一,、船舶內(nèi)燃機(jī)的原理?船舶柴油機(jī)原理,,根據(jù)其將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的主要構(gòu)件的型式,,可分為活塞式內(nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)兩大類,。 活塞式內(nèi)燃機(jī)以往復(fù)活塞式最為普遍?;钊絻?nèi)燃機(jī)將燃料和空氣混合,,在其氣缸內(nèi)燃燒,釋放出的熱能使氣缸內(nèi)產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?。燃?xì)馀蛎浲苿踊钊鞴?,再通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)或其他機(jī)構(gòu)將機(jī)械功輸出,驅(qū)動從動機(jī)械工作,。 二,、內(nèi)燃機(jī)的七個構(gòu)件?答案是 內(nèi)燃機(jī)的組成部分主要有曲柄連桿機(jī)構(gòu),、機(jī)體和氣缸蓋,、配氣機(jī)構(gòu)、供油系統(tǒng),、潤滑系統(tǒng),、冷卻系統(tǒng)、起動裝置等,。 氣缸是一個圓筒形金屬機(jī)件,。密封的氣缸是實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)、產(chǎn)生動力的源地,。各個裝有氣缸套的氣缸安裝在機(jī)體里,,它的頂端用氣缸蓋封閉著?;钊稍跉飧滋變?nèi)往復(fù)運(yùn)動,,并從氣缸下部封閉氣缸,從而形成容積作規(guī)律變化的密封空間,。燃料在此空間內(nèi)燃燒,,產(chǎn)生的燃?xì)鈩恿ν苿踊钊\(yùn)動?;钊耐鶑?fù)運(yùn)動經(jīng)過連桿推動曲軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,,曲軸再從飛輪端將動力輸出。由活塞組,、連桿組,、曲軸和飛輪組成的曲柄連桿機(jī)構(gòu)是內(nèi)燃機(jī)傳遞動力的主要部分。 活塞組由活塞,、活塞環(huán),、活塞銷等組成?;钊蕡A柱形,,上面裝有活塞環(huán),,借以在活塞往復(fù)運(yùn)動時密閉氣缸。上面的幾道活塞環(huán)稱為氣環(huán),,用來封閉氣缸,,防止氣缸內(nèi)的氣體漏泄,下面的環(huán)稱為油環(huán),,用來將氣缸壁上的多余的潤滑油刮下,,防止?jié)櫥透Z入氣缸?;钊N呈圓筒形,,它穿入活塞上的銷孔和連桿小頭中,將活塞和連桿聯(lián)接起來,。連桿大頭端分成兩半,,由連桿螺釘聯(lián)接起來,它與曲軸的曲柄銷相連,。連桿工作時,,連桿小頭端隨活塞作往復(fù)運(yùn)動,連桿大頭端隨曲柄銷繞曲軸軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,,連桿大小頭間的桿身作復(fù)雜的搖擺運(yùn)動,。 曲軸的作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,并將膨脹行程所作的功,,通過安裝在曲軸后端上的飛輪傳遞出去,。飛輪能儲存能量,使活塞的其他行程能正常工作,,并使曲軸旋轉(zhuǎn)均勻,。為了平衡慣性力和減輕內(nèi)燃機(jī)的振動,在曲軸的曲柄上還適當(dāng)裝置平衡質(zhì)量,。 氣缸蓋中有進(jìn)氣道和排氣道,,內(nèi)裝進(jìn)、排氣門,。新鮮充量(即空氣或空氣與燃料的可燃混合氣)經(jīng)空氣濾清器,、進(jìn)氣管、進(jìn)氣道和進(jìn)氣門充入氣缸,。膨脹后的燃?xì)饨?jīng)排氣門,、排氣道和排氣管,最后經(jīng)排氣消聲器排入大氣,。進(jìn),、排氣門的開啟和關(guān)閉是由凸輪軸上的進(jìn)、排氣凸輪,,通過挺柱,、推桿、搖臂和氣門彈簧等傳動件分別加以控制的,,這一套機(jī)件稱為內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu),。