似(si)三(san)角形的(de)旋(xuan)轉活塞,在(zai)特定(ding)型(xing)面的(de)氣缸內(nei)作旋(xuan)轉運(yun)動(dong)(dong),按奧(ao)托循環工作。這(zhe)種發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)功率(lv)高(gao)、體積小(xiao)(xiao)、振動(dong)(dong)小(xiao)(xiao)、運(yun)轉平穩、結構簡(jian)單、維修方便,但(dan)(dan)由(you)于它燃料經濟性(xing)(xing)較差、低速扭矩低、排氣性(xing)(xing)能不(bu)理想,所以還(huan)只(zhi)是在(zai)個別型(xing)號的(de)轎(jiao)車(che)上得到采用。
從2013年2月下旬我國機(ji)械工業行業市場交易情況可以(yi)看出,節后出現采購旺季。其中,內燃機(ji)以(yi)及配附件(jian)市場景氣度回(hui)暖,以(yi)18%的市場交易份額位(wei)列第二(er)位(wei)。
分(fen)(fen)析認為,內(nei)燃(ran)機(ji)及(ji)配件制造是(shi)汽車(che)、摩托車(che)、船舶(bo)制造、工業(ye)機(ji)械以及(ji)農機(ji)等(deng)行業(ye)的配套產品,其(qi)產品性能必(bi)須滿足下(xia)(xia)游行業(ye)的需(xu)要,同時這些行業(ye)的運行狀(zhuang)況及(ji)景(jing)氣(qi)程度將直接(jie)影響內(nei)燃(ran)機(ji)及(ji)配件產品的市場需(xu)求,具體分(fen)(fen)析如下(xia)(xia):
1、汽車(che)用(yong)內燃機前景預測
內燃(ran)(ran)機產品(pin)產量(liang)按(an)配套使用用途(tu)預計,“十二五(wu)”期間,預計車用內燃(ran)(ran)機年產量(liang)達到(dao)3000萬臺。
2、摩托車及(ji)船(chuan)舶用內燃機前景預測
內燃(ran)機產品(pin)產量按配套使用用途預計,“十二五”期間,年(nian)摩托車(che)用汽油機達到(dao)2600萬臺。
3、工程機械用內燃(ran)機前景(jing)預(yu)測
“十二五”期間,產品(pin)產量按配套(tao)使用用途預計(ji),年工程機械用內燃(ran)機達100萬臺。
發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)是(shi)一(yi)種由許(xu)多機(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)和系統(tong)組成的(de)復雜機(ji)(ji)(ji)器。無論(lun)(lun)是(shi)汽油機(ji)(ji)(ji),還是(shi)柴油機(ji)(ji)(ji);無論(lun)(lun)是(shi)四行程發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji),還是(shi)二行程發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji);無論(lun)(lun)是(shi)單缸發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji),還是(shi)多缸發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)。要完成能量(liang)轉換,實現工(gong)作(zuo)(zuo)循環,保證長時間(jian)連(lian)續正常(chang)工(gong)作(zuo)(zuo),都必須(xu)具備以下一(yi)些機(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)和系統(tong)。
(1) 曲(qu)柄連桿機構
曲(qu)柄連(lian)桿機(ji)構是發動(dong)(dong)機(ji)實現工作循環,完成(cheng)能(neng)量轉(zhuan)(zhuan)換(huan)的主(zhu)要運(yun)動(dong)(dong)零件(jian)。它由(you)機(ji)體(ti)組(zu)、活(huo)塞連(lian)桿組(zu)和(he)曲(qu)軸飛輪組(zu)等組(zu)成(cheng)。在(zai)(zai)作功(gong)行程(cheng)中(zhong)(zhong),活(huo)塞承受燃氣(qi)壓力(li)在(zai)(zai)氣(qi)缸內作直線運(yun)動(dong)(dong),通過連(lian)桿轉(zhuan)(zhuan)換(huan)成(cheng)曲(qu)軸的旋轉(zhuan)(zhuan)運(yun)動(dong)(dong),并從曲(qu)軸對外(wai)輸(shu)出動(dong)(dong)力(li)。而在(zai)(zai)進氣(qi)、壓縮(suo)和(he)排(pai)氣(qi)行程(cheng)中(zhong)(zhong),飛輪釋放能(neng)量又把曲(qu)軸的旋轉(zhuan)(zhuan)運(yun)動(dong)(dong)轉(zhuan)(zhuan)化成(cheng)活(huo)塞的直線運(yun)動(dong)(dong)。
(2) 配(pei)氣機構
配(pei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)機構(gou)的功用是根據發動機的工作順序和(he)工作過程,定時開啟和(he)關閉進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)和(he)排氣(qi)(qi)(qi)(qi)門(men),使(shi)可燃混合氣(qi)(qi)(qi)(qi)或空氣(qi)(qi)(qi)(qi)進(jin)入氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang),并使(shi)廢氣(qi)(qi)(qi)(qi)從氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)內排出,實現(xian)換氣(qi)(qi)(qi)(qi)過程。配(pei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)機構(gou)大多采(cai)用頂置氣(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)式配(pei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)機構(gou),一般由氣(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)組(zu)、氣(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)傳動組(zu)和(he)氣(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)驅(qu)動組(zu)組(zu)成。
(3)燃料供給系(xi)統
汽油(you)機燃(ran)(ran)料供(gong)給系(xi)統的(de)(de)功用是根(gen)據發動機的(de)(de)要求,配制出一定數量(liang)和濃度的(de)(de)混合(he)氣(qi)(qi),供(gong)入(ru)氣(qi)(qi)缸,并將燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)后的(de)(de)廢氣(qi)(qi)從氣(qi)(qi)缸內(nei)排出到大氣(qi)(qi)中去;柴油(you)機燃(ran)(ran)料供(gong)給系(xi)的(de)(de)功用是把柴油(you)和空氣(qi)(qi)分(fen)別供(gong)入(ru)氣(qi)(qi)缸,在燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)室內(nei)形(xing)成混合(he)氣(qi)(qi)并燃(ran)(ran)燒(shao)(shao),最后將燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)后的(de)(de)廢氣(qi)(qi)排出。
(4) 潤(run)滑系統
潤滑(hua)系統(tong)的(de)功用是向(xiang)作相(xiang)對(dui)(dui)運動的(de)零(ling)件表(biao)面(mian)輸送定量的(de)清(qing)(qing)潔(jie)潤滑(hua)油(you),以(yi)實現液體摩擦(ca),減小摩擦(ca)阻力,減輕機(ji)件的(de)磨(mo)損。并對(dui)(dui)零(ling)件表(biao)面(mian)進行清(qing)(qing)洗和冷卻。潤滑(hua)系通常由(you)潤滑(hua)油(you)道、機(ji)油(you)泵、機(ji)油(you)濾清(qing)(qing)器和一些閥門等組成。
(5) 冷(leng)卻系統
冷卻(que)系(xi)統的功用是將受(shou)熱零件吸收的部分熱量及時散發(fa)(fa)(fa)出去,保(bao)證發(fa)(fa)(fa)動(dong)機在(zai)最適宜的溫(wen)度(du)狀態下工作。水(shui)冷發(fa)(fa)(fa)動(dong)機的冷卻(que)系(xi)通常由冷卻(que)水(shui)套(tao)、水(shui)泵(beng)、風(feng)扇、水(shui)箱、節溫(wen)器等組成。
(6) 點火(huo)系(xi)統
在(zai)汽油(you)(you)機中,氣缸內的可(ke)燃(ran)(ran)混合氣是(shi)靠電(dian)火(huo)花(hua)(hua)點(dian)(dian)燃(ran)(ran)的,為此在(zai)汽油(you)(you)機的氣缸蓋上裝有(you)火(huo)花(hua)(hua)塞,火(huo)花(hua)(hua)塞頭部(bu)伸入(ru)燃(ran)(ran)燒室內。能夠按時在(zai)火(huo)花(hua)(hua)塞電(dian)極間產生電(dian)火(huo)花(hua)(hua)的全部(bu)設備(bei)稱為點(dian)(dian)火(huo)系,點(dian)(dian)火(huo)系通常由蓄電(dian)池、發(fa)電(dian)機、分電(dian)器、點(dian)(dian)火(huo)線圈和火(huo)花(hua)(hua)塞等組成。
