內(nèi)燃機(jī)的知識(shí)介紹：

一、概念：

廣義上的內(nèi)燃機(jī)不僅包括往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)、旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)和自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，也包括旋轉(zhuǎn)葉輪式的燃?xì)廨啓C(jī)、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)等，但通常所說(shuō)的內(nèi)燃機(jī)是指活塞式內(nèi)燃機(jī)。活塞式內(nèi)燃機(jī)以往復(fù)活塞式最為普遍。活塞式內(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)狻Ｈ細(xì)馀蛎浲苿?dòng)活塞作功，再通過(guò)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(dòng)從動(dòng)機(jī)械工作。常見(jiàn)的有柴油機(jī)和汽油機(jī)，通過(guò)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，是通過(guò)做功改變內(nèi)能。

二、結(jié)構(gòu)：

往復(fù)活塞式內(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(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、起動(dòng)裝置等。 氣缸蓋中有進(jìn)氣道和排氣道，內(nèi)裝進(jìn)、排氣門(mén)。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(mén)充入氣缸。膨脹后的燃?xì)饨?jīng)排氣門(mén)、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(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉是由凸輪軸上的進(jìn)、排氣凸輪，通過(guò)挺柱、推桿、搖臂和氣門(mén)彈簧等傳動(dòng)件分別加以控制的，這一套機(jī)件稱(chēng)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(guò)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(shí)點(diǎn)燃。柴油機(jī)的燃油則通過(guò)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(mén)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(guò)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(chē)狀態(tài)自行轉(zhuǎn)入運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，必須由外力轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，使之起動(dòng)。這種產(chǎn)生外力的裝置稱(chēng)為起動(dòng)裝置。常用的有電起動(dòng)、壓縮空氣起動(dòng)、汽油機(jī)起動(dòng)和人力起動(dòng)等方式。

三、工作原理： 

   1、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(guò)程組成。這些過(guò)程中只有膨脹過(guò)程是對(duì)外作功的過(guò)程，其他過(guò)程都是為更好地實(shí)現(xiàn)作功過(guò)程而需要的過(guò)程。按實(shí)現(xiàn)一個(gè)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(lèi)。

    2、四沖程是指在進(jìn)氣、壓縮、膨脹和排氣四個(gè)行程內(nèi)完成一個(gè)工作循環(huán)，此間曲軸旋轉(zhuǎn)兩圈。進(jìn)氣行程時(shí)，此時(shí)進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟，排氣門(mén)關(guān)閉。流過(guò)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(mén)進(jìn)入氣缸；壓縮行程時(shí)，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(dòng)活塞下行并作功；排氣行程時(shí)，活塞推擠氣缸內(nèi)廢氣經(jīng)排氣門(mén)排出。此后再由進(jìn)氣行程開(kāi)始，進(jìn)行下一個(gè)工作循環(huán)。

    3、二沖程是指在兩個(gè)行程內(nèi)完成一個(gè)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(shí)，進(jìn)、排氣口都開(kāi)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(kāi)始受到壓縮，直至活塞接近上止點(diǎn)時(shí)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)馀蛎洠苿?dòng)活塞下行作功；當(dāng)活塞下行使排氣口開(kāi)啟時(shí)，廢氣即由此排出活塞繼續(xù)下行至下止點(diǎn)，即完成一個(gè)工作循環(huán)。 閥門(mén)  進(jìn)口泵

    4、內(nèi)燃機(jī)的排氣過(guò)程和進(jìn)氣過(guò)程統(tǒng)稱(chēng)為換氣過(guò)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(guò)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(dòng)阻力外，主要是使進(jìn)、排氣門(mén)在最適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻開(kāi)啟和關(guān)閉。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#實(shí)際上，進(jìn)氣門(mén)是在上止點(diǎn)前即開(kāi)啟，以保證活塞下行時(shí)進(jìn)氣門(mén)有較大的開(kāi)度，這樣可在進(jìn)氣過(guò)程開(kāi)始時(shí)減小流動(dòng)阻力，減少吸氣所消耗的功，同時(shí)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(shí)，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(mén)在下止點(diǎn)后延遲關(guān)閉。排氣門(mén)也在下止點(diǎn)前提前開(kāi)啟，即在膨脹行程后部分即開(kāi)始排氣，這是為了利用氣缸內(nèi)較高的燃?xì)鈮毫Γ箯U氣自動(dòng)流出氣缸，從而使活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)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(mén)在上止點(diǎn)后關(guān)閉的目的是利用排氣流動(dòng)的慣性，使氣缸內(nèi)的殘余廢氣排除得更為干凈。

四、內(nèi)燃機(jī)性能：

主要包括動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能。動(dòng)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(dòng)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(shí)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。

五、內(nèi)燃機(jī)未來(lái)的發(fā)展：

將著重于改進(jìn)燃燒過(guò)程，提高機(jī)械效率，減少散熱損失，降低燃料消耗率；開(kāi)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(dòng)，減輕對(duì)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(dòng)機(jī)、絕熱式渦輪復(fù)合式發(fā)動(dòng)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)變氣門(mén)，變升程，變相位，甚至停掉幾個(gè)缸的技術(shù)，都沒(méi)能做到在行進(jìn)中連續(xù)變缸徑，但有等效的。這種發(fā)動(dòng)機(jī)有一個(gè)桶形缸體，桶底后，桶底中間有圓孔。還有一個(gè)缸體，好像一根筷子穿過(guò)一張厚的圓餅并粘合，筷子就是軸，這個(gè)軸也穿過(guò)桶形缸體底部的孔，餅形體也納入桶中，封閉成一個(gè)空心圓柱體的缸腔。這個(gè)缸腔的容積是可以變化的。它做功的軌跡是一段弧，而且可以無(wú)級(jí)的改變?nèi)萘浚簿鸵馕吨梢愿淖儼l(fā)動(dòng)機(jī)排量。配合油門(mén)，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(duì)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(cuò)相聯(lián)軸，動(dòng)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)。 作為一類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)，不同于蒸汽機(jī)、活塞發(fā)動(dòng)機(jī)和三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。叫作“可變?nèi)莼「装l(fā)動(dòng)機(jī)。”