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机械知识|内燃机性能发展
2017-03-10  浏览:64
机械之家讯:内燃机性能主要包括动力性能和经济性能。动力性能是指内燃机发出的功率(扭矩),表示内燃机在能量转换中量的大小,标志动力性能的参数有扭矩和功率等。经济性能是指发出一定功率时燃料消耗的多少,表示能量转换中质的优劣,标志经济性能的参数有热效率和燃料消耗率。

内燃机未来的发展将着重于改进燃烧过程,提高机械效率,减少散热损失,降低燃料消耗率;开发和利用非石油制品燃料、扩大燃料资源;减少排气中有害成分,降低噪声和振动,减轻对环境的污染;采用高增压技术,进一步强化内燃机,提高单机功率;研制复合式发动机、绝热式涡轮复合式发动机等;采用微处理机控制内燃机,使之在最佳工况下运转;加强结构强度的研究,以提高工作可靠性和寿命,不断创制新型内燃机变气门,变升程,变相位,甚至停掉几个缸的技术,都没能做到在行进中连续变缸径,但有等效的。

这种发动机有一个桶形缸体,桶底后,桶底中间有圆孔。还有一个缸体,好像一根筷子穿过一张厚的圆饼并粘合,筷子就是轴,这个轴也穿过桶形缸体底部的孔,饼形体也纳入桶中,封闭成一个空心圆柱体的缸腔。这个缸腔的容积是可以变化的,比如只要固定桶,用机械装置或者液压装置抽动轴就可以实现。

桶底从圆孔的边到桶的内壁割条缝,插入一个矩形板;饼面从圆边到轴割条缝,也插入一块矩形板,两块矩形板可以把缸腔一分为二,成为两个密封缸腔,第一密封缸腔和第二密封缸腔。其中一个密封缸腔从桶壁的矩形板本侧开口,充入高压气体,或充入油气混合物并点燃;第二密封腔从桶壁上与前一开口相隔一个矩形板的位置开口放气。固定桶,矩形板就牵引饼和筷子转动,反过来也行。

第一个密封腔从最小、充气到转过一定相位(转角)就停止供气,可以用阀门或者控制油气供应量来实现。由于高压气体膨胀,装置会继续转动,第一密封缸腔内的气压会降低,直到稍微低于环境气压,这样会产生转动阻力。于是第二个矩形板需要在头部靠近边缘开一个孔,安装单向阀,向内补气。如果当初的气压适当,在第二块矩形板转到第二开口的时候,第一密封缸腔的气压正好等于或接近于环境气压,这是最经济的。第三种情况是还有少量余压。

当两个矩形板快要相遇的时候,需要避让。于是从桶的裙部内圆刻成曲线滑槽,装上滑动块,滑动块与第二块矩形板连接;从轴穿出桶底的一侧套装一个空心圆柱体,外圆面刻曲线滑槽,装上滑动块,与第一块矩形板连接。滑槽由圆和摆线构成,控制矩形板前冲、顶住和抽回。桶底和饼都够厚,所以不会抽脱。第二块矩形板在转动方向上,和饼一块转动;在轴向上,则由桶上的滑槽控制,所以变换容积的时候仍能抵住桶的底部。同样道理,第一块矩形板总是能抵住饼的内表面。

这种装置在一个着力面上沿弧形轨迹,把高压气体的内能转化为动能,是一种动力机械装置。反过来,也可以在机械的带动下反向转动,制取压缩空气,或者作为一个刹车器。做一个容量小的压气装置,制取高压油气,配上点火装置,再做一个容量动力机械装置,将燃烧后大量高温高压气体的内能转化为动能,就是一台发动机。

它做功的轨迹是一段弧,而且可以无级的改变容量,也就意味着可以改变发动机排量。配合油门,可以改变燃烧后气压,灵活改变转速;改变排量,配合变速器,在一定范围内可以适应各种负荷,而且采取上述“最经济的”方式。如果多套矩形板对置使用,可以减轻轴的弯曲;它是连续排气的,因而噪音低;可以多套缸错相联轴,动力平稳。它可以最大限度的减少余压排放,而且在不同负载下都能采取最经济的工况,所以是好用节能技术。

作为一类发动机,不同于蒸汽机、活塞发动机和三角转子发动机。叫作“可变容弧缸发动机。”

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