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发动机的原理是什么?

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发动机的原理是什么?

自古有内燃机起机油就是它的必用品,后发展到化油器为缸内提供燃油那时的发动机转数低对机油的品质要求也不是很高,现今发展到电喷型供油并提高了发动转数称为高转速精密发动机,因此对机油品质的要求就要更高。

机油自进入内燃机就是合成而来,合成顾名思意就是煮稀饭的工艺。

机油是由~基础油加几类添加剂合成即成为机油,所有机油只要含减磨添加剂和功能基添加剂高温工作时就不可能超过80度,普通发动机的工作常温是90度,高档发动机是96度。

这就是任何发动机使用的机油久了都会有很多油泥,缸内也会存有很多积碳随之而来油耗高、噪音大、故障率高、维修费也高涨、尾气排放超标。这一切都源与品质差的机油带来的恩惠。

很高兴能回答你的问题。在回答问题前,首先需要搞明白几个概念:

1.发动机的概念是什么?

简单的说,发动机是一种将其他形式的能转化为机械能的装置(这里的能量种类可以使电能、内能、化学能),更为广义的理解是一切能产生动力的机械装置都可以成为发动机(如电动机、内燃机、外燃机等)

2.发动机是如何分类的?

在这里我们说几种最常用的分类方式

(1)根据用途分,有航空发动机、船舶发动机、机车发动机等;

(2)按能量转换方式分有电动机(电能转换为机械能)、热机(将内能转换为机械能)等。其中,电机按工作电源种类划分:可分为直流电机和交流电机;按用途可划分:驱动用电动机和控制用电动机(控制电机又有步进电动机和伺服电动机);按起动与运行方式可划分:电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。

热机根据燃料是否在机体内燃烧,氛围外燃机(蒸汽机)和内燃机。

(3)内燃机

由于内燃机与我们日常生活息息相关,我在这里做重点介绍。内燃机的分类方法较多,现在详细介绍:

按照内燃机消耗能源的不用,主要是柴油机、汽油机、混合燃料内燃机等;

按照内燃机着火方式的不同,由压燃式内燃机(柴油机为典型代表)和点燃式内燃机(柴油机为典型代表);

按照进气方式不同,可分为自然吸气发动机和增压发动机;

按照内燃机气缸排列方式不同,可分为直列式、V型、水平对置式(V型的特殊形式)、W型(V型的另一种形式);

按照活塞运动方式不同,可分为往复活塞式发动机(大部分的汽柴油发动机形式)和转子发动机(马自达为典型代表);

按照气缸数目的不同,又分为单缸发动机(小型拖拉机、摩托车使用较多)和多缸发动机(双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十缸、十二缸、十六缸、三十二缸,其中后两种主要是用于火车);

按照一个工作循环需要的冲程数,有两冲程(摩托车、林果机械使用的汽油机为典型代表)和四冲程(大部分的车用内燃机);

按照冷却方式的不同,可以分为风冷发动机(摩托车为典型代表)和水冷发动机(需要加冷却液的)

不管怎么分类,全部内燃机工作原理都是通过燃料燃烧,将燃料化学能转化为缸内气体的内能,根据气体膨胀做功,再将气体内能转化为活塞往复运动的机械能,通过曲轴连杆组再将活塞的往复直线运动转化为曲轴的旋转运动,并将动力输出。

不论是柴油机还是汽油机,主要工作部件包括两大机构(曲柄连杆机构、配气机构)和四大系统(燃料供给系统,润滑系统、冷却系统、启动系统),除此以外,还有电气控制系统。

(1)曲柄连杆机构(主要是曲轴飞轮组和活塞连杆组,按照机械机构工作原理实际上是一个曲柄连杆机构)

活塞连杆组是发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中,活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动,通过连杆转换成曲轴的旋转运动,并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中,飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。

(2)配气机构

配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程,通过内部机械传动,定时开启和关闭进气门和排气门,使可燃混合气或空气进入气缸,并使废气从气缸内排出,实现连续循环的换气过程。配气机构一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成,随着高速发动机的普及,为减少能连损失,增强控制精度,保证零部件可靠性大多采用顶置气门式配气机构,。

(3)燃料供给系统

柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸,在燃烧室内形成混合气并燃烧,最后将燃烧后的废气排出,柴油机现在最先进的燃油供给技术为高压共轨技术。汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求,配制出一定数量和浓度的混合气,供入气缸,并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去,现在汽油机汽油共给方式已由原来的化油器,升级到电子喷射,缸内直喷等技术。

(4)润滑系统

润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油,以实现液体摩擦,减小摩擦阻力,减轻机件的磨损,另外还有对零件表面进行清洗和冷却的作用。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。

(5)冷却系统

冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去,保证发动机在最适宜的温度状态下工作,水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。

(6)启动系统

要使发动机由静止状态过渡到工作状态,必须先用外力转动发动机的曲轴,使活塞作往复运动,气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功,推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转,工作循环才能自动进行。因此,曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程,称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置,称为发动机的起动系。 在汽油机中,气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的,为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞,火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系,点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。

4、柴油机和汽油机的特点及应用

由于柴油机燃料共给方式、点火方式、机体结构的差异,导致两种内燃机,特点明显。

柴油机特点

优点:燃烧效率较汽油机高,燃油经济性较好;动力储备大,低速高扭特性明显;机体结构一般为铸铁,结构坚固,耐用;排放较好。

缺点:冷启动相对困难,振动大,噪音大,提速缓慢。

主要用于:船舶、内燃机车、拖拉机及运输车、工程机械等工作环境恶劣,需要较大扭矩输出的车辆及设备。

汽油机特点:

优点:结构一般使用铝合金,质量轻;采用点燃方式启动,低温易启动;提速快,噪音低。

缺点:燃油经济性比柴油机稍差,对工作环境要求较高,有害排放物较柴油机多。

主要用于:摩托车、汽车、林果机械等。

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文章名称:《发动机的原理是什么?》
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