内燃机简介
内燃机简介
摘要
内燃机的出现为汽车的发展提供了基础，给世界带来了现代物质文明。本文简单介绍了内燃机的发展历程、常用工作指标、总体构造，以及内燃机的工作原理，使大家能对与我们生活有密切联系的内燃机有个初步认识。内燃机是近代工业文明发展的产物，以其简单、经济取代了蒸汽机，通过科学家的不断研究，内燃机已经成为现代交通运输工具的主要动力。
关键词：内燃机，发展历史，工作指标，总体构造，工作原理
一、绪论
内燃机是热机的一种，能将燃料的化学能转化机械能。一般的实现方式为，燃料与空气混合燃烧，产生热能，气体受热膨胀，通过机械装置转化为机械能对外做功。内燃机有非常广泛的应用，汽车、船舶、飞机、火箭等的发动机基本都是内燃机，其最常见的例子即为车用汽油机与柴油机。
广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机，也包括旋转叶轮式的燃气轮机、喷气式发动机等，但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。
区别于外燃机，内燃机的燃烧气体同时也是工作介质，比如汽油机中，汽油燃烧后的气体直接推动活塞做功。与此相对，燃料不作为工作介质的热机则称为外燃机，比如蒸汽机的工作介质（蒸汽）并不是燃料。
二、内燃机的发展历史
活塞式内燃机起源于荷兰物理学家惠更斯用火药爆炸获取动力的研究，但因火药燃烧难以控制而未获成功。1801年，法国化学家菲利浦·勒本研制成以煤气和氢气为燃料的内燃机。1824年，卡诺（Sadi Camot）发表了热力机的基本理论——卡诺原理。
之后人们又提出过各种各样的内燃机方案，但在十九世纪中叶以前均未付诸实用。直到1860年，法国的莱诺伊尔（Lenoir）模仿蒸汽机的结构，设计制造出第一台实用的煤气机，从而结束了只有外燃机——蒸汽机作为动力机构的历史，开始了以内燃机为主的动力机械及工程时代。Lenoir的煤气机运转平稳,但由于没有压缩过程,其热效率仅有4%左右。
1862年，法国科学家罗沙（Beau De Rochse）对内燃机热力过程进行理论分析之后，提出了等容燃烧的四冲程循环工作原理，这是一次认识上的飞跃，一直沿用至今。
1876年，德国发明家奥托（Otto）运用罗沙的原理，创制成功第一台往复活塞式、单缸、卧式、3.2千瓦的四冲程内燃机，仍以煤气为燃料，采用火焰点火，转速为156.7转/分，压缩比为2.66，其热效率提高到16%，是Lenoir内燃机热效率的4倍，应用普遍。这被认为是内燃机发展史上的第一次重大技术突破。
随着石油工业的出现和发展，为内燃机使用热值比煤气高得多的液体燃料提供了能源条件。1886年，德国人Gottlieb Daimler和Karl Benz研制出高速汽油机并将其成功地装在车辆上运行，因而这一年被公认为汽车的诞生年。1893年，德国人Rudolf Diesel发表了压燃式内燃机的工作原理，二年之后研制出水冷、高压空气喷射燃油的压燃式内燃机，使热效率提高到24%，这被认为是内燃机发展史上的第二次重大技术突破。
随着制造工艺水平的提高，1925年德国建成了专业化的喷油泵生产厂，使柴油机用于车辆上成为可能。1926年瑞士人Alfred J Buchi提出了废气涡轮增压理论。但直至1950年以后，随着燃气轮机技术的成熟，废气涡轮增加技术才逐渐在柴油机上广泛应用，使柴油机的性能指标有了大幅度提高。这是内燃机发展史上的第三次重大技术突破。
此后，内燃机的发展与总体设计、制造工艺水平的提高和能源、环境的要求紧密相联。20世纪60年代，以动力性、可靠性和耐久性为主要目标。20世纪70年代，出现了第一次石油危机，因而经济性占据了主要位置，低油耗的经济型轿车风靡全球。20世纪80—90年代，环境污染日益严重，排放问题突出，因而低排放、甚至零排放的动力机械才具有生命力。液化石油气、天然气、电动、燃料电池和太阳能等汽车相继问世。汽油机、柴油机也转向追求综合性的高指标，各项性能全面发展。
三、内燃机的常用工作指标
内燃机的工作指标很多，主要有动力性能指标(功率、转矩、转速)、经济性能指标(燃料与润滑油消耗率)、运转性能指标(冷起动性能、噪声和排气品质)和耐久可靠性指标(大修或更换零件之间的最长运行时间与无故障长期工作能力)。我们最常用到的是表征动力性能指标和经济性能指标的各种参数。
3.1 示功图
内燃机气缸内部实际进行的工作循环是非常复杂的，为获得正确反映气缸内部实际情况的试验数据，通常利用不同型式的示功器或内燃机数据采集系统来观察或记录相对于不同活塞位置或曲轴转角时气缸内工质压力的变化，所得的结果即为p?V示功图或p?φ示功图。
图3-1四冲程内燃机的p?φ图
从示功图可以观察到内燃机工作循环的不同阶段(压缩、燃烧、膨胀)以及进气、排气行程中的压力变化，通过数据处理，运用热力学知识，将它们与所积累的试验数据进行分析比较，可以对整个工作过程或工作过程的不同阶段进展的完善程度作出正确的判断。因此，示功图是研究内燃机工作过程的重要试验数据。
3.2 指示性能指标
内燃机的指示性能指标是指以工质对活塞做功为基础的指标。
指示功是指气缸内完成一个工作循环所得到的有用功W i,大小可由示功图中闭合曲线所占有的面积求出。
W i=∫p dV
平均指示压力p mi，是指单位气缸容积一个循环所做的指示功，单位为Pa。
p mi=W i s
式中，V s为发动机气缸工作容积（m3）。
指示功率P i指内燃机单位时间内所作的指示功。
P i=2p mi V s n τi
式中，i为气缸数，τ为冲程数。
指示热效率是发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。
ηit=W i 1
指示燃油消耗率是指单位指示功的耗油量，通常用单位千瓦小时指示功的耗油量克数来表示。
b i=B
P i
×103
3.3 有效性能指标
上面所讨论的指示性能指标只能评定工作循环进行的好坏，发动机发出的指示功率需扣除运动件的摩擦功率以及驱动气门机构、风扇、机油泵、发电机等附件所消耗的功率后才能变为曲轴的有效输出，所有这些消耗功率的总和称为机械损失功率P m，从而有效功率
P e=P i?P m
有效功率与指示功率之比称为机械效率，即
ηm=P e i
内燃机的有效功率P e(kW)可以利用各种型式的测功器和转速计分别测出发动机在某一工况下曲轴的输出转矩T tq及在同一工况下的发动机转速n，按以下公式求得:
P e=T tq 2πn
×10?3=
T tq n
平均有效压力可看作是一个假想的、平均不变的压力作用在活塞顶上，使活塞移动一个冲程所做的功等于每循环所做的有效功。平均有效压力是衡量发动机动力性能的一个很重要的参数。
p me=30τP e s
升功率P L(kW／L)的定义是在标定工况下，发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率。
P L=P e
s
=
p me n
若把每循环吸入气缸的空气量换算成进气管状态（p s，T s）的体积V1，其值一般要比活塞排量V s小，两者的比值定义为充量系数?c，即
?c=V1 V s
燃烧单位质量燃料的实际空气量与理论空气量之比称为过量空气系数?a，即
?a=m1 b0
式中，g b为每循环燃料供给量（kg）；l0为单位质量燃料完全燃烧所需的理论空气质量，称为化学计量比。
