内燃机的工作原理是什么
内燃机工作特点是,燃料在气缸内燃烧,所产生的燃气直接推动活塞
作功。下面,以图示的汽油机为例加以说明。
开始,活塞向下移动,进气阀开启,排气阀关闭,汽油与空气的混合气进入气缸。当活塞到达最低位置后,改变运动方向而向上移动,这时进排气阀关闭,缸内气体受到压缩。压缩终了,电火花塞将燃料气点燃。燃料燃烧所产生的燃气在缸内膨胀,向下推动活塞而作功。当活塞再次上行时,进气阀关闭,排气阀打开,作功后的烟气排向大气。重复上述压缩、燃烧,膨胀,排气等过程,周期循环,不断地将燃料的化学能转化为热能,进而转换为机械能。
内燃机的工作原理是什么
内燃机车和电力机车都诞生于19世纪末。内燃机车的工作原理是:让柴油或煤气燃料在汽缸里燃烧,利用燃烧时产生的温度高和压力大的气体去推动活塞,带动车轮前进。而电力机车则利用电力,通过电动使车轮转动起来。
这两种机车比蒸汽机车先进多了。内燃机车可把燃料的28%用于转动车轮,这比蒸汽机车只用上7%的燃料高出了3倍,加足了油和少量水,一口气就可以跑上1000多千米。虽然内燃机车本身的造价是相同马力的蒸汽机车的2倍,可运行费用仅是蒸汽机车的40%左右,而且铁路沿线的辅助设施较少,所以总的维修费用也较低。在国外,特别是美国,几乎都采用柴油机车,并且大部分是由柴油发动机驱动发电机,用产生的电力再驱动电动机使机车行驶。采用这种传动方式的机车,叫做电传动柴油机车。在英国,伦敦与爱丁堡之间行驶的电传动柴油机车德尔奇克号,牵引1500吨的列车时速可达160千米以上。世界上柴油机车的先锋是德国,早在1937年,飞行汉堡号就已达到时速187千米的高速。在日本,由于石油要靠进口,柴油机车数量并不多。在我国,内燃机车已成为铁路运输的主力。总之,在经济性和高速化方面,柴油机车有着很大优势。
柴油机的发明者是德国人叫鲁道夫·狄塞尔。他到美国推销他发明的柴油机,美国通用电器公司一位叫兰普的技术人员,试用德国人的柴油机组装了一台电传动的内燃机车。这是世界上第一台用柴油机作动力的机车,是内燃机车电传动原理的第一次应用,是现代内燃机车的鼻祖。内燃机车虽然有不少优点,但目前内燃机的单机功率还不如电力机车的电机功率大。如果铁路要翻山越岭,有些路段坡度较大,这时内燃机车就有些“力不从心”,要改用电力机车了。我国的宝成铁路,经过秦岭的一段路山势陡险,行驶的就是由我国自制的电力机车。
内燃机的工作原理是什么
工作原理是让燃料在机器内燃烧产生热量向外界传输机械能。常见的内燃机有4个工作程序1:吸气冲程,活塞下行形成气缸内压力小于于大气压的差,这个压力差俗称真空度,由于真空度的存在使机器外的空气进如气缸。当活塞下行到最后位置进气阀门关闭吸气冲程完成。在机器运转中由于速度的关系在吸气冲程完成时气缸内的气压是大于大气压的,在设计上设置了一个进气门关闭的延迟时间就是为了提高进气量。2:压缩冲程,吸气冲程完成后活塞上行压缩空气达到一定温度使燃料燃烧,此时有两种情况,一种是外界给于点火,另一种是压缩到一定时候使其自燃.3做功冲程,压缩后燃烧的空气使活塞下行从而将热能转换成机械能,这种是通过连杆活塞组和曲轴实现的,在高温高压的燃气的作用下推动活塞下行通过连杆使曲周做圆周运动,这个圆周运动就是人们所需要的机械能,其能量同过于曲轴连接的设备输出,其中一部份转换成势能储存在与曲轴相连的飞轮中,这个势能以飞轮惯性旋转的形式释放为内燃机的吸气,压缩,排气这三个冲程提供能量。4:排气冲程,在飞轮惯性的驱动下活塞上行将燃烧后的废气从打开的排气阀门中排出,当活塞行至上终点位置时整个内燃机的工做循环完成,在飞轮惯性的作用下将开始新的一轮工作循环
“内燃机”的工作原理是什么
1860年前后,有关内燃机的发明设想很多,但大都未能解决实用性的问题。这是因为当时对内燃机工作原理的研究很少,缺乏理论指导;另外,当时也缺少能在气缸内迅速燃烧的燃料。1862年,法国人德罗夏公布了他的内燃机理论。提出了提高效率和经济性能的条件:点火前要升压,燃烧后要迅速膨胀到最大膨胀比……他还提出了四冲程内燃机的工作流程:活塞下移,进燃气,活塞上移,压缩燃气;点火,燃气迅速燃烧膨胀,推动活塞下移做功;活塞上移排出废气。这是德罗夏对内燃机理论做出的贡献,可惜他没有制造出内燃机。
第一台四冲程内燃机是德国人奥托于1876年根据德罗夏的原理制造出来的,因此通常把内燃机的发明归功于奥托。
奥托(Otto,Nikolaus August 1832.6.10-1891.1.26)是德国工程师。1861年,他制成了第一台煤气内燃机。3午后与兰根合作研制成改进发动机,并于1867年在巴黎博览会上获得金奖。1876年奥托制成第一台四冲程内燃机,这是第一台可以替代蒸汽机的实用内燃机。奥托内燃机结构小巧紧凑,性能稳定可靠,转速为80~150转/分,机械效率为12%~14%,重量功率比为200千克/马力。奥托内燃机通常用汽油做燃料,故也称为汽油机。1859年,美国打出了第一口油井。从此,石油工业很快发展起来,汽油和柴油逐渐成为普通商品,并成为内燃机发展的物质基础。奥托内燃机诞生以后,在17年中共制造、销售出5万多台。
