晒干黄花鱼的做法大全:我要柴油机和汽油机的工作原理

1、二冲程柴油机的工作原理
通过活塞的两个冲程完成一个工作循环的柴油机称为二冲程柴油机，油机完成一个工作循环曲轴只转一圈，与四冲程柴油机相比，它提高了作功 能力，在具体结构及工作原理方面也存在较大差异。
二冲程柴油机与四冲程柴油机基本结构相同，主要差异在配气机构方面。二冲
程柴油机没有进气阀，有的连排气阀也没有，而是在气缸下部开设扫气口及排气口；
或设扫气口与排气阀机构。并专门设置一个由运动件带动的扫气泵及贮存压力空气
的扫气箱，利用活塞与气口的配合完成配气，从而简化了柴油机结构。
图是二冲程柴油机工作原理图。扫气泵附设在柴油机的一侧，它的
转子由柴油机带动。空气从泵的吸入吸入，经压缩后排出，储存在具有较大容积的
扫气箱中，并在其中保持一定的压力。现以图说明二冲程柴油机的工作
原理。
燃烧膨胀及排气冲程：
燃油在燃烧室内着火燃烧，生成高温高压燃气。活塞在燃气的推动下，由上止点
向下运动，对外作功。活塞下行直至排气口打开（此时曲柄在点位置，此时燃气
膨胀作功结束，气缸内大量废气靠自身高压自由排气，从排气口排人到排气管。
当气缸内压力降至接近扫气压力时（一般扫气箱中的扫气压力为0
12，下行活塞把扫气口3打开（此时曲柄在点4的位置，扫气空气进入气缸，
同时把气缸内的废气经排气口赶出气缸。活塞运行到下止点，本冲程结束，但扫气
过程一直持续到下一个冲程排气口关闭（此时曲柄在点位置为止。
·4· 342 第三篇船舶柴油机检修图二冲程柴油机工作原理示意图
扫气及压缩冲程：
活塞由下止点向上移动，活塞在遮住扫气口之前，由扫气泵供给储存在扫气箱
内的空气，通过扫气口进入气缸，气缸中的残存废气被进入气缸的空气通过排气口
扫出气缸。活塞继续上行，逐渐遮住扫气口，当扫气口完全关闭后（此时曲柄在点
位置，空气停止充人，排气还在进行，这阶段称为“过后排气阶段”。排气口关闭时
（此时曲柄在点位置，气缸中的空气就开始被压缩。当压缩至上止点前点时，
喷油器将燃油喷人气缸，与高温高压的空气相混合，随即在上止点附近发火，自行着
火燃烧。本冲程结束，并与前一冲程形成一个完整的工作循环。
二冲程柴油机示功图见图，其中，为喷油始点，为活塞上止点，为
燃烧终点。
二冲程柴油机与四冲程柴油机相比具有一些明显优点，当然也存在本身固有的
缺点。

2、四冲程柴油机的工作原理
柴油机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的，这四个过程构成了一个工作循环。活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机。现对照上面的动画了说明它的工作理原。
一. 进气冲程
第一冲程——进气，它的任务是使气缸内充满新鲜空气。当进气冲程开始时，活塞位于上止点，气缸内的燃烧室中还留有一些废气。
当曲轴旋转肘，连杆使活塞由上止点向下止点移动，同时，利用与曲轴相联的传动机构使进气阀打开。
随着活塞的向下运动，气缸内活塞上面的容积逐渐增大：造成气缸内的空气压力低于进气管内的压力，因此外面空气就不断地充入气缸。
进气过程中气缸内气体压力随着气缸的容积变化的情况如动画所示。图中纵坐标表示气体压力P，横坐标表示气缸容积Vh(或活塞的冲S)，这个图形称为示功图。图中的压力曲线表示柴油机工作时，气缸内气体压力的变化规律。从土中我们可以看出进气开始，由于存在残余废气，所以稍高于大气压力P0。在进气过程中由于空气通过进气管和进气阀时产生流动阻力，所以进气冲程的气体压力低于大气压力，其值为0.085～0.095MPa，在整个进气过程中，气缸内气体压力大致保持不变。
当活塞向下运动接近下止点时，冲进气缸的气流仍具有很高的速度，惯性很大，为了利用气流的惯性来提高充气量，进气阀在活塞过了下止点以后才关闭。虽然此时活塞上行，但由于气流的惯性，气体仍能充人气缸。