衡量发动机经济性能的重要指标是有效热效率ηet和有效燃油消耗率b e。
有效热效率是实际循环的有效功与为得到此有效功所消耗的热量的比值，即
ηet=W e
1
=
W iηm
1
ηet=ηitηm
有效燃油消耗率是指单位有效功的耗油量，通常用单位千瓦小时有效功所消耗的燃料克数b e来表示，即
b e=B
e
×103
四、内燃机的总体构造
内燃机是一部由许多机构和系统组成的复杂机器。典型的汽车发动机主要有“两大机构”和“五大系统”。
4.1 曲柄连杆机构
曲柄连杆机构的功用是将燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动，从而对外输出动力。
图4-1 曲柄连杆机构
4.2 配气机构
配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。
图4-2 配气机构
4.3 冷却系统
冷却系统的功用是使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围。
图4-3 冷却系统
4.4 润滑系统
润滑系统的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。
图4-4 润滑系统
4.5 供给系统
根据发动机各种不同工况的要求，配制出一定数量和浓度的可燃混合气，供入气缸，使之在临近压缩终了时点火燃烧而膨胀做功。
图4-5 供给系统
4.6 点火系统
点火系统的功用保证按规定时刻及时点燃汽缸中被压缩的可燃混合气。
图4-6 点火系统
4.7 起动系统
起动系统的功用是通过起动机将蓄电池储存的电能转变为机械能带动发动机以足够高的转速运转，以顺利起动发动机。
图4-7 起动系统
五、内燃机的工作原理
内燃机每作一次功完成进气、压缩、作功和排气四个过程叫一个工作循环。
四冲程内燃机是活塞经过四个行程（进气行程、压缩行程、作功行程和排气行程）完成一个工作循环的内燃机。
5.1 四冲程汽油机的工作过程
5.1.1 进气行程
进气行程中，活塞由上止点向下止点移动，进气门开启，排气门关闭。随着活塞移动，活塞上方的气缸容积增大，形成一定的真空度。空气和汽油通过化油器混合或燃油直接喷射式混合形成可燃混合气，经进气门被吸入气缸。进气终了时的缸内压力约为0.075～0.09MPa，温度可升高到370K～400K左右。
5.1.2 压缩行程
为使吸入气缸的可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而增加发动机输出功率，必须在燃烧前将可燃性混合气压缩，使其容积缩小，密度增加，温度升高，故需要压缩过程。压缩过程中，进、排气门关闭，活塞向上止点移动。压缩终了时的缸内压力约为0.6～1.2MPa，温度可达600～700K。
压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压缩比，以ε表示。
ε=V a c
现代汽油机压缩比一般为8～11。
5.1.3 作功行程
压缩至上止点前10o～15oCA时，火花塞点火，混合气剧烈燃烧，气缸内的温度、压力
急剧上升。可燃性混合气燃烧后，发出大量的热能，气缸内气体能达到最高燃烧压力，约为3～5MPa，最高燃烧温度约为2200～2800K。高温、高压气体推动活塞向下移动，通过连杆带动曲轴旋转，向外输出机械能。做功终了时，气体压力降为0.3～0.5MPa，温度约为1300～1600K。
5.1.4 排气行程
活塞从下止点向上止点移动，排气门开启，进气门保持关闭。膨胀后的废气在自身剩余压力和活塞的推动下，经排气门排出气缸。排气过程中，气缸内的压力约为0.105～0.115MPa，温度约为900～1200K。
综上，四冲程汽油机经过进气、压缩、燃烧作功、排气四个行程，完成一个工作循环，活塞在上、下止点间往复移动了四个行程，曲轴旋转了两周。
5.2 四冲程柴油机的工作过程
四冲程柴油机和汽油机的的工作过程一样，也是由进气、压缩、作功和排气过程组成。但由于柴油的粘度比汽油大，不易蒸发，而其自燃温度却比汽油低，因此柴油机可燃混合气的形成、着火方式、燃烧过程以及气体温度压力的变化都和汽油机不同。
5.2.1 进气行程
柴油机进入气缸的是纯空气。进气系统中没有节气门，进气阻力小，且残余废气温度较低，故同汽油机相比，进气终了时的缸内压力略高，约为0.08～0.095MPa，温度略低，
约300～340K。
5.2.2 压缩过程
柴油机压缩比较大，一般在12～22之间，压缩终了的空气温度比柴油的自燃温度（约600K）高出200～300K。压缩终了缸内气体压力约为3～5MPa，温度约750～950K。
5.2.3 作功行程
柴油在10～20MPa的高压作用下，由喷油器喷入燃烧室，并与运动着的受活塞压缩的空气迅速混合，形成可燃混合气。缸内温度高于柴油的自燃温度，柴油自行着火燃烧。燃气的最高燃烧压力可达6～9MPa，最高燃烧温度达1800～2200K。作功终了时气体压力约为0.3MPa，温度约为1000～1200K。
5.2.4 排气行程
排气终了，缸内残余废气压力约为0.105～0.12MPa，温度约为700～900K。
5.3 汽油机和柴油机的不同点
5.3.1 主要区别
表5-1 汽油机和柴油机的主要区别
汽油机柴油机燃料汽油，辛烷值高柴油，十六烷值高吸入的气体空气和汽油的混合气纯空气
燃料供给
用化油器外部混合空气和汽油或
燃油直接在进气管喷射式混合（外
部混合）
用喷油泵将燃油以数百个
大气压的压力经喷油器喷
入（内部混合）
功率的调节改变节气门开度（量调节）用喷油量调节（质调节）
着火方式点燃式
压燃式适合的缸径一般不超过100mm 一般为75～1000mm
加热过程定容加热过程混合加热过程
压缩比较低，一般在6～12之间较高，约12～22
5.3.1 汽油机和柴油机各自优缺点
（1）柴油机比汽油机省燃料，使用经济性更好。由于柴油机压缩比较汽油机大，所以燃气膨胀较为充分，热效率高。
（2）柴油机无点火系统，工作可靠，保养容易，汽油机辅助电器设备多，维修复杂。
（3）柴油机与相同功率的汽油机相比，其体积较大，质量也大，且运转时噪声也更大。因柴油机气缸内压力较高，机体受力大，刚度强度要求高。
（4）柴油机起动较困难。因其借助压缩终了时空气的温度来使柴油自行着火燃烧。
（5）柴油机功率使用范围广。
六、结语
内燃机的应用在所有热机中一直居于领先地位，无论是过去还是现在，均广泛应用于国民经济和国防建设(陆、海、空军的动力装备)的各个领域。内燃机作为一种科技产品历时百余年，经久不衰，现在还充满发展活力，无可替代地迈入21世纪。
参考文献
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内燃机车简介