内燃机的发展史也是一部不断改进和完善的技术发明史。1885年,德国人戴姆勒按奥托机原理研制出定容内燃机,利用他发明的表面汽化器形成的汽油雾为燃料,转速可达800转/分,压缩比达3:1。次年,德国人本茨(K.Benz)又发明了混合器和电点火装置,使汽油机更臻完善。到了20世纪,为适应汽车工业和飞机工业的需要,内燃机更是取得了长足的发展。
最初20年的发展课题是提高功率和降低重量功率比。采取的主要措施是提高转速、增加缸数。这一阶段内燃机的转速已达到1500转/分,由此提出的点火、起动、汽化及冷却等技术问题也逐一得到基本解决。“多缸制”是降低重量功率比的主要技术措施。先后出现的4缸、8缸直线型,V型排列及12缸、16缸V型排列;使重量功率比逐步降低到4千克/马力,达到了飞机实用水平。法国人塞甘设计的星形排列风冷飞机发动机,至1920年其重量功率比达到1千克/马力。
20世纪30~50年代的主要研究课题是解决内燃机的“爆震障”难题,以进一步提高压缩比。压缩比是吸人气缸的混合气与压缩后混合气的体积之比,这个参数影响着内燃机的功率及机械效率。然而,当压缩比提高到4:1左右时,由压缩产生的高温使混合气无需点火就会发生剧烈的爆燃。爆燃时发动机产生剧烈冲击,影响发动机正常运转并损坏发动机。“爆震障”难题是美国通用汽车公司的米格雷和鲍义德解决的。他们在汽油中掺入少许四乙基铅,以干扰氧和汽油分子的化合过程,从而使压缩比从4:1提高到8:1,使辛烷值(也称抗爆值,评定内燃机气缸中?昆合气抗爆震性能的指标)在1920-1950年间从55提高到85,大大提高了汽油机的功率和效率。
在这个时期,还有一个研究课题是在汽油机上加装增压器。飞机在高空飞行时由于空气稀薄而供氧不足,严重阻碍了飞机的发展。20年代起,英国就出现了用空气压缩机向汽油机供气的增压设备,可使气压达到1.5个大气压。30年代末发明燃气涡轮后,用其驱动增压器,可使气压增至1.6个大气压。增压器的采用,使汽油机的重量功率比降至0.5千克/马力,功率增至3500马力,转速增至3400转/分,油耗降至0.2千克/马力·小时,而维修寿命也从20年代的200小时增至70年代的3000小时。
1956年,内燃机发展史上出现了一项革命性的新设计,这就是德国人万克尔(F.Wankel)发明的旋转活塞发动机,也称转子发动机。在万克尔转子发动机中,等边三角形的转子在特殊形状的气缸中旋转。在转子边和缸体曲线壁之间形成月牙形的燃烧室。转子的3个顶角装有弹簧和密封片,密封片与缸体内壁永远保持滑动接触和密封。燃烧室的容积随着转子的旋转而依次增大和缩小。从化油器吸人燃烧室的混合气,随着转子旋转使燃烧室缩小而被压缩,压缩到最小时火花塞点火,随即推动转子旋转使燃烧室增大……这种发动机直接使输出轴旋转,大大减小了振动,同时革除了曲轴连杆和配气机构。其零件数减少了40%,重量减轻了50%,体积小了一半,转速高、功率大、油耗小,因而引起各国重视。
从100多年的内燃机发展史中我们看到,是连续不断的一项又一项发明,推动着内燃机技术的不断进步。这历史再一次印证了那句名言:“发明创造是人类社会进步的阶梯。”今后,只要人们的创造活动不终止,内燃机的发展和进步就不会停止。
内燃机原理构造图
内燃机工作原理:
1、缸盖中有进气道和排气道,内装进、排气门。新鲜充量(即空气或空气与燃料的可燃混合气)经空气滤清器、进气管、进气道和进气门充入气缸。膨胀后的燃气经排气门、排气道和排气管,最后经排气消声器排入大气。
2、进、排气门的开启和关闭是由凸轮轴上的进、排气凸轮,通过挺柱、推杆、摇臂和气门弹簧等传动件分别加以控制的,这一套机件称为内燃机配气机构。通常由空气滤清器、进气管、排气管和排气消声器组成进排气系统。
内燃机构造图:
拓展资料1、广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机,也包括旋转叶轮式的喷气式发动机,但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。
2、活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。活塞式内燃机将燃料和空气混合,在其汽缸内燃烧,释放出的热能使汽缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功,再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出,驱动从动机械工作。
3、常见的有柴油机和汽油机,通过将内能转化为机械能,是通过做功改变内能。
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