天然气发动机构造资料

四冲程内燃机工作原理
五、内燃机（天然气机）的基本构成 天然气发动机是内燃机的一种，它也是将燃料在 气缸内部燃烧得到的热能转变为机械能的热力 发动机。要实现这种转变，天然气发动机应当 具备以下基本组成部分： a）欲得到热能，必须供给一定量的燃料（天 然气），所以，必须有燃料系统。它包括：手 动球阀、燃料切断阀、调压阀、压力调节阀、 安全阀、汽化器等。与汽油机类似，将天然气 和空气在燃烧室外混合。
四冲程内燃机工作原理
三、内燃机的实际循环过程 内燃机的实际工作过程与理论循环的冲程 是不同的。每个工作循环都有换气、压缩、燃 烧、膨胀过程组成。 换气过程包括排气过程和进气过程，为了 使废气排放干净和增加新鲜气体的充量，气阀 总是提早开启和延迟关闭。 压缩过程由于缸壁的传热作用，所以压缩 过程是多变过程。压缩中了的压力温度范围：
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一、几个基本概念 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 中的最低位置叫上止点。 冲程：活塞在上下止点之 间所走的距离称之为活 塞冲程。
余隙容积
上止点 工作容积 下止点 活 塞 冲 程
四冲程内燃机工作原理
气缸工作容积：在一个气缸内，活塞有上止点移 动到下止点所扫过的气缸容积叫做工作容积。 多缸内燃机所有气缸工作容积之和，称做内燃 机的工作容积，也叫排量。 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VC来表示。 压缩比：新鲜空气吸入气缸后充满了整个气缸， 也就是占有气缸总容积，经压缩后活塞到上止 点时，气体容积缩小为燃烧室容积。压缩前与 压缩后体积之比称为压缩比。柴油机ε =12~22， 汽油机ε =5~9。
发动机简介
按所使用的燃料---柴油机、汽油机、天然气机。 按点火方式不同---压燃式、点燃式。 按完成工作循环的冲程数不同---四冲程、二冲程 内燃机。 按气缸数目不同---单缸、多缸。 按气缸排列方式---直排、V型、W型、星型。 按冷却方式不同---水冷、风冷。 按工作转速不同---高速（1000rpm以上）、中 速（600—1000rpm）、低速（600rpm以下）。
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3、做功冲程：在活塞 运行到上止点之前和 以后的一段时间里， 燃料在气缸里进行了 燃烧，使气缸里的温 度和压力更加急剧升 高。气缸里高温高压 气体的膨胀推动活塞 向下运动，直到下止 点。
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4、排气冲程：目的是 清除气缸里的废气。 活塞由下止点向上止 点运行，配气机构强 行打开排气门，气缸 内的废气压力大于外 界空气压力，废气通 过排气门排出。
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2、速燃期 火焰从最初形成的火焰中心传播到最后那 部分混合气（或称末端混合气）所经历的时间 称为速燃期。火焰中心形成后，火焰面以扭曲 和近似球面的形状，以10~30m/s的速度，向未 燃混合气推进，使混合气层燃烧发光，直至遍 及整个燃烧室。这种现象称为火焰传播。在速 燃期内气缸容积变化很小，同时又燃烧了大部 分混合气，因而工质的压力和温度迅速提高， 压力达到最大值，所以它是混合气燃烧过程中 最主要最有效的阶段。
燃烧过程：天然气发动机的燃烧过程包括着火延 迟期、速燃期和后燃期。 1. 着火延迟期 从电火花点火到火焰中心形成的这一段时间称为 火焰延迟期，又叫着火落后期。火花塞跳火后， 火花塞附近的温度急剧升高，加速了混合气的 氧化反应，所放出的热量亦随之增加，这不仅 使火花处的混合气温度得到提高，而且加热了 邻区的混合气。当参与反应的混合气温度升高 到一定程度后，形成火焰中心。这段时间很短， 一般只占全部燃烧时间的15%。
天然气发动机
赵洪斌 榆林压气站
发动机简介
凡是把燃料燃烧时所放出的热能转化为机 械能的机器都称为热力发动机，简称热机。热 机分为内燃机和外燃机。他们都是产生动力的 机械，因此称之为动力机或发动机。 内燃机的燃料直接在汽缸内燃烧，靠燃气 膨胀对外做功。内燃机具有结构紧凑、轻巧、 热效率高、燃料和水的消耗少、操作使用简单 等特点。同时，他还有结构比较复杂、精密度 高、制造费用高、操作维修技能要求高等缺点。
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四、不正常燃烧现象—爆燃 前面所述是正常的燃烧情况。正常燃烧的 速度为10~30m/s。如果在速燃期中，如果离火 花塞最远那部分混合气还未等到火焰前锋到达， 就已完成化学准备过程而发生自燃，火焰传播 速度可达 1500~2000m/s，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，这种现象称做爆震燃烧，简称爆燃。
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二、发动机的理论工作 循环 1、吸气冲程：目的是 吸入新鲜空气，为燃 料燃烧做好准备。活 塞从上止点向下运动， 进气门被配气机构强 行打开，气缸内形成 真空，空气通过进气 门被吸入气缸。
四冲程内燃机工作原理
2、压缩冲程：目的是 提高气缸内空气的压 力和温度，为燃烧创 造有利的条件。活塞 从下止点向上运动， 由于进气门被关闭， 所以，气缸里的空气 被压缩，压力和温度 升高。升高的程度与 压缩程度相关联。四冲程 Nhomakorabea燃机工作原理
发生爆燃时有下列现象：①、由于局部高 温，使燃烧产物CO2发生热分解析出游离碳， 排气管中可出现黑烟和火星。②、由于压力波 对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、活塞等局部高温而破坏。③、可在外 部听见金属敲击响声，若爆燃时间延长，可造 成轴瓦破裂，火花塞绝缘体损坏等故障。发生 强烈爆燃时，应立即停车。
四冲程内燃机工作原理
柴油机： 汽油机： P=3000~5000kpa P=850~2000kpa T=750~950K T=600~700K 膨胀过程：膨胀过程是燃烧生成物所积聚的内能 转变为机械能的过程。由于存在漏气、后燃期， 所以膨胀过程是十分复杂的，但一般情况下， 看作多变过程。
四冲程内燃机工作原理
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3、后燃期 由于混合气中燃料与空气的混合和分布不 可能完全均匀，所以在速燃期以后的膨胀过程 初期，仍有少量未燃烧的燃料或燃烧不完全的 产物继续燃烧和放热。这个时期称为后燃期或 补燃期，。后燃期到什么时候结束，则难于明 确判断。如进气门打开时，后燃期尚未结束， 则将引起汽化器“回火”现象。后燃期放出的 热量，会使内燃机温度升高，经济性能降低， 所以后燃期是不希望有的，但难以避免。