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活塞裝置有什麼作用

發布時間:2022-01-03 02:44:22

A. 汽車的活塞運動有幾種 有什麼作用

廣義上的內燃機不僅包括往復活塞式內燃機、旋轉活塞式發動機和自由活塞式發動機,也包括旋轉葉輪式的燃氣輪機、噴氣式發動機等,但通常所說的內燃機是指活塞式內燃機。

活塞式內燃機以往復活塞式最為普遍。活塞式內燃機將燃料和空氣混合,在其氣缸內燃燒,釋放出的熱能使氣缸內產生高溫高壓的燃氣。燃氣膨脹推動活塞作功,再通過曲柄連桿機構或其他機構將機械功輸出,驅動從動機械工作。

內燃機的發展歷史

活塞式內燃機自19世紀60年代問世以來,經過不斷改進和發展,已是比較完善的機械。它熱效率高、功率和轉速范圍寬、配套方便、機動性好,所以獲得了廣泛的應用。全世界各種類型的汽車、拖拉機、農業機械、工程機械、小型移動電站和戰車等都以內燃機為動力。海上商船、內河船舶和常規艦艇,以及某些小型飛機也都由內燃機來推進。世界上內燃機的保有量在動力機械中居首位,它在人類活動中佔有非常重要的地位。

活塞式內燃機起源於用火葯爆炸獲取動力,但因火葯燃燒難以控制而未獲成功。1794年,英國人斯特里特提出從燃料的燃燒中獲取動力,並且第一次提出了燃料與空氣混合的概念。1833年,英國人賴特提出了直接利用燃燒壓力推動活塞作功的設計。

之後人們又提出過各種各樣的內燃機方案,但在十九世紀中葉以前均未付諸實用。直到1860年,法國的勒努瓦模仿蒸汽機的結構,設計製造出第一台實用的煤氣機。這是一種無壓縮、電點火、使用照明煤氣的內燃機。勒努瓦首先在內燃機中採用了彈力活塞環。這台煤氣機的熱效率為4%左右。

英國的巴尼特曾提倡將可燃混合氣在點火之前進行壓縮,隨後又有人著文論述對可燃混合氣進行壓縮的重要作用,並且指出壓縮可以大大提高勒努瓦內燃機的效率。1862年,法國科學家羅沙對內燃機熱力過程進行理論分析之後,提出提高內燃機效率的要求,這就是最早的四沖程工作循環。

1876年,德國發明家奧托運用羅沙的原理,創製成功第一台往復活塞式、單缸、卧式、3.2千瓦(4.4馬力)的四沖程內燃機,仍以煤氣為燃料,採用火焰點火,轉速為156.7轉/分,壓縮比為2.66,熱效率達到14%,運轉平穩。在當時,無論是功率還是熱效率,它都是最高的。

奧托內燃機獲得推廣,性能也在提高。1880年單機功率達到11~15千瓦(15~20馬力),到1893年又提高到150千瓦。由於壓縮比的提高,熱效率也隨之增高,1886年熱效率為15.5%,1897年已高達20~26%。1881年,英國工程師克拉克研製成功第一台二沖程的煤氣機,並在巴黎博覽會上展出。

隨著石油的開發,比煤氣易於運輸攜帶的汽油和柴油引起了人們的注意,首先獲得試用的是易於揮發的汽油。1883年,德國的戴姆勒創製成功第一台立式汽油機,它的特點是輕型和高速。當時其他內燃機的轉速不超過200轉/分,它卻一躍而達到800轉/分,特別適應交通動輸機械的要求。1885~1886年,汽油機作為汽車動力運行成功,大大推動了汽車的發展。同時,汽車的發展又促進了汽油機的改進和提高。不久汽油機又用作了小船的動力。

1892年,德國工程師狄塞爾受麵粉廠粉塵爆炸的啟發,設想將吸入氣缸的空氣高度壓縮,使其溫度超過燃料的自燃溫度,再用高壓空氣將燃料吹入氣缸,使之著火燃燒。他首創的壓縮點火式內燃機(柴油機)於1897年研製成功,為內燃機的發展開拓了新途徑。

