活(huo)(huo)(huo)塞(sai)式內(nei)燃(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)起(qi)源(yuan)于荷(he)蘭物理(li)學家(jia)惠(hui)更(geng)斯用火(huo)藥(yao)爆炸獲(huo)取(qu)動(dong)(dong)(dong)(dong)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)研究,但因(yin)火(huo)藥(yao)燃(ran)(ran)燒難以(yi)(yi)控(kong)制而未獲(huo)成功。1794年(nian),英國人(ren)斯特里特提(ti)出從燃(ran)(ran)料的(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒中獲(huo)取(qu)動(dong)(dong)(dong)(dong)力(li)(li),并且第(di)一次提(ti)出了燃(ran)(ran)料與空氣混合的(de)(de)(de)(de)概(gai)念(nian)。1833年(nian),英國人(ren)賴特提(ti)出了直接利(li)用燃(ran)(ran)燒壓力(li)(li)推動(dong)(dong)(dong)(dong)活(huo)(huo)(huo)塞(sai)作功的(de)(de)(de)(de)設計。 汽(qi)油和(he)柴油等(deng)產生的(de)(de)(de)(de)熱轉化機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)動(dong)(dong)(dong)(dong)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)理(li)論。這(zhe)為內(nei)燃(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)發(fa)明(ming)奠(dian)定了基礎。活(huo)(huo)(huo)塞(sai)式內(nei)燃(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)自(zi)19世(shi)(shi)紀60年(nian)代問世(shi)(shi)以(yi)(yi)來,經過不斷(duan)改進(jin)和(he)發(fa)展,已是比較完善的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)。它熱效率高(gao)、功率和(he)轉速范(fan)圍寬、配套方便、機(ji)(ji)(ji)(ji)動(dong)(dong)(dong)(dong)性好,所以(yi)(yi)獲(huo)得了廣泛(fan)的(de)(de)(de)(de)應用。全世(shi)(shi)界各種類(lei)型的(de)(de)(de)(de)汽(qi)車、拖拉機(ji)(ji)(ji)(ji)、農業機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)、工程(cheng)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)、小型移(yi)動(dong)(dong)(dong)(dong)電站(zhan)和(he)戰(zhan)車等(deng)都(dou)(dou)以(yi)(yi)內(nei)燃(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)為動(dong)(dong)(dong)(dong)力(li)(li)。海上(shang)商船(chuan)、內(nei)河船(chuan)舶和(he)常(chang)規艦艇(ting),以(yi)(yi)及某(mou)些小型飛機(ji)(ji)(ji)(ji)也都(dou)(dou)由(you)內(nei)燃(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)來推進(jin)。世(shi)(shi)界上(shang)內(nei)燃(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)保有量在動(dong)(dong)(dong)(dong)力(li)(li)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)中居首位,它在人(ren)類(lei)活(huo)(huo)(huo)動(dong)(dong)(dong)(dong)中占有非常(chang)重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)地位。
之后人們(men)又提出過各(ge)種(zhong)各(ge)樣的(de)(de)內(nei)燃機(ji)方案(an),但(dan)在十九(jiu)世紀中葉以前均未付(fu)諸實用(yong)(yong)。直到1860年,法國的(de)(de)勒(le)努瓦(wa)模(mo)仿(fang)蒸(zheng)汽機(ji)的(de)(de)結構,設計制造出第一(yi)臺實用(yong)(yong)的(de)(de)煤氣(qi)機(ji)。這(zhe)是(shi)一(yi)種(zhong)無壓縮(suo)、電點火、使用(yong)(yong)照明煤氣(qi)的(de)(de)內(nei)燃機(ji)。勒(le)努瓦(wa)首(shou)先在內(nei)燃機(ji)中采用(yong)(yong)了彈(dan)力活(huo)塞環。這(zhe)臺煤氣(qi)機(ji)的(de)(de)熱效率為4%左右。
英國(guo)的巴尼特(te)曾提(ti)倡將(jiang)可(ke)燃(ran)(ran)混(hun)合(he)氣在點火之前進行(xing)壓(ya)縮(suo),隨后又有人著(zhu)文(wen)論(lun)述對(dui)可(ke)燃(ran)(ran)混(hun)合(he)氣進行(xing)壓(ya)縮(suo)的重要(yao)作(zuo)用,并且指出(chu)(chu)壓(ya)縮(suo)可(ke)以大大提(ti)高(gao)勒(le)努瓦內燃(ran)(ran)機的效率(lv)。1862年,法國(guo)科學家羅沙對(dui)內燃(ran)(ran)機熱(re)力過程進行(xing)理論(lun)分析之后,提(ti)出(chu)(chu)提(ti)高(gao)內燃(ran)(ran)機效率(lv)的要(yao)求,這就是最早的四沖程工作(zuo)循環。
1876年,德國發明家奧托(tuo)(Otto)運用羅(luo)沙的(de)原理,創(chuang)制成功第一(yi)臺往復活塞式(shi)、單缸、臥式(shi)、3.2千(qian)瓦(4.4馬力)的(de)四沖程內燃機,仍以煤氣為(wei)燃料,采用火(huo)焰點火(huo),轉速為(wei)156.7轉/分(fen),壓(ya)縮(suo)比為(wei)2.66,熱效(xiao)率(lv)達(da)到14%,運轉平(ping)穩。在當(dang)時,無論是功率(lv)還是熱效(xiao)率(lv),它(ta)都(dou)是最高的(de)。
奧托內燃機獲得(de)推廣,性能(neng)也(ye)在提高(gao)(gao)。1880年(nian)單機功率達到(dao)11~15千(qian)瓦(15~20馬力(li)),到(dao)1893年(nian)又(you)提高(gao)(gao)到(dao)150千(qian)瓦。由(you)于(yu)壓縮比的提高(gao)(gao),熱效率也(ye)隨之增高(gao)(gao),1886年(nian)熱效率為15.5%,1897年(nian)已(yi)高(gao)(gao)達20~26%。1881年(nian),英國工程師克(ke)拉克(ke)研制成功第一臺二沖程的煤氣機,并在巴黎博(bo)覽會上(shang)展出。
隨著石油(you)的(de)(de)(de)開發(fa)(fa),比煤氣易于運輸(shu)攜帶(dai)的(de)(de)(de)汽(qi)(qi)油(you)和柴油(you)引起了人們的(de)(de)(de)注(zhu)意,首先獲得(de)試用的(de)(de)(de)是易于揮(hui)發(fa)(fa)的(de)(de)(de)汽(qi)(qi)油(you)。1883年,德(de)國(guo)的(de)(de)(de)戴姆勒(Daimler)創制成功(gong)(gong)第(di)一臺(tai)立(li)式汽(qi)(qi)油(you)機,它的(de)(de)(de)特(te)點是輕型和高(gao)速。當(dang)時其他(ta)內燃機的(de)(de)(de)轉速不超過(guo)200轉/分,它卻一躍而達(da)到800轉/分,特(te)別適(shi)應交通動輸(shu)機械的(de)(de)(de)要求。1885~1886年,汽(qi)(qi)油(you)機作(zuo)為(wei)汽(qi)(qi)車(che)動力(li)運行(xing)成功(gong)(gong),大大推動了汽(qi)(qi)車(che)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展。同時,汽(qi)(qi)車(che)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展又促進了汽(qi)(qi)油(you)機的(de)(de)(de)改進和提高(gao)。不久汽(qi)(qi)油(you)機又用作(zuo)了小船的(de)(de)(de)動力(li)。
1892年,德(de)國工程師狄塞爾(Diesel)受面粉廠(chang)粉塵(chen)爆炸的(de)(de)啟發,設想將吸入(ru)氣(qi)缸的(de)(de)空氣(qi)高度壓(ya)縮(suo),使(shi)其(qi)溫(wen)度超過燃(ran)料的(de)(de)自燃(ran)溫(wen)度,再用(yong)高壓(ya)空氣(qi)將燃(ran)料吹入(ru)氣(qi)缸,使(shi)之著火(huo)燃(ran)燒。他首(shou)創的(de)(de)壓(ya)縮(suo)點火(huo)式內燃(ran)機(ji)(柴油(you)機(ji))于1897年研制(zhi)成功,為內燃(ran)機(ji)的(de)(de)發展開拓了新途(tu)徑(jing)。
狄塞(sai)(sai)爾開始(shi)力圖(tu)使內(nei)燃(ran)機實現卡諾循環,以(yi)(yi)求獲得最高的熱效(xiao)率,但實際(ji)上(shang)做到的是近似的等(deng)壓(ya)燃(ran)燒,其(qi)熱效(xiao)率達(da)26%。壓(ya)縮點火(huo)(huo)式(shi)內(nei)燃(ran)機的問世(shi),引起(qi)了世(shi)界機械業的極(ji)大興(xing)趣,壓(ya)縮點火(huo)(huo)式(shi)內(nei)燃(ran)機也(ye)以(yi)(yi)發明者而命名為(wei)狄塞(sai)(sai)爾引擎(qing)。
這(zhe)種內燃機(ji)以(yi)后大多用(yong)(yong)柴油(you)為(wei)燃料,故又稱為(wei)柴油(you)機(ji)。1898年(nian),柴油(you)機(ji)首先用(yong)(yong)于固定(ding)式發電機(ji)組,1903年(nian)用(yong)(yong)作商船動(dong)力,1904年(nian)裝于艦(jian)艇,1913年(nian)第一臺以(yi)柴油(you)機(ji)為(wei)動(dong)力的內燃機(ji)車制成,1920年(nian)左右開始用(yong)(yong)于汽車和農業機(ji)械。