柴油机车 - 正文 以柴油机产生动力通过传动装置驱动车轮的机车，是内燃机车的一种。 发展概况柴油机车的制造大致可分探索试制阶段、试用和实用阶段、大发展阶段。 探索试制阶段20世纪初至20年代末是柴油机车的探索试制阶段。柴油机车是从动车开始发展的。在20年代中期制造出可用的柴油机车,用电力传动。苏联用一台735千瓦潜水艇柴油机制成一辆电力传动柴油机车,1924年11月交付铁路试用。德国同年用一台735千瓦潜水艇柴油机和一台空气压缩机配接,装在卸掉锅炉的“Z-3-Z”型蒸汽机车上，并以柴油机的排气余热加热压缩空气代替蒸汽推动蒸汽机，称空气传动柴油机车。这种机车因构造复杂,效率不高而放弃。美国于1923年制成一辆220千瓦电传动柴油机车，于1925年投入运用，从事调车作业。 试用和实用阶段30年代，柴油机车进入试用和实用阶段。柴油机当时几乎成为内燃牵引的唯一动力装置，但功率不大，约在1000千瓦以内。直流电力传动装置已在各国广泛采用。液力传动装置的元件──液力耦合器和液力变扭器创始于德国，这时已发展到可以在柴油机车上应用。其传动效率虽略低于电力传动，但几乎不用铜，并配用于转速为每分钟1500转左右的高速柴油机。这个时期的柴油机车仍以发展调车机车为主，到30年代后期才出现一些由功率为 900～1000千瓦单节机车多节联挂的干线客运柴油机车。实际运行表明，柴油机车的经济效益比同等功率的蒸汽机车高得多。 大发展阶段第二次世界大战后，柴油机车的制造进入大发展阶段。因柴油机的性能和制造技术迅速提高，多数配装了废气涡轮增压系统，功率比战前的提高50％左右，产量剧增。单个中速柴油机配直流电力传动装置的和以两台高速柴油机各配一液力传动装置的柴油机车的发展加快了。到60年代因柴油机增压技术日益提高，柴油机车向大功率(2000千瓦以上)发展，但直流电力传动柴油机车功率受直流牵引发电机换向器电流电压（按功率乘转速等于一常数关系工作，超过某一常数时，电刷和换向器接触处将产生剧烈火花而烧坏电机）和重量的限制，难以突破2200千瓦左右这个界限。这时联邦德国造出安装两组1470千瓦高速柴油机的液力传动2940千瓦柴油机车,在功率方面处于领先地位。60年代中期,大功率硅整流器研制成功,造出不受功率和转速限制的交-直流电力传动2940千瓦柴油机车。近年苏联造出一辆客运柴油机车，单个柴油机功率达4000千瓦。 当前除联邦德国和日本采用液力传动和高速柴油机外，其他国家以采用电力传动为主。北美国家干线上用的柴油机车全部采用电力传动和中速柴油机。 随着电子技术的发展，联邦德国于70年代初制造出“DE2500”型1840千瓦交-直-交电力传动装置柴油机车，为柴油机车和电力机车的传动系统辟出一条新路。 中国于1958年开始制造电力传动和液力传动柴油机车，工矿和森林铁路使用的小功率柴油机车是液力传动的。目前中国铁路使用的自造柴油机车主要有“东风4”型货运机车、“北京”型客运机车和“东风 2”型调车机车。 类型柴油机车按走行部形式可分为车架式和转向架式两种。功率小、重量轻、只需2～3根轴的机车可用车架式，其他的采用转向架式。按传动方式可分为机械传动、电力传动和液力传动三种，现代柴油机车多采用后两种。按用途可分为客运柴油机车、货运柴油机车、调车柴油机车和工矿柴油机车四种。60年代以来北美国家铁路运输情况发生改变，除个别特别快车用的机车外，将用于客运、货运、调车的柴油机车统一改成一种罩盖式车体的通用型机车。 基本构造及其作用柴油机车由柴油机、传动装置、车架、车体、转向架、辅助装置、制动装置、控制设备、机车信号设备等几个基本部分组成。柴油机发出的动力输至传动装
内燃机车运用规程标准版本
文件编号：RHD-QB-K6978 （操作规程范本系列） 编辑：XXXXXX 查核：XXXXXX 时间：XXXXXX 内燃机车运用规程标准 版本
内燃机车运用规程标准版本 操作指导：该操作规程文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时必须遵循的程序或步骤。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。 机车运用工作的基本任务：管好用好机车，优质高效地全面完成铁路运输计划；加强安全管理，确保行车和人身安全；加强职工队伍建设，不断提高职工的政治素质、技术素质和文化知识水平；推广先进经验，不断提高机车运用管理水平。 一、机车运用工作管理 1、认真贯彻上级运输生产指令，按计划提供良好的机车，全面完成月、季、年机车运用计划；加强机车乘务员的管理，教育和培训，负责机车乘务员的任免和技术考核；抓好班级管理和班组建设，不断完善岗位责任制；搞好机车保养，不断提高机车质量；
推广先进经验，大力节约燃料及原材料；强化安全管理，不断加强安全基础工作，保质保量地完成铁路运输任务。 2、乘务制度：为适应铁路运输需要，考虑运输组织工作，统筹安排乘务员劳动和休息时间，合理利用机车的技术性能，提高机车运用效率，乘务制度执行包乘制。 出、退勤时间为：白班：8：00～18：00时夜班：18：00～8：00时 3、牵引定数，运行速度： ①机车牵引定数： 上行东华--沙溪牵引定数1800吨（重车18辆）； 沙溪--马坝牵引定数4500吨（重车50辆，空车合计不超过54辆）；
②线路允许最高速度： 东华--沙溪35km/h；沙溪--马 坝35km/h； 道岔侧面通过速度20km/h。 4、机车运用计划及分析：机车运用计划是铁路组织机车运用工作的依据；机车运用分析是加强机车运用管理，不断改进工作的重要手段。 机车运用分析分为日常、定期人（月、季、年）和专题分析。要结合运输任务计划，作业情况认真分析，在分析的基础上科学地做好机车运用计划，兼顾机车运用、检修、保养工作。 5、登乘机车的管理：机车上，应严格控制非值乘人员登乘，因工作需要必须登乘机车的直接行车有关人员：机车试运转人员、行车安全监察人员和检查工作的领导干部。其他人员严禁登乘机车。机车乘务
第五章 内燃机的燃烧
第五章 内燃机混合气的形成和燃烧 5．1内燃机缸内的气体流动 缸内气流运动对混合气形成和燃烧过程的影响，从而影响动力性、经济性、燃烧噪声、排放等。 一、涡流 在进气过程中形成的绕气缸轴线有组织的气流运动，称为进气涡流。主要由进气道形状和发动机转速决定。 产生方法：1、带导气屏的进气门；2、切向气道；3、螺旋气道。 评价方法：气道稳流试验台；Ricardo 方法； 流量系数：定义为流过气门座的实际空气流量与理论空气流量比0F Q C Av = 涡流强度：叶片风速仪或涡流动量计。 流体计算软件（CFD ）；激光测量方法。 二、滚流 在进气过程中形成的绕气缸轴线垂直线旋转的有组织的空气旋流，称为滚流或横轴涡流。 作用：增强压缩末期的湍流强度和湍流动能。 是汽油机实现稀薄燃烧的重要手段，四气门蓬顶形燃烧室汽油机。 斜轴涡流：既有绕气缸轴线旋转的横向分量，也有绕气缸轴线垂直线旋转的纵向分量。 三、挤流 在压缩过程后期，活塞表面的某一部分和气缸盖彼此靠近时所产生的径向或横向气流运动称为挤流。增强燃烧室内的湍流强度。 四 湍流 在气缸中形成的无规则的气流运动称为湍流，是一种不定常气流运动。分为：气流流过固体表面时产生的壁面湍流和同一流体不同流速层之间产生的自由湍流。 ()()U t U u t =+ 五、热力混合 在旋转气流中火焰向燃烧室中心运动，又将中心部分的新鲜空气挤向外壁，促进空气与未燃燃料混合的作用称为热力混合作用。 5.2 点燃式内燃机的燃烧 一、预混燃烧与扩散燃烧的概念 在燃烧过程中，如果混合过程比燃烧反应要快得多或者在火焰到达之前燃料与空气已充分混合，这种可燃混合气的燃烧为预混燃烧。主要包括汽油机和气体燃料发动机。 柴油机的大部分燃料是在着火后喷入气缸的，它处于一边与空气混合、一边燃烧的情况下，由于混合过程比反应速率慢，燃烧速率由混合过程控制，这就是扩散燃烧。 二、点火过程：