通常由空氣濾清器、進(jìn)氣管,、排氣管和排氣消聲器組成進(jìn)排氣系統(tǒng),。 為了向氣缸內(nèi)供入燃料,內(nèi)燃機(jī)均設(shè)有供油系統(tǒng),。汽油機(jī)通過安裝在進(jìn)氣管入口端的化油器將空氣與汽油按一定比例(空燃比)混合,,然后經(jīng)進(jìn)氣管供入氣缸,由汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)控制的電火花定時點(diǎn)燃,。柴油機(jī)的燃油則通過柴油機(jī)噴油系統(tǒng)噴入燃燒室,,在高溫高壓下自行著火燃燒。 內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)的燃料燃燒使活塞,、氣缸套,、氣缸蓋和氣門等零件受熱,溫度升高,。為了保證內(nèi)燃機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn),,上述零件必須在許可的溫度下工作,不致因過熱而損壞,,所以必須備有冷卻系統(tǒng),。 內(nèi)燃機(jī)不能從停車狀態(tài)自行轉(zhuǎn)入運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),必須由外力轉(zhuǎn)動曲軸,,使之起動,。這種產(chǎn)生外力的裝置稱為起動裝置。常用的有電起動,、壓縮空氣起動,、汽油機(jī)起動和人力起動等方式。 內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)由進(jìn)氣,、壓縮,、燃燒和膨脹、排氣等過程組成,。這些過程中只有膨脹過程是對外作功的過程,,其他過程都是為更好地實(shí)現(xiàn)作功過程而需要的過程。按實(shí)現(xiàn)一個工作循環(huán)的行程數(shù),,工作循環(huán)可分為四沖程和二沖程兩類,。 四沖程是指在進(jìn)氣、壓縮,、膨脹和排氣四個行程內(nèi)完成一個工作循環(huán),,此間曲軸旋轉(zhuǎn)兩圈,。進(jìn)氣行程時,此時進(jìn)氣門開啟,,排氣門關(guān)閉,。流過空氣濾清器的空氣,或經(jīng)化油器與汽油混合形成的可燃混合氣,,經(jīng)進(jìn)氣管道,、進(jìn)氣門進(jìn)入氣缸;壓縮行程時,,氣缸內(nèi)氣體受到壓縮,,壓力增高,溫度上升,;膨脹行程是在壓縮上止點(diǎn)前噴油或點(diǎn)火,,使混合氣燃燒,產(chǎn)生高溫,、高壓,,推動活塞下行并作功;排氣行程時,,活塞推擠氣缸內(nèi)廢氣經(jīng)排氣門排出,。此后再由進(jìn)氣行程開始,進(jìn)行下一個工作循環(huán),。 二沖程是指在兩個行程內(nèi)完成一個工作循環(huán),,此期間曲軸旋轉(zhuǎn)一圈。首先,,當(dāng)活塞在下止點(diǎn)時,,進(jìn)、排氣口都開啟,,新鮮充量由進(jìn)氣口充入氣缸,,并掃除氣缸內(nèi)的廢氣,使之從排氣口排出,;隨后活塞上行,,將進(jìn)、排氣口均關(guān)閉,,氣缸內(nèi)充量開始受到壓縮,,直至活塞接近上止點(diǎn)時點(diǎn)火或噴油,使氣缸內(nèi)可燃混合氣燃燒,;然后氣缸內(nèi)燃?xì)馀蛎?,推動活塞下行作功;?dāng)活塞下行使排氣口開啟時,廢氣即由此排出活塞繼續(xù)下行至下止點(diǎn),,即完成一個工作循環(huán),。 內(nèi)燃機(jī)的排氣過程和進(jìn)氣過程統(tǒng)稱為換氣過程。換氣的主要作用是盡可能把上一循環(huán)的廢氣排除干凈,,使本循環(huán)供入盡可能多的新鮮充量,,以使盡可能多的燃料在氣缸內(nèi)完全燃燒,從而發(fā)出更大的功率,。換氣過程的好壞直接影響內(nèi)燃機(jī)的性能。