发动机翻译

纯汉语 基本定义 内燃机是利用气缸内燃料燃烧产生的热能来工作的发动机。 可燃物质进入气缸与残留在缸内的废弃混合形成混合气体燃料。 根据可燃混合气体的形成以及燃烧情况，这些运用在现代筑路机械、建筑机械、汽车行业的发动机可分为汽油机与柴油机。涡轮机将是一个新的发展方向。 汽油机的混合燃料是在气缸外的汽化器中混合然后进入气缸，由特殊电火花点火器点燃。 柴油机的燃料由喷嘴注入并在气缸内混合，挡在气缸内收到强大的压强与热空气作用时，燃料自燃。基于这一点，柴油机又叫做压燃机。 汽油机是旋转式发动机，它把燃料在燃烧室燃烧所产生的热能转化成机械能，汽油机是由压油机、燃料供给机、带喷嘴的燃烧室以及气体涡轮机所组成的综合体。到目前为止，由于汽油机内气体温度过高，使得它不能在汽车行业得到广泛应用。 为了让发动机能够持续稳定的运转，一系列将热能转化为机械能的运动在有规律的循环着，这些完整的循环被叫做发动机的工作周期。 发动机的工作周期在气缸内活塞发生一定次数的往复运动后完成。活塞在气缸内的一次冲击称为冲程，发动机的工作周期需要四个冲程的叫做四冲程发动机，需要两个冲程的叫做二冲程发动机。所有的汽油机和柴油机都是四冲程或二冲程的。 发动机内燃室的气缸直径是衡量发动机功率和重量的重要参数。 活塞与曲轴达到最大距离的位置叫做上止点（TDC），活塞与曲轴最近时叫做下死点（BDC）。活塞在死点位置时速度为零并且将改变运动方向。 上止点与下死点之间的距离为活塞的冲程，活塞完成一个冲程曲轴转过半周（180°），二冲程发动机中曲轴转过两周。 当活塞处于下死点时，活塞上面的容积称为全容积Va，上止点上面的空间称为燃烧室，它的容积为燃烧室容积Vc，全容积与燃烧室容积之差称为工作容积Vh：Vh=Va-Vc 换句话说，工作容积就是活塞从上止点到下死点扫过的容积。 全容积与燃烧室容积之比称为压缩比ε： 压缩比反映了进入气缸的气体在经过活塞向上运动的压缩冲程后减少的量。 7、四冲程发动机 现在的大部分内燃机都是四冲程的。根据依次发生的运动，四冲程可分为吸气冲程，压缩冲程，膨胀冲程和排气冲程。 让我们从基本的单缸汽油机来解释这些冲程。 吸气冲程：进气口打开，活塞从TDC移动到BDC过程中，活塞上方空气变稀薄。一般发动机在0.7-0.95 kg/cm2不等。由于气缸外与气缸内压强不同，混合燃料从气缸外移入气缸内。 进入气缸内的气体温度升至80-130℃。发动机运转时，燃料因气缸壁温度较高以及与缸内残留废气的混合而升温，吸气冲程燃料混合越多，燃烧室转化的热量越多，发动机的功率就越大。 压缩冲程：在吸气冲程后期，所有气口关闭，曲轴继续转动，活塞从BDC推至TDC，加大气缸内混合气体压强。在压缩冲程后期，混合气体温度升至130℃左右，压强增值6-9kg/cm2.压缩冲程后期气缸压强主要由压缩比确定，压缩比越大，混合气体温度与压强越大，混合燃料将迅速燃烧，燃料燃烧时产生的热能越大。因此大的压缩比提高了发动机的功率与效率。然而过大的压缩比会使混合燃料发生自燃。 设定压缩比上限的另一个原因是汽油机发动机的爆炸，压缩比过大使燃料太快燃烧，压缩比为20-30 m/sec，燃烧速度为2000-3000 m/sec时，将会发生爆炸，突然产生的压强对发动机的伤害很大。 现在用的发动机压缩比一般为4.5-7.5，运用特殊燃料时可适当增大压缩比。 膨胀冲程：当活塞向上运动到最后，压缩气体被电火花点燃，各气口关闭。燃料产生巨大热量，气体的温度与压强迅速增大，压强把活塞推向BDC，活塞把它的运动通过连杆传递给曲柄，气体在膨胀过程中做有用功，这就是为什么这个冲程被叫做做功冲程。 在膨胀冲程中，气体最大压强从 30-40 kg/cm2降到4-5 kg/cm2，燃烧时气体最高温度为1800-2000℃。 排气冲程：排气门打开，活塞从下止点到上止点使废气从气缸内排出。排气冲程末期，这些气体的温度下降到700-800℃。由于排气管的限制，气缸内压力略高于大气压（1.05-1.1 kg/cm2）。排气结束后一定数量的废气留在气缸内。 如上所述，有必要限制用提高压缩比的方式来增加汽油机的效率。然而，在柴油机工作循环中，可获得相当大的增加压缩比。 和汽油机完全不同的是，柴油机在吸气冲程中之吸入纯净的空气。 在压缩冲程的气缸中的空气被压缩的更深入。压缩比瞬间变化为15-20。在结束压缩时压力达到30-40 kg/cm2，或者更大。空气的温度在压缩下不低于500-550℃，膨胀冲程初期，活塞在上止点附近，燃料借助专用泵通过喷嘴高压注入压缩室。 注入的燃料在接触热空气后点燃，气缸内压力上升到60-100 kg/cm2。一段时间（越15-20%的活塞从上止点运动到下止点）内燃料继续注入燃烧，因此，在气缸的压力仍然或多或少不变。然后下降，就像在汽油机中一样。 排气冲程和汽油机不同，高的压缩比使燃料产生的能量得以更有效的利用。