活塞式(shi)內(nei)(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji)起源于荷蘭(lan)物(wu)理學(xue)家(jia)惠更斯用火(huo)藥(yao)爆炸獲(huo)(huo)取動(dong)(dong)(dong)力的(de)研究,但因(yin)火(huo)藥(yao)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)難以(yi)控制(zhi)而(er)未獲(huo)(huo)成功(gong)。1794年,英(ying)(ying)國人斯特里特提(ti)出從燃(ran)(ran)料(liao)的(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)中獲(huo)(huo)取動(dong)(dong)(dong)力,并且第一(yi)次提(ti)出了燃(ran)(ran)料(liao)與(yu)空氣(qi)混(hun)合的(de)概念。1833年,英(ying)(ying)國人賴特提(ti)出了直(zhi)接利用燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)壓(ya)力推動(dong)(dong)(dong)活塞作功(gong)的(de)設(she)計。 汽油(you)和(he)柴油(you)等(deng)產生的(de)熱轉(zhuan)化機(ji)械動(dong)(dong)(dong)力的(de)理論。這為(wei)內(nei)(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji)的(de)發明奠定了基礎。活塞式(shi)內(nei)(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji)自19世紀60年代(dai)問世以(yi)來,經過不斷改(gai)進(jin)和(he)發展,已是(shi)比較完(wan)善的(de)機(ji)械。它熱效率高、功(gong)率和(he)轉(zhuan)速范圍(wei)寬、配(pei)套方(fang)便、機(ji)動(dong)(dong)(dong)性好,所以(yi)獲(huo)(huo)得了廣泛(fan)的(de)應用。全世界(jie)各(ge)種類型(xing)的(de)汽車(che)、拖拉(la)機(ji)、農業機(ji)械、工程機(ji)械、小(xiao)型(xing)移動(dong)(dong)(dong)電(dian)站和(he)戰車(che)等(deng)都以(yi)內(nei)(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji)為(wei)動(dong)(dong)(dong)力。海上商船(chuan)、內(nei)(nei)(nei)河(he)船(chuan)舶和(he)常(chang)規艦艇,以(yi)及(ji)某些小(xiao)型(xing)飛機(ji)也都由(you)內(nei)(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji)來推進(jin)。世界(jie)上內(nei)(nei)(nei)燃(ran)(ran)機(ji)的(de)保有(you)量在(zai)動(dong)(dong)(dong)力機(ji)械中居(ju)首位(wei)(wei),它在(zai)人類活動(dong)(dong)(dong)中占有(you)非常(chang)重要的(de)地(di)位(wei)(wei)。
之后人們又提出過各(ge)種各(ge)樣的(de)內燃(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)方(fang)案,但在十九世紀中葉以前(qian)均(jun)未(wei)付諸實用(yong)。直(zhi)到(dao)1860年(nian),法國的(de)勒(le)努瓦模(mo)仿(fang)蒸汽機(ji)(ji)(ji)的(de)結(jie)構,設計制(zhi)造出第一臺(tai)實用(yong)的(de)煤(mei)氣機(ji)(ji)(ji)。這是一種無壓縮(suo)、電點火、使用(yong)照明煤(mei)氣的(de)內燃(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)。勒(le)努瓦首先(xian)在內燃(ran)(ran)機(ji)(ji)(ji)中采用(yong)了彈力(li)活塞環。這臺(tai)煤(mei)氣機(ji)(ji)(ji)的(de)熱效率為4%左右。
英國的(de)巴(ba)尼特(te)曾提倡(chang)將(jiang)可燃(ran)(ran)混(hun)合氣在點火(huo)之前進(jin)(jin)行(xing)壓縮,隨后(hou)(hou)又有人著文論述(shu)對可燃(ran)(ran)混(hun)合氣進(jin)(jin)行(xing)壓縮的(de)重要作用(yong),并且指出壓縮可以大(da)大(da)提高勒努瓦內燃(ran)(ran)機(ji)(ji)的(de)效(xiao)率。1862年,法國科學家羅沙對內燃(ran)(ran)機(ji)(ji)熱力過程進(jin)(jin)行(xing)理論分析之后(hou)(hou),提出提高內燃(ran)(ran)機(ji)(ji)效(xiao)率的(de)要求,這(zhe)就(jiu)是最早的(de)四沖程工作循環。
1876年,德國發明家奧托(Otto)運用(yong)羅沙的(de)原理,創制成功(gong)第(di)一(yi)臺往(wang)復活塞式(shi)、單缸、臥式(shi)、3.2千(qian)瓦(wa)(4.4馬(ma)力)的(de)四沖程內燃機,仍以(yi)煤氣為燃料,采用(yong)火焰點火,轉(zhuan)速為156.7轉(zhuan)/分,壓(ya)縮比為2.66,熱效率達到14%,運轉(zhuan)平穩。在當時(shi),無論是功(gong)率還是熱效率,它都是最(zui)高(gao)的(de)。
奧托內燃機獲得推廣,性(xing)能也在(zai)提(ti)高(gao)(gao)。1880年(nian)(nian)單機功(gong)率達(da)到11~15千瓦(wa)(15~20馬力),到1893年(nian)(nian)又提(ti)高(gao)(gao)到150千瓦(wa)。由于壓縮比的提(ti)高(gao)(gao),熱(re)效率也隨之增高(gao)(gao),1886年(nian)(nian)熱(re)效率為15.5%,1897年(nian)(nian)已高(gao)(gao)達(da)20~26%。1881年(nian)(nian),英國工(gong)程師(shi)克拉克研(yan)制成功(gong)第(di)一(yi)臺二(er)沖程的煤氣機,并在(zai)巴黎博覽(lan)會上展出(chu)。
隨著(zhu)石油(you)(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)開發,比煤(mei)氣易于運(yun)(yun)輸(shu)攜帶的(de)(de)(de)(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)油(you)(you)(you)和柴油(you)(you)(you)引起了(le)人(ren)們的(de)(de)(de)(de)(de)注意,首先獲(huo)得試用的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)易于揮發的(de)(de)(de)(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)油(you)(you)(you)。1883年,德國的(de)(de)(de)(de)(de)戴姆(mu)勒(Daimler)創制(zhi)成(cheng)功第(di)一臺立(li)式汽(qi)(qi)(qi)油(you)(you)(you)機,它的(de)(de)(de)(de)(de)特點是(shi)輕型和高速。當時其他內燃(ran)機的(de)(de)(de)(de)(de)轉速不(bu)超(chao)過200轉/分,它卻一躍而達到800轉/分,特別(bie)適應交通動(dong)(dong)輸(shu)機械(xie)的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)。1885~1886年,汽(qi)(qi)(qi)油(you)(you)(you)機作為汽(qi)(qi)(qi)車動(dong)(dong)力(li)運(yun)(yun)行成(cheng)功,大大推動(dong)(dong)了(le)汽(qi)(qi)(qi)車的(de)(de)(de)(de)(de)發展。同時,汽(qi)(qi)(qi)車的(de)(de)(de)(de)(de)發展又促進了(le)汽(qi)(qi)(qi)油(you)(you)(you)機的(de)(de)(de)(de)(de)改進和提高。不(bu)久汽(qi)(qi)(qi)油(you)(you)(you)機又用作了(le)小(xiao)船的(de)(de)(de)(de)(de)動(dong)(dong)力(li)。
1892年,德(de)國工程師狄塞爾(er)(Diesel)受面粉廠粉塵(chen)爆(bao)炸的(de)啟發,設想將(jiang)吸入氣缸(gang)的(de)空氣高度(du)壓縮(suo)(suo),使(shi)其溫度(du)超過燃(ran)料的(de)自燃(ran)溫度(du),再(zai)用高壓空氣將(jiang)燃(ran)料吹(chui)入氣缸(gang),使(shi)之著(zhu)火(huo)燃(ran)燒。他首創的(de)壓縮(suo)(suo)點火(huo)式(shi)內燃(ran)機(柴油(you)機)于1897年研(yan)制成功,為(wei)內燃(ran)機的(de)發展開拓了新途(tu)徑。
狄塞(sai)爾開始力圖使內燃(ran)機實現卡諾循環(huan),以求獲得最高的(de)熱效率,但(dan)實際上做到的(de)是近似的(de)等(deng)壓(ya)(ya)燃(ran)燒,其熱效率達(da)26%。壓(ya)(ya)縮點火式(shi)內燃(ran)機的(de)問世,引起(qi)了世界機械業的(de)極大興趣,壓(ya)(ya)縮點火式(shi)內燃(ran)機也以發明者而命名為狄塞(sai)爾引擎。
這(zhe)種內(nei)燃(ran)(ran)機(ji)(ji)以(yi)后大多用(yong)柴(chai)(chai)油為(wei)(wei)燃(ran)(ran)料(liao),故又稱為(wei)(wei)柴(chai)(chai)油機(ji)(ji)。1898年(nian),柴(chai)(chai)油機(ji)(ji)首先用(yong)于固定式發電機(ji)(ji)組(zu),1903年(nian)用(yong)作商船動(dong)力(li),1904年(nian)裝于艦艇,1913年(nian)第一臺以(yi)柴(chai)(chai)油機(ji)(ji)為(wei)(wei)動(dong)力(li)的(de)內(nei)燃(ran)(ran)機(ji)(ji)車制成,1920年(nian)左右開(kai)始(shi)用(yong)于汽車和(he)農(nong)業機(ji)(ji)械。