内燃机简介
内燃机 内燃机是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。 广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机，也包括旋转叶轮式的燃气轮机、喷气式发动机等，但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。 活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。活塞式内燃机将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功，再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出，驱动从动机械工作。 内燃机的发展历史 活塞式内燃机自19世纪60年代问世以来，经过不断改进和发展，已是比较完善的机械。它热效率高、功率和转速范围宽、配套方便、机动性好，所以获得了广泛的应用。全世界各种类型的汽车、拖拉机、农业机械、工程机械、小型移动电站和战车等都以内燃机为动力。海上商船、内河船舶和常规舰艇，以及某些小型飞机也都由内燃机来推进。世界上内燃机的保有量在动力机械中居首位，它在人类活动中占有非常重要的地位。 活塞式内燃机起源于用火药爆炸获取动力，但因火药燃烧难以控制而未获成功。1794年，英国人斯特里特提出从燃料的燃烧中获取动力，并且第一次提出了燃料与空气混合的概念。1833年，英国人赖特提出了直接利用燃烧压力推动活塞作功的设计。 之后人们又提出过各种各样的内燃机方案，但在十九世纪中叶以前均未付诸实用。直到1860年，法国的勒努瓦模仿蒸汽机的结构，设计制造出第一台实用的煤气机。这是一种无压缩、电点火、使用照明煤气的内燃机。勒努瓦首先在内燃机中采用了弹力活塞环。这台煤气机的热效率为4%左右。 英国的巴尼特曾提倡将可燃混合气在点火之前进行压缩，随后又有人著文论述对可燃混合气进行压缩的重要作用，并且指出压缩可以大大提高勒努瓦内燃机的效率。1862年，法国科学家罗沙对内燃机热力过程进行理论分析之后，提出提高内燃机效率的要求，这就是最早的四冲程工作循环。
DF7型内燃机车概述
DF7内燃机车 一、机车构造及分布 DF7机车车体为外走廊式罩盖式结构，机车上部由前往后依次为：辅助室、冷却室、动力室（柴油机间、主发电机间）、司机室、电气室（高、低压电器柜）五部分。 电器室：分为高压电器柜和低压电器柜。 高压电器柜：主电路控制电路包括两台换向开关（分别控制前、后两台转向架牵引电动机的换向）、6台主接触器（分别控制每台牵引电动机电路的通、断）、A接线盒、主电路接地保护继电器、主电路过流保护继电器、电子恒功用的牵引电动机电流检测霍尔元件、主发电机功率检测霍尔元件。 低压电器柜：电子恒功励磁装置、无级调速驱动器WJT、电压调整器、辅助发电过流器、3个时间继电器、B接线盒、10个中间继电器以及用来控制小电机、头灯等电流较大的电路用的9台CZ0-40/20型接触器、控制空气压缩机电机、启动发电机、励磁发电机等用的6台CZ0-400/10型接触器。 司机室：在司机室内设有手制动机、司机座椅、暖风机、侧壁暖气、电风扇、衣物箱等设备和装置。司机室机车前方左侧设有司机操纵台，操纵台上安装有司机控制器、JZ-7型空气制动机阀、操纵按钮、仪表、信号装置。司机室地板下中部和右部是电器走线盒，左侧是均衡风缸、控制风缸、中继阀、风管路等。操纵台后面有一扇门，内有全部单极自动跳扣开关、6台牵引电动机的故障转换开关、燃油泵转换
开关、机油泵转换开关、接地转换开关、照明转换开关、空气压缩机熔断器（空压机保险）、充电保险、蓄电池闸刀。 动力室：安装有柴油机-发电机组。动力室后部为发电机间，其中设有主整流柜（包括励磁整流柜、硅整流柜）、牵引发电机、启动变速箱、启动发电机、励磁机、后牵引电动机的通风机、互感器、撒沙电空阀、电子恒功装置使用的柴油机转速检测系统、两个总风缸、分配阀、作用阀、紧急放风阀、等。注：为防止柴油机的油雾进入发电机间，在柴油机和牵引发电机之间设有隔板，动力室的前部为柴油机间。柴油机间：除柴油机为还有机油滤清器、辅助机油泵、燃油输送泵、燃油预热器、燃油粗滤器、预热锅炉、膨胀水箱（包括预热锅炉的小油箱）、两台燃油泵电机、一台机油泵电机、温度继电器、传感器、压力继电器、D接线盒。柴油机进气系统的空气滤清器装在动力室侧壁上。 冷却室：装有冷却装置，由散热器、两组冷却风扇和驱动风扇工作的偶合器组成。冷却室的车架上面安装着机油热交换器、辅助变速箱、前转向架牵引电动机的通风机。 辅助室：装有两台NPT5型空气压缩机。 机车走行部：由两台无导框、牵引拉杆结构的三轴转向架组成（轴式：C0- C0），每轴上均有一台牵引电机，采用轴悬式安装。转向架具有两系弹簧悬挂，一系弹簧由轴箱弹簧和液压减振器组成（轴箱弹簧为螺旋弹簧，用以吸收低频振动）。二系弹簧为旁承上的橡胶弹簧，旁承为四点支承滑动摩擦式旁承，以传递垂向载荷。用一组牵引拉杆机构
机务车间内燃机车运用管理规程实用版
YF-ED-J5384 可按资料类型定义编号 机务车间内燃机车运用管理规程实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
机务车间内燃机车运用管理规程 实用版 提示：该操作规程文档适合使用于工作中为保证本部门的工作或生产能够有效、安全、稳定地运转而制定的，相关人员在办理业务或操作设备时必须遵循的程序或步骤。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 第一章总则 第一条：近两年随着铁运公司牵引动力内 燃化改造步伐的加快，为了使内燃机车在公司 主体生产中安全、节能、高效的运用，更好地 为集团公司服好务，机务车间结合近两年运用 内燃机车实际和经验，认为内燃机车运用管理 工作是保证铁运公司主体生产的重要组成部分 之一，为了切实搞好内燃机车运用管理工作， 特编制内燃机车运用管理规程。 第二条：内燃机车运用工作的基本任务
是：合理的管好、用好内燃机车，安全、节能、优质、高效地全面完成铁运公司铁路运输生产任务；加强内燃机车的安全管理，确保行车和人身安全；加强乘务员工、检修员工队伍建设，不断提高全车间员工的整体自身素质、技术素质和文化知识水平；坚持三分修、七分养的设备保养原则，努力提高内燃机车运用效率。 第三条：车间各级内燃机车管理、技术人员及乘务人员应具备高度的责任心和务实精神，热爱本职工作；对工作高标准、严要求，对技术精益求精；顾全大局，服从命令听指挥；结合内燃机车运用实际，认真钻研运用、检修工艺，扎扎实实地做好各项运用、检修工作。
内燃机工作过程
