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喷气式发动机，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，在其汽缸内燃烧，释放出的热能使汽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。常见的有柴油机和汽油机，通过将内能转化为机械能，是通过做功改变内能。

一、基本工作原理

内燃机的工作原理主要基于燃料在机器内部燃烧，并将产生的热能直接转换为动力。这一过程中，内燃机通过四个主要冲程(进气、压缩、燃烧和膨胀、排气)完成一个工作循环。

1、进气冲程：

活塞从燃烧室上方的位置下移，形成一个低压区。

进气门打开，排气门关闭，使空气和燃料(对于汽油机，是空气与汽油的混合物;对于柴油机，仅吸入空气)通过气门进入燃烧室。

2、压缩冲程：

活塞回到底死点位置，压缩空燃混合物。

由于压缩，燃料开始预热，压力增大，温度上升。对于柴油机，此时喷油嘴会将燃油喷入燃烧室。

3、燃烧和膨胀冲程：

在压缩冲程结束时，火花塞(对于汽油机)产生电火花，或由于高温高压(对于柴油机)使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。

燃气膨胀推动活塞下行，通过连杆和曲轴将机械能输出。

4、排气冲程：

排气门打开，将燃烧后的废气排出燃烧室。

活塞向上运动，为下一个进气冲程做准备。

二、内燃机的类型

内燃机根据燃料和点火方式的不同，主要分为汽油机和柴油机两种。

1、汽油机：

使用汽油作为燃料。

通过化油器将空气与汽油按一定比例混合后，经进气管供入气缸。

由点火系统控制的电火花定时点燃混合气。

2、柴油机：

使用柴油作为燃料。

燃油通过喷油系统喷入燃烧室，在高温高压下自行着火燃烧。

三、内燃机的能量转换

内燃机是一种将热能转化为机械能的热机。在燃烧过程中，燃料的化学能被释放并转化为热能。随后，这些热能通过燃气膨胀推动活塞做功，将热能转化为机械能。最后，机械能通过曲轴、连杆等机构输出，驱动从动机械工作。

