内燃机工作原理（燃烧机工作原理）

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内燃机的工作原理

内燃机的工作原理是:让柴油或气体燃料在气缸内燃烧，利用燃烧时产生的高温高压气体推动活塞，带动车轮前进。另一方面，电力机车用电来转动车轮。

内燃机的工作过程

内燃机的工作循环由进气、压缩、燃烧膨胀和排气组成。在这些过程中，只有膨胀过程是对外工作的过程，还需要其他过程来更好地实现工作过程。

「内燃机」的工作原理是什么？

在1860年左右，关于内燃机的发明有很多想法，但大多数都没能解决实际问题。这是因为当时对内燃机工作原理的研究很少，没有理论指导；此外，缺乏能在气缸内迅速燃烧的燃料。1862年，法国人德罗查发表了他的内燃机理论。提出了提高效率和经济性能的条件:点火前增压，燃烧后迅速膨胀至最大膨胀比...他还提出了四冲程内燃机的工作流程:活塞下移，进气，活塞上移，压缩气体；点火，气体迅速燃烧膨胀，推动活塞下移做功；活塞向上移动以排出废气。这是德罗夏对内燃机理论的贡献，可惜他没有做出内燃机。\\x0d\\x0a第一台四冲程内燃机是德国人奥托在1876年根据德罗索菲原理制造的，所以内燃机的发明通常归功于奥托。\\x0d\\x0a奥托(Otto，NikolausAUGUST 1832 . 6 . 10-1891 . 1 . 26)是德国工程师。1861年，他制造了第一台气体内燃机。下午和兰根合作开发了改良发动机，获得了1867年巴黎博览会金奖。1876年，奥托制造了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。奥托内燃机结构紧凑，性能稳定可靠，转速80 ~ 150转/分，机械效率12% ~ 14%，重量功率比200公斤/马力。奥托内燃机通常以汽油为燃料，所以也叫汽油机。1859年，美国钻了第一口油井。此后，石油工业迅速发展，汽油和柴油逐渐成为普通商品，成为内燃机发展的物质基础。奥托内燃机诞生后，17年间制造并销售了5万多台。\\x0d\\x0a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，德国戴姆勒公司根据奥托发动机原理，研制出定容内燃机。利用他发明的表面化油器形成的汽油雾作为燃料，转速可达800转/分，压缩比可达3: 1。第二年，德国人本茨发明了混合器和电子点火装置来改进汽油发动机。在20世纪，为了满足汽车工业和飞机工业的需要，内燃机有了很大的发展。\\x0d\\x0a前20年的发展是提高功率，降低重量功率比。采取的主要措施是提高转速和增加缸数。目前内燃机转速已达到1500转，点火、起动、汽化、冷却等技术问题已基本逐一解决。“多缸系统”是降低重量功率比的主要技术措施。4缸和8缸的直线排列，12缸和16缸的V形排列和V形排列相继出现。重量功率比逐渐降低到4kg/马力，达到飞机实用水平。法国人Segan设计的星形风冷飞机发动机，到1920年重量功率比达到1公斤/马力。\\ x0d \\ x0a三五十年代的主要研究课题是解决内燃机的“爆震障碍”问题，从而进一步提高压缩比。压缩比是吸入气缸的混合气与被压缩的混合气的比值，它影响内燃机的功率和机械效率。但当压缩比提高到4: 1左右时，压缩产生的高温会使混合气剧烈爆炸而不点火。爆燃时，发动机产生剧烈冲击，影响发动机正常工作，损坏发动机。通用汽车公司的米格尔和博伊德解决了“爆震障碍”问题。他们在汽油中掺入一点四乙基铅，干扰氧气和汽油分子的结合过程，从而将压缩比从4: 1提高到8: 1，这样就可以在内燃机的气缸中评估辛烷值(也叫爆震值)？1920-1950年期间，何坤的汽油抗爆指数从55提高到85，大大提高了汽油发动机的功率和效率。\\x0d\\x0a这一期还有一个研究课题，就是在汽油机上安装增压器。飞机在高空空空飞行时，由于稀薄的空气体导致氧气供应不足，严重阻碍了飞机的发展。从20世纪20年代开始，英国就有了用空气体压缩机给汽油机供气的增压装置，可以使气压达到1.5个大气压。燃气轮机在20世纪30年代末被发明后，被用来驱动增压器，可以将气压提高到1.6个大气压。使用增压器后，汽油机的重量功率比降低到0.5公斤/马力，功率提高到3500马力，转速提高到3400转/分，油耗降低到0.2公斤/马力小时，维修寿命从20世纪20年代的200小时提高到70年代的3000小时。\\ x0d \\ x0a 1956年，内燃机发展史上出现了一个革命性的新设计，这就是德国人F. Wankel发明的旋转活塞发动机，也称转子发动机。在汪克尔转子发动机中，等边三角形转子在一个特殊形状的气缸中旋转。月牙形燃烧室形成在转子边缘和气缸体的弯曲壁之间。转子的三个顶角装有弹簧和密封板，始终与气缸内壁保持滑动接触和密封。燃烧室的容积随着转子的旋转而增大和减小。从化油器吸入燃烧室的混合气随着转子的转动被压缩，使燃烧室变小。当压缩达到最小值时，火花塞被点燃，然后转子旋转，这使得燃烧室变大...这种发动机直接转动输出轴，大大降低了振动，省去了曲轴连杆和配气机构。它的零件数量减少了40%，重量减少了50%，体积减少了一半，而且速度快，功率大，油耗低，因此受到了各国的关注。\\x0d\\x0a从内燃机一百多年的发展历史可以看出，是一个又一个的发明，推动了内燃机技术的不断进步。这段历史再次印证了那句名言:“发明创造是人类社会进步的阶梯。”未来，只要人的创造性活动不停止，内燃机的发展和进步就不会停止。