二. 压缩冲程
第二冲程——压缩。压缩时活塞从下止点间上止点运动，这个冲程的功用有二，一是提高空气的温度，为燃料自行发火作准备：二是为气体膨胀作功创造条件。当活塞上行，进气阀关闭以后，气缸内的空气受到压缩，随着容积的不断细小，空气的压力和温度也就不断升高，压缩终点的压力和湿度与空气的压缩程度有关，即与压缩比有关，一般压缩终点的压力和温度为：Pc＝4～8MPa,Tc＝750～950K。
柴油的自燃温度约为543—563K，压缩终点的温度要比柴油自燃的温度高很多，足以保证喷入气缸的燃油自行发火燃烧。
喷入气缸的柴油，并不是立即发火的，而且经过物理化学变化之后才发火，这段时间大约有0.001～0.005秒，称为发火延迟期。因此，要在曲柄转至上止点前10～35°曲柄转角时开始将雾化的燃料喷入气缸，并使曲柄在上止点后5～10°时，在燃烧室内达到最高燃烧压力，迫使活塞向下运动。
三. 燃烧膨胀冲程
第三冲程——燃烧膨胀。在这个冲程开始时，大部分喷入燃烧室内的燃料都燃烧了。燃烧时放出大量的热量，因此气体的压力和温度便急剧升高，活塞在高温高压气体作用下向下运动，并通过连秆使曲轴转动，对外作功。所以这一冲程又叫作功或工作冲程。
随着活塞的下行，气缸的容积增大，气体的压力下降，工作冲程在活塞行至下止点，排气阀打开时结束。
在动画中，工作冲程的压力变化这条线上升部分表示燃料在气缸内燃烧时压力的急剧升高，最高点表示最高燃烧压力Pz，此点的压力和温度为：
Pz＝6～15MPa， Tz＝1800～2200K
最高燃烧压力与压缩终点压力之比(Pz／Pc)，称为燃烧时的压力升高比， 用λ表示。根据柴油机类型的不同，在最大功牢时λ值的范围如下：λ＝Pz／Pc＝1.2～2.5。

四. 排气冲程
第四冲程——排气。排气冲程的功用是把膨胀后的废气排出去，以便充填新鲜空气，为下一个循环的进气作准备。当工作冲程活塞运动到下止点附近时，排气阀开起，活塞在曲轴和连杆的带动下，由下止点向上止点运动，并把废气排出气缸外。由于排气系统存在着阻力，所以在排气冲程开始时，气缸内的气体压力加比大气压力高0.025—0.035MPa，其温度Tb＝1000～1200K。为了减少排气时活塞运动的阻力，排气阀在下止点前就打开了。排气阀一打开，具有一定压力的气体就立即冲出缸外，缸内压力迅速下降，这样当活塞向上运动时，气缸内的废气依靠活塞上行排出去。为了利用排气时的气流惯性使废气排出得干净，排气阀在上止点以后才关闭。
在动画中，排气冲程曲线表示在排气过程中，缸内的气体压力几乎是不变的，但比大气压力稍高一些。排气冲程终点的压力Pr约为0.105～0.115MPa,残余废气的温度Pr约为850～960K。
由于进、排气阀都是早开晚关的；所以在排气冲程之末和进气冲程之初，活塞处于上止点附近时，有一段时间进、排气阀同时开起，这段时间用曲轴转角来表示，称为气阀重迭角。
排气冲程结束之后，又开始了进气冲程，于是整个工作循环就依照上述过程重复进行。由于这种柴油机的工作循环由四个活塞冲程即曲轴旋转两转完成的，故称四冲程柴油机。
在四冲程柴油机的四个冲程中，只有第三冲程即工作冲强才产生动力对外作功，而其余三个冲程都是消耗功的准备过程。为此在单缸柴油机上必须安装飞轮，利用飞轮的转动惯性，使曲轴在四个冲程中连续而均匀地运转。

1·进气：此时进气门打开，活塞下行，汽油和空气的混合起被吸进汽缸内
2·压缩：此时进气门和排气门同时关闭，活塞上行，混合气被压缩。
3·燃烧：当混合器被压缩到最小时火花塞跳火点燃混和气，燃烧产生的压力推动活塞下行并带动曲轴旋转。
4·排气：当活塞下行到最低点时排气门打开，废气排出，活塞继续上行把多余的废气排出。

