内燃机概述

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一、内燃机的特点
    内燃机是发动机的一种类型，发动机就是把自然界蕴藏的丰富能量资源，如燃料（木柴、煤、原油等）、风力、水力等转换为机械能的机器。由于使用能源泉的不同又分为热力发动机（简称热机）风力发动机、水力发动机、电动机等。根据热能转换为机械能所处的位置不同，热机又分为外燃机与内燃机两大类。当燃料在锅炉中燃烧，将炉中的水烧成水蒸汽，再将蒸气通到气缸中驱动机械运转（如火车用的蒸气机、发电机组用的蒸气轮机），这种发动机称为外燃机。将燃料引入气缸内燃烧，通过燃气膨胀驱动机械运转（如柴油机、汽油机、煤气机等），这种发动机称为内燃机。
    二、内燃机的分类
    内燃机的种类很多，按不同的分类方法可分为：
    （1）按内燃机用的燃料分：柴油机、汽油机、煤气（包括沼气）机等。
    （2）按活塞运动形式分：往复活塞式、旋转活塞式。
    （3）按完成一个工作循环所需的冲程数分：二冲程、四冲程。
    （4）按气缸冷却方式分：水冷式、风冷式。
    （5）按燃料在气缸内的着火方式分：压燃式（吸入缸内的空气，受到压缩产生高温，将喷入的燃料点燃，产生燃烧作功，例如柴油机）和点燃式（燃料和空气按一定比例混合后，吸入缸内再用热源点燃，如用电火花点燃的汽油机）。
    （6）按气缸排列的形式分：立式（内燃机的活塞呈上下垂直方向运动）、卧式（内燃机的活塞呈水平方向运动）、倾斜式（内燃机的活塞呈一个倾斜角度运动）、直列式（多个气缸排列成一行）和“V”型（两排气缸设计成有一定夹角的“V”形排列，如上海柴油机厂的12缸135柴油机就是按75度夹角排列的“V”型内燃机）。
    （7）按转速和活塞平均速度分：理论上用活塞在气缸中每秒运动的速度（米/秒）来区分，为了简化便于区分，常用发动机每分钟的转数来区分，如高速（1000转/分以上）、中速（600～1000转/分）、低速（600转/分以下）。
    （8）按气缸数目分：单缸式、多缸式。
    （9）按用途分：农用、拖拉机用、汽车用、工程机械用、发电机组用、船用、内燃机车用等内燃机。也有用固定式与移动式来区分的。
    （10）按进气是滞增压分：增压式（空气通过增压器提高进气压力后进入气缸）、非增压式（空气进入气缸前不经过增压）。
    以常用的农机商品195柴油机为例，按上述分类方法就可称为农用卧式单缸水冷非增压四冲程高速柴油机，或简称为单缸水冷柴油机。内燃机的确类型及外貌。
    三、柴油机与汽油机的比较
    农用内燃机大多数是柴油机。
    四、内燃机产品的名称和型号
    为了便于发动机的生产、销售、使用，国家对发动机型号的编制方法作了统一规定。对农机产品经营部门来说，掌握各种农机产品的名称和型号是很重要的，有利于订货和销售。
    （一）内燃机产品名称和型号编制规则
    国标CB725-91《内燃机产品名称和型号编制规则》简介如下：
    1、内蒙古自治区燃机产品名称均按所采用的燃料命名，例如柴油机、汽油机、煤气机、沼气机等。
    2、内燃机型号由阿拉拍数字（以下简称数字）、汉语拼音字母（以下简称字母）和CB1883-89中关于气缸布置所规定的象形字符号组成。
    3、内燃机型号依次包括下列四部分：
    首部：为产品特征代号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需经过行业标准化归口单位核准、备案。产品特征代号包括产品的系列代号、换代符号和地方、企业代号三部分。产品的系列代号为系列产品的代号。产品的换代符号是指产品的缸径不变，但其技术及结构与原产品有很大差异的产品标志符号。地方、企业代号是标志产品具有本地方或本企业特点的代号，每种符号用一个或两个字母表示。
    中部：由缸数符号、气缸排列形式符号、冲程符号和缸径符号组成。气缸数和缸径用数字表示，气缸布置用形式符号表示。
    后部：为结构特征符号和用途特征符号。必要时，其它结构及用途符号允许制造厂自选，但不得与本标准规定的字母重复。
    尾部：区分符号。同系列产品因变型需要区分时，按规定选用适当符号表示。
    内燃机的型号应简明，中部、后部规定的符号必须标出，但首部及尾部符号根据具体情况可以不标出。由国外引进的内燃机产品，若保持原结构性能不变，允许保留原产品型号。
    4、型号示例
    柴油机型号：