使得柴油机的燃料消耗比汽油机低了30%。 由机械喷雾形成混合燃料及在压缩过程中产生的高温保证燃料能够迅速彻底的燃烧。这一点对于柴油机来说比较困难。 这些现象产生的相互影响就是节能，这是柴油机的一个显著特点。 柴油机不可忽视的缺点有： （a）、混合燃料形成时的困难，限制了燃料混合所需的时间。 （b）、由于燃料混合的速度较低，所以柴油机想要和汽油机有相同的功率，就必须有一个大的气缸，这样就增加了发动机的重量。 （c）、发动机的重量增加了它的惯性负荷，消耗了材料，加大了气缸直径，反过来又限制了速度。 （d）、发动机难以启动。 改良后的柴油机被广泛应用在筑路机械、建筑机械以及牵引车中。 从发动机的设计以及工作过程我们可以知道，单缸四冲程发动机没有飞轮不会工作，在膨胀气体作用下曲轴只转动了半周，余下的一个半周必须在飞轮的作用下完成。 飞轮安装在曲轴上，发动机运转时，飞轮不是匀速转动，在膨胀冲程中飞轮加速转动，惯性运动时飞轮减速转动。 同样的，单缸发动机在动力上不会有太大的突破。因为燃烧多的燃料需要增大气缸与活塞直径，增加了用于平衡惯性所消耗的燃料值。由于这个原因，现在的发动机缸数都不少于两个，常常是四缸或者六缸，有少量是八缸和十二缸。 多缸发动机的任意缸都发生着和单缸一样的一系列运动，但是每个缸中的膨胀冲程并不是同时发生的。例如在四缸冲程发动机中，曲轴每转动半周，有一个缸发生膨胀冲程，六缸发动机中每2/3周一次，八缸发动机中每1/4周一次。发动机的缸数越多，它工作时越平稳。 8、二冲程发动机 在二冲程发动机中，发动机工作周期所包含的四个进程将在两个冲程中完成，例如曲轴转动一周就可完成。它有以下优点： （a）、理论上和四冲程发动机有相同的容积的二冲程发动机，可提供二倍于四冲程发动机的能量。 （b）、由于膨胀过程发生的频率是四冲程的两倍，发动机的运转就更加平稳了。 发动机提供一个直接参与工作进程的气密曲轴箱，气缸壁上的进气口8与排气口9让燃料进出气缸。换气口由于活塞3的往复运动关闭或打开。 第一个冲程时，曲轴6与连杆5使活塞从BDC运动到TDC，活塞下方的曲轴箱内空气变稀薄，燃料通过吸气口由气化器进入。同时活塞上方残留的废气被增压，冲程后期，燃料被电喷嘴1点火点燃。 第二个冲程做功。膨胀气体推动活塞从TDC运动到BDC，冲程开始时进气口关闭，冲程结束时排气口打开，通过排气口气体被排除到大气层。活塞的进一步运动将打开换气口4，由于活塞位置越来越低，通过换气口注入的混合燃料被挤出曲轴箱进入活塞上方，为气缸内下一次循环做准备。 发动机由于它的简单设计而显得更加与众不同，然而没有被换气口排净的废气以及排气时一同排出的新燃料，大大增加了燃料消耗，因此达不到预期的两倍功率。 由于这个原因，二冲程汽油机只被应用在便宜的小体积的小功率发动机设备中，比如摩托车和一些拖拉机的启动装置。 柴油机很少有换气口，这是因为残留在气缸内的大量废气大大减少了发动机功率，以至于柴油机就没有什么优点了。 现在的高速二冲程发动机，比如MA3-200号柴油机，通过特殊的换气装置来进行换气，这种把气体从气缸内排出的系统称为单向换气。这种二冲程柴油机构造如图26b。 曲轴转动第一个半周的时间内，活塞从BDC移动到TDC，活塞移动过程中，换气口4和排气口11打开。空气在1.2-1.4 kg/cm2的压强下由专用泵10和排气口4排入气缸，气体都由换气阀排出，气缸内气体被净化的同时气缸又被新鲜空气充满。 当活塞进一步向TDC运动时，换气口与排气阀关闭，气体被压缩，在接近TDC的时候，燃料由泵吸入，在高温高压的空气中被喷嘴点燃，然后压强迅速增大，与此同时燃料被持续吸入一段时间。第二个半周期，由于曲轴运动使活塞向BDC运动，产生膨胀冲程，气缸内压强明显降低。 当活塞靠近BDC时，排气阀打开，废气由于自身压强被排出，导致压强急剧下降，与此同时换气口打开，气缸内充满空气，然后活塞继续向TDC移动。 9、主要特点以及发展趋势 内燃机有比较高的效率（18-37%）和经济效益。发动机的经济效益显示发动机的燃料，消费，以及发动机的有效功率。 汽油机的燃料消耗在额定220-270g/hp/hr，柴油机约为155-220g/hp/hr。 图表展示发动机的主要特点为功率，扭矩，燃料消耗。 发动机安装在大多数施工机械比如筑路机械、运输机械，内设有调速器，限制发动机转速，使扭矩和燃油消耗达到一个最佳的组合。这保证发动机的稳定运转功率接近在最大限度。所有因素都影响发动机的工作状态。 除了特定的燃料消耗，发动机也具有特定的重量。 表5说明了安装在卡车，拖拉机，建筑和筑路机械的内燃机的一些特点。从表中可以看出，汽油机一般都有一个最小的比重，柴油机有比较小的能源消耗。 内燃机的发展遵循着减轻重量和尺寸，并提高效率，功率，可靠性，以及生活服务的原则。 这将按照以下方式完成：