(7) 起動系統
要(yao)使(shi)發動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)由靜止(zhi)狀(zhuang)態過渡到工作(zuo)狀(zhuang)態,必須先用外(wai)力轉動(dong)(dong)(dong)(dong)發動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)的(de)曲(qu)(qu)(qu)軸(zhou),使(shi)活(huo)塞作(zuo)往復運動(dong)(dong)(dong)(dong),氣(qi)(qi)缸內的(de)可燃(ran)混(hun)合氣(qi)(qi)燃(ran)燒(shao)膨脹作(zuo)功,推動(dong)(dong)(dong)(dong)活(huo)塞向下(xia)運動(dong)(dong)(dong)(dong)使(shi)曲(qu)(qu)(qu)軸(zhou)旋轉。發動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)才(cai)能(neng)自行運轉,工作(zuo)循(xun)環才(cai)能(neng)自動(dong)(dong)(dong)(dong)進行。因(yin)此,曲(qu)(qu)(qu)軸(zhou)在外(wai)力作(zuo)用下(xia)開始轉動(dong)(dong)(dong)(dong)到發動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)開始自動(dong)(dong)(dong)(dong)地(di)怠速運轉的(de)全過程,稱(cheng)為發動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)的(de)起(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)。完成(cheng)起(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)過程所需的(de)裝(zhuang)置,稱(cheng)為發動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)的(de)起(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)。汽(qi)油機(ji)(ji)由以(yi)上(shang)兩(liang)大(da)機(ji)(ji)構(gou)和(he)五(wu)大(da)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統組成(cheng),即(ji)由曲(qu)(qu)(qu)柄連桿機(ji)(ji)構(gou),配(pei)氣(qi)(qi)機(ji)(ji)構(gou)、燃(ran)料供給(gei)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、潤滑系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、冷卻系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、點火系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)和(he)起(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)組成(cheng);柴(chai)油機(ji)(ji)由以(yi)上(shang)兩(liang)大(da)機(ji)(ji)構(gou)和(he)四大(da)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統組成(cheng),即(ji)由曲(qu)(qu)(qu)柄連桿機(ji)(ji)構(gou)、配(pei)氣(qi)(qi)機(ji)(ji)構(gou)、燃(ran)料供給(gei)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、潤滑系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、冷卻系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)和(he)起(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)組成(cheng),柴(chai)油機(ji)(ji)是壓燃(ran)的(de),不(bu)需要(yao)點火系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)。
往(wang)復活塞式內燃機(ji)的組(zu)成部分主(zhu)要有(you)曲柄連桿(gan)機(ji)構(gou)、機(ji)體(ti)和(he)氣缸蓋、配氣機(ji)構(gou)、供(gong)油系(xi)統(tong)、潤滑系(xi)統(tong)、冷(leng)卻系(xi)統(tong)、起動裝置等(deng)。
氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)(gang)(gang)是(shi)一個(ge)圓筒(tong)形(xing)金屬機(ji)(ji)件。密封的(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)(gang)(gang)是(shi)實現工作循(xun)環、產生(sheng)動(dong)(dong)力的(de)源地。各個(ge)裝有氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)(gang)(gang)套的(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)(gang)(gang)安裝在機(ji)(ji)體里,它(ta)的(de)頂(ding)端用氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)(gang)(gang)蓋(gai)封閉著。活塞(sai)(sai)可在氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)(gang)(gang)套內(nei)(nei)往(wang)復(fu)運動(dong)(dong),并從(cong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)(gang)(gang)下部封閉氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)(gang)(gang),從(cong)而形(xing)成容(rong)積作規(gui)律變(bian)化的(de)密封空間。燃料在此空間內(nei)(nei)燃燒(shao),產生(sheng)的(de)燃氣(qi)(qi)(qi)(qi)動(dong)(dong)力推(tui)動(dong)(dong)活塞(sai)(sai)運動(dong)(dong)。活塞(sai)(sai)的(de)往(wang)復(fu)運動(dong)(dong)經過連桿(gan)推(tui)動(dong)(dong)曲(qu)軸作旋轉運動(dong)(dong),曲(qu)軸再從(cong)飛輪端將(jiang)動(dong)(dong)力輸(shu)出。由活塞(sai)(sai)組、連桿(gan)組、曲(qu)軸和飛輪組成的(de)曲(qu)柄連桿(gan)機(ji)(ji)構是(shi)內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)傳遞動(dong)(dong)力的(de)主要(yao)部分。
活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)組由活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)、活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)環(huan)、活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)銷等組成。活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)呈圓(yuan)柱(zhu)形(xing),上面裝有活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)環(huan),借以在活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)往(wang)復運(yun)(yun)動時(shi)密(mi)閉(bi)氣(qi)缸(gang)(gang)(gang)(gang)。上面的(de)幾道活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)環(huan)稱為氣(qi)環(huan),用來(lai)封閉(bi)氣(qi)缸(gang)(gang)(gang)(gang),防止氣(qi)缸(gang)(gang)(gang)(gang)內的(de)氣(qi)體(ti)漏(lou)泄,下面的(de)環(huan)稱為油(you)(you)環(huan),用來(lai)將氣(qi)缸(gang)(gang)(gang)(gang)壁(bi)上的(de)多余的(de)潤滑油(you)(you)刮下,防止潤滑油(you)(you)竄入(ru)氣(qi)缸(gang)(gang)(gang)(gang)。活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)銷呈圓(yuan)筒形(xing),它穿入(ru)活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)上的(de)銷孔和(he)連(lian)(lian)桿(gan)小(xiao)頭中,將活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)和(he)連(lian)(lian)桿(gan)聯接(jie)起(qi)來(lai)。連(lian)(lian)桿(gan)大頭端分成兩半(ban),由連(lian)(lian)桿(gan)螺釘(ding)聯接(jie)起(qi)來(lai),它與(yu)曲軸(zhou)(zhou)的(de)曲柄(bing)銷相連(lian)(lian)。連(lian)(lian)桿(gan)工作(zuo)(zuo)(zuo)時(shi),連(lian)(lian)桿(gan)小(xiao)頭端隨活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)作(zuo)(zuo)(zuo)往(wang)復運(yun)(yun)動,連(lian)(lian)桿(gan)大頭端隨曲柄(bing)銷繞(rao)曲軸(zhou)(zhou)軸(zhou)(zhou)線作(zuo)(zuo)(zuo)旋轉運(yun)(yun)動,連(lian)(lian)桿(gan)大小(xiao)頭間的(de)桿(gan)身作(zuo)(zuo)(zuo)復雜的(de)搖擺(bai)運(yun)(yun)動。