    （1）165F——单缸、四冲程、缸径65毫米、风冷、通用型。
    （2）R175A——单缸、四冲程、缸径75毫米、水冷、通用型（R为175产品换代符号、A为系列产品改进的区分符号）。
    （3）S195——单缸、四冲程、缸径95毫米、水冷、通用型，S表示采用双轴平衡系统。
    （4）495A——四缸、四冲程、缸径95毫米、直列水冷、通用型，A为系列产品改进型。
    （5）12V135ZG——12型、V型、四冲程、缸径135毫米、水冷、增压、工程机械用。
    汽油机型号：
    （1）1E40F——单缸、二冲程、缸径40毫米、风冷、通用型。
    （2）492QA——四缸、直列、四冲程、缸径92毫米、水冷、汽车用（A为区分符号）。
    在地方、企业代号中有扬州柴油机场厂的YZ、湖南滨湖柴油厂的BH、山东华丰机器厂的HF、山东莱阳劝力机厂的LD、江苏江淮柴油机厂的zH、中国第一拖拉机工程机械公司的LR（洛阳一里卡多）等等。
    （二）基本型和变型产品的特征符号
    由于变型产品是在基本型的基础上发展起来的，基本型是变型产品的基础，因此变型产品的型号一般是在基本型号的尾部加注各种不同的变型特征符号来区分的。现举几个大型内燃机厂生产的基本型和多种变型产品实例说明如下：
    1、常州柴油机厂生产的常柴牌195型柴油机共有四种型号如下：
    （1）S195，通用型柴油机，蒸发冷却，手摇起动，标定功率8.8千瓦（12马力）。
    （2）S195N，通用型柴油机，散热器冷却，手摇起动，标定功率8.3千瓦（11.3马力）。
    （3）S195M，通用型柴油机，蒸发冷却，电起动，标定功率8.8千瓦。
    （4）S195NM，通用型柴油机，冷凝式散热器冷却，电起动，标定功率8.3千瓦。
    2、北内集团总公司生产的4115基本型柴油机，现有12种变型产品，它们之间都是用变型特征符号区分的。其型号和所代表的变型含义如下：
    （1）4115TA，与铁牛-55型拖拉机配套，40.5千瓦（55马力），1500转/分，用小汽油机起动，不带水箱和离合器。
    （2）4115T1，与集材-50型林业拖拉机配套，37千瓦（50马力），1600转/分，用小汽油机起动，不带水箱和离合器。
    （3）4115TD1，与铁牛-55型拖拉机配套，40.5千瓦（55马力），1500转/分，电机起动，不带水箱和离合器。
    （4）4115L，与GT-4.9牵扯引式联合收割机配套，40.5千瓦（55马力），1500转/分，电机起动，带水箱和非常压式离合器。
    （5）4115L1，与自走式联合收割机配套，48千瓦（65马力），1700转/分，电机起动，带水箱和非常压式离合器。
    （6）4115J，与工程机械配套，48千瓦（65马力），1700转/分，电机起动，带水箱。
    （7）4115S，与压路机配套，40.5千瓦（55马力），1500转/分，电机起动，带水箱和常压式离合器。
    （8）4115G1，与排灌机械或发动机组配套，40.5千瓦（55马力），1500转/分，电机起动。带水箱、离合器和仪表板。
    （9）4115ZL1，与自走式联合收割机配套，增压机型，62.5千瓦（85马力），1700转/分，电机起动，带水箱、离合器和非常压式离合器。
    （10）X4115L，新型4115柴油机（直接喷射燃烧室），62.5千瓦（85马力），2000转/分，电机起动。
    （11）X4115T，新型4115柴油机（直接喷射燃烧室），配拖拉机用，59千瓦（80马力），2000转/分，电机起动，不带水箱和离合器。
    （12）X4115T1，新型4115柴油机（直接喷射燃烧室），与铁牛-65型拖拉机配套，48千瓦（65马力），1700转/分，电机起动，不带水箱和离合器。
    3、上海柴油厂生产的135系列柴油机，有直列式2、4、6缸和V型12缸四种缸数，而又各自按不同用途、结构与使用特点发展了变型，它们之间都是通过不同的特征符号加以区别的。135系列柴油机的基本型和变型产品的特征符号如下：
    （1）基本型柴油机。基本型按其用途亦通称为通用型，其特征符号有如下几种：
    G：代表基本型。
    AG：代表将活塞冲程由140毫米加大到150毫米的基本型。
    Z或ZG：代表增压式基本型。
    （2）变型及配套柴油机。135系列柴油机按其用途划分具有如下五大类变型及配套产品：
    农业及工业用：特征符号为N。N-1离合器及平皮带，N-2离合器及弹性联轴节直接传动。