早(zao)在往復(fu)活塞(sai)式(shi)內(nei)燃機(ji)誕生以(yi)前,人們就曾致力于創造旋轉(zhuan)活塞(sai)式(shi)的(de)內(nei)燃機(ji),但均未(wei)獲成功(gong)。直到1954年,聯邦德(de)國工程(cheng)師(shi)汪克(ke)爾(Wankel)解決了(le)密(mi)封問(wen)題后,才(cai)于1957年研制出(chu)旋轉(zhuan)活塞(sai)式(shi)發動(dong)機(ji),被稱為(wei)汪克(ke)爾發動(dong)機(ji)。它(ta)具有近似三角形的(de)旋轉(zhuan)活塞(sai),在特定(ding)型(xing)面(mian)的(de)氣缸內(nei)作旋轉(zhuan)運動(dong),按(an)奧(ao)托循環工作。這種發動(dong)機(ji)功(gong)率(lv)高、體積小、振動(dong)小、運轉(zhuan)平穩、結構(gou)簡單、維修方便,但由于它(ta)燃料經(jing)濟性較差、低速扭矩低、排氣性能不(bu)理(li)想,所以(yi)還只是在個別(bie)型(xing)號的(de)轎車上得(de)到采用。
從2013年2月下(xia)旬我國機械工業(ye)行(xing)業(ye)市(shi)場(chang)交易(yi)情(qing)況可以看(kan)出,節(jie)后出現(xian)采購旺季。其中(zhong),內燃機以及配附(fu)件市(shi)場(chang)景氣(qi)度回暖,以18%的市(shi)場(chang)交易(yi)份(fen)額位(wei)列第二位(wei)。
分析(xi)認為,內(nei)燃機(ji)及(ji)配件制造(zao)是汽車(che)、摩(mo)托(tuo)車(che)、船舶制造(zao)、工(gong)業(ye)機(ji)械(xie)以及(ji)農機(ji)等行(xing)(xing)業(ye)的(de)(de)配套產品(pin)(pin),其產品(pin)(pin)性(xing)能必須滿足下游行(xing)(xing)業(ye)的(de)(de)需要,同(tong)時這些行(xing)(xing)業(ye)的(de)(de)運行(xing)(xing)狀況及(ji)景氣(qi)程度將直接(jie)影響內(nei)燃機(ji)及(ji)配件產品(pin)(pin)的(de)(de)市場(chang)需求,具體(ti)分析(xi)如下:
1、汽車用內(nei)燃(ran)機前景預測(ce)
內燃(ran)機產品(pin)產量(liang)按配套使用(yong)用(yong)途(tu)預計,“十二五”期間,預計車用(yong)內燃(ran)機年(nian)產量(liang)達到3000萬(wan)臺(tai)。
2、摩托車(che)及船舶用內燃機前景預測(ce)
內燃機(ji)產品產量按配套使用用途預計,“十二五”期(qi)間,年(nian)摩托車用汽(qi)油機(ji)達到2600萬臺。
3、工程機械用內(nei)燃機前景(jing)預(yu)測
“十二(er)五(wu)”期(qi)間,產品產量按配套使(shi)用用途預(yu)計(ji),年工程機(ji)械用內(nei)燃機(ji)達100萬臺。
發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)是(shi)一種由(you)許多(duo)機(ji)(ji)(ji)構(gou)和(he)系(xi)統(tong)組成的復雜機(ji)(ji)(ji)器。無(wu)論是(shi)汽油機(ji)(ji)(ji),還是(shi)柴油機(ji)(ji)(ji);無(wu)論是(shi)四行(xing)(xing)程發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji),還是(shi)二行(xing)(xing)程發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji);無(wu)論是(shi)單缸發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji),還是(shi)多(duo)缸發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)。要完成能(neng)量轉(zhuan)換,實現(xian)工作循環,保證長時間連續正常工作,都必須具(ju)備以下一些機(ji)(ji)(ji)構(gou)和(he)系(xi)統(tong)。
(1) 曲柄連桿機構(gou)
曲(qu)柄連(lian)桿(gan)機構是發動(dong)(dong)(dong)(dong)機實現工作循環,完成能量轉(zhuan)換(huan)的(de)主要運(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong)(dong)零件。它由機體(ti)組(zu)、活(huo)(huo)塞連(lian)桿(gan)組(zu)和(he)曲(qu)軸(zhou)(zhou)飛(fei)輪組(zu)等組(zu)成。在(zai)作功(gong)行程(cheng)中(zhong),活(huo)(huo)塞承受燃氣(qi)壓力(li)(li)在(zai)氣(qi)缸(gang)內作直線(xian)運(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong)(dong),通過(guo)連(lian)桿(gan)轉(zhuan)換(huan)成曲(qu)軸(zhou)(zhou)的(de)旋轉(zhuan)運(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong)(dong),并從曲(qu)軸(zhou)(zhou)對外輸(shu)出(chu)動(dong)(dong)(dong)(dong)力(li)(li)。而在(zai)進氣(qi)、壓縮(suo)和(he)排(pai)氣(qi)行程(cheng)中(zhong),飛(fei)輪釋放能量又把曲(qu)軸(zhou)(zhou)的(de)旋轉(zhuan)運(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong)(dong)轉(zhuan)化成活(huo)(huo)塞的(de)直線(xian)運(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong)(dong)。
(2) 配氣(qi)機構
配(pei)(pei)(pei)氣(qi)(qi)機(ji)(ji)構的功(gong)用是根據發動(dong)(dong)機(ji)(ji)的工(gong)作順序和(he)工(gong)作過(guo)(guo)程,定時開啟和(he)關閉進(jin)氣(qi)(qi)門(men)和(he)排氣(qi)(qi)門(men),使可燃混合氣(qi)(qi)或(huo)空氣(qi)(qi)進(jin)入氣(qi)(qi)缸,并使廢氣(qi)(qi)從氣(qi)(qi)缸內排出,實(shi)現換氣(qi)(qi)過(guo)(guo)程。配(pei)(pei)(pei)氣(qi)(qi)機(ji)(ji)構大(da)多(duo)采(cai)用頂置氣(qi)(qi)門(men)式(shi)配(pei)(pei)(pei)氣(qi)(qi)機(ji)(ji)構,一般由氣(qi)(qi)門(men)組(zu)(zu)、氣(qi)(qi)門(men)傳(chuan)動(dong)(dong)組(zu)(zu)和(he)氣(qi)(qi)門(men)驅動(dong)(dong)組(zu)(zu)組(zu)(zu)成。
(3)燃料供給系統
汽油機(ji)燃(ran)料(liao)供(gong)給(gei)系(xi)(xi)統的(de)功用是根據發動機(ji)的(de)要求,配制出(chu)(chu)一(yi)定數量(liang)和(he)濃度的(de)混(hun)合氣,供(gong)入(ru)氣缸(gang),并將(jiang)(jiang)燃(ran)燒后的(de)廢氣從氣缸(gang)內(nei)排(pai)出(chu)(chu)到大(da)氣中去;柴(chai)油機(ji)燃(ran)料(liao)供(gong)給(gei)系(xi)(xi)的(de)功用是把柴(chai)油和(he)空氣分別(bie)供(gong)入(ru)氣缸(gang),在燃(ran)燒室(shi)內(nei)形成混(hun)合氣并燃(ran)燒,最后將(jiang)(jiang)燃(ran)燒后的(de)廢氣排(pai)出(chu)(chu)。
(4) 潤滑系統
潤(run)滑(hua)系統的功用是向作相(xiang)對運動的零(ling)件表(biao)面輸送定量的清(qing)(qing)潔潤(run)滑(hua)油(you),以實(shi)現(xian)液體摩(mo)擦(ca),減小摩(mo)擦(ca)阻力,減輕機(ji)件的磨損。并對零(ling)件表(biao)面進行清(qing)(qing)洗(xi)和冷卻。潤(run)滑(hua)系通(tong)常由潤(run)滑(hua)油(you)道(dao)、機(ji)油(you)泵、機(ji)油(you)濾清(qing)(qing)器和一些閥門(men)等組成。
(5) 冷卻(que)系(xi)統
冷卻(que)系統的(de)功(gong)用(yong)是(shi)將受(shou)熱零件吸收的(de)部分熱量及時散發出去(qu),保證發動(dong)機在最適宜的(de)溫度狀態下工作(zuo)。水冷發動(dong)機的(de)冷卻(que)系通常由冷卻(que)水套、水泵、風(feng)扇、水箱(xiang)、節溫器等組成(cheng)。
(6) 點火系統
在(zai)(zai)汽油機中,氣缸(gang)(gang)內的(de)可(ke)燃(ran)混合氣是靠電(dian)(dian)(dian)火(huo)花點燃(ran)的(de),為此在(zai)(zai)汽油機的(de)氣缸(gang)(gang)蓋上裝有火(huo)花塞(sai),火(huo)花塞(sai)頭部伸入燃(ran)燒室內。能夠(gou)按(an)時(shi)在(zai)(zai)火(huo)花塞(sai)電(dian)(dian)(dian)極間(jian)產(chan)生電(dian)(dian)(dian)火(huo)花的(de)全部設備稱為點火(huo)系,點火(huo)系通常由蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池、發電(dian)(dian)(dian)機、分電(dian)(dian)(dian)器、點火(huo)線圈和火(huo)花塞(sai)等組成。
(7) 起動系統