早在(zai)往(wang)復活(huo)塞式內(nei)燃機(ji)誕生(sheng)以前,人們(men)就曾致力于(yu)創造旋轉(zhuan)活(huo)塞式的(de)(de)內(nei)燃機(ji),但均未獲成(cheng)功(gong)。直(zhi)到(dao)1954年,聯邦德國(guo)工程師汪克爾(er)(Wankel)解決了密封問題后,才(cai)于(yu)1957年研(yan)制出旋轉(zhuan)活(huo)塞式發(fa)動(dong)機(ji),被稱為汪克爾(er)發(fa)動(dong)機(ji)。它具(ju)有近似三角形的(de)(de)旋轉(zhuan)活(huo)塞,在(zai)特定型(xing)面的(de)(de)氣(qi)缸內(nei)作旋轉(zhuan)運(yun)動(dong),按奧托循環工作。這種(zhong)發(fa)動(dong)機(ji)功(gong)率高、體積(ji)小、振動(dong)小、運(yun)轉(zhuan)平穩(wen)、結(jie)構(gou)簡單、維(wei)修方便(bian),但由于(yu)它燃料(liao)經濟性較差、低(di)速扭(niu)矩低(di)、排氣(qi)性能不理想,所(suo)以還只(zhi)是在(zai)個(ge)別型(xing)號的(de)(de)轎車(che)上(shang)得到(dao)采用。
從2013年2月下(xia)旬(xun)我(wo)國(guo)機械工業行業市場交(jiao)易情況可(ke)以看(kan)出,節后出現采購旺季。其中(zhong),內(nei)燃機以及(ji)配附件(jian)市場景氣度回暖,以18%的市場交(jiao)易份額位列第二位。
分(fen)析認為(wei),內燃機(ji)(ji)(ji)及(ji)配(pei)件制造是汽車、摩(mo)托車、船舶制造、工業(ye)機(ji)(ji)(ji)械(xie)以及(ji)農(nong)機(ji)(ji)(ji)等(deng)行業(ye)的(de)配(pei)套產品,其產品性能必須滿足(zu)下游行業(ye)的(de)需(xu)(xu)要,同時這(zhe)些行業(ye)的(de)運行狀況及(ji)景(jing)氣程度將直接影響內燃機(ji)(ji)(ji)及(ji)配(pei)件產品的(de)市(shi)場(chang)需(xu)(xu)求,具體分(fen)析如下:
1、汽車用(yong)內燃機前景預測
內燃(ran)機(ji)產品產量按配套(tao)使用(yong)(yong)(yong)用(yong)(yong)(yong)途(tu)預(yu)計(ji),“十二五(wu)”期間,預(yu)計(ji)車用(yong)(yong)(yong)內燃(ran)機(ji)年產量達到3000萬(wan)臺。
2、摩(mo)托車及船舶用內(nei)燃機前(qian)景預(yu)測
內燃機產品產量按(an)配套使用用途預(yu)計,“十二五(wu)”期間,年摩托車用汽油(you)機達到2600萬臺。
3、工(gong)程機(ji)械用內燃機(ji)前景(jing)預測
“十(shi)二五(wu)”期間,產品產量按配套使(shi)用(yong)(yong)用(yong)(yong)途(tu)預計,年(nian)工程機械用(yong)(yong)內燃機達100萬臺(tai)。
發(fa)動機(ji)是(shi)(shi)(shi)一種由(you)許(xu)多(duo)機(ji)構和系(xi)統(tong)組(zu)成的復雜機(ji)器。無(wu)(wu)論是(shi)(shi)(shi)汽(qi)油機(ji),還(huan)是(shi)(shi)(shi)柴油機(ji);無(wu)(wu)論是(shi)(shi)(shi)四(si)行程發(fa)動機(ji),還(huan)是(shi)(shi)(shi)二行程發(fa)動機(ji);無(wu)(wu)論是(shi)(shi)(shi)單缸發(fa)動機(ji),還(huan)是(shi)(shi)(shi)多(duo)缸發(fa)動機(ji)。要完(wan)成能量轉換,實現(xian)工作循環(huan),保(bao)證(zheng)長(chang)時間連(lian)續正常工作,都必須具備以下一些機(ji)構和系(xi)統(tong)。
(1) 曲柄(bing)連(lian)桿(gan)機構
曲(qu)柄連(lian)桿機構(gou)是發動(dong)機實現(xian)工作(zuo)循環,完成能量轉換(huan)的主要運動(dong)零件。它(ta)由機體組(zu)、活塞連(lian)桿組(zu)和(he)曲(qu)軸(zhou)飛輪組(zu)等組(zu)成。在作(zuo)功行程中(zhong)(zhong),活塞承受燃氣壓(ya)力在氣缸內(nei)作(zuo)直線運動(dong),通(tong)過(guo)連(lian)桿轉換(huan)成曲(qu)軸(zhou)的旋(xuan)轉運動(dong),并從曲(qu)軸(zhou)對外輸出動(dong)力。而在進氣、壓(ya)縮和(he)排(pai)氣行程中(zhong)(zhong),飛輪釋放能量又把曲(qu)軸(zhou)的旋(xuan)轉運動(dong)轉化成活塞的直線運動(dong)。
(2) 配氣機構
配(pei)氣(qi)(qi)(qi)機(ji)構的(de)功用是根據發動機(ji)的(de)工(gong)作(zuo)順(shun)序(xu)和工(gong)作(zuo)過程,定(ding)時(shi)開啟和關閉進氣(qi)(qi)(qi)門和排氣(qi)(qi)(qi)門,使(shi)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(shi)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(pei)氣(qi)(qi)(qi)機(ji)構大(da)多采用頂置氣(qi)(qi)(qi)門式配(pei)氣(qi)(qi)(qi)機(ji)構,一(yi)般(ban)由氣(qi)(qi)(qi)門組(zu)、氣(qi)(qi)(qi)門傳動組(zu)和氣(qi)(qi)(qi)門驅動組(zu)組(zu)成。
(3)燃料供給系統
汽油(you)機(ji)燃(ran)(ran)料(liao)供(gong)給系(xi)統的功用是根據發動機(ji)的要求,配制出(chu)一定(ding)數量和濃度的混(hun)合(he)氣,供(gong)入(ru)氣缸,并(bing)將燃(ran)(ran)燒(shao)后(hou)的廢(fei)氣從(cong)氣缸內排(pai)出(chu)到大氣中(zhong)去;柴油(you)機(ji)燃(ran)(ran)料(liao)供(gong)給系(xi)的功用是把柴油(you)和空氣分別(bie)供(gong)入(ru)氣缸,在燃(ran)(ran)燒(shao)室內形成混(hun)合(he)氣并(bing)燃(ran)(ran)燒(shao),最(zui)后(hou)將燃(ran)(ran)燒(shao)后(hou)的廢(fei)氣排(pai)出(chu)。
(4) 潤滑系統
潤(run)滑系統的功用是向作(zuo)相對運動的零(ling)件(jian)表面輸送定量的清(qing)潔潤(run)滑油,以實現(xian)液體摩(mo)擦,減小摩(mo)擦阻力,減輕機(ji)件(jian)的磨損。并對零(ling)件(jian)表面進(jin)行清(qing)洗和(he)(he)冷(leng)卻。潤(run)滑系通常(chang)由(you)潤(run)滑油道、機(ji)油泵、機(ji)油濾(lv)清(qing)器和(he)(he)一(yi)些閥門(men)等組成。
(5) 冷卻(que)系統
冷(leng)卻系統(tong)的功用(yong)是將(jiang)受熱(re)零(ling)件(jian)吸收(shou)的部分(fen)熱(re)量及時散發出去(qu),保(bao)證發動機(ji)在最(zui)適(shi)宜的溫度狀態(tai)下工作。水冷(leng)發動機(ji)的冷(leng)卻系通常(chang)由冷(leng)卻水套、水泵、風扇、水箱、節溫器等組成。
(6) 點(dian)火系統
在(zai)汽油機(ji)中,氣(qi)缸(gang)內的(de)可燃(ran)混合(he)氣(qi)是靠電(dian)火花點(dian)燃(ran)的(de),為此在(zai)汽油機(ji)的(de)氣(qi)缸(gang)蓋(gai)上(shang)裝有火花塞(sai)(sai)(sai),火花塞(sai)(sai)(sai)頭部伸入燃(ran)燒室內。能夠按(an)時(shi)在(zai)火花塞(sai)(sai)(sai)電(dian)極間產(chan)生電(dian)火花的(de)全部設(she)備稱為點(dian)火系,點(dian)火系通常由蓄電(dian)池、發電(dian)機(ji)、分電(dian)器(qi)、點(dian)火線(xian)圈和火花塞(sai)(sai)(sai)等組成(cheng)。
(7) 起動系統
要使(shi)(shi)(shi)發(fa)(fa)(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)由(you)靜止(zhi)狀(zhuang)態過(guo)渡到工作狀(zhuang)態,必須(xu)先用(yong)外力轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)發(fa)(fa)(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)的(de)曲(qu)軸(zhou),使(shi)(shi)(shi)活(huo)塞作往復運(yun)動(dong)(dong)(dong)(dong),氣(qi)缸內的(de)可燃混合(he)氣(qi)燃燒膨脹作功,推動(dong)(dong)(dong)(dong)活(huo)塞向下運(yun)動(dong)(dong)(dong)(dong)使(shi)(shi)(shi)曲(qu)軸(zhou)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)。發(fa)(fa)(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)才能自行運(yun)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan),工作循環才能自動(dong)(dong)(dong)(dong)進行。因此,曲(qu)軸(zhou)在外力作用(yong)下開始(shi)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)到發(fa)(fa)(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)開始(shi)自動(dong)(dong)(dong)(dong)地怠速運(yun)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)的(de)全過(guo)程,稱為發(fa)(fa)(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)的(de)起(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)。完成起(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)過(guo)程所需(xu)的(de)裝置,稱為發(fa)(fa)(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)的(de)起(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)系(xi)(xi)(xi)。汽油(you)機(ji)(ji)(ji)由(you)以上(shang)兩大機(ji)(ji)(ji)構和(he)五大系(xi)(xi)(xi)統組(zu)(zu)成,即(ji)由(you)曲(qu)柄(bing)(bing)連桿機(ji)(ji)(ji)構,配氣(qi)機(ji)(ji)(ji)構、燃料供給系(xi)(xi)(xi)、潤滑(hua)系(xi)(xi)(xi)、冷(leng)卻系(xi)(xi)(xi)、點(dian)火系(xi)(xi)(xi)和(he)起(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)系(xi)(xi)(xi)組(zu)(zu)成;柴油(you)機(ji)(ji)(ji)由(you)以上(shang)兩大機(ji)(ji)(ji)構和(he)四(si)大系(xi)(xi)(xi)統組(zu)(zu)成,即(ji)由(you)曲(qu)柄(bing)(bing)連桿機(ji)(ji)(ji)構、配氣(qi)機(ji)(ji)(ji)構、燃料供給系(xi)(xi)(xi)、潤滑(hua)系(xi)(xi)(xi)、冷(leng)卻系(xi)(xi)(xi)和(he)起(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)系(xi)(xi)(xi)組(zu)(zu)成,柴油(you)機(ji)(ji)(ji)是壓(ya)燃的(de),不(bu)需(xu)要點(dian)火系(xi)(xi)(xi)。