曲軸的作(zuo)用是(shi)將(jiang)活塞的往復運動(dong)轉(zhuan)換為(wei)旋轉(zhuan)運動(dong),并將(jiang)膨脹行(xing)程所作(zuo)的功,通(tong)過安(an)裝在曲軸后(hou)端上的飛(fei)輪(lun)傳(chuan)遞出去(qu)。飛(fei)輪(lun)能儲(chu)存能量,使活塞的其他行(xing)程能正(zheng)常工(gong)作(zuo),并使曲軸旋轉(zhuan)均勻。為(wei)了平衡慣性力和(he)減輕(qing)內燃機的振動(dong),在曲軸的曲柄上還適當裝置平衡質量。
工(gong)作(zuo)循(xun)環(huan):內燃機熱能(neng)和機械(xie)能(neng)的轉換(huan),通過活塞在氣缸(gang)中的,連(lian)續(xu)的進(jin)氣,壓縮,動力和排氣過程。每臺機器的過程稱為(wei)一個工(gong)作(zuo)循(xun)環(huan)。
活塞沖(chong)(chong)程:上、下止點之間的最(zui)小直線(xian)距(ju)離,稱為(wei)活塞的行(xing)程(或活塞沖(chong)(chong)程),曲軸(zhou)與(yu)連桿大端的連接(jie)中心到曲軸(zhou)的旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)中心之間的最(zui)小直線(xian)距(ju)離稱為(wei)曲柄的旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)半(ban)徑(jing)。
上止點(dian)(dian)(dian)和下(xia)止點(dian)(dian)(dian):活塞(sai)在(zai)氣(qi)缸(gang)中移動時(shi),最(zui)高(gao)的點(dian)(dian)(dian)叫(jiao)(jiao)上止點(dian)(dian)(dian)(或叫(jiao)(jiao)上死點(dian)(dian)(dian)),最(zui)低的叫(jiao)(jiao)下(xia)止點(dian)(dian)(dian)。
工作容積(ji):活(huo)塞從上止點運(yun)動到下一個點,稱(cheng)為氣缸(gang)容積(ji)(活(huo)塞排量移)。
壓縮(suo)(suo)比(bi):就(jiu)是(shi)發動(dong)機混合氣(qi)(qi)(qi)體(ti)被(bei)壓縮(suo)(suo)的(de)(de)程度(du),用(yong)壓縮(suo)(suo)前(qian)的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)缸(gang)總(zong)容積(ji)與壓縮(suo)(suo)后的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)缸(gang)容積(ji)(即燃燒(shao)室容積(ji))之比(bi)來表(biao)示空氣(qi)(qi)(qi)充(chong)滿氣(qi)(qi)(qi)缸(gang),氣(qi)(qi)(qi)壓縮(suo)(suo)比(bi)越(yue)大(da),表(biao)明(ming)活塞運動(dong)時,在(zai)一(yi)定的(de)(de)范圍內氣(qi)(qi)(qi)體(ti)被(bei)壓縮(suo)(suo)得越(yue)厲害,其氣(qi)(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)溫度(du)和壓力就(jiu)越(yue)高,內燃機的(de)(de)效率也越(yue)高。
1. 根據所用燃料(liao)(liao)分: 汽油(you)機(ji)(ji)、柴(chai)油(you)機(ji)(ji)、天然(ran)氣(CNG)、LPG發(fa)動(dong)機(ji)(ji)、乙醇發(fa)動(dong)機(ji)(ji)等,另有雙燃料(liao)(liao)發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(dual fuel engine)和(he)靈活燃料(liao)(liao)發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(Bi-fuel engine)。
2. 根據缸(gang)內著火方式分: 點燃(ran)式、壓燃(ran)式
3. 根據沖程(cheng)數分:二沖程(cheng)、四沖程(cheng)
4. 根據活塞(sai)運動方式分 : 往復式、旋轉式
5. 根據氣缸冷卻方式分 : 水冷式、風冷式
6. 根(gen)據氣缸(gang)數目分 :單缸(gang)機(ji)、多缸(gang)機(ji)
7. 根據內燃機轉速分:低速(<300r/min)、中(zhong)速(300 ~ 1000 r/min)、高速(>1000 r/min);
8. 根據進氣充(chong)量壓力分(fen):自然吸(xi)氣式、增(zeng)壓式
9. 根(gen)據汽缸排列方式,內燃機(ji)可以分為直(zhi)列、斜置(zhi)、對置(zhi)、V形和w形。
內(nei)(nei)燃(ran)機(ji)的分(fen)類(lei)方法很多(duo),按照不同(tong)的分(fen)類(lei)方法可以把內(nei)(nei)燃(ran)機(ji)分(fen)成(cheng)不同(tong)的類(lei)型,下面(mian)讓我(wo)們來看看內(nei)(nei)燃(ran)機(ji)
主要是(shi)怎(zen)樣(yang)分類的(de)。
內燃(ran)機(ji)根據缸內著(zhu)火方式(shi)(shi)的不(bu)同可以分為點燃(ran)式(shi)(shi)發動(dong)機(ji)和(he)壓燃(ran)式(shi)(shi)發動(dong)機(ji)。
點燃式發動機(ji)具有三大(da)(da)結(jie)構和五大(da)(da)系統。三大(da)(da)結(jie)構分別為(wei)曲柄連桿、配氣(qi)機(ji)構和機(ji)體, 五大(da)(da)系統分別為(wei)供油、冷卻(que)、潤滑、起(qi)動和點火。
壓燃式發動機(ji)具有三大(da)(da)結構和四(si)(si)大(da)(da)系統。 三大(da)(da)機(ji)構分別(bie)為(wei)曲(qu)柄連桿、配(pei)氣機(ji)構和機(ji)體,四(si)(si)大(da)(da)系統分別(bie)為(wei)供油、冷卻、潤(run)滑、起(qi)動。
內(nei)燃機(ji)(ji)(ji)按照所使用(yong)燃料的(de)不(bu)同可以分為汽(qi)(qi)油(you)(you)機(ji)(ji)(ji)和柴(chai)油(you)(you)機(ji)(ji)(ji)。使用(yong)汽(qi)(qi)油(you)(you)為燃料的(de)內(nei)燃機(ji)(ji)(ji)稱為汽(qi)(qi)油(you)(you)機(ji)(ji)(ji);使用(yong)柴(chai)油(you)(you)為燃料的(de)內(nei)燃機(ji)(ji)(ji)稱為柴(chai)油(you)(you)機(ji)(ji)(ji)。汽(qi)(qi)油(you)(you)機(ji)(ji)(ji)與柴(chai)油(you)(you)機(ji)(ji)(ji)比(bi)(bi)較(jiao)各有特(te)點;汽(qi)(qi)油(you)(you)機(ji)(ji)(ji)轉速高,質(zhi)量小,噪音小,起(qi)動容易,制造成本低;柴(chai)油(you)(you)機(ji)(ji)(ji)壓縮比(bi)(bi)大,熱(re)效率高,經濟性(xing)能和排放性(xing)能都比(bi)(bi)汽(qi)(qi)油(you)(you)機(ji)(ji)(ji)好(hao)。
內(nei)(nei)(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)按照完成(cheng)一(yi)個工作(zuo)循環所需的行(xing)(xing)程(cheng)數(shu)可(ke)分為四(si)沖程(cheng)內(nei)(nei)(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和二(er)沖程(cheng)內(nei)(nei)(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。把曲軸(zhou)轉(zhuan)兩圈(720°),活塞在氣缸內(nei)(nei)(nei)(nei)上下往(wang)復運(yun)動四(si)個行(xing)(xing)程(cheng),完成(cheng)一(yi)個工作(zuo)循環的內(nei)(nei)(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)稱為四(si)沖程(cheng)內(nei)(nei)(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji);而把曲軸(zhou)轉(zhuan)一(yi)圈(360°),活塞在氣缸內(nei)(nei)(nei)(nei)上下往(wang)復運(yun)動兩個行(xing)(xing)程(cheng),完成(cheng)一(yi)個工作(zuo)循環的內(nei)(nei)(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)稱為二(er)沖程(cheng)內(nei)(nei)(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。汽車發動機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)廣泛使用四(si)沖程(cheng)內(nei)(nei)(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。