柴油机和汽油机一样，每个工作循环也经历进气、压缩、作功和排气四个过程。但由于柴油粘度比汽油大，不易蒸发，但自燃温度却低于汽油，故柴油机可燃混合气的形成和燃烧方式与汽油机不同。

图1-4为四行程柴油机示意图。柴油机在进气冲程吸人的是纯空气，在压缩冲程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器以雾状喷人气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。因此，柴油机的可燃混合气是在气缸内部形成的。

(图1-4)四行程柴油机示意图

由于柴油机的压缩比高，所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.5～4.5MPa，温度高达750～1000K，大大超过柴油的自燃温度，故柴油喷人气缸后，在很短的时间内即自行着火燃烧，燃气压力急剧上升到6～9MPa，温度升高到2000～2500Ko在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转作功。废气同样经排气门、排气管等处排人大气。

由上可知，四行程汽油机或柴油机，在一个工作循环中，只有一个行程作功，其余三个行程都是为作功行程创造条件的辅助行程。因此，单缸发动机工作不平稳。现代汽车都采用多缸发动机，在多缸发动机中，所有气缸的作功行程并不同时进行，而尽可能有一个均匀的作功间隔。例如六缸发动机，在完成一个工作循环中，曲轴旋转两周即720度，曲轴转角每隔120度就有一个气缸作功。因而多缸发动机曲轴运转均匀，工作平稳，并可获得足够大的功率。