四、内燃机的辅助系统

为了确保内燃机的正常运转，还需要一系列辅助系统，包括：

供油系统：向气缸内供入燃料。

冷却系统：降低内燃机运行时的温度，防止过热损坏。

润滑系统：减少摩擦和磨损，提高内燃机的使用寿命。

起动系统：使内燃机从停车状态自行转入运转状态。

一、内燃机的特点

1、热效率高：

内燃机通过燃烧燃料产生热能，进而转化为机械能，这一过程中的能量转换效率相对较高。

随着技术的不断进步，内燃机的热效率仍在持续提升，使得其能够更高效地利用燃料。

2、功率范围广：

内燃机的功率可以从几马力到几千马力不等，满足了从小型便携式设备到大型工业设备的广泛需求。

3、适应性强：

内燃机可以使用多种燃料，如汽油、柴油、天然气等，这为其在不同环境和条件下的应用提供了灵活性。

同时，内燃机也适用于多种不同的工作模式和负荷变化，使其能够应对各种复杂的工况。

4、体积小、质量轻：

相较于其他类型的动力机械，内燃机通常具有更小的体积和更轻的质量，这使得其便于携带和安装。

这一特点使得内燃机在移动式设备和交通工具中得到了广泛应用。

5、运行平稳：

通过先进的燃烧控制和机械设计，内燃机能够实现平稳的运行，减少振动和噪音。

这有助于提高设备的可靠性和舒适性，特别是在需要长时间连续运行的场合中。

二、内燃机的用途

1、交通运输：

内燃机是交通运输领域中最常见的动力源之一。

它被广泛应用于汽车、摩托车、船舶、飞机等交通工具中，为人们的出行提供了便利。

在公共交通领域，内燃机也用于公交车、出租车等公共交通工具中，满足了城市居民的出行需求。

2、农业机械：

内燃机在农业机械中也发挥着重要作用。

它被用于拖拉机、收割机、播种机等农业设备中，提高了农业生产效率和质量。

随着农业机械化的发展，内燃机在农业机械中的应用前景将更加广阔。

3、发电设备：

内燃机也被用于发电设备中，特别是在需要移动式或应急发电的场合中。

它可以通过燃烧燃料产生电能，为各种设备和设施提供电力支持。

在偏远地区或电力供应不稳定的地区，内燃机发电设备成为了一种重要的电力来源。

4、工业机械：

在工业生产中，内燃机也被用于驱动各种机械设备，如挖掘机、装载机、压路机等。

这些设备在工程建设、矿山开采、道路施工等领域中发挥着重要作用。

内燃机的稳定性和高效性使得这些设备能够长时间连续工作，提高了生产效率和质量。

一、内燃机维修保养的分级

内燃机的维修保养通常分为例行保养、一级保养、二级保养和三级保养。

例行保养：每班工作后进行，主要包括检查内燃机的工作状态、记录仪表读数、检查燃油、机油、冷却液是否有渗漏或超耗等。

一级保养：累计工作100小时或每满1个月进行，内容涵盖检查蓄电池电压和电解液比重、调整三角橡胶带的张紧程度、清洗机油泵吸油粗滤网、空气滤清器、燃油滤清器等。

二级保养：累计工作500小时或每满半年进行，项目包括检查气门间隙、喷油提前角、进排气门的密封情况、水泵漏水情况、气缸套封水圈的封水情况等。

三级保养：累计工作1000~1500小时或每满1年进行，内容更为复杂，涉及对内燃机进行全面检查和维修，包括更换关键部件、调整精密机构等。

二、内燃机关键部件的维修保养

1、机油和机油滤清器

定期检查机油的量和质量，确保机油在合适的范围内，并根据需要更换。

定期更换机油滤清器，避免污染物堆积在引擎内部。

2、空气滤清器

定期清洁空气滤清器，防止灰尘、泥沙等杂质进入内燃机。

若空气滤清器堵塞严重，应及时更换。

3、火花塞

定期检查火花塞的磨损情况，确保其能够正常点燃混合气体。

根据火花塞的使用寿命，及时更换。

4、燃油系统

定期检查燃油系统的清洁度和密封性，确保燃油供应顺畅。

定期更换燃油滤清器，防止燃油中的杂质对内燃机造成损害。

5、冷却系统

定期检查冷却液的量和质量，确保冷却系统能够正常工作。

定期清洗冷却水散热器，防止散热不良导致内燃机过热。

6、传动机构

定期检查传动机构的紧固情况和润滑情况，确保其能够正常运转。

对磨损严重的传动部件进行更换或修复。

三、内燃机维修保养的记录与跟踪

1、建立维修保养记录：每次维修保养后，应记录维修保养的时间、项目、更换的部件等信息。

2、跟踪维修保养效果：通过对比分析维修保养前后的内燃机工作状态，评估维修保养效果。

3、制定后续维修保养计划：根据内燃机的使用情况和维修保养记录，制定后续的维修保养计划。

一、原材料采购

内燃机生产的第一步是原材料的采购。这包括内燃机的主要构成部件，如发动机缸体、曲轴、连杆、活塞、进排气阀、燃油喷射系统、点火系统、冷却系统、润滑系统等所需的金属材料、非金属材料以及电子元器件等。在采购过程中，需要仔细选择优质的原材料供应商，并严格按照相关标准要求进行采购，以确保内燃机的质量和性能。

二、零部件加工

采购回来的原材料需要进行加工，以形成内燃机的各个零部件。这个过程包括铸造、锻造、机加工、热处理等多个环节。

铸造：通过铸造工艺，将金属材料熔化成液态后浇入模具中，冷却后形成内燃机的缸体、缸盖等复杂形状的零部件。

锻造：利用压力使金属材料发生塑性变形，以获得内燃机曲轴、连杆等零部件所需的形状和性能。

机加工：通过车削、铣削、磨削等工艺，对内燃机的各个零部件进行精确的尺寸加工和表面处理，以满足设计要求。

热处理：通过加热、保温和冷却等工艺，改变金属材料的内部组织结构，从而提高内燃机零部件的硬度、强度和耐磨性等性能。

三、组装装配

在零部件加工完成后，需要对各个部件进行组装装配。这个过程需要严格按照组装图纸和操作指导进行操作，以确保各个部件的正确安装和连接。组装装配过程中，需要注意以下几点：