為此除了降低進(jìn),、排氣系統(tǒng)的流動阻力外,,主要是使進(jìn)、排氣門在最適當(dāng)?shù)臅r刻開啟和關(guān)閉,。 實(shí)際上,,進(jìn)氣門是在上止點(diǎn)前即開啟,以保證活塞下行時進(jìn)氣門有較大的開度,,這樣可在進(jìn)氣過程開始時減小流動阻力,,減少吸氣所消耗的功,同時也可充入較多的新鮮充量,。當(dāng)活塞在進(jìn)氣行程中運(yùn)行到下止點(diǎn)時,,由于氣流慣性,新鮮充量仍可繼續(xù)充入氣缸,,故使進(jìn)氣門在下止點(diǎn)后延遲關(guān)閉,。 排氣門也在下止點(diǎn)前提前開啟,即在膨脹行程后部分即開始排氣,,這是為了利用氣缸內(nèi)較高的燃?xì)鈮毫?,使廢氣自動流出氣缸,從而使活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動時氣缸內(nèi)氣體壓力低些,,以減少活塞將廢氣排擠出氣缸所消耗的功,。排氣門在上止點(diǎn)后關(guān)閉的目的是利用排氣流動的慣性,使氣缸內(nèi)的殘余廢氣排除得更為干凈,。 內(nèi)燃機(jī)性能主要包括動力性能和經(jīng)濟(jì)性能,。動力性能是指內(nèi)燃機(jī)發(fā)出的功率(扭矩),表示內(nèi)燃機(jī)在能量轉(zhuǎn)換中量的大小,,標(biāo)志動力性能的參數(shù)有扭矩和功率等,。經(jīng)濟(jì)性能是指發(fā)出一定功率時燃料消耗的多少,表示能量轉(zhuǎn)換中質(zhì)的優(yōu)劣,,標(biāo)志經(jīng)濟(jì)性能的參數(shù)有熱效率和燃料消耗率,。 內(nèi)燃機(jī)未來的發(fā)展將著重于改進(jìn)燃燒過程,提高機(jī)械效率,減少散熱損失,,降低燃料消耗率,;開發(fā)和利用非石油制品燃料、擴(kuò)大燃料資源,;減少排氣中有害成分,,降低噪聲和振動,減輕對環(huán)境的污染,;采用高增壓技術(shù),,進(jìn)一步強(qiáng)化內(nèi)燃機(jī),提高單機(jī)功率,;研制復(fù)合式發(fā)動機(jī),、絕熱式渦輪復(fù)合式發(fā)動機(jī)等;采用微處理機(jī)控制內(nèi)燃機(jī),,使之在最佳工況下運(yùn)轉(zhuǎn),;加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的研究,以提高工作可靠性和壽命,,不斷創(chuàng)制新型內(nèi)燃機(jī) 搜遍發(fā)動機(jī)新技術(shù),,變氣門,變升程,,變相位,,甚至停掉幾個缸的技術(shù)都出來了,就是沒有敢說他能在行進(jìn)中連續(xù)變缸徑的,!但有等效的,。 一種最酷的發(fā)動機(jī)技術(shù),這種發(fā)動機(jī)有一個桶形缸體,,桶底后,,桶底中間有圓孔。還有一個缸體,,好像一根筷子穿過一張厚的圓餅并粘合,,筷子就是軸,這個軸也穿過桶形缸體底部的孔,,餅形體也納入桶中,,封閉成一個空心圓柱體的缸腔。這個缸腔的容積是可以變化的,,比如只要固定桶,,用機(jī)械裝置或者液壓裝置抽動軸就可以實(shí)現(xiàn)。 桶底從圓孔的邊到桶的內(nèi)避割條縫,,插入一個矩形板,;餅面從圓邊到軸割條縫,也插入一塊矩形板,兩塊矩形板可以把缸腔一分為二,,成為兩個密封缸腔,,第一密封缸腔和第二密封缸腔。其中一個密封缸腔從桶壁的矩形板本側(cè)開口,,充入高壓氣體,,或充入油氣混合物并點(diǎn)燃;第二密封腔從桶壁上與前一開口相隔一個矩形板的位置開口放氣,。固定桶,,矩形板就牽引餅和筷子轉(zhuǎn)動,反過來也行,。 第一個密封腔從最小,、充氣到轉(zhuǎn)過一定相位(轉(zhuǎn)角)就停止供氣,可以用閥門或者控制油氣供應(yīng)量來實(shí)現(xiàn),。由于高壓氣體膨脹,,裝置會繼續(xù)轉(zhuǎn)動,,第一密封缸腔內(nèi)的氣壓會降低,,直到稍微低于環(huán)境氣壓,這樣會產(chǎn)生轉(zhuǎn)動阻力,。