往(wang)復活塞式內(nei)燃機(ji)(ji)的組成部分主要有(you)曲(qu)柄連桿機(ji)(ji)構(gou)、機(ji)(ji)體和(he)氣缸蓋、配氣機(ji)(ji)構(gou)、供油系(xi)統、潤滑系(xi)統、冷卻(que)系(xi)統、起動裝置(zhi)等。
氣缸(gang)(gang)(gang)是(shi)(shi)一個(ge)圓筒(tong)形金屬機(ji)件(jian)。密(mi)封的(de)(de)氣缸(gang)(gang)(gang)是(shi)(shi)實現工作(zuo)循環、產(chan)生動(dong)(dong)力(li)的(de)(de)源地。各個(ge)裝(zhuang)有氣缸(gang)(gang)(gang)套的(de)(de)氣缸(gang)(gang)(gang)安裝(zhuang)在機(ji)體里,它的(de)(de)頂(ding)端(duan)用(yong)氣缸(gang)(gang)(gang)蓋封閉(bi)著。活塞可在氣缸(gang)(gang)(gang)套內往復(fu)運(yun)動(dong)(dong),并從氣缸(gang)(gang)(gang)下部(bu)封閉(bi)氣缸(gang)(gang)(gang),從而形成容積作(zuo)規律變化的(de)(de)密(mi)封空間。燃(ran)料(liao)在此空間內燃(ran)燒,產(chan)生的(de)(de)燃(ran)氣動(dong)(dong)力(li)推動(dong)(dong)活塞運(yun)動(dong)(dong)。活塞的(de)(de)往復(fu)運(yun)動(dong)(dong)經過連桿推動(dong)(dong)曲軸(zhou)作(zuo)旋轉(zhuan)運(yun)動(dong)(dong),曲軸(zhou)再從飛(fei)輪端(duan)將動(dong)(dong)力(li)輸出。由活塞組(zu)、連桿組(zu)、曲軸(zhou)和飛(fei)輪組(zu)成的(de)(de)曲柄(bing)連桿機(ji)構是(shi)(shi)內燃(ran)機(ji)傳遞動(dong)(dong)力(li)的(de)(de)主要部(bu)分。
活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)組由活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)、活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)環(huan)、活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)銷等組成(cheng)(cheng)。活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)呈(cheng)圓(yuan)柱形,上(shang)面裝有活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)環(huan),借以在活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)往復運(yun)(yun)動(dong)時(shi)密閉氣缸(gang)。上(shang)面的(de)(de)幾道(dao)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)環(huan)稱為(wei)氣環(huan),用來封閉氣缸(gang),防(fang)止氣缸(gang)內的(de)(de)氣體漏泄,下(xia)面的(de)(de)環(huan)稱為(wei)油環(huan),用來將(jiang)氣缸(gang)壁上(shang)的(de)(de)多余的(de)(de)潤(run)滑油刮下(xia),防(fang)止潤(run)滑油竄入氣缸(gang)。活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)銷呈(cheng)圓(yuan)筒形,它(ta)穿(chuan)入活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)上(shang)的(de)(de)銷孔和(he)連桿(gan)(gan)(gan)(gan)小頭中,將(jiang)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)和(he)連桿(gan)(gan)(gan)(gan)聯(lian)接起來。連桿(gan)(gan)(gan)(gan)大(da)頭端(duan)(duan)分成(cheng)(cheng)兩半,由連桿(gan)(gan)(gan)(gan)螺釘聯(lian)接起來,它(ta)與曲(qu)軸(zhou)的(de)(de)曲(qu)柄(bing)銷相連。連桿(gan)(gan)(gan)(gan)工作(zuo)(zuo)時(shi),連桿(gan)(gan)(gan)(gan)小頭端(duan)(duan)隨活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)作(zuo)(zuo)往復運(yun)(yun)動(dong),連桿(gan)(gan)(gan)(gan)大(da)頭端(duan)(duan)隨曲(qu)柄(bing)銷繞曲(qu)軸(zhou)軸(zhou)線作(zuo)(zuo)旋轉運(yun)(yun)動(dong),連桿(gan)(gan)(gan)(gan)大(da)小頭間的(de)(de)桿(gan)(gan)(gan)(gan)身作(zuo)(zuo)復雜的(de)(de)搖擺運(yun)(yun)動(dong)。
曲軸的(de)(de)作用是(shi)將(jiang)活塞的(de)(de)往復運動轉(zhuan)(zhuan)換為旋轉(zhuan)(zhuan)運動,并將(jiang)膨脹(zhang)行程(cheng)所作的(de)(de)功(gong),通過安裝在曲軸后端(duan)上的(de)(de)飛輪傳遞出去。飛輪能儲(chu)存(cun)能量(liang),使活塞的(de)(de)其(qi)他(ta)行程(cheng)能正(zheng)常工作,并使曲軸旋轉(zhuan)(zhuan)均勻。為了平衡慣(guan)性力和減輕內燃機的(de)(de)振動,在曲軸的(de)(de)曲柄上還(huan)適當裝置平衡質量(liang)。
工作(zuo)循環:內燃機(ji)熱能(neng)和機(ji)械(xie)能(neng)的轉(zhuan)換,通(tong)過(guo)活塞在(zai)氣缸中的,連續的進氣,壓(ya)縮,動力和排氣過(guo)程(cheng)。每臺機(ji)器的過(guo)程(cheng)稱為(wei)一個工作(zuo)循環。
活塞(sai)(sai)沖(chong)程(cheng):上(shang)、下(xia)止點之(zhi)間的(de)(de)(de)最小直(zhi)線(xian)距(ju)離,稱(cheng)為活塞(sai)(sai)的(de)(de)(de)行程(cheng)(或活塞(sai)(sai)沖(chong)程(cheng)),曲軸(zhou)與連桿大(da)端的(de)(de)(de)連接(jie)中心(xin)到(dao)曲軸(zhou)的(de)(de)(de)旋(xuan)轉中心(xin)之(zhi)間的(de)(de)(de)最小直(zhi)線(xian)距(ju)離稱(cheng)為曲柄(bing)的(de)(de)(de)旋(xuan)轉半徑。
上止(zhi)(zhi)點(dian)和下止(zhi)(zhi)點(dian):活塞在氣(qi)缸(gang)中移動時,最高的(de)點(dian)叫上止(zhi)(zhi)點(dian)(或叫上死點(dian)),最低的(de)叫下止(zhi)(zhi)點(dian)。
工作容(rong)積(ji)(ji):活塞從上(shang)止(zhi)點(dian)運動到下(xia)一(yi)個(ge)點(dian),稱為氣(qi)缸容(rong)積(ji)(ji)(活塞排量(liang)移)。
壓(ya)(ya)縮比(bi):就是發動機混合氣(qi)體被(bei)壓(ya)(ya)縮的(de)程度,用(yong)壓(ya)(ya)縮前(qian)的(de)氣(qi)缸(gang)總容(rong)積與壓(ya)(ya)縮后的(de)氣(qi)缸(gang)容(rong)積(即燃燒室容(rong)積)之(zhi)比(bi)來表(biao)示空氣(qi)充滿(man)氣(qi)缸(gang),氣(qi)壓(ya)(ya)縮比(bi)越(yue)大,表(biao)明活塞運動時(shi),在(zai)一定(ding)的(de)范(fan)圍內(nei)(nei)氣(qi)體被(bei)壓(ya)(ya)縮得越(yue)厲害,其氣(qi)體的(de)溫度和壓(ya)(ya)力就越(yue)高,內(nei)(nei)燃機的(de)效率也越(yue)高。
1. 根(gen)據所用燃(ran)料(liao)分: 汽油(you)機、柴油(you)機、天然氣(CNG)、LPG發動(dong)機、乙醇(chun)發動(dong)機等,另(ling)有雙燃(ran)料(liao)發動(dong)機(dual fuel engine)和靈活燃(ran)料(liao)發動(dong)機(Bi-fuel engine)。
2. 根據缸(gang)內著火方式(shi)分: 點(dian)燃式(shi)、壓燃式(shi)
3. 根據(ju)沖程數分:二沖程、四沖程
4. 根(gen)據(ju)活塞運動方式分 : 往復(fu)式、旋轉式
5. 根據氣(qi)缸冷(leng)(leng)卻(que)方式(shi)(shi)分 : 水冷(leng)(leng)式(shi)(shi)、風冷(leng)(leng)式(shi)(shi)
6. 根據氣缸數目分 :單缸機、多(duo)缸機
7. 根據(ju)內(nei)燃機轉速分:低(di)速(<300r/min)、中(zhong)速(300 ~ 1000 r/min)、高速(>1000 r/min);
8. 根據(ju)進氣充量壓力(li)分:自然吸氣式(shi)、增壓式(shi)
9. 根(gen)據汽缸排列(lie)方式,內燃機(ji)可以分為直列(lie)、斜置(zhi)、對置(zhi)、V形和w形。
內燃機的(de)分類(lei)(lei)方法很多(duo),按(an)照(zhao)不同(tong)的(de)分類(lei)(lei)方法可以把內燃機分成不同(tong)的(de)類(lei)(lei)型,下面讓我們來看(kan)看(kan)內燃機