2、型号含义：按采用的燃料命名。参见内燃机按燃料分类。
首部：系列代号，换代符号，地方、企业代号。它是产品特征代号，每种符号一般用一个或两个字母表示
中部：缸数、汽缸布置形式、冲程符号、汽缸直径mm（取整数）。缸数和汽缸直径用数字表示，多缸直列及单缸一般不标符号。
后部：结构特征、用途特征。参见教材的表5-1和5-2（大家要记住符号的含义）
例子：12V135ZG：表示12缸V型、四冲程、缸径135mm，水冷增压、工程机械用。
每部分的含义如下：
首部：无
中部： 缸数：12即12缸
汽缸布置形式：V，气缸形式为V型布置
冲程符号：无，代表四冲程，为E为二冲程
汽缸直径：135mm
后部： 结构特征：Z，为增压
用途特征：G为工程机械
尾部：无
（四）、四冲程内燃机的工作原理（该部分内容今年有变化，注意）
理解并掌握四冲程内燃机的一个工作循环是如何工作的，进气、压缩、燃烧膨胀做功、排气每个过程的状态和特点。这个地方多次提到曲轴旋转1800，大家要注意
四冲程内燃机在一个工作循环的四个行程中，只有一个行程做功，所以单缸内燃机曲轴每转两周只有半周是由膨胀气体的作用使曲轴旋转，曲轴转速不均匀。四缸内燃机，曲轴每转半周便有一个气缸作功。
四冲程柴油机和汽油机工作过程都包括上述四个冲程，两者在工作原理上的主要差别是：柴油机压缩的是单一的空气，当活塞到达上止点附近时，缸内空气的压力、温度很高，适时地喷入柴油，在缸内形成可燃混合气并自行着火燃烧；对于汽油机，可燃混合气在燃烧室外部形成，并在进气过程中充入气缸，压缩终了时靠火花塞打火点燃。（该段内容新增）
（五）柴油机增压
对于废气涡轮增压柴油机可以做一般了解。但应掌握增压器的分类，废气涡轮增压内燃机与非增压内燃机相比的优缺点。
优点：增大功率；降低耗油率，提高经济性；改善内燃机的排放。
缺点：增加了内燃机的负荷和热负荷；性能上要求有良好的配合以及材料、制造工艺上要求较高。
目前使用最广泛的是废气涡轮增压。
（六）内燃机总体构造
该部分作一般了解即可。
a 曲柄连杆机构： 活塞组、连杆组、曲轴飞轮组等
作用：活塞往复运动→曲轴旋转，通过曲轴输出。（图5-5、6）
b 固定件：机体、气缸盖和气缸套。安装和支承运动部件。
c 配气系统：完成进气、排气。
d 燃料供给系统：柴油机与汽油机不同。柴油机该部分的功用是定时、定量、定压向燃烧室喷入柴油，并创造良好燃烧条件；汽油机该部分的功用将汽油与空气按比例形成的可燃混合气连续地供给气缸，以满足混合气形成及燃烧过程的需要。
e 冷却系统：气缸及气缸盖、水泵、散热器。将受热零部件多余热量及时传导出去。
f 润滑系统：机油泵、机油滤清器、机油散热器、各种阀。将机油送到各磨擦表面。
g 点火系统：它是汽油机、燃气轮机特有的。产生电火花，点燃气缸内可燃气体。
h 起动系统：人力起动和电动机起动，电动机起动有电动机、蓄电池、按钮。
（七）、内燃机的主要性能指标
内燃机的性能通常用动力性和经济性指标表示。
动力性主要性能指标有：
有效扭矩：即内燃机曲轴上对外输出的扭矩
有效功率：内燃机在单位时间内对外作的功，称为有效功率。它是内燃机的主要性能指标之一。
pe=Ttqn/9550(KW)(为新增)
该处有四种功率：15分钟功率、1小时功率、12小时功率、持续功率。（这个地方大家要知道给你了某种机械它属于哪种功率）
经济性主要指标有：
有效燃料消耗率（比油耗）：有效燃料消耗率越低，内燃机经济性越好。
有效热效率。内燃机的热效率越高，表示燃料的热量利用越好，内燃机的经济性越好。教材p257的表5-3大家要理解。
（八）燃气轮机
1、掌握燃气轮机的优缺点及应用：
燃气轮机具有功率大、重量轻、体积小、振动小、噪声小、维修方便等优点，但也存在热效率低的缺点。在航空上，燃气轮机已经占据了绝对优势。
2、燃气轮机的基本结构及作用原理
燃气轮机主要由压气机、燃烧室和涡轮三部分组成。
对于燃气轮机的工作原理一般了解即可。但是应该掌握以下内容：
在压气机中进行的是吸气及压缩过程，提高工质（气体）的压力。燃烧室中进行的是燃料的燃烧过程，涡轮中进行的是膨胀作功以及排气过程。压气机有轴流式和离心式两种基本形式，掌握各自的特点
轴流式的特点：空气沿与轴线平行的方向流动，其特点是空气流量大，但单级增压压力比较低，所以通常轴流式压气机都由多级组成，以获得较高的压力比，由于空气流动不急剧转向，效率较高，因此 轴流式和压气机在航空及大型燃气轮机中广泛应用。
离心式的特点：空气大致沿与旋转轴线垂直的半径方向流动，因而也称为径流式压气机，其特点是空气流量小，效率较低，但单级离心压气机具有结构简单，外形短，重量轻等优点。对于小尺寸的压气机，离心式压气机的效率反而高于轴流式压气机的效率。
记住：燃气轮机中常用的燃料不包括汽油。
二、金属熔炼设备（熟悉分类结构和应用）
金属熔炼是铸造生产中相当重要的环节。
（一）、铸铁熔炼设备
铸铁熔炼设备有很多种，如冲天炉、反射炉、工频感应炉等。由于冲天炉具有结构简单、操作方便、熔化率高、成本低的特点，目前得到广泛的应用。
(1) 冲天炉的结构
冲天炉由炉身、烟囱、炉缸、和前炉四大部分组成。参见图5-14。炉身是冲天炉的主体，高于加料口以上部分叫做烟囱，主风口以下至炉底部委炉缸，前炉是储存铁水和排水用的，因此前炉上设有出铁口和出渣口。
冲天炉生产率是用每小时能熔化多少吨铁水表示，通常为0.5-30吨/小时，最常用的为1.5-10吨/小时，炉子内径越大，生产率越高。
(2) 冲天炉的炉化过程
对于整个炉化过程，同学们一般了解即可，但要掌握以下内容：金属炉料经熔化后，铁水中的碳含量增高，硅和锰的含量因氧化烧损而减少，磷基本上保持不变，硫含量则增大，由于硫是铸铁中的有害物质，所以脱硫是熔化过程的重要问题之一。
(3) 生产技术经济指标
铁水出炉温度：在燃料消耗相同的条件下，铁水出炉温度越高，炉子经济效果越好。目前一般冲天炉铁水出炉温度可达到1400度左右，较好的炉子可达1450-1500度。
铁焦比α和焦碳消耗率β：在保证铁液质量的条件下，为了节能，应努力提高铁焦比，降低焦碳消耗率。
熔化率：指冲天炉每小时能熔化出多少吨的铁水。熔化强度：每平方米炉膛面积每小时熔化金属炉料的重量。
（二）、铸钢熔炼设备
目前炼钢厂炼钢的方法有三种：氧气顶吹转炉炼钢法、碱性平炉炼钢法和电弧炼钢法。由于平炉容量太大，而转炉灵活性较差，故一般工厂所用的熔炼设备主要是电弧炉和感应电炉。
(1)电弧炉：
炉温可达20000C。电弧炉的大小用每炉炼钢量表示，一般3～20T。
按炉衬材料和炉渣特点分为：
碱性电弧炉：可去硫、磷，对炉料无特殊要求，可炼各种优质钢。
酸性电弧炉：生产率高，炉衬价格便宜，寿命长，但不能去磷、硫，炉料条件好时用。
(2)感应电炉
优点：①可制得含气少，非金属夹杂少，含碳低，合金元素损失少的各种优质钢；
②熔炼速度快，能源消耗少，易于实现真空熔炼。适于中、小型铸钢件。
缺点：①炉渣的温度较低，脱磷、硫、氧等反应进行不充分；
②设备贵，对炉衬要求高。
（三）、有色金属熔炼
有色金属：铜、铝、镁、锡、铅、锌等。
特点：合金元素容易氧化烧损，应保证炉料快速熔化，以免合金元素烧损。
常用的熔炉有坩埚炉，反射炉，电阻炉等
坩埚炉：特点是炉气（在埚外）与金属液（在埚内）隔开，金属液质量较高，但生产率和热效率都低