内燃机工作过程的研究方法 摘要： 关键词： 1引言 内燃机是将燃料的化学能转换为机械能，且不断连续运转的机械装置。内燃机的工作过程实质上是 连续复杂的热力循环过程，大致分为三个过程：燃烧放热过程，缸内工质流动及热交换过程，进排 气系统热力学和气体动力学过程。研究内燃机工作过程的目的在于在保证内燃机正常工作的条件下， 如何提高内燃机的热效率，发出最大的功率，同时降低内燃机的油耗和低的污染物排放。因此评价 内燃机的性能指标，主要针对动力性和经济性提出，如平均指示压力、指示热效率、指示燃油热效 率等。上述三个过程都将影响到内燃机的各性能指标，而内燃机工作过程的复杂性增加了研究的难 度，也使得研究方法多样。本文将主要讨论内燃机工作过程的研究方法、所用试验仪器及测试原理、 仪器的使用条件等。 2燃烧模拟装置 内燃机工作过程研究最多属燃烧放热过程，燃烧的好坏直接关系到内燃机的效率、排放等；燃 烧过程也是最复杂的，受到各种边界条件的影响；针对不同边界条件对燃烧性能的影响，试验仪器 主要在定容燃烧弹、快速压缩机、单缸试验机及激波管等。各种测试和数据采集设备也随着相关科 学的发展而日新月异，研究领域也向着数字化、微观化、可视化的方向深入发展。 2.1定容燃烧装置 定容燃烧弹(简称容弹)主要模拟活塞在上止点附近时燃烧室中的燃烧，其特点是结构简单，能够 方便地改变热力参数(包括燃空比、残余废气系数、压力和温度)、湍流参数以及点火参数(火花塞位 置、电极间隙与点火能量)。研究这些参数中单一参数的变化对燃烧过程的影响，因而成为内燃机燃 烧理论基础研究中重要的工具和试验平台[5] [6]。根据试验目的不同，定容燃烧弹的结构形式多种多 样。 2.1.1可变湍流参数的定容燃烧弹 西安交大研制的定容燃烧弹通过带有通孔的板(简称孔板)的快速平动改变燃烧弹内混合气的湍流参数，研究不同湍流强度、尺度对燃烧性能的影响。图1为此燃烧测试系统的试验装置图，它包括定容燃烧弹湍流发生系统、混合气配制系统、点火系统、燃烧压力测量系统、纹影与高速摄影系统以及时序控制系统共7个子系统[7]。 图1 试验装置图
全新的内燃机燃烧概念
全新的内燃机燃烧概念--HCCI 人们长期以来试图突破采用压缩点燃和火花点燃这两种传统燃烧概 念的局限性，于是提出了一种全新的内燃机燃烧概念：HCCI。 两种传统燃烧概念局限性分析 压缩点燃式燃烧概念（用于柴油机）与火花点燃式燃烧概念（用于汽油机）相比，最大的特点在于所使用的燃油特性不同。由此造成两者在以下各方面都有差别，如：燃油引燃方法、燃烧方式、混合气空气/燃油比、扭矩调节方式、泵气损失、压缩比、燃烧剧烈程度、燃油经济性、有害物质排放和振动、噪声不同等等。 出于对汽车排放的有害物质的毒害作用、二氧化碳的温室效应和氮氧化物形成酸雨的关注，人们对高效能、低污染的动力源的需求与日俱增。空气/燃油比精确控制、带三效催化转化器的汽油机（火花点燃式发动机）正在成为非常清洁的动力源。但是，由于节气损失、爆震和稀燃极限的缘故，这类发动机在热效率方面有很大的局限性。近年来许多研究者正在努力研究和开发没有节气损失的汽油机，试图大幅度提高汽油机的热效率，并且已经取得了一些可喜的成果，非常可能在这方面出现重大的突破。但是目前推广这些成果至少还涉及成本等一系列问题。另一种常见的动力源是直喷式柴油机（压缩点燃式发动机），这是一种效率很高的发动机，其温室气体CO2和有害气体HC、
CO的排放都比汽油机低。但由于它的扩散燃烧和燃烧产生的局部高温这样一些燃烧特点，很难遏制氮氧化物和炭烟（包括微粒物）的生成，并且还存在氮氧化物和微粒物排放控制目标之间相互冲突的问题。为了避免扩散燃烧和降低局部的燃烧温度，必须促进燃油和空气的混合。从这个观点出发，许多研究者研究了预混合的压缩点燃燃烧，即HCCI。 HCCI及其重要意义 HCCI是英文“Homogeneous Charge Compression Ignition”的缩写，中文意思是“均质充量压缩点燃”。单从名称来看，似乎只是一种点燃方式。实际上，这是一种全新的内燃机燃烧概念，既不同于柴油机（非均质充量压缩点燃），又不同于汽油机（均质充量火花点燃），是一种火花点燃式发动机和压缩点燃式发动机概念的混合体。其特点是： 1．采用均质混合气。空气和燃油在HCCI发动机的进气系统中预混合，形成均质的空气/燃油混合气，然后吸入气缸进行压缩。也有燃油直接喷入气缸、在气缸内与空气进行预混合的。 2．采用压缩点燃。在压缩冲程中，混合气温度升高，达到自燃温度而自燃；也就是说，不需要任何点火系统。 3．采用比火花点燃式发动机高得多的压缩比，且允许压缩比在一个广阔的范围内变动。
东风4B型(DF4B)内燃机车
东风4B型(DF4B)内燃机车 、简介 东风4B型内燃机车是在东风4型内燃机车基础上发展的换代产品。其主要特点： (1) 装用16V240ZJB 型柴油机，装车功率 2430kW(3300马力)，柴油机转速由500 ~IIOOr/min调整到430~IOOOr/min,柴油机机体、曲轴、缸盖、连杆、活塞、缸套、高压油泵、主轴瓦等零部件的结构进行了较大改进；装用了步进电机驱动的无级调速器和九节式排气总管。 ⑵调整主发电机输出功率，由原来的2059kW提高到2125kW改善了牵引电动机吸、排风方式。 (3) 装用56组强化铜散器；采用74-82度的温度控制阀感温元件，控制高温冷却水出口温度。 通过上述改进，机车的技术性能和运用可靠性有明显的提高。机车轮周效率达到33.4%。 东风4B型货运内燃机车于1982年开始批量生产，东风4B型客运内燃机车于1987年开始生产。东风4B型客、货运内燃机车累计生产了 4303台，相当于1999年全路内燃机车保有量的42.5%。 东风4B型机车是国产电传动内燃机车的基本型，为发展变型产品和产品系列化奠定了基础。该型机车的批量生产，推动了我国铁路牵引动力内燃化的进程。 二、设计特点 1、机车总体布置
东风4B 型机车采用交直流电传动，柴油机的最大运用功率为2430kW 客 运和货运两种 机型，除牵引齿轮传动比不同外（客运机车为71/2仁3.38;货运机 车为63/14= 4.5），机车的结构基本相同。 机车采用框架式侧壁承载车体。它是一个全焊的钢结构，由侧墙、顶棚、 底架、4组内 部隔墙和两端司机室组成。4组内部隔墙将车体分为第1司机室、 电气室、、动力室、冷却室、第「司机室 5个部分。机车走行部为两台可以互换 的三轴转向架。 2、 机车动力装置 东风4B 型机车采用16V240ZJB 型柴油机。 16V240ZJB 型柴油机为V 型、16缸、废气涡轮增压、空气中间冷却、直 接喷射燃烧室、 四冲程大功率中速柴油机。 3、 机车电传动 东风4B 型机车采用交直流电传动装置。TQFR-3000型同步牵引发电机（通 称主发电机） 的转子轴端，通过弹性联轴器与柴油机相联。电机座端与柴油机联 接箱连接，电机轴伸为锥度结构。它通过带有橡胶减震装置的万向联轴节， 经变 速箱增速后带动起动发电机和感应子励磁机以及测速发电机。 同步牵引发电机产生的三相交流电，经整流柜三相桥式全波整流后，输 送给6台并联 的ZQDF 一 410型牵引电动机。再由牵引电动机通过传动齿轮驱动 车轮旋转，从而使机车运行。从整流柜到牵引电动机之间，电路的通断由6个主 接触器分别控制。另外，还设有两个转换开关，用它转换牵引电动机励磁绕组的 电流方向，从而改变牵引电动机的转向j 控制机车的前进或后退。 机车在电阻制动工况下，两个转换开关将牵引电动机改接成他励直流发 电机工况， 6 台in A 7R n .I ft IRlfl 0^2-11东凤上型内憐机车息体布■ 1— 慄詁貫护税呦：2—装诵书；召一丰慎；斗一擾向架匚W —肖却臬蜀扌斤一燃洁耒境：R —机谕孫茫; R —冷占水臬菱；9—牢气第擔尋；10—通代机：11—制:t 仗衷；12—空岂弗刼系魏* II 眦砂暴紅* 2— 自詁挣时某捉；13—也气设養：逍一伶动机梅；17在也系覘；尬 前豪袅叠；W …■电嵬灯.
