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行業新聞/柴油發電機組

柴油發動機的基本概念和發展歷程

發布時間：2022-12-27 12:40:49 ▏閱讀：次

摘要：發動機（Engine）是一種將其他形式的能轉化為機械能的機器，包括外燃機（斯特林發動機、蒸汽機等）、內燃機（汽油發動機、柴油發動機等、燃氣機）等。內燃機通常是把化學能轉化為機械能。發動機既適用于動力發生裝置，也包括動力裝置的整個機器（如：汽油發動機、航空發動機）。發動機在英國誕生其概念源于英語，本義是指那種“產生動力的機械裝置”。

一、發動機

發動機的產生和發展主要經歷三個發展階段：蒸汽機、外燃機和內燃機。燃料燃燒部位的不同是內燃機與外燃機的最大區別。

外燃機是指其燃料在發動機的外部燃燒，再將熱能轉變成機械能的機器。在1816年，蘇格蘭的R.斯特林發明了外燃機，故又稱斯特林發動機。發動機將燃燒產生的熱能轉化成動能，瓦特改良的蒸汽機就是一種典型的外燃機，當大量的煤燃燒產生熱能把水加熱成大量的水蒸汽時，產生了高壓推動機械做功，完成了熱能向機械能的轉變。

內燃機是指其燃料在發動機的氣缸內部燃燒，再將熱能轉變成機械能的機器。其種類十分繁多，常見典型的內燃機有汽油機、柴油機。不常見的內燃機有火箭發動機和飛機裝配的噴氣式發動機。由于動力輸出方式不同，前兩種和后兩種存在著很大差異。一般地，前者多應用于地面，后者多應用于空中。當然有些汽車制造者出于創造世界汽車車速新紀錄的目的，也在汽車上裝用過噴氣式發動機，但因其特殊性不適合批量生產。

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6LTAA8.9康明斯發動機視圖

二、柴油機

柴油機是以柴油為燃料。屬于壓縮點燃式發動機，柴油機在工作時，新鮮空氣被吸入柴油機氣缸內，因活塞的運動而受到高強度的壓縮，高溫達到500～700℃。燃油在高壓油泵的作用下以霧狀噴入高溫空氣中，與高溫空氣形成可燃混合氣，自動著火燃燒。燃燒中釋放的巨大能量作用在活塞頂面上，推動活塞并通過連桿和曲軸轉換為旋轉的機械能。

在1897年法國出生的德裔工程師狄塞爾，成功研制實用的四沖程柴油機。因較高的熱效率而引起人們的重視。剛開始柴油機采用空氣噴射燃料，附屬裝置龐大笨重，只適合固定作業。20世紀初，開始在船舶上應用，1905年制成第一臺二沖程船用柴油機。因其發明者是狄塞爾，故被稱為狄塞爾引擎。.

在1922年德國的博施發明機械噴射裝置，逐漸替代了空氣噴射。20世紀20年代后期出現了高速柴油機，并開始用于汽車。到了50年代，一些結構性能更加完善的新型系列化、通用化的柴油機發展起來，柴油機進入了專業化大量生產階段。特別是廢氣渦輪增壓技術的出現，使柴油機成為現代動力機械中最重要的部分。

1、柴油機的分類

1）按工作循環可分為二沖程和四沖程柴油機；

2）按冷卻方式可分為風冷式和水冷式柴油機；

3）按進氣方式可分為自然吸氣式和渦輪增壓式柴油機；

4）按轉速可分為低速（小于350r/min）、中速（350～1000r/min）和高速（大于1000r/min）柴油機；

5）按燃燒室形狀可分為直接噴射式、渦流室式和預燃室式柴油機；

6）按氣體壓力作用方式可分為單作用式、雙作用式和對置活塞式柴油機等；

7）按氣缸數目可分為多缸和單缸柴油機；

8）按用途可分為汽車用柴油機、機車柴油機、船用柴油機、發電柴油機、工程機械用柴油機和農用柴油機等。

柴油是柴油機主要燃料，通常輕柴油用于高速柴油機；中、低速柴油機用輕柴油或重柴油。柴油機用噴油泵和噴油器將高壓燃油以霧狀噴入氣缸，與空氣混合燃燒。因此，柴油機可用揮發性較差的重質燃料或劣質燃料，如原油和渣油等。

在燃用原油和渣油時，須過濾雜質和水分，還需對供油系統進行預熱保溫，降低燃油粘度，以便輸送和噴射。如果柴油機設計合適的燃燒室也可燃用乙醇、甲醇和汽油等輕質燃料。可加入添加劑提高十六烷值改善輕質燃料的著火性能，或與柴油混合使用。一些氣體燃料，如天然氣、液化石油氣、沼氣和發生爐煤氣等也可作為柴油機的燃料，但這時通常以氣體燃料為主，以少量柴油引燃，這種發動機稱為雙燃料內燃機。

2、柴油機的基本結構

柴油機是一種最常用內燃機，是柴油發電機組的動力源，它是一種將柴油噴射到氣缸內與高壓空氣混合，燃燒釋放出熱量轉變為機械能的熱力發動機。柴油機功能劃分的結構組成部分如下：

1）曲柄連桿機構與機體組件：

曲柄連桿機構是將熱能轉換為機械能的主要部件。它包括曲軸箱、氣缸體、氣缸蓋、活塞、活塞銷、連桿、曲軸和飛輪等。

2）燃油系統：

將燃油源源不斷地供到燃燒室，確保柴油機能量的持續供應。它包括柴油箱、輸油泵、輸油循環管道、燃油濾清器、噴油泵和噴油嘴等零部件。

3）配氣機構：

配氣機構保證了燃燒室定期吸入新鮮空氣、排出燃燒后的廢氣。主要由進氣門、排氣門、凸輪軸及驅動零件等組成。

4）冷卻系統：

冷卻系統由水泵、散熱器、恒溫器、風扇和水套等部件組成。

5）潤滑系統：

潤滑系統包括潤滑油泵、潤滑油濾清器和潤滑管道等。