主要是(shi)怎樣分類的。
內燃(ran)(ran)(ran)機根(gen)據缸(gang)內著火方式(shi)的不同(tong)可以分(fen)為點燃(ran)(ran)(ran)式(shi)發動機和壓(ya)燃(ran)(ran)(ran)式(shi)發動機。
點燃(ran)式發動機具有三大(da)(da)結構(gou)和五大(da)(da)系統。三大(da)(da)結構(gou)分別為(wei)曲(qu)柄連(lian)桿、配氣(qi)機構(gou)和機體, 五大(da)(da)系統分別為(wei)供油(you)、冷(leng)卻、潤(run)滑、起動和點火。
壓燃式發動機具有三大(da)(da)結構和(he)四大(da)(da)系(xi)統。 三大(da)(da)機構分(fen)別為曲柄連桿、配(pei)氣機構和(he)機體,四大(da)(da)系(xi)統分(fen)別為供油、冷卻、潤滑、起動。
內燃機(ji)按照所使(shi)用燃料的(de)不同可以分為汽(qi)油(you)(you)(you)機(ji)和柴(chai)(chai)(chai)油(you)(you)(you)機(ji)。使(shi)用汽(qi)油(you)(you)(you)為燃料的(de)內燃機(ji)稱為汽(qi)油(you)(you)(you)機(ji);使(shi)用柴(chai)(chai)(chai)油(you)(you)(you)為燃料的(de)內燃機(ji)稱為柴(chai)(chai)(chai)油(you)(you)(you)機(ji)。汽(qi)油(you)(you)(you)機(ji)與柴(chai)(chai)(chai)油(you)(you)(you)機(ji)比(bi)較各(ge)有特點;汽(qi)油(you)(you)(you)機(ji)轉速高(gao),質量(liang)小(xiao),噪音小(xiao),起動容易(yi),制造成本(ben)低;柴(chai)(chai)(chai)油(you)(you)(you)機(ji)壓縮比(bi)大,熱(re)效率高(gao),經濟性能(neng)和排(pai)放性能(neng)都比(bi)汽(qi)油(you)(you)(you)機(ji)好。
內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)按照完(wan)成(cheng)一(yi)(yi)個(ge)工(gong)作(zuo)循(xun)環所需的行(xing)程數可分為四(si)沖(chong)(chong)程內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)和二(er)沖(chong)(chong)程內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)。把(ba)曲(qu)軸轉兩圈(720°),活(huo)塞(sai)在氣缸內(nei)(nei)上下(xia)往復運動(dong)四(si)個(ge)行(xing)程,完(wan)成(cheng)一(yi)(yi)個(ge)工(gong)作(zuo)循(xun)環的內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)稱(cheng)為四(si)沖(chong)(chong)程內(nei)(nei)燃機(ji)(ji);而把(ba)曲(qu)軸轉一(yi)(yi)圈(360°),活(huo)塞(sai)在氣缸內(nei)(nei)上下(xia)往復運動(dong)兩個(ge)行(xing)程,完(wan)成(cheng)一(yi)(yi)個(ge)工(gong)作(zuo)循(xun)環的內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)稱(cheng)為二(er)沖(chong)(chong)程內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)。汽車發動(dong)機(ji)(ji)廣泛使用四(si)沖(chong)(chong)程內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)。
內(nei)燃機(ji)按照冷(leng)(leng)(leng)卻方式不同可以(yi)分為(wei)水(shui)冷(leng)(leng)(leng)發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)和風(feng)(feng)冷(leng)(leng)(leng)發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)。水(shui)冷(leng)(leng)(leng)發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)是利用在氣(qi)缸(gang)(gang)體(ti)和氣(qi)缸(gang)(gang)蓋冷(leng)(leng)(leng)卻水(shui)套中(zhong)進行(xing)循環的(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)卻液作(zuo)(zuo)為(wei)冷(leng)(leng)(leng)卻介質(zhi)進行(xing)冷(leng)(leng)(leng)卻的(de)(de);而風(feng)(feng)冷(leng)(leng)(leng)發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)是利用流(liu)動(dong)于氣(qi)缸(gang)(gang)體(ti)與(yu)氣(qi)缸(gang)(gang)蓋外表面(mian)散熱片之間(jian)的(de)(de)空氣(qi)作(zuo)(zuo)為(wei)冷(leng)(leng)(leng)卻介質(zhi)進行(xing)冷(leng)(leng)(leng)卻的(de)(de)。水(shui)冷(leng)(leng)(leng)發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)冷(leng)(leng)(leng)卻均(jun)勻(yun),工作(zuo)(zuo)可靠,冷(leng)(leng)(leng)卻效果好,被(bei)廣泛地應用于現(xian)代車用發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)。
內燃(ran)機按照氣缸(gang)數目不(bu)同可(ke)以分為單缸(gang)發(fa)(fa)(fa)動機和多(duo)缸(gang)發(fa)(fa)(fa)動機。僅(jin)有一(yi)個氣缸(gang)的(de)發(fa)(fa)(fa)動機稱(cheng)為單缸(gang)發(fa)(fa)(fa)動機;有兩個以上氣缸(gang)的(de)發(fa)(fa)(fa)動機稱(cheng)為多(duo)缸(gang)發(fa)(fa)(fa)動機。如雙缸(gang)、三缸(gang)、四(si)缸(gang)、五(wu)缸(gang)、六缸(gang)、八缸(gang)、十二缸(gang)等都是多(duo)缸(gang)發(fa)(fa)(fa)動機。現代車(che)用發(fa)(fa)(fa)動機多(duo)采用四(si)缸(gang)、六缸(gang)、八缸(gang)發(fa)(fa)(fa)動機。
內(nei)燃機按照氣(qi)缸(gang)(gang)排(pai)列(lie)方式(shi)(shi)(shi)不同可以分(fen)為單(dan)列(lie)式(shi)(shi)(shi)和雙列(lie)式(shi)(shi)(shi))。單(dan)列(lie)式(shi)(shi)(shi)發(fa)動機的(de)(de)(de)各(ge)個氣(qi)缸(gang)(gang)排(pai)成一列(lie),一般是(shi)垂直布置(zhi)的(de)(de)(de),但為了降低高度,有時也把氣(qi)缸(gang)(gang)布置(zhi)成傾斜(xie)的(de)(de)(de)甚至水(shui)平的(de)(de)(de);雙列(lie)式(shi)(shi)(shi)發(fa)動機把氣(qi)缸(gang)(gang)排(pai)成兩(liang)列(lie),兩(liang)列(lie)之(zhi)(zhi)間的(de)(de)(de)夾(jia)角<180°(一般為90°)稱(cheng)為V型發(fa)動機,若兩(liang)列(lie)之(zhi)(zhi)間的(de)(de)(de)夾(jia)角=180°稱(cheng)為對置(zhi)式(shi)(shi)(shi)發(fa)動機。
內燃機按照(zhao)進(jin)氣(qi)(qi)系統是否采(cai)用增壓方式(shi)可以分(fen)為自然(ran)(ran)吸氣(qi)(qi)(非增壓)式(shi)發(fa)(fa)動機和強(qiang)制進(jin)氣(qi)(qi)(增壓式(shi))發(fa)(fa)動機。汽油(you)機常(chang)采(cai)用自然(ran)(ran)吸氣(qi)(qi)式(shi);柴油(you)機為了提高功率有采(cai)用增壓式(shi)的。
船用內(nei)燃機(ji)(ji)可用柴油、汽油、煤油或煤氣(qi)(qi)、天然氣(qi)(qi)作燃料。燒煤氣(qi)(qi)的叫煤氣(qi)(qi)機(ji)(ji),汽油機(ji)(ji)、煤氣(qi)(qi)機(ji)(ji)功率小,僅用在小型船舶(bo)上(shang)。
氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)缸蓋(gai)中有進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)道和(he)(he)排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)道,內裝進(jin)、排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)(men)。新鮮充(chong)量(即空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)或(huo)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)與燃料的(de)可燃混合氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi))經(jing)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)清器、進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)管、進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)道和(he)(he)進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)(men)充(chong)入氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)缸。膨脹后的(de)燃氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)經(jing)排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)(men)、排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)道和(he)(he)排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)管,最后經(jing)排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)消聲器排(pai)(pai)(pai)入大(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。