狄塞爾開始力圖使內燃機實現卡諾循環,以求獲得最高的熱效率,但實際上做到的是近似的等壓燃燒,其熱效率達26%。壓縮點火式內燃機的問世,引起了世界機械業的極大興趣,壓縮點火式內燃機也以發明者而命名為狄塞爾引擎。

這種內燃機以後大多用柴油為燃料,故又稱為柴油機。1898年,柴油機首先用於固定式發電機組,1903年用作商船動力,1904年裝於艦艇,1913年第一台以柴油機為動力的內燃機車製成,1920年左右開始用於汽車和農業機械。

早在往復活塞式內燃機誕生以前,人們就曾致力於創造旋轉活塞式的內燃機,但均未獲成功。直到1954年,聯邦德國工程師汪克爾解決了密封問題後,才於1957年研製出旋轉活塞式發動機,被稱為汪克爾發動機。它具有近似三角形的旋轉活塞,在特定型面的氣缸內作旋轉運動,按奧托循環工作。這種發動機功率高、體積小、振動小、運轉平穩、結構簡單、維修方便,但由於它燃料經濟性較差、低速扭矩低、排氣性能不理想,所以還只是在個別型號的轎車上得到採用。

內燃的組成

往復活塞式內燃機的組成部分主要有曲柄連桿機構、機體和氣缸蓋、配氣機構、供油系統、潤滑系統、冷卻系統、起動裝置等。

氣缸是一個圓筒形金屬機件。密封的氣缸是實現工作循環、產生動力的源地。各個裝有氣缸套的氣缸安裝在機體里,它的頂端用氣缸蓋封閉著。活塞可在氣缸套內往復運動,並從氣缸下部封閉氣缸,從而形成容積作規律變化的密封空間。燃料在此空間內燃燒,產生的燃氣動力推動活塞運動。活塞的往復運動經過連桿推動曲軸作旋轉運動,曲軸再從飛輪端將動力輸出。由活塞組、連桿組、曲軸和飛輪組成的曲柄連桿機構是內燃機傳遞動力的主要部分。

活塞組由活塞、活塞環、活塞銷等組成。活塞呈圓柱形,上面裝有活塞環,藉以在活塞往復運動時密閉氣缸。上面的幾道活塞環稱為氣環,用來封閉氣缸,防止氣缸內的氣體漏泄,下面的環稱為油環,用來將氣缸壁上的多餘的潤滑油刮下,防止潤滑油竄入氣缸。活塞銷呈圓筒形,它穿入活塞上的銷孔和連桿小頭中,將活塞和連桿聯接起來。連桿大頭端分成兩半,由連桿螺釘聯接起來,它與曲軸的曲柄銷相連。連桿工作時,連桿小頭端隨活塞作往復運動,連桿大頭端隨曲柄銷繞曲軸軸線作旋轉運動,連桿大小頭間的桿身作復雜的搖擺運動。

曲軸的作用是將活塞的往復運動轉換為旋轉運動,並將膨脹行程所作的功,通過安裝在曲軸後端上的飛輪傳遞出去。飛輪能儲存能量,使活塞的其他行程能正常工作,並使曲軸旋轉均勻。為了平衡慣性力和減輕內燃機的振動,在曲軸的曲柄上還適當裝置平衡質量。

氣缸蓋中有進氣道和排氣道,內裝進、排氣門。新鮮充量(即空氣或空氣與燃料的可燃混合氣)經空氣濾清器、進氣管、進氣道和進氣門充入氣缸。膨脹後的燃氣經排氣門、排氣道和排氣管,最後經排氣消聲器排入大氣。進、排氣門的開啟和關閉是由凸輪軸上的進、排氣凸輪,通過挺柱、推桿、搖臂和氣門彈簧等傳動件分別加以控制的,這一套機件稱為內燃機配氣機構。通常由空氣濾清器、進氣管、排氣管和排氣消聲器組成進排氣系統。