內燃(ran)機(ji)按(an)照冷(leng)(leng)卻方式不同可(ke)以分為(wei)(wei)(wei)水(shui)(shui)冷(leng)(leng)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)和(he)風冷(leng)(leng)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)。水(shui)(shui)冷(leng)(leng)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)是利用在(zai)氣(qi)缸(gang)體(ti)和(he)氣(qi)缸(gang)蓋冷(leng)(leng)卻水(shui)(shui)套中進行(xing)循環的冷(leng)(leng)卻液(ye)作為(wei)(wei)(wei)冷(leng)(leng)卻介(jie)質進行(xing)冷(leng)(leng)卻的;而(er)風冷(leng)(leng)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)是利用流動(dong)(dong)于氣(qi)缸(gang)體(ti)與氣(qi)缸(gang)蓋外(wai)表面散熱片(pian)之間的空氣(qi)作為(wei)(wei)(wei)冷(leng)(leng)卻介(jie)質進行(xing)冷(leng)(leng)卻的。水(shui)(shui)冷(leng)(leng)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)冷(leng)(leng)卻均勻,工作可(ke)靠,冷(leng)(leng)卻效(xiao)果好,被廣泛地應用于現(xian)代(dai)車(che)用發(fa)動(dong)(dong)機(ji)。
內燃(ran)機(ji)(ji)按照氣缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)數目不(bu)同可以分為(wei)單缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)和(he)多(duo)缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)。僅有一個(ge)氣缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)稱(cheng)為(wei)單缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji);有兩個(ge)以上氣缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)稱(cheng)為(wei)多(duo)缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)。如(ru)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)、六缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、八(ba)缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、十二缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)等都(dou)是多(duo)缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)。現代車用發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)多(duo)采用四缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、六缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、八(ba)缸(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)。
內燃(ran)機按照氣缸排列(lie)方式不(bu)同可以分為(wei)單列(lie)式和雙(shuang)列(lie)式)。單列(lie)式發動機的(de)各個氣缸排成(cheng)一(yi)列(lie),一(yi)般(ban)是垂直布置的(de),但為(wei)了(le)降低高度,有(you)時也把氣缸布置成(cheng)傾斜(xie)的(de)甚至水(shui)平(ping)的(de);雙(shuang)列(lie)式發動機把氣缸排成(cheng)兩列(lie),兩列(lie)之間的(de)夾(jia)角<180°(一(yi)般(ban)為(wei)90°)稱為(wei)V型發動機,若兩列(lie)之間的(de)夾(jia)角=180°稱為(wei)對置式發動機。
內燃機按照進(jin)氣(qi)(qi)系(xi)統(tong)是否采(cai)用增(zeng)壓方式可以分為(wei)自(zi)然吸(xi)氣(qi)(qi)(非增(zeng)壓)式發動機和強制進(jin)氣(qi)(qi)(增(zeng)壓式)發動機。汽油機常采(cai)用自(zi)然吸(xi)氣(qi)(qi)式;柴油機為(wei)了提高功率有采(cai)用增(zeng)壓式的。
船用(yong)內(nei)燃機可用(yong)柴油(you)、汽油(you)、煤(mei)(mei)油(you)或煤(mei)(mei)氣(qi)(qi)、天然氣(qi)(qi)作燃料(liao)。燒煤(mei)(mei)氣(qi)(qi)的叫煤(mei)(mei)氣(qi)(qi)機,汽油(you)機、煤(mei)(mei)氣(qi)(qi)機功率小,僅(jin)用(yong)在小型船舶上。
氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)缸蓋中有進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)道和(he)(he)排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)道,內(nei)裝(zhuang)進(jin)、排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門。新鮮(xian)充量(即空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)或空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)與燃(ran)料的(de)(de)可燃(ran)混合氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi))經(jing)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)(lv)清器(qi)(qi)(qi)、進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)管(guan)(guan)(guan)、進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)道和(he)(he)進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門充入氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)缸。膨(peng)脹(zhang)后的(de)(de)燃(ran)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)經(jing)排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門、排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)道和(he)(he)排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)管(guan)(guan)(guan),最(zui)后經(jing)排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)消(xiao)聲(sheng)器(qi)(qi)(qi)排(pai)(pai)入大氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。進(jin)、排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門的(de)(de)開啟和(he)(he)關閉是(shi)由凸輪軸(zhou)上的(de)(de)進(jin)、排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)凸輪,通(tong)過挺柱(zhu)、推(tui)桿(gan)、搖(yao)臂和(he)(he)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門彈簧等傳動件分別(bie)加以控(kong)制的(de)(de),這(zhe)一套機件稱為(wei)內(nei)燃(ran)機配(pei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)機構(gou)。通(tong)常由空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)(lv)清器(qi)(qi)(qi)、進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)管(guan)(guan)(guan)、排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)管(guan)(guan)(guan)和(he)(he)排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)消(xiao)聲(sheng)器(qi)(qi)(qi)組成進(jin)排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)系統。
