压缩机组基本知识

压缩机组基本知识

第一章内燃机工作原理

凡是把燃料燃烧时所放出的热能转化为机械能的机器称之为热力发动机（简称热机）。内燃机是热机的一种，燃料直接在气缸内燃烧，靠燃气膨胀推动活塞对外做功。

一.内燃机的总体构造

要实现“热能转变为机械能”这一转变，内燃机应由以下“两大机构、五大系统”组成：

(1)欲得到热能，必须供给一定量的燃料在燃烧室燃烧，所以必须有燃料系

统。

(2)为了将得到的热能转变为机械能，需要通过曲柄连杆机构来完成。主要

包括：气缸体、曲轴箱、气缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等。

(3)要连续实现将热能转变为机械功，还应有配气机构来保证定期吸入新鲜

空气和排出废气。主要包括：进气门、排气门、凸轮轴及其驱动零件等。

(4)为了减少内燃机的摩擦损失和保持机件的正常温度，应有润滑系统和冷

却系统。润滑系统包括：机油泵、机油滤清器、润滑油道等；冷却系统

包括：水泵、散热器、风扇和水套等。

(5)为了启动内燃机，还需有启动系统。

(6)可燃混合气还需进行点燃，所以必须有点火系统。包括：火花塞、点火

线圈、分电器及电源设备等。

二.基本概念

1.上、下止点及冲程：

上止点：活塞顶处在气缸中的最高位置叫上止点；

下止点：活塞顶处在气缸中的最低位置叫下止点；

冲程：活塞在上下止点之间所走过的距离称之为活塞冲程（或行程）。

2.余隙容积和工作容积：

气缸工作容积：在一个气缸内，活塞由上止点活动到下止点所扫过的气

缸容积叫做工作容积，用符号V h表示。多缸内燃机所有

气缸工作容积之和叫做内燃机的工作容积（或称排量），

用V总来表示，V总=i⋅ V h

余隙容积：当活塞在上止点时，在活塞顶上方的容积，又称燃烧室容积，用符号V c表示。

气缸总容积：用V a来表示，V a=V h+V c

3.压缩比：压缩前与压缩后的气体体积之比叫做压缩比，用符号ε来表示，

ε=V a/V c=(V h+V c)/V c=1+V h/V c

三.内燃机的工作过程

四冲程内燃机的工作过程分为以下四个冲程:

进气冲程:目的是吸入新鲜空气,为燃料燃烧做好准备.

压缩冲程:目的是提高气缸内空气的压力、温度，为燃烧创造有利条件。

膨胀（做功）冲程：燃料燃烧放出热能，推动活塞做功，将热能转化为机

械能，因此这一过程又称做功冲程。

排气冲程：目的是清除气缸内的废气。

四.内燃机的不正常燃烧：

1.爆燃：速燃期中，如果离火花塞最远的那部分混合气还未等到火焰前锋

到达，就已经完成了化学准备过程而发生自燃，火焰传播速度可达

1500~2000米/秒，使未燃的混合气瞬间燃烧完毕，致使局部温度和压力激增而产生冲击波，这种现象成为爆震燃烧，简称爆燃。

发生爆燃时有下列现象：a.由于局部高温，使燃烧产物CO2发生热分解，

析出游离碳，排气管中会出现黑烟和火星；

b.由于压力波对气缸壁的反复冲击而破坏缸

壁上的油膜，使气缸壁传热增强，热损失

增大，功率降低，并造成缸盖、活塞等的

局部高温而损坏；

c.可在外部听见金属敲击响声，若爆燃时间

延长，可造成缸瓦破裂、火花塞绝缘体损

坏等故障。

2.早燃（表面点火）：

气缸内混合气在火花塞点火之前就被炽热点点燃，成为早燃或表面点火。

其原因是燃烧室中存在炽热的积碳或排气门头部和火花塞电极等而将混合气点燃。

早燃也会使发动机工作不稳定，功率下降，并可能引起爆燃。

第二章曲柄连杆机构

一.概述：

内燃机的气缸、活塞、连杆、曲轴等组成一个曲柄连杆机构。内燃机通过

曲柄连杆机构将活塞的往复运动转化为曲轴的回转运动。活塞、连杆和曲

轴是三个运动部件，活塞沿气缸的中心线做往复直线运动，曲柄绕曲轴中

心做圆周运动，连杆的运动比较复杂。

二.活塞组：由活塞、活塞环（气环和油环）、活塞销等零件组成。

(1)活塞4的功用：与气缸、气缸盖组成工作室，并通过活塞销和连杆向曲

轴传递机械能。

活塞的组成：顶部、防漏部、销座和裙部等组成。

(2)活塞环的功用：气环的功用是密封气缸，并将活塞所吸收的热量传给缸

壁进入冷却系统；油环的功用是将飞溅在缸壁上过多的机油刮下，防止

机油窜入燃烧室。

(3)活塞销的功用：用来连接活塞与连杆，将活塞承受的气体压力传给连杆。

三.连杆组：由连杆、连杆螺栓、螺母、连杆轴瓦、小头衬套等组成。

(1)连杆的功用：把活塞与曲轴连接起来，将作用在活塞上的力传给曲轴，

把活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。

(2)连杆的常见故障：连杆的弯曲与扭曲；连杆螺栓损坏。

四.曲轴飞轮组：

(1)曲轴的功用：输出气缸内工质对活塞所做的功，带动工作机械。此外，

曲轴还驱动发动机各附属设备如风扇、水泵、机油泵等。

(2)曲轴的组成：由主轴颈、连杆轴颈、曲柄（曲臂）、平衡重、前端（自

由端）和后端（动力输出端）组成。

(3)飞轮的功用：保持曲轴均匀旋转。

(4)曲轴的常见故障：曲轴的磨损和裂纹；曲轴的弯曲和扭曲。

五.机体组：

机体主要由缸盖、缸体和曲轴箱组成。，它是发动机的骨架，是发动机各机构工作的基础，承受着发动机的各种负荷。

(1)气缸盖的功用：密封气缸上端，构成燃烧室。

(2)气缸盖的常见故障：气缸盖漏气；气缸盖漏水。

(3)气缸体的功用：a.安装和固定气缸套;

b.安装发动机附件，起机架作用;

c.水冷式缸体内有水道、油道。

(4)气缸体的结构：a.普通式缸体；b.龙门式缸体；

c.隧道式缸体；

d.底座式缸体。