要使發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)由靜止狀態過(guo)(guo)渡到工作(zuo)狀態,必須先用(yong)(yong)外力轉(zhuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)曲軸,使活塞(sai)作(zuo)往復運(yun)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong),氣(qi)缸內(nei)的(de)(de)可燃(ran)混合氣(qi)燃(ran)燒膨(peng)脹作(zuo)功,推(tui)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)活塞(sai)向下運(yun)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)使曲軸旋轉(zhuan)。發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)才(cai)能(neng)自(zi)行運(yun)轉(zhuan),工作(zuo)循環才(cai)能(neng)自(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)進行。因此(ci),曲軸在外力作(zuo)用(yong)(yong)下開(kai)始轉(zhuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)到發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)開(kai)始自(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)地怠(dai)速運(yun)轉(zhuan)的(de)(de)全過(guo)(guo)程,稱為發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)起(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)。完成起(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)過(guo)(guo)程所需的(de)(de)裝(zhuang)置,稱為發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)起(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)系(xi)(xi)。汽油(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)由以上兩大(da)(da)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)構和(he)五大(da)(da)系(xi)(xi)統(tong)組成,即由曲柄連(lian)桿機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)構,配氣(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)構、燃(ran)料供給系(xi)(xi)、潤(run)滑(hua)(hua)系(xi)(xi)、冷卻系(xi)(xi)、點(dian)火(huo)系(xi)(xi)和(he)起(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)系(xi)(xi)組成;柴(chai)油(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)由以上兩大(da)(da)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)構和(he)四大(da)(da)系(xi)(xi)統(tong)組成,即由曲柄連(lian)桿機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)構、配氣(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)構、燃(ran)料供給系(xi)(xi)、潤(run)滑(hua)(hua)系(xi)(xi)、冷卻系(xi)(xi)和(he)起(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)系(xi)(xi)組成,柴(chai)油(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)是壓燃(ran)的(de)(de),不需要點(dian)火(huo)系(xi)(xi)。
往復活(huo)塞(sai)式內燃機(ji)的組成(cheng)部分主(zhu)要有曲柄連桿機(ji)構、機(ji)體(ti)和(he)氣缸(gang)蓋、配氣機(ji)構、供油系統、潤滑(hua)系統、冷卻系統、起動裝(zhuang)置等。
氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)(gang)是(shi)一個圓(yuan)筒形金屬機(ji)(ji)件。密封的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)(gang)是(shi)實現工(gong)作循環、產生動(dong)力的(de)(de)(de)源地(di)。各個裝有氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)(gang)套的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)(gang)安裝在(zai)機(ji)(ji)體里,它的(de)(de)(de)頂端用氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)(gang)蓋封閉著。活塞(sai)可在(zai)氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)(gang)套內往復運(yun)動(dong),并從氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)(gang)下部封閉氣(qi)(qi)缸(gang)(gang)(gang),從而(er)形成容積作規律變化的(de)(de)(de)密封空間。燃(ran)料在(zai)此空間內燃(ran)燒,產生的(de)(de)(de)燃(ran)氣(qi)(qi)動(dong)力推動(dong)活塞(sai)運(yun)動(dong)。活塞(sai)的(de)(de)(de)往復運(yun)動(dong)經過連(lian)桿(gan)推動(dong)曲(qu)(qu)(qu)軸(zhou)作旋轉運(yun)動(dong),曲(qu)(qu)(qu)軸(zhou)再從飛(fei)輪端將動(dong)力輸出。由活塞(sai)組(zu)、連(lian)桿(gan)組(zu)、曲(qu)(qu)(qu)軸(zhou)和飛(fei)輪組(zu)成的(de)(de)(de)曲(qu)(qu)(qu)柄連(lian)桿(gan)機(ji)(ji)構是(shi)內燃(ran)機(ji)(ji)傳遞動(dong)力的(de)(de)(de)主要部分。
活塞(sai)組(zu)由活塞(sai)、活塞(sai)環、活塞(sai)銷(xiao)等組(zu)成。活塞(sai)呈圓柱形,上(shang)(shang)面(mian)裝有活塞(sai)環,借以(yi)在活塞(sai)往復(fu)運(yun)動(dong)時(shi)密閉氣(qi)缸(gang)。上(shang)(shang)面(mian)的(de)幾道活塞(sai)環稱為(wei)氣(qi)環,用(yong)(yong)來(lai)封閉氣(qi)缸(gang),防(fang)止氣(qi)缸(gang)內的(de)氣(qi)體漏泄,下(xia)面(mian)的(de)環稱為(wei)油(you)環,用(yong)(yong)來(lai)將氣(qi)缸(gang)壁上(shang)(shang)的(de)多余的(de)潤滑油(you)刮(gua)下(xia),防(fang)止潤滑油(you)竄入氣(qi)缸(gang)。活塞(sai)銷(xiao)呈圓筒形,它穿(chuan)入活塞(sai)上(shang)(shang)的(de)銷(xiao)孔和連(lian)(lian)(lian)桿(gan)(gan)(gan)小頭(tou)(tou)中,將活塞(sai)和連(lian)(lian)(lian)桿(gan)(gan)(gan)聯(lian)接起來(lai)。連(lian)(lian)(lian)桿(gan)(gan)(gan)大(da)頭(tou)(tou)端(duan)(duan)分成兩半,由連(lian)(lian)(lian)桿(gan)(gan)(gan)螺釘聯(lian)接起來(lai),它與曲軸的(de)曲柄(bing)銷(xiao)相連(lian)(lian)(lian)。連(lian)(lian)(lian)桿(gan)(gan)(gan)工作(zuo)時(shi),連(lian)(lian)(lian)桿(gan)(gan)(gan)小頭(tou)(tou)端(duan)(duan)隨(sui)活塞(sai)作(zuo)往復(fu)運(yun)動(dong),連(lian)(lian)(lian)桿(gan)(gan)(gan)大(da)頭(tou)(tou)端(duan)(duan)隨(sui)曲柄(bing)銷(xiao)繞(rao)曲軸軸線作(zuo)旋轉運(yun)動(dong),連(lian)(lian)(lian)桿(gan)(gan)(gan)大(da)小頭(tou)(tou)間的(de)桿(gan)(gan)(gan)身作(zuo)復(fu)雜的(de)搖擺運(yun)動(dong)。
曲(qu)(qu)軸的(de)作用是將活(huo)(huo)塞的(de)往(wang)復運動(dong)轉換為(wei)旋轉運動(dong),并將膨脹行程所作的(de)功,通過安裝在曲(qu)(qu)軸后端上的(de)飛輪傳(chuan)遞出去。飛輪能儲存(cun)能量,使(shi)活(huo)(huo)塞的(de)其他行程能正常工作,并使(shi)曲(qu)(qu)軸旋轉均勻。為(wei)了平衡慣性力(li)和減輕內燃機(ji)的(de)振動(dong),在曲(qu)(qu)軸的(de)曲(qu)(qu)柄(bing)上還適(shi)當裝置平衡質量。
工作循環:內燃機熱能和機械能的(de)轉換,通過活塞(sai)在氣(qi)缸中的(de),連續(xu)的(de)進氣(qi),壓(ya)縮,動力和排氣(qi)過程(cheng)。每(mei)臺(tai)機器的(de)過程(cheng)稱為一個工作循環。
活(huo)(huo)塞(sai)沖程:上(shang)、下止點之間的最小(xiao)直線距離,稱為(wei)活(huo)(huo)塞(sai)的行程(或(huo)活(huo)(huo)塞(sai)沖程),曲(qu)軸與連桿(gan)大端的連接中心到曲(qu)軸的旋轉中心之間的最小(xiao)直線距離稱為(wei)曲(qu)柄的旋轉半徑(jing)。
上(shang)止點(dian)和下止點(dian):活塞(sai)在氣缸中移動時,最高的點(dian)叫上(shang)止點(dian)(或(huo)叫上(shang)死點(dian)),最低(di)的叫下止點(dian)。
工作容(rong)(rong)積:活塞(sai)從上(shang)止點(dian)運(yun)動到下一個(ge)點(dian),稱為氣缸容(rong)(rong)積(活塞(sai)排量移)。
壓縮(suo)比(bi):就是發動(dong)機混合氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)被壓縮(suo)的(de)程度(du),用壓縮(suo)前的(de)氣(qi)(qi)(qi)缸總容(rong)積與壓縮(suo)后的(de)氣(qi)(qi)(qi)缸容(rong)積(即燃燒(shao)室(shi)容(rong)積)之比(bi)來表示空氣(qi)(qi)(qi)充(chong)滿氣(qi)(qi)(qi)缸,氣(qi)(qi)(qi)壓縮(suo)比(bi)越大,表明活塞運(yun)動(dong)時,在一定的(de)范(fan)圍內(nei)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)被壓縮(suo)得越厲害,其氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)的(de)溫(wen)度(du)和(he)壓力就越高(gao),內(nei)燃機的(de)效率也(ye)越高(gao)。
