1樓:匿名使用者
內燃機中,連桿和曲軸的作用是將往復運動轉變為連續的轉動,飛輪的作用是儲存足夠的機械能以維持內燃機的運轉.
活塞在氣缸內單次運動一次叫一衝程.
2樓:匿名使用者
廣義上的內燃機不僅包括往復活塞式內燃機、旋轉活塞式發動機和自由活塞式發動機,也包括旋轉葉輪式的燃氣輪機、噴氣式發動機等,但通常所說的內燃機是指活塞式內燃機。
活塞式內燃機以往復活塞式最為普遍。活塞式內燃機將燃料和空氣混合,在其氣缸內燃燒,釋放出的熱能使氣缸內產生高溫高壓的燃氣。燃氣膨脹推動活塞作功,再通過曲柄連桿機構或其他機構將機械功輸出,驅動從動機械工作。
內燃機的發展歷史
活塞式內燃機自19世紀60年代問世以來,經過不斷改進和發展,已是比較完善的機械。它熱效率高、功率和轉速範圍寬、配套方便、機動性好,所以獲得了廣泛的應用。全世界各種型別的汽車、拖拉機、農業機械、工程機械、小型移動電站和戰車等都以內燃機為動力。
海上商船、內河船舶和常規艦艇,以及某些小型飛機也都由內燃機來推進。世界上內燃機的保有量在動力機械中居首位,它在人類活動中佔有非常重要的地位。
活塞式內燃機起源於用火藥**獲取動力,但因火藥燃燒難以控制而未獲成功。2023年,英國人斯特里特提出從燃料的燃燒中獲取動力,並且第一次提出了燃料與空氣混合的概念。2023年,英國人賴特提出了直接利用燃燒壓力推動活塞作功的設計。
之後人們又提出過各種各樣的內燃機方案,但在十九世紀中葉以前均未付諸實用。直到2023年,法國的勒努瓦模仿蒸汽機的結構,設計製造出第一臺實用的煤氣機。這是一種無壓縮、電點火、使用照明煤氣的內燃機。
勒努瓦首先在內燃機中採用了彈力活塞環。這臺煤氣機的熱效率為4%左右。
英國的巴尼特曾提倡將可燃混合氣在點火之前進行壓縮,隨後又有人著文論述對可燃混合氣進行壓縮的重要作用,並且指出壓縮可以大大提高勒努瓦內燃機的效率。2023年,法國科學家羅沙對內燃機熱力過程進行理論分析之後,提出提高內燃機效率的要求,這就是最早的四衝程工作迴圈。
2023年,德國發明家奧托運用羅沙的原理,創制成功第一臺往復活塞式、單缸、臥式、3.2千瓦(4.4馬力)的四衝程內燃機,仍以煤氣為燃料,採用火焰點火,轉速為156.
7轉/分,壓縮比為2.66,熱效率達到14%,運轉平穩。在當時,無論是功率還是熱效率,它都是最高的。
奧托內燃機獲得推廣,效能也在提高。2023年單機功率達到11~15千瓦(15~20馬力),到2023年又提高到150千瓦。由於壓縮比的提高,熱效率也隨之增高,2023年熱效率為15.