    工程机械用：特征符号为K。
    汽车用：特征符号为Q。
    发电用：特征符号为D。
    船舶用：特征符号C代表船用右机，Ca代表船用左机，CB或CaB分别代表带齿轮箱的船用右机或左机组，Caf代表船用辅机/
    五、内燃机的主要性能指标
    内燃机的主要性能指标，不仅在设计、制造、使用中非常重要。我们在择优订货、商品验收、宣传、推广、销售等各项工作中都经常用到。
    （一）功率
    1、功率的概念
    内燃机的功率在工程上一般都用马力为单位来表示，马力有公制和英制的区别。采用公制计量单位的称公制马力PS（德文马国和称pferdestark简称为PS，法文马力称fheval vapeur简写为C.V.均为公制马力简写）。
    1公制马力（PS）=75千克力.米/秒。
    采用英制计量单位的称为英制马力HP（英文称horsepower简称为HP）。
    1英制马力（HP）=550磅.英尺/利润留成约等于1.014PS。
    在国际标准ISO往复式内燃机性能标准中规定功率应用千瓦（KW）来表示。在过渡期内允许附加以相应的公制或英制马力。
                                  1千瓦（KW）=101.97千克力.米/秒
    公制马力与千瓦之间的换算关系是：
                                  1千瓦=1.3596马力
                                  1马力=0.7355千瓦
    2、有效功率
    我们通常所说的内燃机功率以及铭牌上标明的功率是指除去内燃机内部阻力所消耗的机械损失功率后，曲轴向外输出的功率，利润留成为有效功率，一般用Ne表示。有效功率是内燃机使用过程中一项非常重要的性能指标。它表明了一台内燃机对外作功的能力大小和使用范围。为了保持内燃机能持久可靠的运行，对内燃机所能发出的有交效功率与实际使用时所限定的使用范围又有所区别。国家标准1105-87《内燃机台架试验方法》对内燃机的功率标定做了规定。按内燃机的用途特点分为以下五种标定功率。
    （1）15分钟功率  为内燃机允许连续运转15分钟的标定功率。这种功率是为了满足在短时间内具有很好的超负荷和加速性能的机械要求而规定的指标。常用于汽车、摩托车、摩托艇等用内燃机的功率标定。
    （2）1小时功率  为内燃机允许连续运转1小时的标定功率。这种功率是为了满足能适应突加负荷而超载工作需要有一定功率储备的机械要求而规定的指标。常用于轮式拖拉机、农业机械、发电机组等用内燃机的功率的标定。
    （3）12小时功率  为内燃机允许连续运转12小时的标定功率。这种功率是为了满足12小时连续运转的机械要求而规定的指标。常用于拖拉机、排灌机械、工程机械、发电机组等用内燃机的功率标定。
    （4）持续功率  为内燃机允许长期连续运转的标定功率。这种功率是为了满足长时间运转的机械要求而规定的指标。用于排灌机械、固定式发电机组、船舶、铁路牵引机车等内燃机的功率标定。
    （5）专业标准也可根据本行业内燃机的特点和要求规定其它种类的标定功率。
    由于12小时功率在工农业生产中应用最普遍，因此通常所说的内燃机功率，一般是指12小时功率，额定功率一般也是指12小时功率而言。我们经营的农用内燃机的功率绝大数都是指12小时功率。由于拖拉机和农用内燃机在工作时经常会出现负荷突然增加的短期超载或连续工作的情况，为了使其能适应这种情况的需要，因此农用内燃机除了标定12小时一种功率外，柴油机还标定超负荷的1小时功率或持续功率（其标定转速不变）。在新设计或改进设计的农用内燃机上，现在一般都在产品铭牌上同时标出其中两种功率。
    一般来说可在12小时额定功率的基础上增加或减少额定功率的10%来计算1小时功率或持续功率（或以使用说明书规定为准）。例如195型柴油机铭牌上标注额定功率为8.8千瓦，则可计算1小时超负荷功率为8.8乘（1+10%）=9.68千瓦，持续功率为8.8乘（1-10%）=7.62千瓦。
    制造厂在内燃机铭牌上标明的功率值系在给定的情况下，即标准环境状况下（大气压力100千帕；相对湿度30%；环境温度25摄试度），该机所能发出的功率，此值即为通常所说“额定功率”。所谓给定情况一般包括环境及运转状况（标定转速）、功率的种类、测量要点及相应的发动机转速。因此在我们为用户选型配套、订货、签订合同、产品检验、销售、处理“三包”时都应对产品所标定的功率有所了解，这样才能充分发挥内燃机的作用。如果选型配套不当或不按规定功率范围使用，就可能会造成事故或缩短内燃机的使用寿命。