1. 根據所用燃(ran)(ran)料(liao)分(fen): 汽油機(ji)(ji)(ji)、柴油機(ji)(ji)(ji)、天(tian)然氣(CNG)、LPG發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)、乙醇發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)等,另有雙燃(ran)(ran)料(liao)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(dual fuel engine)和靈活燃(ran)(ran)料(liao)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(Bi-fuel engine)。
2. 根(gen)據缸內著火方式分: 點燃(ran)(ran)式、壓燃(ran)(ran)式
3. 根據(ju)沖程(cheng)數分:二沖程(cheng)、四沖程(cheng)
4. 根(gen)據(ju)活塞運(yun)動方式分 : 往復式、旋轉式
5. 根(gen)據氣缸冷卻方式(shi)分 : 水冷式(shi)、風冷式(shi)
6. 根(gen)據(ju)氣缸(gang)(gang)數目(mu)分 :單(dan)缸(gang)(gang)機、多(duo)缸(gang)(gang)機
7. 根(gen)據內(nei)燃機轉速(su)分(fen):低速(su)(<300r/min)、中速(su)(300 ~ 1000 r/min)、高速(su)(>1000 r/min);
8. 根據(ju)進氣(qi)充量壓力分:自然吸氣(qi)式(shi)、增壓式(shi)
9. 根(gen)據(ju)汽缸排列方式,內(nei)燃機可以分為直列、斜置(zhi)、對置(zhi)、V形(xing)(xing)和w形(xing)(xing)。
內燃機的(de)分類方法很(hen)多,按照不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)分類方法可以把(ba)內燃機分成不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)類型(xing),下面讓我們(men)來看看內燃機
主(zhu)要(yao)是怎樣分類的。
內(nei)燃機(ji)根據缸內(nei)著火方式的不同可以(yi)分為點燃式發動(dong)(dong)機(ji)和壓燃式發動(dong)(dong)機(ji)。
點燃式發動(dong)機具有三大結(jie)(jie)構(gou)和(he)五大系(xi)統。三大結(jie)(jie)構(gou)分(fen)別(bie)為(wei)(wei)曲柄(bing)連桿、配氣機構(gou)和(he)機體, 五大系(xi)統分(fen)別(bie)為(wei)(wei)供油(you)、冷卻、潤(run)滑(hua)、起動(dong)和(he)點火(huo)。
壓燃(ran)式發(fa)動機(ji)具有三大結構(gou)(gou)和四大系統。 三大機(ji)構(gou)(gou)分(fen)(fen)別(bie)(bie)為曲柄(bing)連桿(gan)、配氣機(ji)構(gou)(gou)和機(ji)體,四大系統分(fen)(fen)別(bie)(bie)為供油、冷卻(que)、潤滑、起動。
內燃機(ji)按(an)照(zhao)所使用(yong)燃料(liao)的(de)不同可以分為汽(qi)油(you)(you)機(ji)和柴(chai)(chai)油(you)(you)機(ji)。使用(yong)汽(qi)油(you)(you)為燃料(liao)的(de)內燃機(ji)稱為汽(qi)油(you)(you)機(ji);使用(yong)柴(chai)(chai)油(you)(you)為燃料(liao)的(de)內燃機(ji)稱為柴(chai)(chai)油(you)(you)機(ji)。汽(qi)油(you)(you)機(ji)與柴(chai)(chai)油(you)(you)機(ji)比較各有特點(dian);汽(qi)油(you)(you)機(ji)轉速高(gao),質量小(xiao),噪(zao)音(yin)小(xiao),起動(dong)容易(yi),制造成本低;柴(chai)(chai)油(you)(you)機(ji)壓(ya)縮比大,熱效率高(gao),經濟性能(neng)和排放性能(neng)都比汽(qi)油(you)(you)機(ji)好。
內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)(ji)(ji)按照完(wan)成(cheng)(cheng)一(yi)個(ge)工(gong)作(zuo)循(xun)環所需的(de)行(xing)程(cheng)(cheng)數可分為(wei)(wei)四(si)沖程(cheng)(cheng)內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)(ji)(ji)和二沖程(cheng)(cheng)內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)(ji)(ji)。把(ba)曲軸轉(zhuan)兩圈(720°),活塞在(zai)氣缸(gang)內(nei)(nei)上下往復運(yun)動四(si)個(ge)行(xing)程(cheng)(cheng),完(wan)成(cheng)(cheng)一(yi)個(ge)工(gong)作(zuo)循(xun)環的(de)內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)(ji)(ji)稱為(wei)(wei)四(si)沖程(cheng)(cheng)內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)(ji)(ji);而(er)把(ba)曲軸轉(zhuan)一(yi)圈(360°),活塞在(zai)氣缸(gang)內(nei)(nei)上下往復運(yun)動兩個(ge)行(xing)程(cheng)(cheng),完(wan)成(cheng)(cheng)一(yi)個(ge)工(gong)作(zuo)循(xun)環的(de)內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)(ji)(ji)稱為(wei)(wei)二沖程(cheng)(cheng)內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)(ji)(ji)。汽車發動機(ji)(ji)(ji)(ji)廣泛(fan)使用四(si)沖程(cheng)(cheng)內(nei)(nei)燃機(ji)(ji)(ji)(ji)。
內燃機(ji)按照冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)方式不同可以分為水冷(leng)(leng)(leng)發動(dong)機(ji)和(he)風冷(leng)(leng)(leng)發動(dong)機(ji)。水冷(leng)(leng)(leng)發動(dong)機(ji)是(shi)利(li)用(yong)在氣缸(gang)(gang)體和(he)氣缸(gang)(gang)蓋冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)水套中進(jin)行(xing)循環的冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)液作為冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)介質進(jin)行(xing)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)的;而風冷(leng)(leng)(leng)發動(dong)機(ji)是(shi)利(li)用(yong)流動(dong)于氣缸(gang)(gang)體與氣缸(gang)(gang)蓋外表(biao)面散熱(re)片(pian)之間的空(kong)氣作為冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)介質進(jin)行(xing)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)的。水冷(leng)(leng)(leng)發動(dong)機(ji)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)均勻(yun),工(gong)作可靠,冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)效果(guo)好,被廣泛地應(ying)用(yong)于現代車(che)用(yong)發動(dong)機(ji)。
內燃(ran)機(ji)按(an)照氣(qi)缸(gang)(gang)(gang)數目不(bu)同可以分為單(dan)缸(gang)(gang)(gang)發動機(ji)和多缸(gang)(gang)(gang)發動機(ji)。僅有(you)一個(ge)氣(qi)缸(gang)(gang)(gang)的(de)發動機(ji)稱為單(dan)缸(gang)(gang)(gang)發動機(ji);有(you)兩個(ge)以上氣(qi)缸(gang)(gang)(gang)的(de)發動機(ji)稱為多缸(gang)(gang)(gang)發動機(ji)。如雙缸(gang)(gang)(gang)、三缸(gang)(gang)(gang)、四缸(gang)(gang)(gang)、五缸(gang)(gang)(gang)、六缸(gang)(gang)(gang)、八缸(gang)(gang)(gang)、十二缸(gang)(gang)(gang)等都(dou)是多缸(gang)(gang)(gang)發動機(ji)。現代車(che)用(yong)發動機(ji)多采用(yong)四缸(gang)(gang)(gang)、六缸(gang)(gang)(gang)、八缸(gang)(gang)(gang)發動機(ji)。
內燃機(ji)按照氣(qi)(qi)缸排列(lie)方式(shi)(shi)不同可以分(fen)為(wei)單列(lie)式(shi)(shi)和雙列(lie)式(shi)(shi))。單列(lie)式(shi)(shi)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)的(de)各個氣(qi)(qi)缸排成一列(lie),一般(ban)(ban)是垂直布置(zhi)(zhi)的(de),但為(wei)了降低(di)高(gao)度,有(you)時(shi)也把氣(qi)(qi)缸布置(zhi)(zhi)成傾(qing)斜的(de)甚至水(shui)平的(de);雙列(lie)式(shi)(shi)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)把氣(qi)(qi)缸排成兩列(lie),兩列(lie)之(zhi)間的(de)夾角<180°(一般(ban)(ban)為(wei)90°)稱為(wei)V型發(fa)動(dong)(dong)機(ji),若(ruo)兩列(lie)之(zhi)間的(de)夾角=180°稱為(wei)對置(zhi)(zhi)式(shi)(shi)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)。
內燃機按照進氣(qi)(qi)系統是否采(cai)(cai)用(yong)(yong)增(zeng)壓(ya)(ya)方式可以分為自然吸氣(qi)(qi)(非(fei)增(zeng)壓(ya)(ya))式發(fa)動機和強制進氣(qi)(qi)(增(zeng)壓(ya)(ya)式)發(fa)動機。汽油機常采(cai)(cai)用(yong)(yong)自然吸氣(qi)(qi)式;柴油機為了提高功率有采(cai)(cai)用(yong)(yong)增(zeng)壓(ya)(ya)式的。