内燃机车运用规程实用版
YF-ED-J9681 可按资料类型定义编号 内燃机车运用规程实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
内燃机车运用规程实用版 提示：该操作规程文档适合使用于工作中为保证本部门的工作或生产能够有效、安全、稳定地运转而制定的，相关人员在办理业务或操作设备时必须遵循的程序或步骤。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 机车运用工作的基本任务：管好用好机 车，优质高效地全面完成铁路运输计划；加强 安全管理，确保行车和人身安全；加强职工队 伍建设，不断提高职工的政治素质、技术素质 和文化知识水平；推广先进经验，不断提高机 车运用管理水平。 一、机车运用工作管理 1、认真贯彻上级运输生产指令，按计划提 供良好的机车，全面完成月、季、年机车运用 计划；加强机车乘务员的管理，教育和培训， 负责机车乘务员的任免和技术考核；抓好班级
管理和班组建设，不断完善岗位责任制；搞好机车保养，不断提高机车质量；推广先进经验，大力节约燃料及原材料；强化安全管理，不断加强安全基础工作，保质保量地完成铁路运输任务。 2、乘务制度：为适应铁路运输需要，考虑运输组织工作，统筹安排乘务员劳动和休息时间，合理利用机车的技术性能，提高机车运用效率，乘务制度执行包乘制。 出、退勤时间为：白班：8：00～18：00时夜班：18：00～8：00时 3、牵引定数，运行速度： ①机车牵引定数： 上行东华--沙溪牵引定数1800吨（重车18辆）；
铁路机车基本知识概述
铁路机车基本知识概述 机车是铁路运输的基本动力。客货列车的牵引和车站上的调车作业，都由机车来承担。机车对铁路运输的安全正点、多拉快跑、优质低耗起着重要的作用，也是发展铁路运输业的关键设备。因此，车站与行车有关的计划与指挥人员，对各种类型机车的基本性能和运用常识应有一定的了解。 一、机车的种类 机车按原动力的不同可分为蒸汽机车、内燃机车(内燃动车组)和电力机车(电力动车组)三种。 机车按用途的不同可分为运行速度较高的客运机车、牵引力较大的货运机车和机动灵活的调车机车。 1．蒸汽机车 蒸汽机车的应用，已有170多年的历史。它是通过蒸汽机，把燃料(煤、油、木材)的热能转变成机械能，用来牵引列车运行的一种机车。蒸汽机车主要由锅炉、汽机、走行部、车架、煤水车、车钩及缓冲装置和制动装置等部分组成。 蒸汽机车热效率低、能源消耗大、输送能力小，所以，目前在我国已逐步被淘汰。 2．内燃机车 内燃机车是以柴油机为原动力的机车。它的特点是热效率高，持续工作时间长，适合长交路运行。
目前，我国运用的内燃机车，按其传动方式的不同，可分为电传动和液力传动两种类型。 电传动内燃机车是由柴油机带动发电机，把柴油机的机械能转变成电能，将电能供给牵引电动机，再经齿轮传递给机车轮对使机车运行。 液力传动内燃机车是在柴油机与机车动轮之间装有一套液力传动装置，柴油机输出的扭矩通过传动装置传递到机车的轮对上，使机车产生牵引力。 目前，我国生产的几种内燃机车的概况如表1－4所示。 表1－4几种国产内燃机车概况表
3．电力机车 电力机车本身不带能源，是依靠从沿途接触网导线上获取电能，通过牵引电动机而驱动的机车。 发电厂将110～220kV的三相工频交流电经输电线送往铁路牵引变电所，由牵引变电所分别向与其两边相邻区间的接触网上供给25～27．5kV的单相工频交流电，供电力机车使用。 电力机车主要由车体、走行装置、车底架、车钩及缓冲装置、制动装置和一整套电气设备组成。 电力机车具有功率大、起动速度快、善于爬坡、便于实施高速重载等优点。目前国产主要型号电力机车的技术性能如表1-5所示。 表1-5几种韶山系列电力机车概况表
内燃机机构和系统组成与原理
机构和系统组成 发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机，还是柴油机；无论是四行程发动机，还是二行程发动机；无论是单缸发动机，还是多缸发动机。要完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正常工作，都必须具备以下一些机构和系统。 （1）曲柄连杆机构 曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。 （2）配气机构 配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸排出，实现换气过程。 配气机构
配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。 （3）燃料供给系统 汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸排出到大气中去；柴 燃料供给系统 油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。 （4）润滑系统 润滑系统的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。 （5）冷却系统 冷却系统的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。 冷却系统 （6）点火系统 在汽油机中，气缸的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室。能够按时在火花塞电极间
机车总体介绍
1.简述内燃机车的总体构造，并说明各组成部分的作用。 （1）发动机。发动机是机车的动力装置，其作用是将燃料的化学能转变为机械功。内燃机车主要采用的是柴油机，即利用燃油燃烧时所产生的燃气直接推动活塞做功。因此，一般所说的内燃机车是指柴油机车。 （2）传动装置。传动装置的作用是将发动机的机械功传递给走行部分，力求发动机的功率得到充分发挥，并使机车具有良好的牵引性能。 （3）车体和车架。车体和车架是机车安装各部件的基础，并能保护各种设备免受外界条件的干扰。此外，也形成了乘务人员的工作场所。 （4）走行部。走行部（转向架）的作用在于：承受机车上部重量；将传动装置传递来的功率实现为机车的牵引力和速度；保证机车运行平稳安全。 （5）辅助装置。辅助装置的作用是保证发动机、传动装置和走行部的正常工作和可靠运行。 2。机车的牵引力和制动力是怎样形成的？为什么要有最大值限制？ 设柴油机产生的扭矩通过输出轴、传动装置，最后使机车动轮获得的扭矩为M。如果机车被吊离钢轨，则扭矩作为内力矩，只能使车轮发生旋转运动，而不能使机车发生平移运动。当机车置于钢轨上使车轮和钢轨成为有压力的接触时，就产生车轮作用于钢轨的可以控制的力F’’，F’’所引起的钢轨作用于车轮的反作用力F’就是十几车发生平移运动的外力。这种由钢轨沿机车运动方向加于动轮轮周上的切外力∑F’称为机车轮周牵引力，简称机车牵引力。 黏着定律，轮周牵引力又是一个静摩擦力，所以它必然有一个极限值——最大静摩擦力，称为轮轨间粘着力的最大值，其极限值接近于轮轨间的静摩擦力。 3.什么是内燃机车理想牵引特性曲线？并解释其形状。 为了保证柴油机的功率在不同的机车速度下都得到充分发挥，牵引力应满足以下等式：FV=3600η轴η传Ne 当η轴、η传、Ne的值一定时，轮周牵引力F与机车速度成反比关系，该曲线为双曲线，这条曲线成为灯功率曲线。