進(jin)、排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)(men)的(de)開啟和(he)(he)關閉是由(you)凸輪軸(zhou)上(shang)的(de)進(jin)、排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)凸輪,通過挺柱、推(tui)桿、搖臂和(he)(he)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)(men)彈簧(huang)等傳動件分別加以控(kong)制(zhi)的(de),這一套機(ji)件稱為內燃機(ji)配氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)機(ji)構。通常(chang)由(you)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)清器、進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)管、排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)管和(he)(he)排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)消聲器組成(cheng)進(jin)排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)系統。
為(wei)了向氣(qi)(qi)缸內供(gong)入(ru)燃(ran)(ran)(ran)料,內燃(ran)(ran)(ran)機(ji)均設有供(gong)油(you)系(xi)統。汽油(you)機(ji)通過安裝在(zai)進氣(qi)(qi)管入(ru)口端的化油(you)器將空氣(qi)(qi)與汽油(you)按(an)一定(ding)比例(li)(空燃(ran)(ran)(ran)比)混合,然后經進氣(qi)(qi)管供(gong)入(ru)氣(qi)(qi)缸,由汽油(you)機(ji)點火(huo)系(xi)統控制的電(dian)火(huo)花定(ding)時點燃(ran)(ran)(ran)。柴油(you)機(ji)的燃(ran)(ran)(ran)油(you)則通過柴油(you)機(ji)噴油(you)系(xi)統噴入(ru)燃(ran)(ran)(ran)燒室,在(zai)高溫高壓下(xia)自行著火(huo)燃(ran)(ran)(ran)燒。
內(nei)燃機氣缸內(nei)的燃料燃燒使活塞、氣缸套、氣缸蓋和氣門等零(ling)件受熱(re),溫度(du)升高。為了保證內(nei)燃機正常運轉,上述零(ling)件必(bi)須在許(xu)可的溫度(du)下工作,不致因過熱(re)而損壞(huai),所以(yi)必(bi)須備有冷卻系統。
內(nei)燃機(ji)(ji)不能從(cong)停(ting)車狀(zhuang)態自行轉(zhuan)(zhuan)入運轉(zhuan)(zhuan)狀(zhuang)態,必須由外(wai)力轉(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)(dong)曲軸,使(shi)之起(qi)動(dong)(dong)(dong)。這種產(chan)生(sheng)外(wai)力的(de)裝(zhuang)置稱為起(qi)動(dong)(dong)(dong)裝(zhuang)置。常用的(de)有電起(qi)動(dong)(dong)(dong)、壓(ya)縮(suo)空(kong)氣起(qi)動(dong)(dong)(dong)、汽油機(ji)(ji)起(qi)動(dong)(dong)(dong)和人力起(qi)動(dong)(dong)(dong)等方式。
內燃(ran)(ran)機的工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)循環(huan)由進(jin)氣、壓(ya)縮、燃(ran)(ran)燒和膨(peng)脹(zhang)、排氣等過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)組成。這些過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中只有(you)膨(peng)脹(zhang)過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)是對外作(zuo)(zuo)功(gong)的過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng),其他過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)都是為(wei)更好地實現作(zuo)(zuo)功(gong)過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)而需要的過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。按實現一個(ge)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)循環(huan)的行(xing)程(cheng)(cheng)(cheng)數(shu),工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)循環(huan)可分為(wei)四沖(chong)(chong)程(cheng)(cheng)(cheng)和二沖(chong)(chong)程(cheng)(cheng)(cheng)兩類。
四(si)沖程(cheng)是指在(zai)進(jin)(jin)(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、壓縮、做功(膨脹(zhang))和排氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)四(si)個(ge)行(xing)(xing)程(cheng)內(nei)完成(cheng)一(yi)個(ge)工(gong)作循環(huan),此間(jian)曲軸旋轉兩(liang)圈。進(jin)(jin)(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)行(xing)(xing)程(cheng)時,此時進(jin)(jin)(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)開啟,排氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)關閉。流過空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)濾清器的空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi),或經化油器與汽(qi)油混合(he)形成(cheng)的可燃混合(he)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi),經進(jin)(jin)(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)管道、進(jin)(jin)(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)進(jin)(jin)(jin)(jin)入氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang);壓縮行(xing)(xing)程(cheng)時,氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)內(nei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)受到壓縮,壓力(li)增高(gao),溫(wen)度上(shang)升;膨脹(zhang)行(xing)(xing)程(cheng)是在(zai)壓縮上(shang)止點前噴油或點火(huo),使混合(he)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)燃燒,產生(sheng)高(gao)溫(wen)、高(gao)壓,推動活(huo)塞下行(xing)(xing)并作功;排氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)行(xing)(xing)程(cheng)時,活(huo)塞推擠氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)內(nei)廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)經排氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門(men)排出(chu)。此后再由進(jin)(jin)(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)行(xing)(xing)程(cheng)開始(shi),進(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)下一(yi)個(ge)工(gong)作循環(huan)。
二沖程(cheng)是(shi)指在兩個行程(cheng)內完成一(yi)個工(gong)(gong)作循環,此期間(jian)曲軸(zhou)旋轉(zhuan)一(yi)圈。首先,當活(huo)塞在下止點(dian)(dian)時(shi),進(jin)、排(pai)(pai)氣(qi)(qi)口(kou)都(dou)開啟,新鮮充量由進(jin)氣(qi)(qi)口(kou)充入氣(qi)(qi)缸(gang),并(bing)掃除(chu)氣(qi)(qi)缸(gang)內的廢氣(qi)(qi),使之從排(pai)(pai)氣(qi)(qi)口(kou)排(pai)(pai)出;隨后活(huo)塞上行,將進(jin)、排(pai)(pai)氣(qi)(qi)口(kou)均關閉(bi),氣(qi)(qi)缸(gang)內充量開始(shi)受到壓縮,直(zhi)至活(huo)塞接近上止點(dian)(dian)時(shi)點(dian)(dian)火或噴油,使氣(qi)(qi)缸(gang)內可燃(ran)混合氣(qi)(qi)燃(ran)燒;然后氣(qi)(qi)缸(gang)內燃(ran)氣(qi)(qi)膨脹,推動活(huo)塞下行做功;當活(huo)塞下行使排(pai)(pai)氣(qi)(qi)口(kou)開啟時(shi),廢氣(qi)(qi)即由此排(pai)(pai)出,活(huo)塞繼(ji)續下行至下止點(dian)(dian),即完成一(yi)個工(gong)(gong)作循環。
