§1-2 内燃机的选型.ppt
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§1-2内燃机的选型(一)与柴油机相比,汽油机有下列主要优点:1、由于汽油挥发性好,与空气混合迅速,易形成均匀的可燃混合气,燃烧快速而完全,所以空气利用充分,转速可以很高,导致很高的升功率,结构紧凑。2、由于升功率高,最高燃烧压力低,结构轻巧,比质量小(一般只有柴油机的一半左右)。3、由于质量小,省材料,又不必用柴油机供给系那种超精密的零件,使制造成本较低(大概只有同功率柴油机的一半左右)。4、由于燃烧柔和,所以运转噪声较小。5、冷起动性能好。(三)柴油机相对汽油机的主要优点是:1、由于采用压燃工作原理,压缩比高,燃油经济性好,不仅最低燃油消耗率比一般汽油机低15%-25%,而且万有特性上低油耗区宽阔,这对于经常在部分负荷下运转的发动机来说是非常重要的。大量统计和专门的测试表明,装柴油机的汽车,其使用油耗只有对应汽油车的2/3左右。2、柴油机的工作可靠性和使用耐久性优于汽油机。由于不用点火系统而使故障较少,由于不存在燃油对曲轴箱机油的稀释而使零件寿命延长。3、柴油机排放的CO和HC比汽油机少得多。4、柴油机可以采用较大的缸径或较高的增压比来提高单缸功率,而汽油机则受爆燃限制,单缸功率很难超过30kw。3、柴油机的扭矩特性、起动性和加速性均比汽油机差。4、柴油机的制造成本较高。这是因为柴油机每千瓦的金属用量较多,重要零件还要采用较好的合金钢;柴油机上的喷油器、喷油器等精密部件的制造工时多,工艺水平要求也较高。(五)使用情况:重型载重汽车、拖拉机、工程机械与农用内燃机(要求尺寸小、重量轻的农用植保机械除外),因为考虑耗油省,绝大多数采用柴油机;小轿车要求内燃机的尺寸小、重量轻、起动性与加速性好,则广泛采用汽油机;在中、轻型载重汽车中既有采用柴油机的,也有采用汽油机的。目前,很多国家因为考虑省油与减少排气污染等原因,中、轻型载重汽车也愈来愈多地采用柴油机,甚至在一些小轿车上也有采用柴油机的。二、二冲程和四冲程1、二冲程汽油机:但有人预测,今后二冲程汽油机有发展的可能。例如,如能研制成功在高转速下可靠工作的汽油机直接喷射系统,则二冲程汽油机的很多固有缺点就能得以克服,优点就将突出,前景未可限量。返回三、液体冷却、空气冷却还是油冷(1)结构简单,工作可靠,使用维护方便风冷式内燃机冷却系统结构简单,它只是散热片、风扇和导风罩,因此不容易出故障。液体冷却式内燃机有水泵、水管、风扇、散热器、气缸盖和气缸体上的水套等,特别是管路的接头多,容易产生漏水等故障,如果用水还要采用软水或软化处理的水,否则容易产生水垢;同时,在严寒季节,如果停车不用,要将冷却水放去,或者改用冰点较低的防冻液,否则会引起结冰而使气缸盖、气缸体冻裂;当气温过高时,又往往会引起冷却水沸腾,使内燃机过热。据统计,水冷却系的故障约占水冷式内燃机总故障数的25~30%。此外,液体冷却式内燃机的冷却系统元件受到机械损伤,或者被枪炮弹片打中穿孔时,会使冷却液漏出而不能工作,而风冷式内燃机抗机械损伤的能力较强。(2)地区适应性较强由于风冷式内燃机的散热片温度比较高,因此对外界温度变化的适应性较好。一般风冷式内燃机散热片的温度约为150℃,假定环境温度为20℃,则温差为130℃;而在一般水冷式内燃机中,冷却水的温度约为85℃在相同环境温度下,温差只有65℃,只为风冷式内燃机的一半。当环境温度从20℃升高到50℃是,水冷式内燃机的温差降到35℃,下降到原有的54%左右;而风冷式内燃机的温差降到100℃只下降到原有的77%左右。因此,当环境温度变化时,对风冷式内燃机的影响比较小,一般风冷式内燃机能在环境温度为-50℃到+60℃范围内工作,具有较好的适应性。同时,风冷式内燃机不需要冷却水,因此在缺水或沙漠地区工作不受影响。(3)整个动力装置的体积与重量较小因为风冷式内燃机没有冷却用水、水泵、散热器与管道等附件,整个动力装置布置较为紧凑,所以体积与重量比水冷式内燃机的整个动力装置小一些。(4)冷却系消耗的功率较小风冷式内燃机散热片温度较高,因此冷却空气的利用率较高,所需的冷却空气量比水冷式内燃机少。一般在设计合理的情况下,风冷式内燃机风扇消耗的功率比相同标定功率的液体冷却式内燃机的风扇及水泵总的消耗功率要小一些。(5)风冷式内燃机便于系列化风冷式内燃机的气缸与气缸盖都是单体结构,因此可以很方便地制成不同缸数的各种功率的系列化内燃机,这些内燃机的绝大部分零件是相同的,不仅制造方便,并可大大减少库存配件。由于整个工作循环温度较高,对燃油质量指标要求也较低。(6)预热时间短由于没有冷却水套,起动后气缸套升温快,减少了气缸磨耗,还可以很快地使内燃机主要零件温度升到正常运转温度,达到全负荷工作。