船用(yong)(yong)內燃機可用(yong)(yong)柴油(you)、汽油(you)、煤(mei)油(you)或煤(mei)氣、天然(ran)氣作燃料。燒煤(mei)氣的叫煤(mei)氣機,汽油(you)機、煤(mei)氣機功率小,僅用(yong)(yong)在小型(xing)船舶上。
氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)蓋中有進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)道(dao)(dao)和排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)道(dao)(dao),內裝(zhuang)進(jin)、排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門。新(xin)鮮(xian)充(chong)量(即空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)或空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)與燃料的可燃混(hun)合氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi))經空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)(lv)清(qing)器、進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)管(guan)、進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)道(dao)(dao)和進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門充(chong)入氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)。膨脹后(hou)的燃氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)經排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門、排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)道(dao)(dao)和排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)管(guan),最后(hou)經排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)消聲器排(pai)(pai)(pai)入大氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。進(jin)、排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門的開(kai)啟和關閉是由凸輪軸上的進(jin)、排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)凸輪,通過挺(ting)柱(zhu)、推桿(gan)、搖臂和氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)門彈簧等傳動件分別加(jia)以(yi)控制的,這一套(tao)機(ji)(ji)件稱為內燃機(ji)(ji)配氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)機(ji)(ji)構(gou)。通常由空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)(lv)清(qing)器、進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)管(guan)、排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)管(guan)和排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)消聲器組成進(jin)排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)系(xi)統。
為了向氣(qi)缸內(nei)供(gong)入燃料,內(nei)燃機(ji)均設有(you)供(gong)油(you)(you)(you)系統(tong)。汽油(you)(you)(you)機(ji)通(tong)過安裝在(zai)進氣(qi)管入口端的化油(you)(you)(you)器(qi)將空氣(qi)與(yu)汽油(you)(you)(you)按(an)一定比例(空燃比)混合,然后經(jing)進氣(qi)管供(gong)入氣(qi)缸,由(you)汽油(you)(you)(you)機(ji)點火系統(tong)控制的電火花定時點燃。柴(chai)油(you)(you)(you)機(ji)的燃油(you)(you)(you)則通(tong)過柴(chai)油(you)(you)(you)機(ji)噴油(you)(you)(you)系統(tong)噴入燃燒室,在(zai)高溫高壓下自行(xing)著火燃燒。
內燃(ran)(ran)機氣(qi)缸內的燃(ran)(ran)料燃(ran)(ran)燒使活塞、氣(qi)缸套、氣(qi)缸蓋和氣(qi)門(men)等(deng)零(ling)件受熱(re),溫度(du)升高。為了保(bao)證(zheng)內燃(ran)(ran)機正常運轉(zhuan),上述零(ling)件必須(xu)在(zai)許可的溫度(du)下工(gong)作,不(bu)致(zhi)因過熱(re)而損壞(huai),所以必須(xu)備(bei)有冷卻(que)系統。
內燃機(ji)不能從停車狀態自(zi)行(xing)轉入運(yun)轉狀態,必須(xu)由外力轉動(dong)曲軸,使之(zhi)起動(dong)。這種產生外力的(de)裝置稱(cheng)為起動(dong)裝置。常用(yong)的(de)有電起動(dong)、壓縮(suo)空氣起動(dong)、汽(qi)油(you)機(ji)起動(dong)和人力起動(dong)等方式。
內燃(ran)(ran)機(ji)的(de)工(gong)作(zuo)循(xun)環(huan)由進氣、壓縮(suo)、燃(ran)(ran)燒(shao)和(he)膨(peng)脹、排(pai)氣等過(guo)(guo)程(cheng)組成。這些過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)只有膨(peng)脹過(guo)(guo)程(cheng)是(shi)對外作(zuo)功(gong)的(de)過(guo)(guo)程(cheng),其(qi)他過(guo)(guo)程(cheng)都是(shi)為(wei)更(geng)好地實現(xian)(xian)作(zuo)功(gong)過(guo)(guo)程(cheng)而需要的(de)過(guo)(guo)程(cheng)。按實現(xian)(xian)一個工(gong)作(zuo)循(xun)環(huan)的(de)行程(cheng)數(shu),工(gong)作(zuo)循(xun)環(huan)可分為(wei)四沖(chong)程(cheng)和(he)二沖(chong)程(cheng)兩類。
四沖(chong)程是指在進(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)、壓(ya)縮(suo)(suo)、做功(gong)(gong)(膨脹)和排(pai)氣(qi)(qi)(qi)四個(ge)行(xing)程內(nei)完成一個(ge)工作循環(huan),此間曲軸旋轉兩圈。進(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)行(xing)程時,此時進(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)門開啟,排(pai)氣(qi)(qi)(qi)門關閉(bi)。流(liu)過空氣(qi)(qi)(qi)濾清器(qi)(qi)的空氣(qi)(qi)(qi),或(huo)經(jing)化油器(qi)(qi)與(yu)汽油混合形成的可燃混合氣(qi)(qi)(qi),經(jing)進(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)管(guan)道、進(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)門進(jin)(jin)入氣(qi)(qi)(qi)缸;壓(ya)縮(suo)(suo)行(xing)程時,氣(qi)(qi)(qi)缸內(nei)氣(qi)(qi)(qi)體受到壓(ya)縮(suo)(suo),壓(ya)力增高,溫(wen)度(du)上(shang)(shang)升;膨脹行(xing)程是在壓(ya)縮(suo)(suo)上(shang)(shang)止點(dian)前(qian)噴油或(huo)點(dian)火,使混合氣(qi)(qi)(qi)燃燒,產生(sheng)高溫(wen)、高壓(ya),推動(dong)活(huo)(huo)塞下(xia)行(xing)并作功(gong)(gong);排(pai)氣(qi)(qi)(qi)行(xing)程時,活(huo)(huo)塞推擠氣(qi)(qi)(qi)缸內(nei)廢氣(qi)(qi)(qi)經(jing)排(pai)氣(qi)(qi)(qi)門排(pai)出。此后(hou)再由進(jin)(jin)氣(qi)(qi)(qi)行(xing)程開始,進(jin)(jin)行(xing)下(xia)一個(ge)工作循環(huan)。
二沖程(cheng)是(shi)指在(zai)兩(liang)個(ge)行(xing)(xing)程(cheng)內(nei)完(wan)成一個(ge)工作(zuo)循環(huan),此(ci)期間曲軸旋(xuan)轉一圈。首先,當活塞在(zai)下(xia)止點(dian)時(shi),進、排(pai)(pai)(pai)氣(qi)口(kou)都(dou)開啟,新鮮(xian)充量(liang)由(you)進氣(qi)口(kou)充入氣(qi)缸(gang),并掃(sao)除氣(qi)缸(gang)內(nei)的(de)廢氣(qi),使之從(cong)排(pai)(pai)(pai)氣(qi)口(kou)排(pai)(pai)(pai)出;隨后活塞上行(xing)(xing),將進、排(pai)(pai)(pai)氣(qi)口(kou)均關閉,氣(qi)缸(gang)內(nei)充量(liang)開始受到壓縮,直(zhi)至活塞接(jie)近上止點(dian)時(shi)點(dian)火或噴(pen)油,使氣(qi)缸(gang)內(nei)可(ke)燃(ran)混合氣(qi)燃(ran)燒;然后氣(qi)缸(gang)內(nei)燃(ran)氣(qi)膨(peng)脹,推動(dong)活塞下(xia)行(xing)(xing)做功;當活塞下(xia)行(xing)(xing)使排(pai)(pai)(pai)氣(qi)口(kou)開啟時(shi),廢氣(qi)即由(you)此(ci)排(pai)(pai)(pai)出,活塞繼續下(xia)行(xing)(xing)至下(xia)止點(dian),即完(wan)成一個(ge)工作(zuo)循環(huan)。