这条曲线不能无限制地向两端延伸。在高速工况下，速度受最大运用速度Vmax的限制，在低速工况下，牵引力受到机车黏着的限制。 4.内燃机车有几种功率？分别是如何定义的？ （1）货运机车的功率。货运机车功率的确定主要与运量大小有关，从运量可以求得最小车列重量，再根据在限制坡道上的计算速度和计算牵引力，求得机车的轮周功率，进而求得柴油机车的功率。 （2）客运机车的功率。对客运机车的要求是加速度大，并能以较高速度牵引客车通过限制坡道。以允许的最大速度为平直道上的平衡速度，求得内燃机车功率。对于坡度和玩到变化大的线路和速度很高的列车，必须大大增加机车功率。 （3）高速动车组功率的确定。为实现250km/h以上的高速度，高速动车组牵引电动机的总功率在6000kW以上，这样大的功率除了克服空气阻力外，还要保证在最大速度下尚有一定的加速力。在仙侣纵断面变化频繁的线路上，加速度大，可以显著缩短列车运行时间。 （4）调车机车的功率。对调车机车的要求是在短距离内将牵引的列车加速到规定速度，并在短距离内停车。为此，调车机车既要有必要的柴油机功率，也要有足够的黏着重量。 5.内燃机车的辅助装置包括哪些？其作用是怎样的？ (1)冷却系统。究其冷却方式的不同，大体可分为通风冷却系统、柴油机水冷却系统、增压空气冷却系统及各类油（机油、液力传动工作油等）的冷却系统。 （2）机油系统。柴油机工作室，曲轴相对于轴瓦、活塞及活塞环相对于汽缸壁等都要产生相对运动，在相互接触的表面产生摩擦。为了使柴油机个工作部件在工作时具有良好的
内燃机车运用与规章课程标准
《内燃机车运用与规章》课程标准 1.课程设置依据 本课程是内燃机车专业的核心课程，采用理论和实践教学的模式，本课程的设置在学生职业能力培养和职业素养养成方面占有重要地位。机车是铁路运输的牵引动力，其管理运用水平好坏、运用效率高低，对降低铁路运营成本、完成铁路运输任务起着重要的作用。列车运行关系到人民生命财产的安全和铁路运输效益，就必须要求机车乘务员理解熟记相关的规章制度，并按规定行车。目前国内铁路经历了六次大提速，随着列车速度的提高和新版《铁路技术管理规程》的实施，对机车乘务员也有新的要求。本课程主要教学模式采用讲授（案例分析）与实践相结合，适用于高职内燃机车专业。 2.课程目标 本课程要求学生对内燃机车专业有较高程度的认同感及工作热情，同时具有敏捷的思维及良好的自我学习及团队协作能力，另外还应具备一定机车柴油机、机车制动机、机车电传动及机车总体的基础知识。通过本课程学习，使学生理解铁路行车有关知识，机车管理部门的组织结构及业务范围；熟悉机车整备作业、接班作业、机车操纵、检查给油、入库作业的基本知识的基本知识；掌握机车乘务员一次出乘作业程序，机车主要部件保养的基本知识，铁路信号的显示方式、行车闭塞法、列车运行中的各种规定及行车安全知识，机车运行监控 记录仪的用途，为从事机车运用工作打下坚实的基础。 2.1专业能力 （1）能熟悉机车运用管理部门的体制和职责；机车乘务制度； （2）能正确识别列车运行图和机车周转图； （3）会运用机车运用数量指标和质量指标分析问题； （4）能遵守铁路行车信号安全行车 （5）掌握机车限速规定； （6）能按照铁路运输生产有关规章和安全技术规则安全行车 2.2方法能力 （1）具有很强的安全行车意识。 （2）具有良好处理突发事件的能力。 （3）具有进取意识、自我学习能力； （4）具有利用计算机、互联网等手段进行信息搜索、资料查询、资料提炼整理、信息传输等能力；
东风8B型内燃机车简介
东风8B型内燃机车 中国南车集团戚墅堰机车车辆厂 东风8B型内燃机车是中国南车戚墅堰机车车辆厂（以下简称戚厂）根据铁道部的安排，为满足繁忙干线货运重载提速需要而研制的新一代大功率货运内燃机车。它装用16V280ZJA型柴油机、装车功率3680kW，机车标称功率3100kW，轴重25(23+2)吨—即通过加、减压铁方法实现轴重23吨或25吨，并采用微机控制系统、大屏幕彩色液晶显示屏和新型压铁装置等新技术、新部件，是我国目前单机功率最大的货运内燃机车。 东风8B型内燃机车首台样车于1997年6月试制成功。1998年11月，通过铁道部科技成果鉴定，1999年荣获铁道部科技进步二等奖。“东风8B型机车径向转向架”荣获2004年度中国铁道学会科学技术二等奖，现已被作为我国铁路货运重载提速的主型内燃机车投入批量生产。 1、东风8B型内燃机车主要技术参数 机车总体布置如图2所示，机车主要技术参数如下： 1) 用途：干线货运 2) 主传动方式交－直流电传动 3) 机车标称功率：3100kW 4) 柴油机装车功率：3680kW 5) 轴式：Ｃ０－Ｃ０ 6) 轮径：1050mm 7) 轴重： 25t(加压铁时) 23t(不加压铁时) 8) 机车整备重量： 150t(加压铁时) 138t(不加压铁时) 9) 通过最小曲线半径：145m 10) 最大速度：100km/h 11) 最大恒功率速度： 90km/h
12) 持续速度： 31.2km/h 13) 最大起动牵引力： 520kN(按电机计)，480kN(按粘着计) 14) 持续牵引力： 340kN 2、主要技术特点 东风 8B 型机车是东风 8 、东风 11 型机车的系列产品，也是东风 8 型机车的换 代产品。设计充分考虑了产品的通用性和继承性，尽量借用了东风 8、东风 11 型 机车的成熟部件，尤其是东风 11 型机车上先进可靠的新型部件，如微机控制系统、双流道铜散热器、单元制动器等；同时，为了提高机车的先进性，并根据货运机车牵引力大的特点，还采用了不少新技术、新部件。 东风 8B 型机车装用16V280ZJA型柴油机、JF204D 型同步主发电机和ZD109C 型牵引电动机, 采用交－直流电传动，柴油机装车功率为3680kW，轴重25(23+2)吨，是国内目前单机功率最大，技术先进、性能优良的新型大功率货运内燃机车。 机车车体采用桁架式侧壁承载结构。车体两侧各设一块大压铁，用以调节机车轴重。该压铁装置设计独特、结构新颖。 机车转向架是从东风 8型机车转向架改进而来的，主要是改用了东风 11 型机 车单元制动器并采用了粉末冶金闸瓦，同时，重新设计了转向架构架以满足25 吨轴重的需要。 机车电气系统采用的JF204D型同步主发电机，是在东风 11 型机车的JF204C 型同步主发电机上改进提高的，其额定容量3700KVA; ZD109C型牵引电动机是在ZD109A型牵引电动机上改进而成的，其额定功率为530kW，最高电压为980V; 主 硅整流柜外型尺寸与东风 11 型机车机车主硅整流柜相同，但其主要参数覆盖了东 风 11型机车主硅整流柜；电阻制动装置是在东风 11 型机车电阻制动装置上改进 提高的，具有全功率自负荷试验功能、最大自负荷功率为3500kW，并采用了二级电阻制动，最大轮周制动功率为3000kW。机车主电器(电控接触器、转换开关等)选用引进美国GE公司技术生产的产品，机车控制电器选用引进德国沙尔特宝技术生产的产品。电器元件采用高、低压电气柜分开布置，提高了各类电器的抗干扰性能和工作可靠性。 机车设有以80C186CPU为核心的微机控制系统，具有恒功率励磁、电阻制动
论润滑油在内燃机车运用中的重要性(2)