5%,2023年已高達20~26%。2023年,英國工程師克拉克研製成功第一臺二衝程的煤氣機,並在巴黎博覽會上展出。
隨著石油的開發,比煤氣易於運輸攜帶的汽油和柴油引起了人們的注意,首先獲得試用的是易於揮發的汽油。2023年,德國的戴姆勒創制成功第一臺立式汽油機,它的特點是輕型和高速。當時其他內燃機的轉速不超過200轉/分,它卻一躍而達到800轉/分,特別適應交通動輸機械的要求。
1885~2023年,汽油機作為汽車動力執行成功,大大推動了汽車的發展。同時,汽車的發展又促進了汽油機的改進和提高。不久汽油機又用作了小船的動力。
2023年,德國工程師狄塞爾受麵粉廠粉塵**的啟發,設想將吸入氣缸的空氣高度壓縮,使其溫度超過燃料的自燃溫度,再用高壓空氣將燃料吹入氣缸,使之著火燃燒。他首創的壓縮點火式內燃機(柴油機)於2023年研製成功,為內燃機的發拓了新途徑。
狄塞爾開始力圖使內燃機實現卡諾迴圈,以求獲得最高的熱效率,但實際上做到的是近似的等壓燃燒,其熱效率達26%。壓縮點火式內燃機的問世,引起了世界機械業的極大興趣,壓縮點火式內燃機也以發明者而命名為狄塞爾引擎。
這種內燃機以後大多用柴油為燃料,故又稱為柴油機。2023年,柴油機首先用於固定式發電機組,2023年用作商船動力,2023年裝於艦艇,2023年第一臺以柴油機為動力的內燃機車製成,2023年左右開始用於汽車和農業機械。
早在往復活塞式內燃機誕生以前,人們就曾致力於創造旋轉活塞式的內燃機,但均未獲成功。直到2023年,聯邦德國工程師汪克爾解決了密封問題後,才於2023年研製出旋轉活塞式發動機,被稱為汪克爾發動機。它具有近似三角形的旋轉活塞,在特定型面的氣缸內作旋轉運動,按奧托迴圈工作。
這種發動機功率高、體積小、振動小、運轉平穩、結構簡單、維修方便,但由於它燃料經濟性較差、低速扭矩低、排氣效能不理想,所以還只是在個別型號的轎車上得到採用。
內燃的組成
往復活塞式內燃機的組成部分主要有曲柄連桿機構、機體和氣缸蓋、配氣機構、供油系統、潤滑系統、冷卻系統、起動裝置等。
氣缸是一個圓筒形金屬機件。密封的氣缸是實現工作迴圈、產生動力的源地。各個裝有氣缸套的氣缸安裝在機體裡,它的頂端用氣缸蓋封閉著。
活塞可在氣缸套內往復運動,並從氣缸下部封閉氣缸,從而形成容積作規律變化的密封空間。燃料在此空間內燃燒,產生的燃氣動力推動活塞運動。活塞的往復運動經過連桿推動曲軸作旋轉運動,曲軸再從飛輪端將動力輸出。
由活塞組、連桿組、曲軸和飛輪組成的曲柄連桿機構是內燃機傳遞動力的主要部分。
活塞組由活塞、活塞環、活塞銷等組成。活塞呈圓柱形,上面裝有活塞環,藉以在活塞往復運動時密閉氣缸。上面的幾道活塞環稱為氣環,用來封閉氣缸,防止氣缸內的氣體漏洩,下面的環稱為油環,用來將氣缸壁上的多餘的潤滑油刮下,防止潤滑油竄入氣缸。
活塞銷呈圓筒形,它穿入活塞上的銷孔和連桿小頭中,將活塞和連桿聯接起來。連桿大頭端分成兩半,由連桿螺釘聯接起來,它與曲軸的曲柄銷相連。連桿工作時,連桿小頭端隨活塞作往復運動,連桿大頭端隨曲柄銷繞曲軸軸線作旋轉運動,連桿大小頭間的杆身作複雜的搖擺運動。
曲軸的作用是將活塞的往復運動轉換為旋轉運動,並將膨脹行程所作的功,通過安裝在曲軸後端上的飛輪傳遞出去。飛輪能儲存能量,使活塞的其他行程能正常工作,並使曲軸旋轉均勻。為了平衡慣性力和減輕內燃機的振動,在曲軸的曲柄上還適當裝置平衡質量。
氣缸蓋中有進氣道和排氣道,內裝進、排氣門。新鮮充量(即空氣或空氣與燃料的可燃混合氣)經空氣濾清器、進氣管、進氣道和進氣門充入氣缸。膨脹後的燃氣經排氣門、排氣道和排氣管,最後經排氣消聲器排入大氣。
進、排氣門的開啟和關閉是由凸輪軸上的進、排氣凸輪,通過挺柱、推杆、搖臂和氣門彈簧等傳動件分別加以控制的,這一套機件稱為內燃機配氣機構。通常由空氣濾清器、進氣管、排氣管和排氣消聲器組成進排氣系統。