為了(le)向(xiang)氣(qi)缸內供(gong)入(ru)(ru)燃(ran)(ran)料,內燃(ran)(ran)機(ji)均設(she)有(you)供(gong)油(you)(you)系(xi)統。汽油(you)(you)機(ji)通過(guo)安(an)裝在(zai)進氣(qi)管入(ru)(ru)口端(duan)的化油(you)(you)器將空氣(qi)與汽油(you)(you)按(an)一定比例(空燃(ran)(ran)比)混合,然(ran)后經進氣(qi)管供(gong)入(ru)(ru)氣(qi)缸,由汽油(you)(you)機(ji)點火(huo)(huo)系(xi)統控制的電(dian)火(huo)(huo)花定時點燃(ran)(ran)。柴油(you)(you)機(ji)的燃(ran)(ran)油(you)(you)則(ze)通過(guo)柴油(you)(you)機(ji)噴油(you)(you)系(xi)統噴入(ru)(ru)燃(ran)(ran)燒(shao)室,在(zai)高(gao)溫高(gao)壓(ya)下自行著火(huo)(huo)燃(ran)(ran)燒(shao)。
內燃(ran)機(ji)氣缸內的燃(ran)料燃(ran)燒使活塞、氣缸套、氣缸蓋和(he)氣門等(deng)零件受熱(re),溫(wen)度(du)升高。為了(le)保證內燃(ran)機(ji)正常運(yun)轉(zhuan),上述零件必須在許可的溫(wen)度(du)下工作,不致因過(guo)熱(re)而損壞(huai),所以必須備(bei)有冷卻(que)系統。
內燃機不能從停車狀(zhuang)態自行轉(zhuan)(zhuan)入運轉(zhuan)(zhuan)狀(zhuang)態,必(bi)須由(you)外力(li)轉(zhuan)(zhuan)動曲軸(zhou),使之起(qi)動。這(zhe)種(zhong)產生(sheng)外力(li)的裝置(zhi)稱為(wei)起(qi)動裝置(zhi)。常用的有電起(qi)動、壓縮空氣起(qi)動、汽油機起(qi)動和人力(li)起(qi)動等方式。
內燃(ran)(ran)機的(de)工(gong)作循環(huan)(huan)由進氣、壓(ya)縮、燃(ran)(ran)燒和膨脹(zhang)、排氣等過(guo)程(cheng)組成。這些(xie)過(guo)程(cheng)中只有(you)膨脹(zhang)過(guo)程(cheng)是對外(wai)作功的(de)過(guo)程(cheng),其(qi)他過(guo)程(cheng)都是為更(geng)好地實現作功過(guo)程(cheng)而需要的(de)過(guo)程(cheng)。按實現一個工(gong)作循環(huan)(huan)的(de)行(xing)程(cheng)數,工(gong)作循環(huan)(huan)可分為四沖程(cheng)和二沖程(cheng)兩類(lei)。
四沖(chong)程(cheng)是指在進(jin)(jin)氣(qi)、壓(ya)縮(suo)、做功(膨脹(zhang)(zhang))和排(pai)氣(qi)四個行(xing)(xing)程(cheng)內完成一(yi)個工作循(xun)環,此間曲軸旋轉(zhuan)兩圈。進(jin)(jin)氣(qi)行(xing)(xing)程(cheng)時,此時進(jin)(jin)氣(qi)門開啟,排(pai)氣(qi)門關閉。流(liu)過(guo)空(kong)氣(qi)濾清器(qi)的空(kong)氣(qi),或經化油(you)(you)器(qi)與汽油(you)(you)混合(he)形成的可(ke)燃(ran)混合(he)氣(qi),經進(jin)(jin)氣(qi)管道、進(jin)(jin)氣(qi)門進(jin)(jin)入氣(qi)缸;壓(ya)縮(suo)行(xing)(xing)程(cheng)時,氣(qi)缸內氣(qi)體(ti)受到壓(ya)縮(suo),壓(ya)力增高(gao)(gao),溫(wen)度上升;膨脹(zhang)(zhang)行(xing)(xing)程(cheng)是在壓(ya)縮(suo)上止點前噴油(you)(you)或點火(huo),使混合(he)氣(qi)燃(ran)燒(shao),產(chan)生(sheng)高(gao)(gao)溫(wen)、高(gao)(gao)壓(ya),推動活塞(sai)下(xia)行(xing)(xing)并作功;排(pai)氣(qi)行(xing)(xing)程(cheng)時,活塞(sai)推擠氣(qi)缸內廢(fei)氣(qi)經排(pai)氣(qi)門排(pai)出(chu)。此后再由(you)進(jin)(jin)氣(qi)行(xing)(xing)程(cheng)開始,進(jin)(jin)行(xing)(xing)下(xia)一(yi)個工作循(xun)環。
二沖程是指在兩個(ge)行(xing)程內(nei)完成(cheng)一(yi)個(ge)工作循環(huan),此(ci)期間曲軸旋轉一(yi)圈。首先(xian),當活塞(sai)(sai)在下止點時,進、排(pai)氣(qi)口(kou)都開啟(qi),新鮮充量(liang)由進氣(qi)口(kou)充入氣(qi)缸(gang),并(bing)掃除氣(qi)缸(gang)內(nei)的廢(fei)(fei)氣(qi),使(shi)之從排(pai)氣(qi)口(kou)排(pai)出;隨后(hou)活塞(sai)(sai)上行(xing),將進、排(pai)氣(qi)口(kou)均關閉,氣(qi)缸(gang)內(nei)充量(liang)開始受到壓縮,直至(zhi)活塞(sai)(sai)接近上止點時點火(huo)或噴油(you),使(shi)氣(qi)缸(gang)內(nei)可燃混合氣(qi)燃燒;然后(hou)氣(qi)缸(gang)內(nei)燃氣(qi)膨脹(zhang),推(tui)動活塞(sai)(sai)下行(xing)做功;當活塞(sai)(sai)下行(xing)使(shi)排(pai)氣(qi)口(kou)開啟(qi)時,廢(fei)(fei)氣(qi)即(ji)由此(ci)排(pai)出,活塞(sai)(sai)繼續(xu)下行(xing)至(zhi)下止點,即(ji)完成(cheng)一(yi)個(ge)工作循環(huan)。
內(nei)燃(ran)(ran)機的(de)(de)排(pai)氣(qi)過程和(he)進(jin)氣(qi)過程統稱為換(huan)氣(qi)過程。換(huan)氣(qi)的(de)(de)主(zhu)要作用是(shi)(shi)盡可能把上一循(xun)環(huan)的(de)(de)廢氣(qi)排(pai)除(chu)干凈,使本(ben)循(xun)環(huan)供入盡可能多(duo)的(de)(de)新鮮充量(liang),以使盡可能多(duo)的(de)(de)燃(ran)(ran)料(liao)在氣(qi)缸(gang)內(nei)完全燃(ran)(ran)燒,從而(er)發(fa)出更大的(de)(de)功率。換(huan)氣(qi)過程的(de)(de)好壞直接影響(xiang)內(nei)燃(ran)(ran)機的(de)(de)性能。為此除(chu)了(le)降低進(jin)、排(pai)氣(qi)系統的(de)(de)流(liu)動阻(zu)力外,主(zhu)要是(shi)(shi)使進(jin)、排(pai)氣(qi)門在最適當(dang)的(de)(de)時刻開啟和(he)關閉。
實際上,進(jin)氣(qi)(qi)(qi)門是在(zai)上止點前即開啟,以保證活(huo)塞(sai)(sai)下(xia)行時進(jin)氣(qi)(qi)(qi)門有較大的(de)開度,這樣可(ke)在(zai)進(jin)氣(qi)(qi)(qi)過(guo)程開始時減(jian)小流(liu)動阻力,減(jian)少吸(xi)氣(qi)(qi)(qi)所消耗(hao)的(de)功,同時也可(ke)充入較多的(de)新鮮充量(liang)。當(dang)活(huo)塞(sai)(sai)在(zai)進(jin)氣(qi)(qi)(qi)行程中運行到下(xia)止點時,由于(yu)氣(qi)(qi)(qi)流(liu)慣性,新鮮充量(liang)仍可(ke)繼(ji)續充入氣(qi)(qi)(qi)缸,故使進(jin)氣(qi)(qi)(qi)門在(zai)下(xia)止點后延遲關閉(bi)。
排(pai)氣(qi)(qi)(qi)門也在下(xia)止(zhi)點(dian)前提(ti)前開(kai)啟,即在膨脹(zhang)行程后(hou)部分即開(kai)始排(pai)氣(qi)(qi)(qi),這是(shi)為了利(li)用(yong)氣(qi)(qi)(qi)缸內較高的燃氣(qi)(qi)(qi)壓力,使廢氣(qi)(qi)(qi)自動(dong)流出氣(qi)(qi)(qi)缸,從(cong)而使活(huo)塞從(cong)下(xia)止(zhi)點(dian)向(xiang)上止(zhi)點(dian)運動(dong)時氣(qi)(qi)(qi)缸內氣(qi)(qi)(qi)體壓力低些,以減少活(huo)塞將(jiang)廢氣(qi)(qi)(qi)排(pai)擠(ji)出氣(qi)(qi)(qi)缸所消耗的功。排(pai)氣(qi)(qi)(qi)門在上止(zhi)點(dian)后(hou)關閉(bi)的目(mu)的是(shi)利(li)用(yong)排(pai)氣(qi)(qi)(qi)流動(dong)的慣(guan)性,使氣(qi)(qi)(qi)缸內的殘余廢氣(qi)(qi)(qi)排(pai)除得更(geng)為干凈。