內(nei)燃(ran)機的(de)(de)排(pai)氣(qi)過(guo)程(cheng)和(he)進氣(qi)過(guo)程(cheng)統稱(cheng)為換(huan)氣(qi)過(guo)程(cheng)。換(huan)氣(qi)的(de)(de)主要作(zuo)用(yong)是(shi)盡可(ke)能(neng)把(ba)上(shang)一循(xun)環的(de)(de)廢(fei)氣(qi)排(pai)除干凈,使(shi)(shi)(shi)本循(xun)環供入盡可(ke)能(neng)多的(de)(de)新鮮(xian)充量,以使(shi)(shi)(shi)盡可(ke)能(neng)多的(de)(de)燃(ran)料在氣(qi)缸內(nei)完全燃(ran)燒,從而發出(chu)更(geng)大的(de)(de)功率。換(huan)氣(qi)過(guo)程(cheng)的(de)(de)好壞直接影響內(nei)燃(ran)機的(de)(de)性能(neng)。為此除了降(jiang)低進、排(pai)氣(qi)系統的(de)(de)流動阻力(li)外,主要是(shi)使(shi)(shi)(shi)進、排(pai)氣(qi)門在最適(shi)當的(de)(de)時刻開啟(qi)和(he)關(guan)閉。
實際上,進(jin)(jin)氣(qi)門是在(zai)上止點(dian)前(qian)即開(kai)啟,以保證活塞下(xia)行(xing)(xing)時進(jin)(jin)氣(qi)門有較大的開(kai)度,這樣可在(zai)進(jin)(jin)氣(qi)過程開(kai)始時減小流動(dong)阻力,減少吸(xi)氣(qi)所(suo)消耗的功,同時也可充入較多的新鮮充量。當(dang)活塞在(zai)進(jin)(jin)氣(qi)行(xing)(xing)程中運行(xing)(xing)到下(xia)止點(dian)時,由于氣(qi)流慣性,新鮮充量仍(reng)可繼續充入氣(qi)缸,故使進(jin)(jin)氣(qi)門在(zai)下(xia)止點(dian)后延(yan)遲關閉(bi)。
排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)門也在下止點前(qian)提前(qian)開啟,即在膨(peng)脹(zhang)行程后部(bu)分即開始(shi)排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi),這是(shi)為了利用氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸內較高的(de)燃氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)力(li),使廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)自動流(liu)出氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸,從(cong)而使活塞(sai)從(cong)下止點向上(shang)止點運動時氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸內氣(qi)(qi)(qi)(qi)體壓(ya)(ya)力(li)低(di)些(xie),以(yi)減少活塞(sai)將廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)排(pai)(pai)擠(ji)出氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸所(suo)消耗的(de)功。排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)門在上(shang)止點后關閉的(de)目(mu)的(de)是(shi)利用排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)流(liu)動的(de)慣性(xing),使氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸內的(de)殘余廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)排(pai)(pai)除得更(geng)為干凈。
1.動(dong)力性能指標:發(fa)出多大(da)功率,功率/扭矩儲備多大(da)。
2.經(jing)濟性(xing)能指標(biao):單位功率單位時間(jian)內的燃油消耗(hao)量(liang)。
3.可靠性與耐久性指標:大修或更換零件(jian)之(zhi)間的最長運行時間與無故障長期(qi)工作能力(li)。
4.環保性能指標(biao)(NOx、HC、CO、微粒、噪(zao)聲):單位(wei)功率單位(wei)時間(jian)內有害物排放(fang)量。
內燃機的(de)利用范(fan)圍(wei)
內(nei)燃機(ji)的利用范(fan)圍很(hen)是遍及。地面(mian)上各類運輸車(che)(che)(che)輛(汽(qi)車(che)(che)(che)、拖沓機(ji)、內(nei)燃機(ji)車(che)(che)(che)等),礦山(shan)、建(jian)筑及工程等機(ji)械,就是因(yin)為國家的限電所以(yi)造就了很(hen)多地方用自備電源發電,水(shui)上運輸可作內(nei)河及海上船舶的主機(ji)和輔機(ji)。在軍(jun)事方面(mian),如(ru)坦克(ke)、裝(zhuang)甲車(che)(che)(che)、步兵(bing)戰(zhan)車(che)(che)(che)、重兵(bing)器牽引車(che)(che)(che)和各類水(shui)面(mian)艦艇等方面(mian)都大量(liang)利用內(nei)燃機(ji)。
內燃機和外燃機相比較,具有很多優(you)點:
①內(nei)燃機的熱能利用率高。增壓(ya)柴油機的最高熱效率可(ke)達46%。而(er)蒸氣機僅有(you)11~16%。
②功(gong)率(lv)(lv)范(fan)圍廣,適應性能好,最小的內(nei)燃機(ji)功(gong)率(lv)(lv)不到0.73千瓦(wa),最大的內(nei)燃機(ji)功(gong)率(lv)(lv)可達34000千瓦(wa)。
⑤結構緊湊,重量(liang)輕,體積小,燃料和水(shui)的消(xiao)耗(hao)量(liang)也少。
④使用操作方便(bian),起(qi)動快(kuai)。在正(zheng)常(chang)情況下,一般的柴油機(ji)和(he)汽油機(ji)能夠在3~5秒的時問內(nei)起(qi)動,并能在短時間內(nei)謎到全負荷(he)運轉,而且操作比。簡(jian)單安全。在石(shi)油工業(ye)中,石(shi)油勘探(tan)工作都在野外,流動性大,對于動力設備的選擇和(he)要求是:其有足夠大的功率(lv)、結(jie)構(gou)緊湊、重量輕、便(bian)于搬運和(he)安裝(zhuang)、燃料和(he)水(shui)的消耗少(shao)。因(yin)此(ci)內(nei)燃機(ji)在石(shi)油勘探(tan)工作中得到廣泛的應用。
內燃機的缺點是:
⑴對(dui)燃料(liao)要(yao)求較高(gao)高(gao)速內燃機一(yi)般利用(yong)汽油或輕柴油作料(liao),并且對(dui)燃料(liao)的潔凈度要(yao)求嚴格。
⑵對環境的污染也愈來愈嚴重(zhong)。
⑶布局復雜,發(fa)展空間——機電行(xing)業(ye)的(de)多來源(yuan)業(ye)務經(jing)營(ying)路線及通過長期大量的(de)潛在客(ke)戶積累與轉化的(de)方(fang)式。
內燃(ran)機性(xing)能(neng)主要包括動(dong)力(li)(li)性(xing)能(neng)和(he)經(jing)(jing)濟性(xing)能(neng)。動(dong)力(li)(li)性(xing)能(neng)是指(zhi)內燃(ran)機發出的(de)功率(lv)(lv)(扭矩),表示(shi)內燃(ran)機在能(neng)量轉(zhuan)換中量的(de)大小,標志(zhi)動(dong)力(li)(li)性(xing)能(neng)的(de)參(can)數有(you)扭矩和(he)功率(lv)(lv)等(deng)。經(jing)(jing)濟性(xing)能(neng)是指(zhi)發出一定功率(lv)(lv)時燃(ran)料消耗(hao)的(de)多少,表示(shi)能(neng)量轉(zhuan)換中質的(de)優劣,標志(zhi)經(jing)(jing)濟性(xing)能(neng)的(de)參(can)數有(you)熱(re)效率(lv)(lv)和(he)燃(ran)料消耗(hao)率(lv)(lv)。
內(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji)未來的發展將著重(zhong)于改進燃(ran)(ran)燒過程,提(ti)高機(ji)械效率,減(jian)少散熱(re)(re)損失,降低燃(ran)(ran)料消耗率;開發和利用非石油(you)制品燃(ran)(ran)料、擴大燃(ran)(ran)料資源;減(jian)少排氣中(zhong)有害成分,降低噪聲和振(zhen)動,減(jian)輕對環(huan)境的污(wu)染(ran);采(cai)用高增壓(ya)技(ji)術,進一步強化(hua)內(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji),提(ti)高單機(ji)功(gong)率;研制復合式(shi)發動機(ji)、絕(jue)熱(re)(re)式(shi)渦輪復合式(shi)發動機(ji)等;采(cai)用微處(chu)理(li)機(ji)控制內(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji),使之(zhi)在(zai)最(zui)佳工(gong)況下運轉(zhuan);加(jia)強結構強度的研究,以(yi)提(ti)高工(gong)作可(ke)靠性和壽命(ming),不斷創制新(xin)型內(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji)變(bian)氣門,變(bian)升程,變(bian)相位,甚至停掉幾個缸的技(ji)術,都沒(mei)能(neng)做到在(zai)行進中(zhong)連(lian)續變(bian)缸徑,但有等效的。
這(zhe)種發(fa)動機有(you)一(yi)個(ge)(ge)桶(tong)(tong)(tong)形(xing)缸體(ti),桶(tong)(tong)(tong)底后(hou),桶(tong)(tong)(tong)底中間有(you)圓孔。還有(you)一(yi)個(ge)(ge)缸體(ti),好(hao)像一(yi)根筷子穿過一(yi)張(zhang)厚的圓餅(bing)并粘合(he),筷子就是軸,這(zhe)個(ge)(ge)軸也(ye)穿過桶(tong)(tong)(tong)形(xing)缸體(ti)底部的孔,餅(bing)形(xing)體(ti)也(ye)納入桶(tong)(tong)(tong)中,封閉成一(yi)個(ge)(ge)空心圓柱體(ti)的缸腔。這(zhe)個(ge)(ge)缸腔的容(rong)積是可(ke)以(yi)變化的,比如(ru)只要固定桶(tong)(tong)(tong),用機械裝置(zhi)或者液壓(ya)裝置(zhi)抽動軸就可(ke)以(yi)實現。