内燃机的工作原理是什么？

(1)四冲程汽油机将空气体和汽油按一定比例混合，形成汽车发动机的良好混合气。在进气冲程，混合气被吸入气缸，混合气被压缩、点燃、燃烧，产生热能。高温高压气体作用于活塞顶部，推动活塞做直线往复运动，机械能通过连杆、曲轴、飞轮机构输出。四冲程汽油发动机在进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程中完成一个工作循环。(2)进气冲程活塞由曲轴驱动，从上止点运动到下止点。此时，进气门开启，排气门关闭，曲轴旋转180°。活塞运动过程中，气缸的容积逐渐增大，气缸内的气体压力从pr逐渐降低到pa，在气缸内形成一定程度的真空。空气体和汽油的混合气通过进气门被吸入气缸，在气缸内进一步混合，形成可燃混合气。由于进气系统的阻力，在进气结束时，气缸内的气体压力小于大气压力p0，即Pa=(0.80~0.90)P0。由于进气管、气缸壁、活塞顶、气门、燃烧室壁等高温部件的加热，以及与残余废气的混合，进入气缸的可燃混合气温度上升到340 ~ 400 k k (3)。在压缩冲程中，进气门和排气门同时关闭。活塞从下止点移动到上止点，曲轴旋转180°。当活塞向上运动时，工作容积逐渐减小，缸内混合物被压缩后压力和温度不断升高。压缩后，压力pc可达800~2000kpa，温度可达600 ~ 750 K (4)。当活塞接近上止点时，火花塞点燃可燃混合气，混合气的燃烧释放出大量热能，使气缸内气体的压力和温度迅速升高。最高燃烧压力pZ为3000~6000kPa，温度TZ为2200 ~ 2800 K，高压气体推动活塞从上止点运动到下止点，通过曲柄连杆机构输出机械能。随着活塞向下移动，气缸的容积增加，气体压力和温度逐渐降低。B点压力降至300~500kPa，温度降至1200~1500KK。在作功冲程中，进气门和排气门关闭，曲轴旋转180°。(5)排气冲程在排气冲程中，排气门打开，进气门仍然关闭，活塞从下止点运动到上止点，曲轴旋转180°。当排气门打开时，燃烧后的废气一方面在气缸内外的压力差下排到气缸外，另一方面通过活塞的挤压作用排到气缸外。由于排气系统的阻力，排气端R的压力略高于大气压，即PR=(1.05~1.20)P0。排气温度tr = 900 ~ 1100 K .当活塞运动到上止点时，燃烧室中仍有一定体积的废气。这部分废气称为残余废气。

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世纪晚期。内燃机车的工作原理是:让柴油或气体燃料在气缸内燃烧，利用燃烧时产生的高温高压气体推动活塞，带动车轮前进。另一方面，电力机车用电来转动车轮。

这两种机车比蒸汽机车先进得多。内燃机车可以使用28%的燃料来转动车轮，比仅使用7%燃料的蒸汽机车高出三倍。有了足够的油和一点水，他们可以一口气跑1000多公里。虽然内燃机车本身成本是同马力蒸汽机车的两倍，但运营成本只有蒸汽机车的40%左右，而且铁路沿线辅助设施少，所以总的维护费用也低。在国外，尤其是美国，几乎都是使用内燃机车，而且大部分都是柴油机驱动。产生的电被用来驱动马达，使机车运行。采用这种传动方式的机车称为电力内燃机车。Delchik是一种运行在英国、伦敦和爱丁堡之间的电力柴油机车，可以以每小时160多公里的速度牵引1500吨火车。世界上内燃机车的先驱是德国。早在1937年，飞行的汉堡就已经达到了每小时187公里的速度。在日本，因为石油依赖进口，所以内燃机车的数量并不多。在中国，内燃机车已经成为铁路运输的主力军。总之，内燃机车在经济性和速度上都有很大的优势。

柴油机的发明者是德国人鲁道夫·迪塞尔。他去美国推销他发明的柴油机。美国通用电气公司的技术员兰佩试图用德国柴油机组装一台电力柴油机车。这是世界上第一台以柴油机为动力的机车，是电传动原理在内燃机车上的首次应用，是现代内燃机车的鼻祖。虽然内燃机车有很多优点，但是内燃机车的单台功率没有电力机车高。如果铁路要翻山越岭，有些路段比较陡峭，内燃机车就会“不堪重负”，改用电力机车。在中国的宝成铁路上，有一段跨越秦岭的陡坡，中国制造的电力机车正在行驶。

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