论润滑油在内燃机车运用中的重要性 李艳敬李长军 王之龙 （兖州矿业集团铁路运输处，山东省邹城市，273500） 摘要根据兖矿铁运机务段东风4D调车机车频繁出现的故障，及时对润滑油进行了化验分析，结合实际并运用适当的方法来处理，预防内燃机车类似故障的出现。 关键词机油化验分析内燃机车 1前言 众所周知，内燃柴油机的很多零部件的工作温度、压力和转速都很高，为了保证和提高柴油机的工作耐久可靠，充分发挥柴油机的工作能力，提高其效率及经济性，机车设置了专门的润滑系对柴油机有关零部件，进行强迫润滑，起到冷却、清洗、减磨、密封、防腐、防锈及缓冲等一系列的作用。对于我段运用的东风4DD大功率、高增压柴油机，润滑系还专门为柴油机的活塞冷却进行循环流动。如何保证润滑油的质量便是一个非常重要的课题。我们常常使用物理或者化学的方法化验或检验润滑油的成分和性质，以便判断其性能的良好与否。在内燃机车润滑油的使用中，也是通过这一方法来判断润滑油的优劣，并建立了润滑油更换的标准和周期，以使机车柴油机能够可靠运行。 2润滑油的使用及化验分析 我段东风4DD内燃机车柴油机自2002年7月开始使用国产四代机油，其特点是添加剂含量高、增溶性强、润滑和洗涤效果好，但其使用条件较苛刻，对柴油机的燃烧质量、活塞与缸套的间隙及润滑油的滤清精度等都有较高的要求。在近几年的使用中，我段润滑油出现了较为频繁的失效现象，给机车的使用和维护造成了诸多不便，也大大增加了机车的运用成本。润滑油失效与否，我段主要是依据《四代机油质量检验方法及换油标准》如下表： 项目换油标准试验方法 运动粘度(1000C)m m2/s小于10.5，大于17.5G B265 斑点≥级4（a>=1.6）注：a＝油污/污斑G B5822.3碱值，m g K O H/g小于 2.5G B260 闪点（开口），0C小于180G B267 石油醚不溶物，% 大于7%G B5822.2水份，%大于0.1G B5822.4 P H值小于5G B5822.3 作者简介：王之龙（1961—），男，山东泰安，高级工程师，E-mail:wzhilong@https://www.360docs.net/doc/895884509.html,; 李艳敬（1974—），女，山东兖州，助理工程师，E-mail：liyanjing06@https://www.360docs.net/doc/895884509.html,; 李长军（1974—），男，山东邹城， 助理工程师，E-mail: jx667@https://www.360docs.net/doc/895884509.html,
发动机燃烧新技术
发动机燃烧新技术——Hcci 发动机均质充量压缩着火HCCI（homogeneous charge compression ignition）燃烧是一种全新的燃烧方式。是将燃料、空气及再循环燃烧产物所形成的预混合气被活塞压缩，自燃、着火、做功的过程。 一、HCCI燃烧方式概述 HCCI是均匀的可燃混合气在气缸内被压缩直至自行着火燃烧的方式。随着压缩过程的进行，气缸内的温度和压力不断升高，已混合均匀或基本混合均匀的可燃混合气多点同时达到自燃条件，使燃烧在多点同时发生，而且没有明显的火焰前锋，燃烧反应迅速，燃烧温度低且分布较均匀，因而，只生成极少的NOx和微粒（PM），在低负荷时具有很高的热效率。HCCI发动机主要具有以下几个特点： 1．超低的NOx和PM排放。 2．燃烧热效率高。HCCI发动机的热效率甚至超过了直喷式柴油机。 3．HCCI燃烧过程主要受燃烧化学动力学控制。 4．HCCI发动机运行范围较窄，HCCI发动机燃烧受到失火（混合气过稀）和爆燃（混合气过浓）的限制，使发动机运行范围变窄。对于高十六烷值燃料，由于HCCI发动机燃烧非常迅速，在高负荷工况下（混合气浓度大）易发生爆
震；对于高辛烷值的燃料，由于HCCI燃烧为稀薄燃烧，发动机在小负荷工况下容易失火。 5．HCCI发动机HC、CO排放偏高。这主要是由于HCCI 燃烧通常采用较稀的混合气和较强的EGR，因缸内温度较低造成的。 二、柴油机HCCI燃烧的特点 实现柴油机HCCI燃烧要面临两方面的困难：一是柴油粘度大，挥发性差，难以形成均质混合气；二是柴油作为高十六烷值燃料，容易发生低温自燃反应，均质混合气的燃烧速度控制困难，易造成粗暴燃烧。 柴油HCCI的燃烧放热表现出特别的两个阶段。第一阶段（放热曲线上较小的峰值）与低温化学动力学有关（冷焰或蓝焰）；第二阶段（放热曲线上较大的峰值）是主燃烧期；第一阶段是第二阶段的焰前反应，焰前反应放出的热量加热了余下的充量，同时余下的充量继续被压缩，经历短时间的延迟后，余下的充量达到着火条件，几乎同时着火，使放热率迅速升高，表现在放热曲线上出现大的峰值。 因此，HCCI燃烧速度较快，燃烧始点和放热率对压缩过程中充量的温度、压力等很敏感，控制起来很困难。如果HCCI燃烧控制得较好，则可在拓宽的大空燃比范围内进行高效稳定的燃烧，循环波动压力小，工作柔和。
发动机两大机构五大系统 EBD
发动机两大机构五大系统 （1) 曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线 运动。 （2）配气机构 配气机构的功用是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。主要是要求其结构有利于减小进气和排气的阻力，而且进、排气门的开启时刻和持续开启时间比较适当，使吸气和 排气都尽可能充分。 （3）燃料供给系统 汽油机燃料供给系的功用是根据发动机各种工况的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。 通常汽油供给装置由汽油箱、汽油滤清器、汽油泵及油管组成；柴油机燃油供给系统包括喷油泵、喷油器和调速器等主要部件及燃油箱、输油泵、油水分离器、燃油滤清器、喷油提前器、低压油管等辅助装置。 （4）润滑系统 润滑系的功用是在发动机工作时连续不断地把数量足够的洁净润滑油输送到全部传动件的摩擦表面，并在摩擦表面之间形成油膜，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由
润滑油道、机油泵、机油滤清器、油底壳、集滤器和一些润滑油压力表、温度表 和阀门等组成。 （5）冷却系统 冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。发动机的冷却系有风冷和水冷之分，汽车发动机，尤其是轿车发动机大都采用水冷系，只有少数汽车发动机采用风冷系。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。 （6）点火系统 在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，为了适应发动机的工作，要求点火系能在规定的时刻，按发动机的点火次序供给火花塞以足够能量的高压电，使其两电极间产生电火花，点燃混合气，使发动机作功。点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。 （7）起动系统 要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。通常有人力起动、电力起动机起动和辅助汽油机起动等方式起动。