柴油机和汽油机一样，每个工作循环也经历进气、压缩、作功和排气四个过程。但由于柴油粘度比汽油大，不易蒸发，但自燃温度却低于汽油，故柴油机可燃混合气的形成和燃烧方式与汽油机不同。

图1-4为四行程柴油机示意图。柴油机在进气冲程吸人的是纯空气，在压缩冲程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器以雾状喷人气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。因此，柴油机的可燃混合气是在气缸内部形成的。

(图1-4)四行程柴油机示意图

由于柴油机的压缩比高，所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.5～4.5MPa，温度高达750～1000K，大大超过柴油的自燃温度，故柴油喷人气缸后，在很短的时间内即自行着火燃烧，燃气压力急剧上升到6～9MPa，温度升高到2000～2500Ko在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转作功。废气同样经排气门、排气管等处排人大气。

由上可知，四行程汽油机或柴油机，在一个工作循环中，只有一个行程作功，其余三个行程都是为作功行程创造条件的辅助行程。因此，单缸发动机工作不平稳。现代汽车都采用多缸发动机，在多缸发动机中，所有气缸的作功行程并不同时进行，而尽可能有一个均匀的作功间隔。例如六缸发动机，在完成一个工作循环中，曲轴旋转两周即720度，曲轴转角每隔120度就有一个气缸作功。因而多缸发动机曲轴运转均匀，工作平稳，并可获得足够大的功率

柴油机和汽油机一样，每个工作循环也经历进气、压缩、作功和排气四个过程。但由于柴油粘度比汽油大，不易蒸发，但自燃温度却低于汽油，故柴油机可燃混合气的形成和燃烧方式与汽油机不同。

图1-4为四行程柴油机示意图。柴油机在进气冲程吸人的是纯空气，在压缩冲程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器以雾状喷人气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。因此，柴油机的可燃混合气是在气缸内部形成的。

(图1-4)四行程柴油机示意图

由于柴油机的压缩比高，所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.5～4.5MPa，温度高达750～1000K，大大超过柴油的自燃温度，故柴油喷人气缸后，在很短的时间内即自行着火燃烧，燃气压力急剧上升到6～9MPa，温度升高到2000～2500Ko在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转作功。废气同样经排气门、排气管等处排人大气。

由上可知，四行程汽油机或柴油机，在一个工作循环中，只有一个行程作功，其余三个行程都是为作功行程创造条件的辅助行程。因此，单缸发动机工作不平稳。现代汽车都采用多缸发动机，在多缸发动机中，所有气缸的作功行程并不同时进行，而尽可能有一个均匀的作功间隔。例如六缸发动机，在完成一个工作循环中，曲轴旋转两周即720度，曲轴转角每隔120度就有一个气缸作功。因而多缸发动机曲轴运转均匀，工作平稳，并可获得足够大的功率。