為了向氣缸內供入燃料,內燃機均設有供油系統。汽油機通過安裝在進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,然後經進氣管供入氣缸,由汽油機點火系統控制的電火花定時點燃。柴油機的燃油則通過柴油機噴油系統噴入燃燒室,在高溫高壓下自行著火燃燒。
內燃機氣缸內的燃料燃燒使活塞、氣缸套、氣缸蓋和氣門等零件受熱,溫度升高。為了保證內燃機正常運轉,上述零件必須在許可的溫度下工作,不致因過熱而損壞,所以必須備有冷卻系統。
內燃機不能從停車狀態自行轉入運轉狀態,必須由外力轉動曲軸,使之起動。這種產生外力的裝置稱為起動裝置。常用的有電起動、壓縮空氣起動、汽油機起動和人力起動等方式。
內燃機的工作迴圈由進氣、壓縮、燃燒和膨脹、排氣等過程組成。這些過程中只有膨脹過程是對外作功的過程,其他過程都是為更好地實現作功過程而需要的過程。按實現一個工作迴圈的行程數,工作迴圈可分為四衝程和二衝程兩類。
四衝程是指在進氣、壓縮、膨脹和排氣四個行程內完成一個工作迴圈,此間曲軸旋轉兩圈。進氣行程時,此時進氣門開啟,排氣門關閉。流過空氣濾清器的空氣,或經化油器與汽油混合形成的可燃混合氣,經進氣管道、進氣門進入氣缸;壓縮行程時,氣缸內氣體受到壓縮,壓力增高,溫度上升;膨脹行程是在壓縮上止點前噴油或點火,使混合氣燃燒,產生高溫、高壓,推動活塞下行並作功;排氣行程時,活塞推擠氣缸內廢氣經排氣門排出。
此後再由進氣行程開始,進行下一個工作迴圈。
二衝程是指在兩個行程內完成一個工作迴圈,此期間曲軸旋轉一圈。首先,當活塞在下止點時,進、排氣口都開啟,新鮮充量由進氣口充入氣缸,並掃除氣缸內的廢氣,使之從排氣口排出;隨後活塞上行,將進、排氣口均關閉,氣缸內充量開始受到壓縮,直至活塞接近上止點時點火或噴油,使氣缸內可燃混合氣燃燒;然後氣缸內燃氣膨脹,推動活塞下行作功;當活塞下行使排氣口開啟時,廢氣即由此排出活塞繼續下行至下止點,即完成一個工作迴圈。
3樓:匿名使用者
四衝程的有:活塞、活塞環、活塞銷、連桿、活塞銷卡簧。兩衝程的有:活塞、活塞環、活塞銷、連桿、活塞銷卡簧、滾針軸承
汽車發動機中的活塞的結構按其作用可分為哪幾種?
4樓:杏子
活塞的結構按其作用可分為 頂部 、 頭部 和 裙部 三部分組成,其中引導活塞運動和承受側壓力的是 裙部 。
5樓:百年糊塗
活塞的基本結構可分為活
塞分為頭部、 裙部和 活塞銷座三個部分。
活塞是往復活塞式內燃機、壓縮機和泵等機械的缸體內沿缸體軸線往復運動的機械零件。活塞有圓盤形、圓柱形和圓筒形3種形式。活塞的封閉端面承受工作流體的壓力,並與缸蓋、缸壁構成燃燒室或壓縮容積。
活塞上裝有活塞環或膠質密封圈以防止流體洩漏。活塞可用鑄鐵、鍛鋼、鑄鋼或鋁合金等材料製造。
活塞在高溫、高壓、高速、潤滑不良的條件下工作。活塞直接與高溫氣體接觸,瞬時溫度可達2500k以上,因此,受熱嚴重,而散熱條件又很差,所以活塞工作時溫度很高,頂部高達600~700k,且溫度分佈很不均勻;活塞頂部承受氣體壓力很大,特別是作功行程壓力最大,汽油機高達3~5mpa,柴油機高達6~9mpa,這就使得活塞產生衝擊,並承受側壓力的作用;活塞在氣缸內以很高的速度(8~12m/s)往復運動,且速度在不斷地變化,這就產生了很大的慣性力,使活塞受到很大的附載入荷。活塞在這種惡劣的條件下工作,會產生變形並加速磨損,還會產生附載入荷和熱應力,同時受到燃氣的化學腐蝕作用。
摩托車活塞環有什麼作用,活塞環的作用是什麼?
活塞環分氣環和油環,上面的是氣環,主要起密封的作用,保持持氣缸的壓力。下部的是油環,主要作用是把缸壁上過多的機油,刮下來。活塞環有氣環和油環,在活塞上部的幾道是氣環,主要是起到密封作用的,保證活塞執行過程中的密封,最下面的是油環,將活塞往復執行時曲軸箱內飛濺的潤滑油刮下,避免燒機油。活塞環是起到密封...
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