內(nei)燃(ran)機(ji)的(de)(de)排(pai)氣(qi)過(guo)程(cheng)(cheng)和(he)進氣(qi)過(guo)程(cheng)(cheng)統(tong)稱為換(huan)氣(qi)過(guo)程(cheng)(cheng)。換(huan)氣(qi)的(de)(de)主要(yao)作用是盡可能(neng)把(ba)上一(yi)循環的(de)(de)廢氣(qi)排(pai)除干凈,使本循環供入盡可能(neng)多(duo)的(de)(de)新鮮充量,以使盡可能(neng)多(duo)的(de)(de)燃(ran)料在氣(qi)缸內(nei)完全燃(ran)燒,從而(er)發(fa)出(chu)更大的(de)(de)功率(lv)。換(huan)氣(qi)過(guo)程(cheng)(cheng)的(de)(de)好壞(huai)直接影響內(nei)燃(ran)機(ji)的(de)(de)性能(neng)。為此除了降低進、排(pai)氣(qi)系統(tong)的(de)(de)流(liu)動(dong)阻力外(wai),主要(yao)是使進、排(pai)氣(qi)門(men)在最適當(dang)的(de)(de)時刻開啟和(he)關閉。
實際上,進(jin)氣(qi)門是在(zai)上止點前即開啟,以(yi)保證活(huo)塞下(xia)行(xing)時進(jin)氣(qi)門有(you)較(jiao)(jiao)大的開度,這(zhe)樣可(ke)在(zai)進(jin)氣(qi)過程開始時減小(xiao)流動阻力,減少吸(xi)氣(qi)所消耗的功,同(tong)時也可(ke)充入較(jiao)(jiao)多的新鮮充量。當活(huo)塞在(zai)進(jin)氣(qi)行(xing)程中運行(xing)到下(xia)止點時,由(you)于氣(qi)流慣(guan)性,新鮮充量仍(reng)可(ke)繼續充入氣(qi)缸,故(gu)使進(jin)氣(qi)門在(zai)下(xia)止點后(hou)延遲關閉。
排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)門(men)也(ye)在(zai)下止點前提前開(kai)(kai)啟,即(ji)在(zai)膨脹行程(cheng)后部分即(ji)開(kai)(kai)始排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi),這是為了利用氣(qi)(qi)缸內(nei)較高的(de)(de)燃氣(qi)(qi)壓力(li),使(shi)廢(fei)(fei)氣(qi)(qi)自動流出(chu)氣(qi)(qi)缸,從而使(shi)活(huo)塞從下止點向上(shang)止點運動時(shi)氣(qi)(qi)缸內(nei)氣(qi)(qi)體(ti)壓力(li)低些,以減(jian)少活(huo)塞將廢(fei)(fei)氣(qi)(qi)排(pai)(pai)(pai)擠出(chu)氣(qi)(qi)缸所消耗的(de)(de)功。排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)門(men)在(zai)上(shang)止點后關閉的(de)(de)目的(de)(de)是利用排(pai)(pai)(pai)氣(qi)(qi)流動的(de)(de)慣(guan)性,使(shi)氣(qi)(qi)缸內(nei)的(de)(de)殘(can)余廢(fei)(fei)氣(qi)(qi)排(pai)(pai)(pai)除得更為干凈(jing)。
1.動力性(xing)能指標:發出多大(da)功率,功率/扭矩儲(chu)備多大(da)。
2.經濟性能指(zhi)標:單位功(gong)率單位時間內的燃油消耗量。
3.可靠性與(yu)耐久性指標:大(da)修或更換零件(jian)之間的最長(chang)運行時間與(yu)無故障(zhang)長(chang)期工作能(neng)力。
4.環(huan)保性能指標(NOx、HC、CO、微粒(li)、噪聲):單位(wei)功率(lv)單位(wei)時間(jian)內有害物(wu)排放量。
內燃機的利(li)用范圍
內燃機(ji)(ji)的利用范(fan)圍很是遍及(ji)。地(di)面上各類運輸車(che)輛(汽車(che)、拖沓機(ji)(ji)、內燃機(ji)(ji)車(che)等(deng)),礦山、建筑及(ji)工程等(deng)機(ji)(ji)械,就(jiu)是因為國家的限電所(suo)以造(zao)就(jiu)了很多地(di)方用自備電源(yuan)發電,水上運輸可作內河及(ji)海上船舶的主機(ji)(ji)和輔機(ji)(ji)。在軍(jun)事方面,如坦克、裝(zhuang)甲車(che)、步兵戰車(che)、重(zhong)兵器牽引(yin)車(che)和各類水面艦(jian)艇等(deng)方面都大量利用內燃機(ji)(ji)。
內燃(ran)機(ji)(ji)和外燃(ran)機(ji)(ji)相比(bi)較,具有很多(duo)優點:
①內燃機的(de)熱能利用率(lv)高(gao)。增壓(ya)柴油機的(de)最(zui)高(gao)熱效率(lv)可達(da)46%。而蒸氣機僅有11~16%。
②功率(lv)范圍廣(guang),適應性能好,最小的內燃機(ji)功率(lv)不(bu)到0.73千(qian)瓦(wa),最大的內燃機(ji)功率(lv)可(ke)達34000千(qian)瓦(wa)。
⑤結構緊(jin)湊,重量輕(qing),體積(ji)小,燃料和水的消耗量也少(shao)。
④使用(yong)操(cao)作(zuo)方便,起動快。在(zai)正常(chang)情況下,一般(ban)的(de)柴油(you)機和汽油(you)機能夠在(zai)3~5秒(miao)的(de)時問(wen)內起動,并能在(zai)短時間(jian)內謎到(dao)全負荷運轉,而且操(cao)作(zuo)比。簡單安全。在(zai)石油(you)工業中,石油(you)勘(kan)(kan)探(tan)工作(zuo)都在(zai)野外(wai),流動性大,對(dui)于動力設備的(de)選(xuan)擇和要求(qiu)是:其有足夠大的(de)功率、結構緊湊(cou)、重量輕、便于搬運和安裝、燃料和水的(de)消耗少。因(yin)此內燃機在(zai)石油(you)勘(kan)(kan)探(tan)工作(zuo)中得到(dao)廣泛的(de)應用(yong)。
內燃機的缺點是:
⑴對(dui)燃(ran)(ran)料要(yao)求較高高速(su)內燃(ran)(ran)機(ji)一般利(li)用汽油(you)或輕(qing)柴(chai)油(you)作料,并且對(dui)燃(ran)(ran)料的潔凈度要(yao)求嚴(yan)格。
⑵對(dui)環境(jing)的污染也愈來愈嚴重。
⑶布局(ju)復雜,發展空間——機電行業的多來源業務經營路(lu)線及通過長期大量的潛在客戶積累與(yu)轉化的方式(shi)。
內燃(ran)機(ji)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)主要(yao)包括(kuo)動(dong)力性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)和(he)經(jing)濟性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。動(dong)力性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)是指內燃(ran)機(ji)發(fa)出的功率(lv)(扭(niu)矩(ju)),表(biao)示(shi)內燃(ran)機(ji)在能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)轉換(huan)中(zhong)量(liang)的大小,標志動(dong)力性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)的參(can)數有(you)扭(niu)矩(ju)和(he)功率(lv)等(deng)。經(jing)濟性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)是指發(fa)出一(yi)定功率(lv)時燃(ran)料(liao)(liao)消(xiao)耗的多少(shao),表(biao)示(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)轉換(huan)中(zhong)質的優劣(lie),標志經(jing)濟性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)的參(can)數有(you)熱效率(lv)和(he)燃(ran)料(liao)(liao)消(xiao)耗率(lv)。
內(nei)燃機(ji)(ji)(ji)未來的(de)(de)發展將著重于改進燃燒過(guo)程,提高機(ji)(ji)(ji)械效率(lv),減少(shao)散(san)熱損失,降低燃料消耗率(lv);開發和利(li)用非石油制(zhi)品燃料、擴(kuo)大燃料資源;減少(shao)排氣中(zhong)有害成分,降低噪聲和振動(dong)(dong),減輕對(dui)環境(jing)的(de)(de)污染;采用高增(zeng)壓技(ji)術,進一步強化內(nei)燃機(ji)(ji)(ji),提高單機(ji)(ji)(ji)功率(lv);研制(zhi)復合式發動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)、絕(jue)熱式渦輪(lun)復合式發動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)等;采用微(wei)處理機(ji)(ji)(ji)控(kong)制(zhi)內(nei)燃機(ji)(ji)(ji),使之在(zai)最(zui)佳工況下運轉;加強結(jie)構強度(du)的(de)(de)研究,以提高工作可靠性和壽命(ming),不斷創(chuang)制(zhi)新(xin)型內(nei)燃機(ji)(ji)(ji)變(bian)氣門,變(bian)升程,變(bian)相位,甚至停掉幾個(ge)缸(gang)的(de)(de)技(ji)術,都沒(mei)能(neng)做到在(zai)行(xing)進中(zhong)連(lian)續變(bian)缸(gang)徑,但(dan)有等效的(de)(de)。
這(zhe)種發動機(ji)有(you)(you)一個(ge)桶形(xing)缸體(ti),桶底(di)后,桶底(di)中間有(you)(you)圓孔。還有(you)(you)一個(ge)缸體(ti),好像一根筷子(zi)穿過(guo)一張厚的(de)(de)圓餅并粘合,筷子(zi)就是軸(zhou)(zhou),這(zhe)個(ge)軸(zhou)(zhou)也穿過(guo)桶形(xing)缸體(ti)底(di)部(bu)的(de)(de)孔,餅形(xing)體(ti)也納入桶中,封(feng)閉成一個(ge)空心圓柱(zhu)體(ti)的(de)(de)缸腔。這(zhe)個(ge)缸腔的(de)(de)容積是可(ke)以變化的(de)(de),比如(ru)只要固(gu)定(ding)桶,用機(ji)械裝置或(huo)者液壓裝置抽(chou)動軸(zhou)(zhou)就可(ke)以實現(xian)。