1.動力性能指標:發出多大(da)功率,功率/扭矩儲備多大(da)。
2.經濟(ji)性能(neng)指標:單(dan)位(wei)功率單(dan)位(wei)時間(jian)內的燃油消耗量。
3.可靠性(xing)(xing)與耐久性(xing)(xing)指標(biao):大修或更換零件之間(jian)的最長運行(xing)時間(jian)與無故障長期工作能(neng)力。
4.環保性能指標(NOx、HC、CO、微粒、噪聲):單位(wei)功率單位(wei)時間內有(you)害(hai)物排放量。
內燃機的利用范圍
內燃(ran)機的利用(yong)(yong)范圍很(hen)(hen)是(shi)(shi)遍及(ji)。地面(mian)上各(ge)類運輸(shu)(shu)車(che)輛(汽車(che)、拖沓機、內燃(ran)機車(che)等),礦山、建筑及(ji)工程等機械,就(jiu)是(shi)(shi)因為國家的限電(dian)所以(yi)造就(jiu)了很(hen)(hen)多地方用(yong)(yong)自備電(dian)源發電(dian),水(shui)上運輸(shu)(shu)可作內河及(ji)海(hai)上船舶的主機和輔機。在軍(jun)事方面(mian),如(ru)坦(tan)克、裝(zhuang)甲(jia)車(che)、步(bu)兵(bing)戰(zhan)車(che)、重兵(bing)器(qi)牽引車(che)和各(ge)類水(shui)面(mian)艦(jian)艇等方面(mian)都大量利用(yong)(yong)內燃(ran)機。
內(nei)燃(ran)機(ji)和外燃(ran)機(ji)相比較(jiao),具(ju)有很多優(you)點:
①內燃機的熱能利用率高(gao)。增壓柴油機的最高(gao)熱效率可達46%。而蒸氣機僅有11~16%。
②功(gong)率范圍廣,適應(ying)性能好,最小的內燃機功(gong)率不到0.73千瓦,最大的內燃機功(gong)率可(ke)達34000千瓦。
⑤結構(gou)緊(jin)湊,重(zhong)量(liang)輕,體積(ji)小,燃料和水(shui)的(de)消耗量(liang)也少(shao)。
④使(shi)用操作方便,起動(dong)快。在(zai)正常情況下,一般的(de)(de)(de)柴油(you)(you)機和汽油(you)(you)機能夠(gou)在(zai)3~5秒的(de)(de)(de)時(shi)(shi)問內起動(dong),并(bing)能在(zai)短時(shi)(shi)間內謎到全(quan)負荷運轉,而且(qie)操作比。簡單安全(quan)。在(zai)石油(you)(you)工(gong)(gong)業中,石油(you)(you)勘探(tan)工(gong)(gong)作都在(zai)野外,流(liu)動(dong)性大(da),對于動(dong)力設備的(de)(de)(de)選(xuan)擇和要求是:其有足夠(gou)大(da)的(de)(de)(de)功率、結(jie)構緊湊、重量輕、便于搬運和安裝、燃(ran)料和水的(de)(de)(de)消耗少(shao)。因此內燃(ran)機在(zai)石油(you)(you)勘探(tan)工(gong)(gong)作中得到廣泛的(de)(de)(de)應用。
內燃機的缺點(dian)是:
⑴對燃料要求較(jiao)高(gao)高(gao)速內燃機一般利用汽油或輕柴(chai)油作料,并(bing)且對燃料的潔凈度要求嚴格(ge)。
⑵對環(huan)境的污染也愈來愈嚴重。
⑶布局復(fu)雜,發展空間——機電行業的(de)(de)多來(lai)源業務經營(ying)路線及通過長期大量(liang)的(de)(de)潛在(zai)客戶(hu)積累與(yu)轉化的(de)(de)方式。
內(nei)燃機性(xing)能主要包括(kuo)動(dong)力(li)性(xing)能和經濟性(xing)能。動(dong)力(li)性(xing)能是指內(nei)燃機發(fa)出的(de)功率(lv)(lv)(扭矩(ju)),表示內(nei)燃機在能量(liang)(liang)(liang)轉(zhuan)換中量(liang)(liang)(liang)的(de)大(da)小,標志動(dong)力(li)性(xing)能的(de)參(can)數有扭矩(ju)和功率(lv)(lv)等(deng)。經濟性(xing)能是指發(fa)出一定功率(lv)(lv)時燃料消耗(hao)的(de)多少(shao),表示能量(liang)(liang)(liang)轉(zhuan)換中質的(de)優劣,標志經濟性(xing)能的(de)參(can)數有熱(re)效率(lv)(lv)和燃料消耗(hao)率(lv)(lv)。
內燃(ran)機(ji)未(wei)來的發(fa)(fa)展將著重于改進燃(ran)燒過(guo)程,提(ti)(ti)高機(ji)械效率,減(jian)少散(san)熱(re)損失(shi),降低燃(ran)料消耗率;開發(fa)(fa)和利(li)用非石油制(zhi)品(pin)燃(ran)料、擴大燃(ran)料資源(yuan);減(jian)少排(pai)氣(qi)中(zhong)有害成分,降低噪聲和振動(dong),減(jian)輕對環境的污染;采(cai)用高增(zeng)壓技術(shu),進一步強化內燃(ran)機(ji),提(ti)(ti)高單機(ji)功率;研(yan)制(zhi)復合(he)(he)式發(fa)(fa)動(dong)機(ji)、絕熱(re)式渦輪復合(he)(he)式發(fa)(fa)動(dong)機(ji)等;采(cai)用微處理機(ji)控制(zhi)內燃(ran)機(ji),使之在(zai)最佳工(gong)況(kuang)下運轉;加強結構強度的研(yan)究,以提(ti)(ti)高工(gong)作可靠(kao)性(xing)和壽命,不斷創制(zhi)新型(xing)內燃(ran)機(ji)變(bian)(bian)氣(qi)門,變(bian)(bian)升程,變(bian)(bian)相位,甚至停掉幾個缸(gang)的技術(shu),都沒能做到在(zai)行進中(zhong)連續變(bian)(bian)缸(gang)徑,但(dan)有等效的。
這(zhe)種發動(dong)機(ji)(ji)有一(yi)個桶(tong)形缸(gang)體,桶(tong)底后,桶(tong)底中間有圓(yuan)孔(kong)。還(huan)有一(yi)個缸(gang)體,好像一(yi)根筷子穿過(guo)一(yi)張厚的(de)圓(yuan)餅(bing)并(bing)粘(zhan)合,筷子就(jiu)是軸(zhou),這(zhe)個軸(zhou)也穿過(guo)桶(tong)形缸(gang)體底部的(de)孔(kong),餅(bing)形體也納(na)入(ru)桶(tong)中,封閉成一(yi)個空(kong)心圓(yuan)柱體的(de)缸(gang)腔。這(zhe)個缸(gang)腔的(de)容積是可以變化(hua)的(de),比如只要(yao)固定桶(tong),用機(ji)(ji)械裝置或者液(ye)壓裝置抽動(dong)軸(zhou)就(jiu)可以實現(xian)。
桶(tong)(tong)底從(cong)圓(yuan)孔的(de)(de)邊(bian)到桶(tong)(tong)的(de)(de)內壁割條縫(feng),插(cha)入(ru)(ru)一(yi)個矩形(xing)板;餅面(mian)從(cong)圓(yuan)邊(bian)到軸割條縫(feng),也(ye)插(cha)入(ru)(ru)一(yi)塊矩形(xing)板,兩塊矩形(xing)板可以把缸腔(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)一(yi)分為(wei)二(er),成為(wei)兩個密封缸腔(qiang)(qiang)(qiang)(qiang),第(di)一(yi)密封缸腔(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)和第(di)二(er)密封缸腔(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)。其中(zhong)一(yi)個密封缸腔(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)從(cong)桶(tong)(tong)壁的(de)(de)矩形(xing)板本側開口,充入(ru)(ru)高壓氣(qi)(qi)(qi)體,或充入(ru)(ru)油氣(qi)(qi)(qi)混合物并點燃(ran);第(di)二(er)密封腔(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)從(cong)桶(tong)(tong)壁上(shang)與前一(yi)開口相隔一(yi)個矩形(xing)板的(de)(de)位置開口放氣(qi)(qi)(qi)。固(gu)定桶(tong)(tong),矩形(xing)板就牽引餅和筷子轉動(dong),反過來也(ye)行。
第(di)一(yi)個密封腔(qiang)(qiang)從最小、充氣(qi)(qi)(qi)(qi)到轉過(guo)一(yi)定(ding)相位(wei)(轉角)就(jiu)停止(zhi)供(gong)氣(qi)(qi)(qi)(qi),可以(yi)用(yong)閥(fa)門或者控制油(you)氣(qi)(qi)(qi)(qi)供(gong)應量來實現。由于高(gao)壓(ya)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體膨脹(zhang),裝置會(hui)(hui)繼續轉動,第(di)一(yi)密封缸(gang)腔(qiang)(qiang)內(nei)的(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)會(hui)(hui)降低,直到稍微低于環(huan)境氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya),這(zhe)樣會(hui)(hui)產(chan)生(sheng)轉動阻力。于是(shi)第(di)二個矩形板需要在(zai)(zai)頭部靠近(jin)邊(bian)緣開一(yi)個孔,安裝單向閥(fa),向內(nei)補氣(qi)(qi)(qi)(qi)。如果當初(chu)的(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)適當,在(zai)(zai)第(di)二塊矩形板轉到第(di)二開口的(de)時候,第(di)一(yi)密封缸(gang)腔(qiang)(qiang)的(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)正(zheng)好等于或接(jie)近(jin)于環(huan)境氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya),這(zhe)是(shi)最經(jing)濟的(de)。第(di)三種情況是(shi)還有少(shao)量余壓(ya)。