桶(tong)底從(cong)圓孔的(de)邊(bian)到(dao)桶(tong)的(de)內壁(bi)割(ge)條縫,插(cha)(cha)入(ru)一(yi)(yi)(yi)個矩(ju)形(xing)板(ban);餅面從(cong)圓邊(bian)到(dao)軸割(ge)條縫,也插(cha)(cha)入(ru)一(yi)(yi)(yi)塊矩(ju)形(xing)板(ban),兩(liang)塊矩(ju)形(xing)板(ban)可以把缸(gang)腔(qiang)(qiang)(qiang)一(yi)(yi)(yi)分為二,成為兩(liang)個密封缸(gang)腔(qiang)(qiang)(qiang),第一(yi)(yi)(yi)密封缸(gang)腔(qiang)(qiang)(qiang)和(he)第二密封缸(gang)腔(qiang)(qiang)(qiang)。其(qi)中一(yi)(yi)(yi)個密封缸(gang)腔(qiang)(qiang)(qiang)從(cong)桶(tong)壁(bi)的(de)矩(ju)形(xing)板(ban)本側開口(kou),充(chong)入(ru)高壓氣(qi)體,或充(chong)入(ru)油氣(qi)混合物并點燃;第二密封腔(qiang)(qiang)(qiang)從(cong)桶(tong)壁(bi)上(shang)與前一(yi)(yi)(yi)開口(kou)相(xiang)隔(ge)一(yi)(yi)(yi)個矩(ju)形(xing)板(ban)的(de)位置開口(kou)放氣(qi)。固定桶(tong),矩(ju)形(xing)板(ban)就牽引餅和(he)筷(kuai)子轉動,反過來也行(xing)。
第(di)一(yi)(yi)個(ge)(ge)密封(feng)腔(qiang)從(cong)最(zui)小(xiao)、充氣(qi)(qi)(qi)到轉(zhuan)過一(yi)(yi)定相位(wei)(轉(zhuan)角)就(jiu)停止供氣(qi)(qi)(qi),可以用閥(fa)門或者控制油氣(qi)(qi)(qi)供應量(liang)來實現。由于(yu)高壓(ya)(ya)氣(qi)(qi)(qi)體膨脹,裝(zhuang)(zhuang)置會繼續(xu)轉(zhuan)動,第(di)一(yi)(yi)密封(feng)缸(gang)腔(qiang)內的氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)會降低,直到稍微低于(yu)環境氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya),這樣會產生轉(zhuan)動阻力。于(yu)是(shi)第(di)二(er)個(ge)(ge)矩(ju)形(xing)板(ban)需(xu)要在頭(tou)部靠(kao)近邊緣開一(yi)(yi)個(ge)(ge)孔,安(an)裝(zhuang)(zhuang)單向(xiang)(xiang)閥(fa),向(xiang)(xiang)內補氣(qi)(qi)(qi)。如果(guo)當初(chu)的氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)適(shi)當,在第(di)二(er)塊矩(ju)形(xing)板(ban)轉(zhuan)到第(di)二(er)開口的時(shi)候,第(di)一(yi)(yi)密封(feng)缸(gang)腔(qiang)的氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)正好等于(yu)或接近于(yu)環境氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya),這是(shi)最(zui)經(jing)濟的。第(di)三種情況是(shi)還有(you)少量(liang)余壓(ya)(ya)。
當兩個(ge)矩(ju)(ju)形(xing)(xing)板快要相遇(yu)的(de)時候,需要避讓。于是從桶的(de)裙部內(nei)圓(yuan)刻成曲(qu)線(xian)滑(hua)槽,裝上滑(hua)動(dong)塊(kuai),滑(hua)動(dong)塊(kuai)與第(di)(di)二塊(kuai)矩(ju)(ju)形(xing)(xing)板連接;從軸(zhou)穿出桶底(di)(di)的(de)一(yi)側套裝一(yi)個(ge)空心圓(yuan)柱體,外圓(yuan)面刻曲(qu)線(xian)滑(hua)槽,裝上滑(hua)動(dong)塊(kuai),與第(di)(di)一(yi)塊(kuai)矩(ju)(ju)形(xing)(xing)板連接。滑(hua)槽由圓(yuan)和(he)擺線(xian)構成,控制(zhi)矩(ju)(ju)形(xing)(xing)板前沖、頂(ding)住和(he)抽回。桶底(di)(di)和(he)餅(bing)(bing)(bing)都夠厚(hou),所以不會(hui)抽脫。第(di)(di)二塊(kuai)矩(ju)(ju)形(xing)(xing)板在轉(zhuan)動(dong)方向上,和(he)餅(bing)(bing)(bing)一(yi)塊(kuai)轉(zhuan)動(dong);在軸(zhou)向上,則(ze)由桶上的(de)滑(hua)槽控制(zhi),所以變換容積的(de)時候仍能抵住桶的(de)底(di)(di)部。同樣道理,第(di)(di)一(yi)塊(kuai)矩(ju)(ju)形(xing)(xing)板總(zong)是能抵住餅(bing)(bing)(bing)的(de)內(nei)表(biao)面。
這種(zhong)(zhong)裝置(zhi)在(zai)一(yi)個(ge)著力(li)面上沿弧形軌跡,把高(gao)(gao)壓(ya)(ya)氣(qi)體的內(nei)能(neng)(neng)轉(zhuan)化為(wei)動(dong)(dong)能(neng)(neng),是一(yi)種(zhong)(zhong)動(dong)(dong)力(li)機械(xie)(xie)裝置(zhi)。反過(guo)來(lai),也可以在(zai)機械(xie)(xie)的帶動(dong)(dong)下反向轉(zhuan)動(dong)(dong),制取壓(ya)(ya)縮空氣(qi),或(huo)者作為(wei)一(yi)個(ge)剎車(che)器。做一(yi)個(ge)容(rong)(rong)量小的壓(ya)(ya)氣(qi)裝置(zhi),制取高(gao)(gao)壓(ya)(ya)油氣(qi),配上點火裝置(zhi),再做一(yi)個(ge)容(rong)(rong)量動(dong)(dong)力(li)機械(xie)(xie)裝置(zhi),將燃燒后大量高(gao)(gao)溫高(gao)(gao)壓(ya)(ya)氣(qi)體的內(nei)能(neng)(neng)轉(zhuan)化為(wei)動(dong)(dong)能(neng)(neng),就是一(yi)臺發動(dong)(dong)機。
它(ta)做功(gong)的(de)(de)軌(gui)跡是(shi)(shi)一(yi)段弧,而(er)且可(ke)(ke)以(yi)(yi)無級的(de)(de)改(gai)變(bian)(bian)容量(liang)(liang)(liang),也就意(yi)味(wei)著可(ke)(ke)以(yi)(yi)改(gai)變(bian)(bian)發(fa)動(dong)機排量(liang)(liang)(liang)。配(pei)合油門,可(ke)(ke)以(yi)(yi)改(gai)變(bian)(bian)燃燒后氣壓,靈活(huo)改(gai)變(bian)(bian)轉速(su);改(gai)變(bian)(bian)排量(liang)(liang)(liang),配(pei)合變(bian)(bian)速(su)器,在(zai)一(yi)定(ding)范圍內(nei)可(ke)(ke)以(yi)(yi)適應各種負(fu)荷,而(er)且采取(qu)上述“最經(jing)濟的(de)(de)”方式。如果多套矩(ju)形板對置使用,可(ke)(ke)以(yi)(yi)減(jian)輕軸(zhou)的(de)(de)彎(wan)曲;它(ta)是(shi)(shi)連續排氣的(de)(de),因而(er)噪音低;可(ke)(ke)以(yi)(yi)多套缸錯相(xiang)聯軸(zhou),動(dong)力平(ping)穩。它(ta)可(ke)(ke)以(yi)(yi)最大(da)限度的(de)(de)減(jian)少(shao)余壓排放,而(er)且在(zai)不同負(fu)載下(xia)都(dou)能采取(qu)最經(jing)濟的(de)(de)工(gong)況,所以(yi)(yi)是(shi)(shi)好用節能技術。
作為一類發動(dong)(dong)機(ji),不(bu)同(tong)于蒸(zheng)汽機(ji)、活塞發動(dong)(dong)機(ji)和三(san)角轉子發動(dong)(dong)機(ji)。叫作“可變容弧缸發動(dong)(dong)機(ji)。”
三種理論
(1)等容加熱(re)循(xun)環(Otto循(xun)環);對(dui)應于點燃式內燃機
(2)等壓加熱循環(Brayton循環);對應于燃氣輪機(ji)
(3)混合(he)加熱循環(Diesel 循環);對應于柴油(you)機(ji)
理論循環
將實際循(xun)環(huan)進(jin)行若干簡(jian)化(hua),便(bian)于進(jin)行定量分析的理(li)想循(xun)環(huan)。
研究目的
(1)用簡單公式(shi)闡明(ming)工(gong)作過程中各基本(ben)熱(re)力參數間(jian)的關系,以明(ming)確提高ηit的基本(ben)途徑;
(2)確定ηit的理論極限;以(yi)判(pan)斷內燃機(ji)工作(zuo)過程(cheng)的完善(shan)程(cheng)度以(yi)及改進潛力(li)。
(3)分析(xi)比較不同(tong)的(de)熱力循環方式(shi)的(de)經濟(ji)性和動力性。
簡化假設
(1)空氣(qi)作(zuo)為工質,理(li)想氣(qi)體;
(2)不考慮工質更換及泄(xie)露損(sun)失(shi),忽(hu)略進、排氣流動損(sun)失(shi)及影(ying)響;
(3)理想(xiang)的絕熱(re)等熵(shang)過(guo)程(cheng);工質(zhi)與外界不進行(xing)熱(re)量交換;
(4)理想(xiang)的加熱、放熱過(guo)程(cheng)。
柴(chai)油機(ji)動(dong)力裝(zhuang)置是(shi)現代船(chuan)(chuan)舶(bo)上的(de)主要動(dong)力裝(zhuang)置。現代船(chuan)(chuan)舶(bo)和艦艇(ting)的(de)主機(ji)是(shi)船(chuan)(chuan)用(yong)柴(chai)油機(ji),燒煤氣的(de)叫(jiao)煤氣機(ji),汽油機(ji)、煤氣機(ji)功率小(xiao),僅用(yong)在小(xiao)型船(chuan)(chuan)舶(bo)上。
平均機械損失壓力pmm:發動機單位(wei)氣缸工作(zuo)容積一個(ge)循環所損失的功。可以用(yong)來衡量(liang)機械損失的大小(xiao)。即(ji):
一(yi)、機械損(sun)失(shi)的組成:
1.活塞與活塞環的摩(mo)擦損失:占摩(mo)擦損失的主要(yao)部分,約為:45-65%
2.軸承(cheng)與(yu)氣門機構的摩(mo)擦損(sun)(sun)失(shi):包括所有主軸承(cheng)、連桿軸承(cheng)和凸(tu)輪軸軸承(cheng)等的摩(mo)擦損(sun)(sun)失(shi)。軸承(cheng)直徑越(yue)(yue)大(da),轉速越(yue)(yue)高,損(sun)(sun)失(shi)越(yue)(yue)大(da)。15-30%。
3.驅動(dong)附屬機(ji)構的功率消耗(hao):指為(wei)保證發動(dong)機(ji)工作所必不可少的部件總(zong)成,如冷卻(que)水泵(beng)總(zong)成(風冷發動(dong)機(ji)中(zhong)則是冷卻(que)風扇)、機(ji)油泵(beng)、噴油泵(beng)、調(diao)速(su)器等;占10-20%。