于是第二個矩形板需要在頭部靠近邊緣開一個孔,,安裝單向閥,向內(nèi)補(bǔ)氣,。如果當(dāng)初的氣壓適當(dāng),,在第二塊矩形板轉(zhuǎn)到第二開口的時候,第一密封缸腔的氣壓正好等于或接近于環(huán)境氣壓,,這是最經(jīng)濟(jì)的,。第三種情況是還有少量余壓。 當(dāng)兩個矩形板快要相遇的時候,,需要避讓,。于是從桶的裙部內(nèi)圓刻成曲線滑槽,裝上滑動塊,,滑動塊與第二塊矩形板連接,;從軸穿出桶底的一側(cè)套裝一個空心圓柱體,外圓面刻曲線滑槽,,裝上滑動塊,,與第一塊矩形板連接?;塾蓤A和擺線構(gòu)成,,控制矩形板前沖、頂住和抽回。桶底和餅都夠厚,,所以不會抽脫,。第二塊矩形板在轉(zhuǎn)動方向上,和餅一塊轉(zhuǎn)動,;在軸向上,,則由桶上的滑槽控制,所以變換容積的時候仍能抵住桶的底部,。同樣道理,,第一塊矩形板總是能抵住餅的內(nèi)表面。 這種裝置在一個著力面上沿弧形軌跡,,把高壓氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動能,,是一種動力機(jī)械裝置。反過來,,也可以在機(jī)械的帶動下反向轉(zhuǎn)動,,制取壓縮空氣,或者作為一個剎車器,。做一個容量小的壓氣裝置,,制取高壓油氣,配上點(diǎn)火裝置,,再做一個容量動力機(jī)械裝置,,將燃燒后大量高溫高壓氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動能,就是一臺發(fā)動機(jī),。 它做功的軌跡是一段弧,,而且可以無級的改變?nèi)萘浚簿鸵馕吨梢愿淖儼l(fā)動機(jī)排量,。配合油門,,可以改變?nèi)紵髿鈮海`活改變轉(zhuǎn)速,;改變排量,,配合變速器,在一定范圍內(nèi)可以適應(yīng)各種負(fù)荷,,而且采取上述“最經(jīng)濟(jì)的”方式,。如果多套矩形板對置使用,可以減輕軸的彎曲,;它是連續(xù)排氣的,,因而噪音低;可以多套缸錯相聯(lián)軸,,動力平穩(wěn),。它可以最大限度的減少余壓排放,,而且在不同負(fù)載下都能采取最經(jīng)濟(jì)的工況,所以是好用節(jié)能技術(shù) 三,、內(nèi)燃機(jī)由哪幾個主要部分組成,?燃料直接在發(fā)動機(jī)汽缸內(nèi)燃燒而產(chǎn)生動力的熱力發(fā)動機(jī)。 使用汽油,、柴油,、煤氣等液體或汽體燃料。 通常內(nèi)燃機(jī)由氣缸,、活塞,、連桿、曲軸等主要機(jī)件和其他輔助設(shè)備組成,。 燃料燃燒所產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)?,在氣缸?nèi)膨脹,推動活塞做功,。燃料燃燒所放出的熱量因此轉(zhuǎn)化為機(jī)械功,。 活塞的往復(fù)運(yùn)動由連桿傳給曲軸,使曲軸旋轉(zhuǎn)而驅(qū)動機(jī)械,。 從引入新鮮空氣和燃料起,,經(jīng)過燃燒膨脹做功后到燃?xì)馀懦鰵飧字猓亮硪淮我胄迈r空氣和燃料之前的一段時間內(nèi),,完成一個工作循環(huán),。 活塞每作四個或兩個沖程完成一個工作循環(huán)的內(nèi)燃機(jī),,分別稱為四沖程或二沖程內(nèi)燃機(jī),。 按所用燃料分,有汽油機(jī),、柴油機(jī),、煤氣機(jī)、煤氣柴油機(jī)等種類,。 按氣缸在內(nèi)燃機(jī)上的排列形狀分,,有單列、V形,、星形,、臥式和立式等類型。 按冷卻方法分,,有風(fēng)冷式和水冷式,。 按用途分,有固定式,、車用式,、船用式等,。內(nèi)燃機(jī)廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī),、機(jī)車,、船舶、發(fā)電和工農(nóng)業(yè)等方面,。
|