    （二）转速
    转速是指曲轴每分钟转多少圈，单位为转/分。在缸径、冲程等有关参数相同的条件下，转速愈高，作功次数愈多，发出功率愈大。例如S195型柴油机在铭牌标定转速2000转/分的标定功率为8.8千瓦，当转速提高到2200转/分时功率可达到9.7千瓦，如降低转带到1700转/分时功率仅有7.35千瓦。因此在使用中应将内燃机开到铭牌上标定的转速，否则发出的功率就达不到铭牌上的标定值。目前缸径90～100毫米的农用柴油机转速多在2000转/分左右；缸径较小的70～80毫米的柴油机转速较高，在2400转/分左右；缸径较大的115～135毫米的柴油机转速较低，约1500～1800转/分。汽油机转速较高，一般汽车用汽油机转速为3000～4000转/分；摩托车用汽油机转速为5000～8000转/分。
    （三）扭矩
    1、扭矩的概念
    当扭紧一个螺母时，可用扳手加一沿圆周方向的外力，将其扭紧。使用的力越大扭得越紧，扳手越长越省力，可见推动一个绕轴旋转的物体，不仅与外力有关，还与外力的作用点到旋转中心的距离有关，该距离称为力臂。力和力臂的乘积叫做力矩。力的单位是牛顿（N）简称牛，1牛顿=1公斤.米/平方秒。力臂的单位是米，因此力矩单位为牛顿.米（N.m）。推动物体旋转的力矩叫做扭矩，在内燃机上曲轴扭转工作机械的力矩就是内燃机的扭矩。
    2、内燃机的扭矩
    内燃机的扭矩是由于气缸内气体压力作用于活塞，再通过活塞销、连杆、曲轴的曲柄传给曲轴而形成的，因此内燃机的扭矩是指曲轴向外输出的扭矩。内燃机扭矩越大，它所驱动的机械作功能力越大，通常所说内燃机力气很足或劲很大是指内燃机扭矩大的意思。
    内燃机的扭矩可以根据内燃机发出的有效功率和相应转速按下式计算：
                            Me=9550（Ne除以n）
    式中：Me—输出扭矩（牛顿.米）；
          Ne—有效功率（千瓦）；
          n—转速（转/分）。
    例如195型柴油机有效功率为8.8千瓦及其相应的转速为2000转/分，按上述分式计算其曲轴输出扭矩为42.02牛顿.米。但在实际使用中扭矩是随负荷变化而变化的，从上式可看出若保持功率不变，转速就会出现变化；反之若保持转速不变，功率就会产生变化。为了满足在使用中扭矩变化的要求，而又能保持转速在标定范围内工作，因此内燃机一般都设有调速器和油门调节控制机构。
    综上所述扭矩、功率、转速的概念及三者的关系，不仅适用于内燃机，而且也适用于拖拉机、汽车、摩托车、工程机械。如果一台柴油机作为拖拉机的动力，该柴油机扭矩大则拖拉机爬坡、牵引或驱动农具力气就足。反之如果柴油机的扭矩很小，则爬坡、牵引或驱动农具的力很弱，在工作中很难克服遇到的阻力，严重时会导致柴油机熄火。
    （四）油耗率
    油耗率为内燃机的技术经济性指标，油耗率主要有燃油消耗率和机油消耗率。燃油消耗率是指在单位时间内发出单位有效功率所消耗的燃油量，单位是克/千瓦.时，计算公式为：
                          ge=（Gt除以Ne）×1000或ge=（3600m除以tNe）
    式中：Gt—每小时所消耗的燃油量（千克/时）；
          Ne—有效功率（千瓦）；
          ge—每有效功率每小时燃油消耗率（克/千瓦.时）；
          m—在测量t秒时间内消耗的燃油量（克）；
          t—消耗m克油量所需的时间（秒）。
    在有效功率用马力为单位时，相应的燃油消耗单位为克/马力.时。
    机油消耗率的标定：在15分钟功率时为标定转速下85%标定功率的工况；1小时功率时为标定转速下90%标定功率的工况；12小时和持续功率为标定工况下测量内燃机的机油消耗率，单位为克/千瓦.时。
    内燃机的油耗率。表明了内燃机使用的经济性，特别是在节约柴油、汽油、机油等油料的情况下，油耗在评价内燃机性能上是一个重要的指标。
    （五）部分国产柴油机、汽油机的型号及其主要性能规格
    1、部分国产柴油机的型号及其主要性能规格。
    2、部分国产汽油的型号及主要性能规格。

microsoft137

看了还是不懂,看来是我太笨了点

anxin0322

受教了
学艺不精啊  汗颜

xtchukd

支持一下, 多谢