桶(tong)底從(cong)(cong)圓(yuan)孔的邊到桶(tong)的內壁(bi)(bi)割條(tiao)(tiao)縫(feng)(feng),插(cha)(cha)入一(yi)個(ge)矩形板;餅(bing)面從(cong)(cong)圓(yuan)邊到軸(zhou)割條(tiao)(tiao)縫(feng)(feng),也插(cha)(cha)入一(yi)塊矩形板,兩塊矩形板可以(yi)把缸(gang)(gang)腔(qiang)(qiang)(qiang)一(yi)分為二,成為兩個(ge)密(mi)(mi)(mi)封缸(gang)(gang)腔(qiang)(qiang)(qiang),第(di)一(yi)密(mi)(mi)(mi)封缸(gang)(gang)腔(qiang)(qiang)(qiang)和(he)第(di)二密(mi)(mi)(mi)封缸(gang)(gang)腔(qiang)(qiang)(qiang)。其中一(yi)個(ge)密(mi)(mi)(mi)封缸(gang)(gang)腔(qiang)(qiang)(qiang)從(cong)(cong)桶(tong)壁(bi)(bi)的矩形板本側開(kai)(kai)口,充入高壓氣(qi)體(ti),或充入油氣(qi)混合物并點(dian)燃;第(di)二密(mi)(mi)(mi)封腔(qiang)(qiang)(qiang)從(cong)(cong)桶(tong)壁(bi)(bi)上與前一(yi)開(kai)(kai)口相隔一(yi)個(ge)矩形板的位置開(kai)(kai)口放氣(qi)。固定(ding)桶(tong),矩形板就(jiu)牽引餅(bing)和(he)筷子轉動(dong),反過來也行。
第(di)(di)一個(ge)密封腔從最(zui)小、充氣(qi)到轉(zhuan)(zhuan)過一定相位(轉(zhuan)(zhuan)角)就停(ting)止供(gong)氣(qi),可以(yi)用閥門或者控制油(you)氣(qi)供(gong)應量來實現。由于(yu)高壓(ya)(ya)(ya)氣(qi)體(ti)膨脹,裝(zhuang)置會(hui)繼續(xu)轉(zhuan)(zhuan)動(dong),第(di)(di)一密封缸腔內的(de)氣(qi)壓(ya)(ya)(ya)會(hui)降(jiang)低(di),直到稍微低(di)于(yu)環境氣(qi)壓(ya)(ya)(ya),這樣(yang)會(hui)產(chan)生轉(zhuan)(zhuan)動(dong)阻力。于(yu)是第(di)(di)二(er)個(ge)矩形板需要在(zai)頭部(bu)靠(kao)近邊緣(yuan)開一個(ge)孔,安裝(zhuang)單向(xiang)閥,向(xiang)內補(bu)氣(qi)。如果當初的(de)氣(qi)壓(ya)(ya)(ya)適當,在(zai)第(di)(di)二(er)塊矩形板轉(zhuan)(zhuan)到第(di)(di)二(er)開口的(de)時候(hou),第(di)(di)一密封缸腔的(de)氣(qi)壓(ya)(ya)(ya)正好等于(yu)或接近于(yu)環境氣(qi)壓(ya)(ya)(ya),這是最(zui)經濟的(de)。第(di)(di)三種情(qing)況(kuang)是還有少量余壓(ya)(ya)(ya)。
當兩個(ge)矩形(xing)(xing)板(ban)快要(yao)相(xiang)遇的(de)(de)時(shi)候,需要(yao)避讓。于(yu)是(shi)從(cong)桶的(de)(de)裙(qun)部內圓刻成曲(qu)線滑(hua)槽(cao),裝上(shang)(shang)滑(hua)動(dong)塊(kuai),滑(hua)動(dong)塊(kuai)與(yu)第二塊(kuai)矩形(xing)(xing)板(ban)連接(jie)(jie);從(cong)軸穿出桶底(di)的(de)(de)一側套裝一個(ge)空心圓柱體(ti),外圓面(mian)刻曲(qu)線滑(hua)槽(cao),裝上(shang)(shang)滑(hua)動(dong)塊(kuai),與(yu)第一塊(kuai)矩形(xing)(xing)板(ban)連接(jie)(jie)。滑(hua)槽(cao)由(you)圓和(he)擺線構成,控(kong)制(zhi)矩形(xing)(xing)板(ban)前沖、頂住和(he)抽回。桶底(di)和(he)餅都夠厚,所(suo)以(yi)不會(hui)抽脫(tuo)。第二塊(kuai)矩形(xing)(xing)板(ban)在轉動(dong)方向(xiang)上(shang)(shang),和(he)餅一塊(kuai)轉動(dong);在軸向(xiang)上(shang)(shang),則由(you)桶上(shang)(shang)的(de)(de)滑(hua)槽(cao)控(kong)制(zhi),所(suo)以(yi)變換容積的(de)(de)時(shi)候仍(reng)能抵住桶的(de)(de)底(di)部。同樣道(dao)理,第一塊(kuai)矩形(xing)(xing)板(ban)總是(shi)能抵住餅的(de)(de)內表面(mian)。
這種裝(zhuang)(zhuang)置在一(yi)個著力(li)面上沿弧(hu)形(xing)軌跡(ji),把高(gao)壓(ya)(ya)(ya)氣(qi)(qi)體(ti)的內(nei)能(neng)轉(zhuan)(zhuan)化為(wei)(wei)動能(neng),是一(yi)種動力(li)機(ji)械(xie)裝(zhuang)(zhuang)置。反過來,也可以在機(ji)械(xie)的帶動下(xia)反向(xiang)轉(zhuan)(zhuan)動,制取(qu)壓(ya)(ya)(ya)縮空氣(qi)(qi),或者作為(wei)(wei)一(yi)個剎車器(qi)。做(zuo)(zuo)一(yi)個容量(liang)小的壓(ya)(ya)(ya)氣(qi)(qi)裝(zhuang)(zhuang)置,制取(qu)高(gao)壓(ya)(ya)(ya)油氣(qi)(qi),配上點(dian)火裝(zhuang)(zhuang)置,再(zai)做(zuo)(zuo)一(yi)個容量(liang)動力(li)機(ji)械(xie)裝(zhuang)(zhuang)置,將(jiang)燃燒后大量(liang)高(gao)溫高(gao)壓(ya)(ya)(ya)氣(qi)(qi)體(ti)的內(nei)能(neng)轉(zhuan)(zhuan)化為(wei)(wei)動能(neng),就是一(yi)臺發動機(ji)。
它做(zuo)功的軌跡是一(yi)(yi)段弧,而(er)且(qie)可(ke)以(yi)(yi)無(wu)級的改變容量,也就意味著可(ke)以(yi)(yi)改變發動(dong)機排量。配合(he)油(you)門,可(ke)以(yi)(yi)改變燃燒后氣壓,靈活(huo)改變轉速(su);改變排量,配合(he)變速(su)器(qi),在(zai)(zai)一(yi)(yi)定(ding)范圍內可(ke)以(yi)(yi)適應各種負荷,而(er)且(qie)采取上(shang)述“最(zui)經(jing)濟(ji)的”方式。如(ru)果多(duo)套矩形板對置使用,可(ke)以(yi)(yi)減(jian)(jian)輕軸的彎曲;它是連續排氣的,因而(er)噪音低;可(ke)以(yi)(yi)多(duo)套缸錯相(xiang)聯軸,動(dong)力平(ping)穩。它可(ke)以(yi)(yi)最(zui)大限(xian)度的減(jian)(jian)少(shao)余壓排放,而(er)且(qie)在(zai)(zai)不同(tong)負載下(xia)都能采取最(zui)經(jing)濟(ji)的工況(kuang),所(suo)以(yi)(yi)是好用節能技(ji)術。
作(zuo)為一類發(fa)動(dong)機,不同于蒸(zheng)汽機、活塞(sai)發(fa)動(dong)機和(he)三角(jiao)轉子發(fa)動(dong)機。叫作(zuo)“可(ke)變容弧(hu)缸發(fa)動(dong)機。”
三種理論
(1)等容加熱(re)循(xun)環(huan)(Otto循(xun)環(huan));對應于點燃(ran)(ran)式內燃(ran)(ran)機
(2)等壓(ya)加熱循環(Brayton循環);對應于(yu)燃氣輪機
(3)混(hun)合加熱循(xun)環(Diesel 循(xun)環);對應(ying)于(yu)柴(chai)油機(ji)
理論循環
將實際循(xun)(xun)環(huan)進行(xing)(xing)若干簡化,便于進行(xing)(xing)定(ding)量分(fen)析(xi)的理想循(xun)(xun)環(huan)。
研究目的
(1)用簡單(dan)公式闡(chan)明(ming)工作過程中各基(ji)本(ben)熱力參數(shu)間的(de)關系,以明(ming)確提高(gao)ηit的(de)基(ji)本(ben)途徑(jing);
(2)確定ηit的(de)理論(lun)極限;以(yi)判斷內(nei)燃機工作過程(cheng)的(de)完(wan)善程(cheng)度(du)以(yi)及改進潛力。
(3)分析比較不同的(de)熱力(li)循環方(fang)式的(de)經濟性(xing)和動力(li)性(xing)。
簡化假設
(1)空(kong)氣作為工質,理想(xiang)氣體;
(2)不(bu)考慮工質更換及泄露損(sun)失,忽略進(jin)、排氣流動損(sun)失及影(ying)響;
(3)理想的(de)絕熱等熵過程;工質與外界不進行熱量交換;
(4)理想(xiang)的加熱、放熱過程。
柴油機(ji)動力(li)裝置(zhi)是(shi)現(xian)代(dai)船(chuan)(chuan)舶(bo)上(shang)的主(zhu)要動力(li)裝置(zhi)。現(xian)代(dai)船(chuan)(chuan)舶(bo)和(he)艦艇的主(zhu)機(ji)是(shi)船(chuan)(chuan)用(yong)柴油機(ji),燒煤(mei)(mei)氣的叫煤(mei)(mei)氣機(ji),汽(qi)油機(ji)、煤(mei)(mei)氣機(ji)功率(lv)小(xiao),僅用(yong)在小(xiao)型船(chuan)(chuan)舶(bo)上(shang)。
平均機(ji)械損(sun)失(shi)壓力pmm:發動機(ji)單位氣缸(gang)工作容(rong)積一個循環所(suo)損(sun)失(shi)的功。可以用來衡量機(ji)械損(sun)失(shi)的大小。即:
一、機(ji)械(xie)損失的組成:
1.活(huo)塞與活(huo)塞環的摩(mo)擦(ca)損失:占摩(mo)擦(ca)損失的主要(yao)部分(fen),約為:45-65%
2.軸(zhou)承(cheng)(cheng)與氣門機(ji)構的摩擦損(sun)失(shi)(shi):包括所(suo)有主軸(zhou)承(cheng)(cheng)、連桿軸(zhou)承(cheng)(cheng)和凸(tu)輪軸(zhou)軸(zhou)承(cheng)(cheng)等的摩擦損(sun)失(shi)(shi)。軸(zhou)承(cheng)(cheng)直徑越(yue)(yue)(yue)大(da)(da),轉速越(yue)(yue)(yue)高,損(sun)失(shi)(shi)越(yue)(yue)(yue)大(da)(da)。15-30%。
3.驅動(dong)附屬機(ji)(ji)構的功率消耗:指為(wei)保證發動(dong)機(ji)(ji)工(gong)作所必不可少的部件總成(cheng),如(ru)冷卻水(shui)泵總成(cheng)(風(feng)(feng)冷發動(dong)機(ji)(ji)中則(ze)是冷卻風(feng)(feng)扇)、機(ji)(ji)油泵、噴(pen)油泵、調(diao)速(su)器等;占10-20%。
4.流體摩擦損失:為克服油霧、空(kong)氣阻力及曲軸箱通(tong)風等將(jiang)消耗一(yi)部分功。