當(dang)兩(liang)個矩(ju)(ju)形(xing)(xing)(xing)板(ban)快要相(xiang)遇的(de)時候,需要避讓(rang)。于是(shi)從桶(tong)的(de)裙部內(nei)圓刻成曲線(xian)滑(hua)槽,裝(zhuang)上(shang)滑(hua)動(dong)(dong)塊(kuai),滑(hua)動(dong)(dong)塊(kuai)與第二塊(kuai)矩(ju)(ju)形(xing)(xing)(xing)板(ban)連(lian)接(jie);從軸穿出桶(tong)底(di)的(de)一側(ce)套裝(zhuang)一個空心圓柱體,外(wai)圓面(mian)刻曲線(xian)滑(hua)槽,裝(zhuang)上(shang)滑(hua)動(dong)(dong)塊(kuai),與第一塊(kuai)矩(ju)(ju)形(xing)(xing)(xing)板(ban)連(lian)接(jie)。滑(hua)槽由圓和(he)(he)擺線(xian)構成,控(kong)制(zhi)矩(ju)(ju)形(xing)(xing)(xing)板(ban)前沖、頂住和(he)(he)抽回(hui)。桶(tong)底(di)和(he)(he)餅都夠厚,所(suo)以(yi)不(bu)會抽脫。第二塊(kuai)矩(ju)(ju)形(xing)(xing)(xing)板(ban)在(zai)轉動(dong)(dong)方向上(shang),和(he)(he)餅一塊(kuai)轉動(dong)(dong);在(zai)軸向上(shang),則(ze)由桶(tong)上(shang)的(de)滑(hua)槽控(kong)制(zhi),所(suo)以(yi)變換容(rong)積的(de)時候仍能抵住桶(tong)的(de)底(di)部。同(tong)樣道理,第一塊(kuai)矩(ju)(ju)形(xing)(xing)(xing)板(ban)總(zong)是(shi)能抵住餅的(de)內(nei)表面(mian)。
這(zhe)種裝置在(zai)一(yi)(yi)個著力(li)面(mian)上沿弧形軌跡,把高(gao)(gao)壓(ya)(ya)氣體(ti)的內(nei)能(neng)轉化為動(dong)(dong)能(neng),是(shi)(shi)一(yi)(yi)種動(dong)(dong)力(li)機械裝置。反過來,也(ye)可以在(zai)機械的帶動(dong)(dong)下反向轉動(dong)(dong),制取(qu)壓(ya)(ya)縮空氣,或(huo)者作為一(yi)(yi)個剎車器。做一(yi)(yi)個容量(liang)小的壓(ya)(ya)氣裝置,制取(qu)高(gao)(gao)壓(ya)(ya)油氣,配上點火裝置,再(zai)做一(yi)(yi)個容量(liang)動(dong)(dong)力(li)機械裝置,將燃燒后大量(liang)高(gao)(gao)溫高(gao)(gao)壓(ya)(ya)氣體(ti)的內(nei)能(neng)轉化為動(dong)(dong)能(neng),就是(shi)(shi)一(yi)(yi)臺發動(dong)(dong)機。
它做功(gong)的(de)(de)(de)(de)軌跡是(shi)(shi)一段弧,而且(qie)可(ke)(ke)以無級的(de)(de)(de)(de)改(gai)變(bian)容(rong)量(liang),也就意味著(zhu)可(ke)(ke)以改(gai)變(bian)發動(dong)機排量(liang)。配合(he)油門,可(ke)(ke)以改(gai)變(bian)燃(ran)燒(shao)后氣壓,靈活改(gai)變(bian)轉速;改(gai)變(bian)排量(liang),配合(he)變(bian)速器,在一定范(fan)圍(wei)內可(ke)(ke)以適應各種負(fu)荷,而且(qie)采(cai)取上述“最經(jing)濟的(de)(de)(de)(de)”方式。如果多(duo)套矩形板對置使(shi)用,可(ke)(ke)以減(jian)輕軸(zhou)的(de)(de)(de)(de)彎(wan)曲(qu);它是(shi)(shi)連續排氣的(de)(de)(de)(de),因(yin)而噪音低;可(ke)(ke)以多(duo)套缸錯相聯軸(zhou),動(dong)力平穩。它可(ke)(ke)以最大限度的(de)(de)(de)(de)減(jian)少余(yu)壓排放,而且(qie)在不同負(fu)載下都能采(cai)取最經(jing)濟的(de)(de)(de)(de)工況,所以是(shi)(shi)好用節(jie)能技術。
作為一類發(fa)動(dong)機,不同(tong)于蒸汽機、活塞(sai)發(fa)動(dong)機和三(san)角轉(zhuan)子(zi)發(fa)動(dong)機。叫作“可(ke)變容弧缸發(fa)動(dong)機。”
三種理論
(1)等容加熱(re)循環(Otto循環);對應于點燃(ran)式(shi)內燃(ran)機(ji)
(2)等(deng)壓加熱循(xun)環(Brayton循(xun)環);對(dui)應(ying)于(yu)燃氣輪(lun)機
(3)混合加(jia)熱循環(huan)(Diesel 循環(huan));對應于柴油機
理論循環
將實(shi)際循環(huan)進(jin)(jin)行若干簡化,便于進(jin)(jin)行定量分析的理(li)想循環(huan)。
研究目的
(1)用簡單公式(shi)闡(chan)明工作過程中(zhong)各基本熱力參(can)數間的(de)關系,以明確提高ηit的(de)基本途徑(jing);
(2)確(que)定ηit的理論極限;以判(pan)斷內燃(ran)機工作過程的完善程度以及改進潛力。
(3)分析比較不(bu)同的熱力循環方式的經濟(ji)性(xing)和動力性(xing)。
簡化假設
(1)空氣(qi)作(zuo)為工質,理想氣(qi)體(ti);
(2)不(bu)考慮工質更換及(ji)泄露損失,忽略進、排氣流動損失及(ji)影(ying)響(xiang);
(3)理想的絕熱等(deng)熵過程;工(gong)質與外界不進(jin)行熱量交換(huan);
(4)理想的加熱、放(fang)熱過程。
柴油(you)機(ji)(ji)動力裝(zhuang)置是(shi)(shi)現代船(chuan)舶(bo)(bo)上的主(zhu)要動力裝(zhuang)置。現代船(chuan)舶(bo)(bo)和艦艇(ting)的主(zhu)機(ji)(ji)是(shi)(shi)船(chuan)用柴油(you)機(ji)(ji),燒(shao)煤(mei)氣(qi)的叫煤(mei)氣(qi)機(ji)(ji),汽油(you)機(ji)(ji)、煤(mei)氣(qi)機(ji)(ji)功率小,僅用在小型船(chuan)舶(bo)(bo)上。
平均機(ji)(ji)械損失(shi)壓力pmm:發動機(ji)(ji)單(dan)位氣缸工作容積一個循環所(suo)損失(shi)的(de)功。可(ke)以用來衡量機(ji)(ji)械損失(shi)的(de)大小。即(ji):
一、機械損(sun)失的組成:
1.活(huo)塞與活(huo)塞環的摩(mo)擦損失:占摩(mo)擦損失的主要部分,約為:45-65%
2.軸(zhou)承(cheng)與氣(qi)門機構的摩(mo)擦損(sun)失:包(bao)括所有主軸(zhou)承(cheng)、連桿軸(zhou)承(cheng)和凸輪軸(zhou)軸(zhou)承(cheng)等(deng)的摩(mo)擦損(sun)失。軸(zhou)承(cheng)直徑越大(da),轉速(su)越高,損(sun)失越大(da)。15-30%。
3.驅(qu)動(dong)附(fu)屬機(ji)構的(de)功率消耗:指(zhi)為保(bao)證(zheng)發動(dong)機(ji)工作所必不可少的(de)部件總成(cheng),如冷卻水(shui)泵(beng)總成(cheng)(風冷發動(dong)機(ji)中則(ze)是冷卻風扇(shan))、機(ji)油泵(beng)、噴油泵(beng)、調速器(qi)等(deng);占(zhan)10-20%。
4.流體摩擦損失:為克服油(you)霧、空(kong)氣(qi)阻(zu)力及曲(qu)軸箱通風等將(jiang)消耗一(yi)部分(fen)功。
5.驅動(dong)掃氣泵及增(zeng)壓器的(de)損失:二(er)沖程(cheng)或(huo)機械(xie)增(zeng)壓發動(dong)機中,要加上對進氣進行壓縮而(er)帶來的(de)損失。10-20%
分配情況
機械損失名稱
占Pm的百分比%
占Pi的百分比%
摩擦(ca)損(sun)失(shi)其(qi)中活連桿(gan)、活塞環 軸承及曲軸 配氣機(ji)構(gou)
60~7545~6515 ~ 202~3
8 ~ 20
驅動各(ge)種附件損失 其中 水泵 風扇(shan) 機油泵 電器設(she)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)(shi)功圖法(fa):運(yun)用示(shi)(shi)功圖算出Pi值,從(cong)測(ce)功器測(ce)出發動機的有效(xiao)功率(lv)Pe,從(cong)而(er)算出產Pm、 hm及Pmm值。