4.流體摩擦損失:為克服油霧、空氣(qi)阻力及曲軸箱通(tong)風(feng)等將消(xiao)耗(hao)一部(bu)分功。
5.驅動(dong)掃氣泵及增(zeng)壓器的(de)損(sun)(sun)失:二沖程或機械增(zeng)壓發動(dong)機中,要加上對進(jin)氣進(jin)行壓縮(suo)而(er)帶來的(de)損(sun)(sun)失。10-20%
分配情況
機械損失名稱
占Pm的百分比%
占Pi的百分(fen)比%
摩擦損(sun)失其中活連桿、活塞環 軸(zhou)承及曲軸(zhou) 配氣機構(gou)
60~7545~6515 ~ 202~3
8 ~ 20
驅動(dong)各種附件損(sun)失(shi) 其中 水泵 風扇 機油泵 電(dian)器(qi)設備
10~20 2~8 6~3 1~2 1~2
1 ~5
帶(dai)動(dong)機械增壓器(qi)損(sun)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(shi)功圖法(fa):運(yun)用(yong)示(shi)功圖算出(chu)Pi值(zhi),從測功器測出(chu)發動機的有效功率Pe,從而算出(chu)產Pm、 hm及(ji)Pmm值(zhi)。
問題:誤差(cha)來(lai)源于P—V圖(tu)上活塞上止(zhi)點(dian)位置正確地確定(ding)以及測(ce)量(liang)誤差(cha)。此(ci)外,各個氣缸(gang)存在的不(bu)均勻性,這也會引起一定(ding)的誤差(cha)。示功圖(tu)法當上止(zhi)點(dian)位置能(neng)(neng)得(de)到精確校正時才(cai)能(neng)(neng)取得(de)較(jiao)滿意的結果(guo)。局限:只能(neng)(neng)測(ce)量(liang)整體機械損失。
2.倒(dao)拖(tuo)法:當發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)以(yi)給定工況穩定運行,冷卻(que)水、機(ji)(ji)油溫度到達正常數值(zhi)時,切斷對發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)的供油,將電力測功(gong)器轉換為電動(dong)(dong)機(ji)(ji),以(yi)給定轉速倒(dao)拖(tuo)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji),并且維(wei)持冷卻(que)水和機(ji)(ji)油溫度不(bu)變,這樣(yang)測得的倒(dao)拖(tuo)功(gong)率(lv)即為發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)在該(gai)工況下的機(ji)(ji)械損(sun)失功(gong)率(lv)。
與實際運行的差異:(1)氣(qi)體壓力在(zai)膨脹(zhang)(zhang)行程中(zhong)大幅(fu)度(du)下降,使活塞、連桿。曲軸的摩擦損失(shi)有(you)所(suo)減少;(2) 由于排氣(qi)過程中(zhong)溫度(du)低、密度(du)大,使Pp比實際的還大;(3)倒拖(tuo)在(zai)膨脹(zhang)(zhang)、壓縮行程中(zhong),存在(zai)充量向氣(qi)缸壁的傳熱損失(shi),在(zai)測量該工況的有(you)效功率時(shi),這部分傳熱損失(shi)已被考慮在(zai)內。
綜合結果是:倒(dao)拖時所(suo)消耗的(de)(de)功率要超過(guo)柴(chai)油機(ji)的(de)(de)實際機(ji)械(xie)損(sun)失,在(zai)低壓縮比發(fa)動機(ji)中(zhong),誤差大約為 5%,在(zai)高壓縮比發(fa)動機(ji)中(zhong),誤差可(ke)高達(da)(15—20)%,因而此方法適(shi)用(yong)于低壓縮比的(de)(de)汽油機(ji)。
3.滅(mie)缸(gang)(gang)法(fa):內燃機調(diao)整到給(gei)定(ding)工(gong)況(kuang)穩定(ding)工(gong)作后(hou),先(xian)測出其有效(xiao)功(gong)率Pe,之后(hou)在噴油泵齒條位置(zhi)或(huo)節氣門不變的(de) 下,停止某一(yi)氣缸(gang)(gang)工(gong)作,并用(yong)減少制動(dong)力矩的(de)辦法(fa)迅速(su)將(jiang)轉速(su)恢復到原來(lai)的(de)數值,并重新測定(ding)其有效(xiao)功(gong)率Pe’。如果滅(mie)缸(gang)(gang)后(hou)其他各缸(gang)(gang)的(de)工(gong)作情況(kuang)和發(fa)動(dong)機機械損失沒有變化,則被熄滅(mie)的(de)氣缸(gang)(gang)原來(lai)所發(fa)出的(de)指示(shi)功(gong)率為(Pi)x。依次將(jiang)各缸(gang)(gang)滅(mie)火(huo),最后(hou)可以從各缸(gang)(gang)指示(shi)功(gong)率的(de)總和中求得整臺發(fa)動(dong)機的(de)指示(shi)功(gong)率。
局限:只能(neng)使用于柴油多缸機。
4.油(you)耗線法:保證(zheng)發(fa)動機轉速(su)不變(bian),逐漸改變(bian)供(gong)油(you),測出每小時耗油(you)量B與負(fu)荷(he)pme變(bian)化關(guan)系,繪(hui)成負(fu)荷(he)特性曲線,延長直線段(duan)于橫(heng)坐標的相交,此交點到原點的距離為平均機械損失壓力pmm。
只能適(shi)用(yong)于(yu)pmm 與ηit 不隨負荷變(bian)化,只適(shi)用(yong)于(yu)柴油機。
總之;倒(dao)拖法(fa)只能(neng)用于(yu)配有電(dian)力測(ce)(ce)功器的(de)(de)(de)(de)情況,不(bu)適用于(yu)大功率發動機(ji),較適用于(yu)測(ce)(ce)定壓(ya)(ya)(ya)縮比不(bu)高的(de)(de)(de)(de)汽油機(ji)的(de)(de)(de)(de)機(ji)械損失。對(dui)于(yu)排(pai)氣渦輪增(zeng)壓(ya)(ya)(ya)柴油機(ji),由(you)于(yu)倒(dao)拖法(fa)和滅缸法(fa)破壞了增(zeng)壓(ya)(ya)(ya)系統的(de)(de)(de)(de)正常工作(zuo),只能(neng)用示功圖法(fa)、油耗線法(fa)來(lai)測(ce)(ce)定機(ji)械損失。對(dui)于(yu)排(pai)氣渦輪中增(zeng)壓(ya)(ya)(ya)、高增(zeng)壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)柴油機(ji)(pb>0.15MPa),除示功圖外,尚(shang)無其他(ta)適用的(de)(de)(de)(de)方法(fa)可取(qu)代。
1、循環加注(zhu)潤滑(hua)油或不(bu)同品(pin)質的(de)油摻(chan)兌使用
2、選用的潤滑油粘度較高
3、單向流(liu)量控制閥或通風軟(ruan)管損壞后(hou)隨意拆除
4、大容量的蓄電池壽命長
5、隨意加添電解液
6、隨(sui)便(bian)調高發電(dian)(dian)機(ji)的端電(dian)(dian)壓
7、空(kong)氣濾(lv)清(qing)器長期(qi)短(duan)路(lu)或隨便更換不(bu)同規格的濾(lv)
8、經常(chang)在大功率、高(gao)溫狀態下熄(xi)火
9、高壓油泵內的(de)潤滑油加注(zhu)或更換(huan)不(bu)合理
10、噴(pen)(pen)油器噴(pen)(pen)油壓力調整過高
11、隨意拆除(chu)散熱器上的空氣(qi)蒸氣(qi)閥
12、隨(sui)意更換(huan)火(huo)花塞
燃料使用
燃(ran)油(you)是(shi)發(fa)動機的動力源,也是(shi)造成(cheng)發(fa)動機故(gu)障的主要(yao)因素(su),潔凈的燃(ran)油(you)不含(han)水份和雜(za)質(zhi)是(shi)極重要(yao)的,否則(ze)會(hui)造成(cheng)噴油(you)泵(beng)和油(you)嘴嚴重磨(mo)損甚(shen)至(zhi)損壞(huai)。
在(zai)我國燃(ran)油(you)質(zhi)量問題一(yi)直是造(zao)成發(fa)動機壽命降低(di)和故障的(de)主(zhu)要原因,所(suo)以在(zai)使(shi)用進口發(fa)動機盡量使(shi)用優質(zhi)低(di)含硫(liu)燃(ran)油(you),在(zai)無法達到(dao)要求(qiu)的(de)情況(kuang)下可(ke)改造(zao)輸(shu)油(you)管路,在(zai)油(you)水分離(li)器(qi)前加(jia)一(yi)級粗(cu)濾或油(you)水分離(li)器(qi),以不影響發(fa)動機輸(shu)出功率為準選擇濾芯等級。
在(zai)使用(yong)劣質燃(ran)(ran)油(you)的(de)情況下必須定期(qi)清(qing)洗(xi)燃(ran)(ran)油(you)箱(xiang)(xiang),否則(ze)容易在(zai)油(you)箱(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)因劣質燃(ran)(ran)油(you)含(han)有水份和(he)(he)雜質多,會在(zai)油(you)箱(xiang)(xiang)壁(bi)和(he)(he)箱(xiang)(xiang)底結積(ji),長(chang)期(qi)沒(mei)清(qing)洗(xi)的(de)情況下造成結積(ji)泥皮脫落,工作中(zhong)(zhong)進入燃(ran)(ran)油(you)管路(lu),致使管路(lu)或燃(ran)(ran)油(you)濾芯等堵塞,在(zai)日(ri)常(chang)維護中(zhong)(zhong)要做到良好的(de)保養(yang)習慣,排放油(you)箱(xiang)(xiang)沉積(ji)水雜質和(he)(he)油(you)水分離器(qi)中(zhong)(zhong)沉積(ji)水。
內(nei)(nei)燃機(ji)(例(li)如往(wang)復式內(nei)(nei)燃機(ji))在工作時(shi)會(hui)由于含碳(tan)燃料的不完全燃燒而排放大氣污染(ran)物(wu)(wu)。內(nei)(nei)燃機(ji)的最(zui)重要排放物(wu)(wu)是(shi)二氧化(hua)(hua)碳(tan)、水汽和(he)一(yi)些碳(tan)黑(hei)顆粒物(wu)(wu)。取決(jue)于工作狀(zhuang)況和(he)油氣比(bi)例(li),內(nei)(nei)燃機(ji)還會(hui)排放一(yi)氧化(hua)(hua)碳(tan)、氮(dan)氧化(hua)(hua)物(wu)(wu)、硫化(hua)(hua)物(wu)(wu)(主要是(shi)二氧化(hua)(hua)硫)和(he)一(yi)些未燃燒的碳(tan)氫化(hua)(hua)合物(wu)(wu)。
內(nei)燃機(ji)(ji)工作時會產生(sheng)(sheng)顯著的(de)噪(zao)音(yin)污染(ran)。比如公路(lu)上的(de)汽車會產生(sheng)(sheng)噪(zao)音(yin),飛機(ji)(ji)飛行時也會產生(sheng)(sheng)噴氣噪(zao)音(yin)(尤(you)其是超音(yin)速飛機(ji)(ji))。火箭發動(dong)機(ji)(ji)產生(sheng)(sheng)的(de)噪(zao)音(yin)最大(da)。