5.驅動(dong)掃氣(qi)泵(beng)及增(zeng)壓器(qi)的損失:二沖程或機械增(zeng)壓發(fa)動(dong)機中,要加上對進(jin)(jin)氣(qi)進(jin)(jin)行(xing)壓縮而帶來的損失。10-20%
分配情況
機械損失名稱
占Pm的百分比(bi)%
占Pi的百(bai)分比%
摩擦損(sun)失(shi)其中活(huo)連桿(gan)、活(huo)塞環 軸承及曲軸 配氣機構
60~7545~6515 ~ 202~3
8 ~ 20
驅(qu)動各種附件(jian)損失 其中 水(shui)泵 風扇 機(ji)油(you)泵 電器(qi)設備
10~20 2~8 6~3 1~2 1~2
1 ~5
帶動(dong)機(ji)械(xie)增壓器(qi)損失
6 ~ 10
泵氣損失
10~20
2~4
總功率損失
10~30
損失測定
1.示(shi)功(gong)圖法:運用(yong)示(shi)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Pe,從而算出產(chan)Pm、 hm及Pmm值(zhi)(zhi)。
問題(ti):誤差來源于(yu)P—V圖上活塞上止(zhi)點(dian)位置正(zheng)確(que)地確(que)定(ding)以及測量誤差。此外,各個(ge)氣缸存在的(de)不均勻性,這也會引(yin)起一定(ding)的(de)誤差。示功圖法當上止(zhi)點(dian)位置能得(de)到精確(que)校(xiao)正(zheng)時才能取得(de)較滿意的(de)結果。局限:只能測量整體(ti)機械(xie)損失。
2.倒(dao)拖法:當(dang)發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)以給定(ding)(ding)工況穩(wen)定(ding)(ding)運行(xing),冷(leng)卻水、機(ji)(ji)油(you)溫度到達正常(chang)數值時(shi),切斷對(dui)發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)的(de)供油(you),將電力測(ce)功(gong)(gong)器(qi)轉(zhuan)換為電動(dong)機(ji)(ji),以給定(ding)(ding)轉(zhuan)速倒(dao)拖發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji),并且維持冷(leng)卻水和機(ji)(ji)油(you)溫度不變(bian),這(zhe)樣(yang)測(ce)得的(de)倒(dao)拖功(gong)(gong)率(lv)即(ji)為發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)在該工況下的(de)機(ji)(ji)械(xie)損失功(gong)(gong)率(lv)。
與實(shi)際(ji)運行(xing)的(de)差異(yi):(1)氣體壓力在(zai)(zai)膨(peng)脹行(xing)程中大幅度下降,使活(huo)塞(sai)、連桿。曲軸的(de)摩擦(ca)損失有(you)所減少;(2) 由(you)于排氣過(guo)程中溫度低、密度大,使Pp比實(shi)際(ji)的(de)還大;(3)倒拖(tuo)在(zai)(zai)膨(peng)脹、壓縮行(xing)程中,存在(zai)(zai)充量(liang)向氣缸壁的(de)傳(chuan)熱損失,在(zai)(zai)測(ce)量(liang)該工況的(de)有(you)效功率時(shi),這部(bu)分傳(chuan)熱損失已被考慮在(zai)(zai)內。
綜合結(jie)果是:倒(dao)拖時所消耗(hao)的功率要超過柴油機的實際機械損失,在低壓縮比(bi)發(fa)動(dong)機中(zhong),誤(wu)差(cha)大約為 5%,在高壓縮比(bi)發(fa)動(dong)機中(zhong),誤(wu)差(cha)可高達(da)(15—20)%,因(yin)而此(ci)方法適用(yong)于低壓縮比(bi)的汽油機。
3.滅缸(gang)法:內燃(ran)機(ji)(ji)調整(zheng)到(dao)給定(ding)工(gong)況穩定(ding)工(gong)作后(hou),先測出其有(you)效功(gong)(gong)率(lv)Pe,之后(hou)在噴油泵齒(chi)條位置或節(jie)氣(qi)門(men)不變(bian)的(de)(de)(de) 下,停止某一氣(qi)缸(gang)工(gong)作,并(bing)用減少制動力矩的(de)(de)(de)辦法迅速將轉速恢(hui)復到(dao)原(yuan)來(lai)的(de)(de)(de)數值,并(bing)重新測定(ding)其有(you)效功(gong)(gong)率(lv)Pe’。如果滅缸(gang)后(hou)其他(ta)各(ge)缸(gang)的(de)(de)(de)工(gong)作情況和發動機(ji)(ji)機(ji)(ji)械損失沒有(you)變(bian)化,則被熄(xi)滅的(de)(de)(de)氣(qi)缸(gang)原(yuan)來(lai)所(suo)發出的(de)(de)(de)指(zhi)示功(gong)(gong)率(lv)為(Pi)x。依次將各(ge)缸(gang)滅火,最(zui)后(hou)可以從(cong)各(ge)缸(gang)指(zhi)示功(gong)(gong)率(lv)的(de)(de)(de)總(zong)和中求得整(zheng)臺發動機(ji)(ji)的(de)(de)(de)指(zhi)示功(gong)(gong)率(lv)。
局限:只能使用于柴油多缸機。
4.油耗線法:保(bao)證發動機(ji)(ji)轉速不變(bian)(bian),逐漸改變(bian)(bian)供油,測出(chu)每小時耗油量(liang)B與(yu)負荷pme變(bian)(bian)化(hua)關系,繪成負荷特(te)性曲(qu)線,延長直線段于橫坐標(biao)的相交,此交點到原點的距(ju)離為平均機(ji)(ji)械損(sun)失壓力pmm。
只能適(shi)用于pmm 與ηit 不(bu)隨負荷變化,只適(shi)用于柴油機。
總之;倒拖法(fa)(fa)只(zhi)能(neng)用(yong)(yong)于(yu)配有電力測(ce)功(gong)器的(de)情況,不(bu)適用(yong)(yong)于(yu)大功(gong)率(lv)發動(dong)機(ji),較適用(yong)(yong)于(yu)測(ce)定壓縮(suo)比不(bu)高(gao)(gao)的(de)汽(qi)油機(ji)的(de)機(ji)械(xie)損(sun)失。對于(yu)排(pai)氣渦輪增壓柴油機(ji),由于(yu)倒拖法(fa)(fa)和滅缸法(fa)(fa)破壞了增壓系統的(de)正常工作,只(zhi)能(neng)用(yong)(yong)示功(gong)圖法(fa)(fa)、油耗線(xian)法(fa)(fa)來測(ce)定機(ji)械(xie)損(sun)失。對于(yu)排(pai)氣渦輪中增壓、高(gao)(gao)增壓的(de)柴油機(ji)(pb>0.15MPa),除示功(gong)圖外(wai),尚(shang)無其(qi)他(ta)適用(yong)(yong)的(de)方法(fa)(fa)可(ke)取代。
1、循環加(jia)注潤滑油或不同品質的油摻(chan)兌使用
2、選用的潤滑油(you)粘度較(jiao)高
3、單向流量(liang)控制(zhi)閥或(huo)通風軟(ruan)管(guan)損壞后隨(sui)意拆除(chu)
4、大容量的蓄電池(chi)壽(shou)命長
5、隨意加添電(dian)解液
6、隨便(bian)調高發電(dian)機(ji)的(de)端電(dian)壓(ya)
7、空氣(qi)濾(lv)清器(qi)長期短路(lu)或隨便更換(huan)不同(tong)規格(ge)的濾(lv)
8、經(jing)常在大功率(lv)、高溫狀態下熄火
9、高(gao)壓(ya)油泵內(nei)的潤滑油加注或更換不合理
10、噴油器(qi)噴油壓(ya)力調(diao)整過(guo)高
11、隨意拆除散(san)熱(re)器上(shang)的空氣蒸氣閥
12、隨意更換火花(hua)塞
燃料使用
燃(ran)油(you)是(shi)(shi)發(fa)動機(ji)的(de)(de)動力源,也是(shi)(shi)造成發(fa)動機(ji)故障的(de)(de)主要因素,潔凈的(de)(de)燃(ran)油(you)不含水(shui)份和雜(za)質是(shi)(shi)極重要的(de)(de),否(fou)則會造成噴油(you)泵(beng)和油(you)嘴(zui)嚴重磨(mo)損(sun)甚至損(sun)壞。
在我國(guo)燃(ran)油(you)質量問題一直是造成發動機壽命降(jiang)低和故障的主要(yao)(yao)原因(yin),所以(yi)在使用進口發動機盡(jin)量使用優質低含硫(liu)燃(ran)油(you),在無法達到要(yao)(yao)求(qiu)的情(qing)況(kuang)下(xia)可改造輸油(you)管路,在油(you)水分(fen)離器(qi)前加一級粗濾或油(you)水分(fen)離器(qi),以(yi)不影響發動機輸出功率為準選擇濾芯(xin)等級。
在使用劣質燃(ran)油(you)(you)(you)的情(qing)況下(xia)必須定期(qi)清(qing)洗(xi)燃(ran)油(you)(you)(you)箱(xiang)(xiang),否則容(rong)易在油(you)(you)(you)箱(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)因(yin)劣質燃(ran)油(you)(you)(you)含有水份和(he)雜質多,會在油(you)(you)(you)箱(xiang)(xiang)壁(bi)和(he)箱(xiang)(xiang)底結(jie)積,長期(qi)沒清(qing)洗(xi)的情(qing)況下(xia)造成結(jie)積泥皮脫落(luo),工作中(zhong)(zhong)進(jin)入燃(ran)油(you)(you)(you)管(guan)路,致(zhi)使管(guan)路或燃(ran)油(you)(you)(you)濾芯等堵塞,在日常維護(hu)中(zhong)(zhong)要做到(dao)良好的保養(yang)習慣,排放油(you)(you)(you)箱(xiang)(xiang)沉積水雜質和(he)油(you)(you)(you)水分離器中(zhong)(zhong)沉積水。
內(nei)燃機(ji)(ji)(ji)(例如往復式內(nei)燃機(ji)(ji)(ji))在工作時會(hui)由于含碳燃料的不(bu)完全燃燒(shao)而排放(fang)大氣污染物(wu)。內(nei)燃機(ji)(ji)(ji)的最重要排放(fang)物(wu)是二氧(yang)化(hua)碳、水汽和(he)一些碳黑顆粒物(wu)。取決于工作狀(zhuang)況和(he)油(you)氣比例,內(nei)燃機(ji)(ji)(ji)還會(hui)排放(fang)一氧(yang)化(hua)碳、氮(dan)氧(yang)化(hua)物(wu)、硫(liu)化(hua)物(wu)(主要是二氧(yang)化(hua)硫(liu))和(he)一些未(wei)燃燒(shao)的碳氫化(hua)合物(wu)。
內燃機工(gong)作時(shi)會(hui)(hui)產(chan)生顯(xian)著的噪音污染。比如公路(lu)上的汽車會(hui)(hui)產(chan)生噪音,飛(fei)機飛(fei)行時(shi)也會(hui)(hui)產(chan)生噴氣噪音(尤其(qi)是(shi)超(chao)音速飛(fei)機)。火箭發(fa)動(dong)機產(chan)生的噪音最大。