問題:誤差(cha)(cha)來源于(yu)P—V圖上(shang)活塞上(shang)止點位(wei)置(zhi)正(zheng)確地(di)確定以(yi)及測(ce)量誤差(cha)(cha)。此外,各個氣缸存在(zai)的不均(jun)勻性,這也會引起(qi)一(yi)定的誤差(cha)(cha)。示功圖法當上(shang)止點位(wei)置(zhi)能得到精確校正(zheng)時(shi)才能取得較(jiao)滿(man)意(yi)的結(jie)果。局限:只能測(ce)量整體機(ji)械損(sun)失。
2.倒拖(tuo)法:當發(fa)(fa)動(dong)機以給定工況穩定運行(xing),冷卻水、機油溫(wen)度到達正常數值時,切斷對發(fa)(fa)動(dong)機的(de)供油,將(jiang)電力測功器轉換(huan)為電動(dong)機,以給定轉速倒拖(tuo)發(fa)(fa)動(dong)機,并且維持冷卻水和機油溫(wen)度不(bu)變(bian),這樣測得的(de)倒拖(tuo)功率即為發(fa)(fa)動(dong)機在該(gai)工況下的(de)機械損失功率。
與實際運行(xing)(xing)的(de)(de)(de)差異(yi):(1)氣體壓(ya)力在(zai)(zai)(zai)膨(peng)脹行(xing)(xing)程(cheng)中大(da)幅度(du)下降,使活塞、連桿。曲軸的(de)(de)(de)摩擦損(sun)失(shi)有所減(jian)少;(2) 由于排氣過程(cheng)中溫度(du)低(di)、密(mi)度(du)大(da),使Pp比實際的(de)(de)(de)還大(da);(3)倒拖在(zai)(zai)(zai)膨(peng)脹、壓(ya)縮行(xing)(xing)程(cheng)中,存在(zai)(zai)(zai)充(chong)量(liang)向氣缸壁的(de)(de)(de)傳熱損(sun)失(shi),在(zai)(zai)(zai)測量(liang)該工況的(de)(de)(de)有效功率(lv)時(shi),這部分傳熱損(sun)失(shi)已(yi)被考慮(lv)在(zai)(zai)(zai)內。
綜合(he)結(jie)果是:倒拖時所消(xiao)耗的(de)功率要(yao)超過(guo)柴油機(ji)(ji)(ji)的(de)實際機(ji)(ji)(ji)械損失,在低(di)壓縮比發動(dong)機(ji)(ji)(ji)中,誤差(cha)大約為 5%,在高壓縮比發動(dong)機(ji)(ji)(ji)中,誤差(cha)可高達(15—20)%,因而此方法適用于低(di)壓縮比的(de)汽油機(ji)(ji)(ji)。
3.滅(mie)缸法(fa)(fa):內燃機(ji)調(diao)整(zheng)到給定(ding)工(gong)況穩(wen)定(ding)工(gong)作后(hou),先(xian)測出其(qi)有(you)效功率(lv)(lv)Pe,之后(hou)在(zai)噴油泵齒條(tiao)位置或節氣門不變(bian)的(de) 下(xia),停止某一氣缸工(gong)作,并用減少制(zhi)動力矩的(de)辦(ban)法(fa)(fa)迅速(su)將(jiang)轉速(su)恢復到原來的(de)數(shu)值,并重新測定(ding)其(qi)有(you)效功率(lv)(lv)Pe’。如果滅(mie)缸后(hou)其(qi)他各缸的(de)工(gong)作情況和發動機(ji)機(ji)械損失(shi)沒有(you)變(bian)化(hua),則被(bei)熄滅(mie)的(de)氣缸原來所發出的(de)指(zhi)示(shi)功率(lv)(lv)為(Pi)x。依次(ci)將(jiang)各缸滅(mie)火,最(zui)后(hou)可以(yi)從各缸指(zhi)示(shi)功率(lv)(lv)的(de)總和中求(qiu)得整(zheng)臺發動機(ji)的(de)指(zhi)示(shi)功率(lv)(lv)。
局限(xian):只(zhi)能使用于柴(chai)油(you)多(duo)缸(gang)機。
4.油(you)耗線(xian)法:保證發動(dong)機(ji)轉速不變(bian),逐漸改變(bian)供油(you),測出每小時耗油(you)量B與(yu)負荷pme變(bian)化(hua)關系,繪成負荷特性曲線(xian),延長直線(xian)段于橫坐(zuo)標的相交,此交點(dian)到原點(dian)的距離為平均機(ji)械損失壓力pmm。
只能適用(yong)于(yu)pmm 與ηit 不隨(sui)負荷(he)變(bian)化,只適用(yong)于(yu)柴(chai)油機。
總(zong)之;倒(dao)拖法只(zhi)能(neng)用于配(pei)有電力測(ce)功器的(de)(de)情況(kuang),不適用于大功率發動機(ji)(ji),較適用于測(ce)定壓(ya)縮比不高的(de)(de)汽油機(ji)(ji)的(de)(de)機(ji)(ji)械損失(shi)。對于排氣(qi)渦輪(lun)增(zeng)壓(ya)柴(chai)油機(ji)(ji),由(you)于倒(dao)拖法和滅缸(gang)法破壞了增(zeng)壓(ya)系統的(de)(de)正常工作,只(zhi)能(neng)用示(shi)功圖法、油耗線法來測(ce)定機(ji)(ji)械損失(shi)。對于排氣(qi)渦輪(lun)中增(zeng)壓(ya)、高增(zeng)壓(ya)的(de)(de)柴(chai)油機(ji)(ji)(pb>0.15MPa),除示(shi)功圖外,尚無其(qi)他適用的(de)(de)方法可(ke)取代。
1、循(xun)環(huan)加注潤滑油或不(bu)同品質的油摻兌使用
2、選用的潤滑油粘度較(jiao)高
3、單向(xiang)流量控制閥或通(tong)風軟(ruan)管(guan)損壞后(hou)隨意(yi)拆除
4、大容量的蓄電池壽命長(chang)
5、隨意(yi)加添電解液(ye)
6、隨便調高發電機的(de)端電壓(ya)
7、空氣濾(lv)清器長期短路或(huo)隨便更換不同規格的濾(lv)
8、經(jing)常(chang)在(zai)大功率、高溫狀態下熄火
9、高壓油泵內(nei)的潤滑油加注或(huo)更換不合理
10、噴(pen)(pen)油(you)器噴(pen)(pen)油(you)壓力調整過高
11、隨意拆除散熱(re)器上的空氣蒸氣閥
12、隨意更換(huan)火花塞
燃料使用
燃油是(shi)發(fa)動機的(de)動力(li)源(yuan),也是(shi)造成發(fa)動機故障(zhang)的(de)主要(yao)因素,潔凈(jing)的(de)燃油不含水份(fen)和雜質是(shi)極重(zhong)要(yao)的(de),否則會造成噴油泵(beng)和油嘴嚴重(zhong)磨(mo)損甚至(zhi)損壞。
在(zai)(zai)我國燃油(you)(you)(you)質(zhi)量問題一直是造成發(fa)(fa)(fa)動機壽(shou)命降(jiang)低和故(gu)障的主(zhu)要原因,所(suo)以在(zai)(zai)使用(yong)進(jin)口發(fa)(fa)(fa)動機盡量使用(yong)優質(zhi)低含硫燃油(you)(you)(you),在(zai)(zai)無法達到要求的情(qing)況(kuang)下(xia)可改(gai)造輸油(you)(you)(you)管路,在(zai)(zai)油(you)(you)(you)水分離器前加一級粗濾(lv)或油(you)(you)(you)水分離器,以不影響(xiang)發(fa)(fa)(fa)動機輸出功(gong)率為準(zhun)選擇(ze)濾(lv)芯等級。
在使用劣質燃(ran)油(you)(you)(you)的情況下(xia)必(bi)須定期清(qing)洗(xi)燃(ran)油(you)(you)(you)箱(xiang),否則容(rong)易在油(you)(you)(you)箱(xiang)中因劣質燃(ran)油(you)(you)(you)含有水份(fen)和雜質多,會在油(you)(you)(you)箱(xiang)壁和箱(xiang)底結積(ji),長期沒清(qing)洗(xi)的情況下(xia)造成(cheng)結積(ji)泥皮脫落(luo),工作中進入(ru)燃(ran)油(you)(you)(you)管路,致(zhi)使管路或燃(ran)油(you)(you)(you)濾芯(xin)等堵塞,在日常維護中要做到良好的保養習慣,排放油(you)(you)(you)箱(xiang)沉積(ji)水雜質和油(you)(you)(you)水分離(li)器(qi)中沉積(ji)水。
內(nei)燃(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji)(例如(ru)往復式(shi)內(nei)燃(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji))在(zai)工作時會(hui)由于(yu)含(han)碳(tan)燃(ran)(ran)(ran)(ran)料的(de)不完全燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒而排放(fang)大氣(qi)污染物(wu)(wu)。內(nei)燃(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji)的(de)最重要排放(fang)物(wu)(wu)是(shi)二氧(yang)化(hua)碳(tan)、水汽和一(yi)些碳(tan)黑顆粒物(wu)(wu)。取決(jue)于(yu)工作狀況和油(you)氣(qi)比例,內(nei)燃(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji)還會(hui)排放(fang)一(yi)氧(yang)化(hua)碳(tan)、氮(dan)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)、硫化(hua)物(wu)(wu)(主要是(shi)二氧(yang)化(hua)硫)和一(yi)些未燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒的(de)碳(tan)氫(qing)化(hua)合物(wu)(wu)。
內(nei)燃(ran)機(ji)工作時會(hui)產生(sheng)顯著的噪音污染。比(bi)如公路上的汽(qi)車會(hui)產生(sheng)噪音,飛機(ji)飛行時也會(hui)產生(sheng)噴(pen)氣(qi)噪音(尤其是超音速飛機(ji))。火(huo)箭發動(dong)機(ji)產生(sheng)的噪音最大。