清洁度：在组装前，需要对各个零部件进行彻底的清洗，以去除油污、灰尘等杂质，确保内燃机的清洁度。

配合度：在组装过程中，需要确保各个零部件的配合度，包括尺寸配合、形状配合和位置配合等，以确保内燃机的精度和性能。

紧固力：在组装过程中，需要按照规定的紧固力矩对各个螺栓、螺母等紧固件进行紧固，以确保内燃机的稳定性和安全性。

四、调试测试

组装完成后，需要对内燃机进行调试测试。这个过程包括性能测试、负载测试、温度、振动等参数的监测。通过调试测试，可以检验内燃机的性能和功能是否符合设计要求，以及是否存在潜在的问题。调试测试过程中，需要注意以下几点：

测试环境：需要确保测试环境的温度、湿度、气压等参数符合内燃机的测试要求。

测试设备：需要使用高精度的测试设备对内燃机进行测试，以确保测试结果的准确性和可靠性。

测试步骤：需要按照规定的测试步骤进行测试，包括启动、运行、负载变化、停机等过程，以全面评估内燃机的性能和稳定性。

五、包装出厂

经过调试测试后，内燃机需要进行包装出厂。这个过程包括打包、标识、运输等环节。在包装过程中，需要注意以下几点：

保护性：需要确保包装材料具有良好的保护性能，以防止内燃机在运输过程中受到损坏。

标识性：需要在包装上标注内燃机的型号、规格、生产日期、生产厂家等信息，以便于用户识别和验收。

运输安全性：需要确保内燃机在运输过程中的安全性，包括选择合适的运输方式、采取必要的防震、防碰撞等措施。

六、售后服务

内燃机出厂后，还需要提供售后服务。这包括安装调试、培训、维修保养等。售后服务的质量直接影响到用户对内燃机的满意度和信任度。因此，需要建立完善的售后服务体系，提供专业的售后服务人员和技术支持，以确保内燃机的正常运行和用户的满意度。

