[科普中国]-往复式内燃机

简介

内燃机作为一种动力装置在我国的国民经济中起着重要的作用。随着改革开放和经济建设的发展，内燃机行业得到了迅速发展。产品繁多，缸径从32mm，功率从0.72kW的小型内燃机，到缸径为900mm，功率为50000kW的船用柴油机，型号有数千种。这些内燃机的主要参数和性能分别按制造厂和发动机的类别用数字表示的话，则数据量十分庞大，尤其是想要从总体上掌握了解它的一般特性是不容易的1。

往复式内燃机工作原理往复式内燃机包括至少一个中空的气缸，气缸内有一用于工作液体的腔室，腔室具有被一头部关闭的一端，以及一被活塞关闭的相对端，所述活塞在腔室内在一下死点和一上死点之间作往复的直线运动，以及一用来将往复直线运动转换为驱动轴的旋转运动的装置。转换装置包括至少一个推杆，推杆大致地垂直于轴并具有一与活塞连接的第一端和一设置有推杆元件的第二端，以及至少一个键合在轴上的偏心外形的元件，其上设置有一环行元件，环行元件与推杆元件相交，以及一用来调整推杆元件沿环行元件滑动的调整元件，以此将杆和活塞保持在一基本上静止的状态，以便可预调整驱动轴的转动角。

内燃机各主要参数和转速的关系这里所指的内燃机转速，是指该机最大功率时的转速。无论对哪种类型的发动机，随着转速的上升，缸径均有急剧减小的趋势。当转速超过约3000r/min时，缸径减小就不多了。对汽油机而言，缸径与转速基本无关，缸径分布在32mm-105mm之间。在柴油机中涡流室式机型多用于1500r/min以上的小型高速机，其缸径大约在100mm左右。

预燃室式机型的缸径范围较大，缸径从65mm的高速机到缸径为180mm的大型低速(1000r/min以下)机均可采用。此外，直喷式柴油机不论在船用大型低速机上还是在小型高速机上，均可广泛应用2。

国产内燃机与日本往复式内燃机的比较日本往复式内燃机的机型共有4681种，其机型种类要远远多于我国的机型数(1038种)。在日本的4千多种机型中，二冲程柴油机(大部分是船用大型机)数量最多，占全部机型的一半左右。而在我国小型四冲程柴油机则占绝对多数。由于直喷式柴油热效率较高，因此，在四冲程小型柴油机上近年来出现了采用直喷式燃烧室的倾向。在日本，此类机型在小型柴油机中占65 %；在我国则占48. 4% 。

关于增压问题在我国无论哪种型式的柴油机，采用增压的比率都不是很高。在日本各种型式的柴油机中采用增压的比例都很高，并且在小缸径中采用增压的趋势在逐渐增大，尤其在直喷式中采用增压中冷或增压的比例非常高，这是因在燃烧室形状简单的直喷式柴油机中，可通过增压来降低压缩比和提高平均有效压力3。