一、启动与运行注意事项

1、启动前准备：

检查机油、燃油和水箱中的水位是否在合适范围内。

确认电池电量充足，电极无腐蚀。

检查传动部件(如皮带和链条)是否无松弛或损坏。

打开点火开关，启动内燃机后，观察仪表盘，确保各项参数正常。

2、启动与运行：

逐步加大油门，使内燃机达到正常工作状态。

保持内燃机稳定运行，避免急加速和急刹车，以延长内燃机寿命。

注意水温，过高或过低的水温都会影响内燃机性能。

监听内燃机异响，如有异响，及时停车检查。

二、维护与保养注意事项

1、定期更换机油：

根据使用情况，定期更换机油，确保内燃机润滑良好。

2、清洁空气滤清器：

定期清洁或更换空气滤清器，防止灰尘堵塞影响进气。

3、检查火花塞：

定期检查和更换火花塞，确保点火正常。

4、紧固螺栓：

定期检查并紧固内燃机各部件的螺栓，防止松动。

5、定期清洁：

定期清洁内燃机，去除积炭和油垢，保持其良好的散热性能。

三、安全操作规程

1、操作人员资质：

操作人员必须经过内燃机安全操作培训并取得合格证书后方可操作内燃机。

2、个人防护：

操作人员必须穿着符合安全要求的工作服和个人防护装备，如手套、护目镜等。

3、检查内燃机状态：

操作前，检查内燃机的工作状态是否正常，无漏油、漏气等情况。

确认内燃机所使用的燃料是否符合要求，并检查燃料是否充足。

检查冷却系统、润滑系统等液位是否正常。

4、启动与停机：

按照正确的顺序启动内燃机，先开启燃料供给系统，然后启动点火装置。

停机前，将内燃机的负荷逐渐减小，减少对内燃机的负荷冲击。

停机后，关闭燃料供给系统，并确保内燃机停止工作。

5、紧急情况处理：

如发现内燃机发出异常声响或振动加大，应立即停机检查。

如发生火灾、煤气泄漏等紧急情况，应立即采取措施保证自己的安全，并关闭内燃机的电源和燃料阀门。

四、季节性注意事项

1、冬季启动：

在冬季起动前，可将内燃机加温至35~45℃，条件允许时可用热水。

使用冬季专用润滑油，确保内燃机在低温下正常启动和运行。

2、夏季使用：

注意内燃机的散热性能，避免长时间高温运行导致故障。

定期检查冷却系统，确保冷却液充足且循环正常。

五、其他注意事项

1、遵守操作规程：

按照内燃机的操作规程使用，避免违规操作导致故障或损坏。

2、远离易燃物品：

内燃机在工作时会产生高温，需远离易燃物品，以防发生火灾。

3、保持通风良好：

操作内燃机时，确保工作环境的通风良好，排除有毒有害气体。

4、记录维护信息：

保持内燃机维护记录，记录维护和保养的时间、项目和结果，以便跟踪内燃机的使用状况和及时发现问题。

一、内燃机无法启动

1、燃油供应问题：

检查燃油泵和燃油滤清器是否正常工作，是否有足够的燃油供应。

检查燃油系统是否有空气或水，必要时进行排气或排水。

检查燃油精滤器是否堵塞，必要时进行清洗或更换滤芯。

2、点火系统问题：

对于压燃式内燃机(如柴油机)，检查喷油泵和喷油器是否正常工作。

检查点火线圈、火花塞和点火线是否正常，是否有足够的点火能量。

3、电气系统问题：

检查蓄电池电压是否足够，是否亏电严重。

检查启动接触器、辅助发电机接触器和燃油泵接触器的触点是否良好。

检查电器线路是否有断路或短路现象。

二、内燃机启动困难

1、燃油系统问题：

检查燃油系统滤清器、管路、部件等是否半堵塞，必要时进行疏通。

检查燃油调压阀是否松动或损坏，必要时进行调整或更换。

检查燃油泵是否损坏或磨损严重，导致油压不足或无油压，必要时进行更换。

2、冷却系统问题：

检查柴油机冷却水温是否过低，必要时进行预热加温至规定温度。

3、机械部件问题：

检查气缸活塞顶部是否有积水或异物卡住，必要时进行排出或清理。

检查压缩比是否过小，导致压缩压力不足，必要时进行调整。

三、内燃机运转异常

1、金属敲击声：

检查活塞与缸套、活塞环与环槽、活塞销与连杆小端衬套等间隙是否过大，必要时进行更换。

检查连杆轴承、主轴承等间隙是否过大，必要时进行更换。

2、振动加大：

检查气缸进排气阀、缸头摇臂、挺杆等是否折损，必要时进行更换。

检查连杆、曲轴、活塞销等是否折损或松动脱落，必要时进行更换或紧固。

3、冒黑烟：

检查进气道是否受阻，如空气滤清器、中冷器等是否过脏，必要时进行清洗。

检查喷油器是否雾化不良或供油量过大，必要时进行更换或调整。

检查燃油中是否有水或杂质，必要时进行更换或处理。

四、内燃机停机故障

1、油压低停车：

检查油压低停车装置是否犯卡或动作不灵活，必要时进行排除或更换。

检查燃油泵、喷油泵等是否损坏或堵塞，导致油压不足，必要时进行更换或疏通。

2、超速安全装置动作：

检查超速安全装置是否损坏或失效，必要时进行恢复或更换。

检查调速器是否作用不良或严重缺油，导致调速失效，必要时进行检修或更换。

五、其他常见故障

1、检爆阀孔喷水或喷机油：

检查气缸盖、气缸套、中冷器等是否裂漏或损坏，必要时进行更换。

检查机油油位是否过高或机油压力是否过高，必要时进行调整或排放。

2、变速器打滑：

检查离合器片和离合器油是否正常工作，必要时进行更换或补充。

3、制动失效：

检查刹车油量和刹车片磨损情况，必要时进行添加或更换。