為了向氣缸內供入燃料,內燃機均設有供油系統。汽油機通過安裝在進氣管入口端的化油器將空氣與汽油按一定比例(空燃比)混合,然後經進氣管供入氣缸,由汽油機點火系統控制的電火花定時點燃。柴油機的燃油則通過柴油機噴油系統噴入燃燒室,在高溫高壓下自行著火燃燒。

內燃機氣缸內的燃料燃燒使活塞、氣缸套、氣缸蓋和氣門等零件受熱,溫度升高。為了保證內燃機正常運轉,上述零件必須在許可的溫度下工作,不致因過熱而損壞,所以必須備有冷卻系統。

內燃機不能從停車狀態自行轉入運轉狀態,必須由外力轉動曲軸,使之起動。這種產生外力的裝置稱為起動裝置。常用的有電起動、壓縮空氣起動、汽油機起動和人力起動等方式。

內燃機的工作循環由進氣、壓縮、燃燒和膨脹、排氣等過程組成。這些過程中只有膨脹過程是對外作功的過程,其他過程都是為更好地實現作功過程而需要的過程。按實現一個工作循環的行程數,工作循環可分為四沖程和二沖程兩類。

四沖程是指在進氣、壓縮、膨脹和排氣四個行程內完成一個工作循環,此間曲軸旋轉兩圈。進氣行程時,此時進氣門開啟,排氣門關閉。流過空氣濾清器的空氣,或經化油器與汽油混合形成的可燃混合氣,經進氣管道、進氣門進入氣缸;壓縮行程時,氣缸內氣體受到壓縮,壓力增高,溫度上升;膨脹行程是在壓縮上止點前噴油或點火,使混合氣燃燒,產生高溫、高壓,推動活塞下行並作功;排氣行程時,活塞推擠氣缸內廢氣經排氣門排出。此後再由進氣行程開始,進行下一個工作循環。

二沖程是指在兩個行程內完成一個工作循環,此期間曲軸旋轉一圈。首先,當活塞在下止點時,進、排氣口都開啟,新鮮充量由進氣口充入氣缸,並掃除氣缸內的廢氣,使之從排氣口排出;隨後活塞上行,將進、排氣口均關閉,氣缸內充量開始受到壓縮,直至活塞接近上止點時點火或噴油,使氣缸內可燃混合氣燃燒;然後氣缸內燃氣膨脹,推動活塞下行作功;當活塞下行使排氣口開啟時,廢氣即由此排出活塞繼續下行至下止點,即完成一個工作循環。

B. 活塞的功能是什麼

工作條件
活塞在高溫、高壓、高速、潤滑不良的條件下工作。活塞直接與高溫氣體接觸,瞬時溫度可達2500K以上,因此,受熱嚴重,而散熱條件又很差,所以活塞工作時溫度很高,頂部高達600~700K,且溫度分布很不均勻;活塞頂部承受氣體壓力很大,特別是作功行程壓力最大,汽油機高達3~5MPa,柴油機高達6~9MPa,這就使得活塞產生沖擊,並承受側壓力的作用;活塞在氣缸內以很高的速度(8~12m/s)往復運動,且速度在不斷地變化,這就產生了很大的慣性力,使活塞受到很大的附載入荷。活塞在這種惡劣的條件下工作,會產生變形並加速磨損,還會產生附載入荷和熱應力,同時受到燃氣的化學腐蝕作用。

C. 汽車發動機活塞的作用是什麼

汽車發動機活塞的作用是承受汽缸內氣體的壓力,並將此壓力傳給連桿,以推動曲軸旋轉;活塞頂部還與汽缸蓋和汽缸共同組成燃燒室。

D. 簡述活塞的功用

活塞是汽車發動機汽缸體中作往復運動的機件。活塞的基本結構可分為頂部、頭部和裙部。活塞頂部是組成燃燒室的主要部分,其形狀與所選用的燃燒室形式有關。汽油機多採用平頂活塞,其優點是吸熱面積小。柴油機活塞頂部常常有各種各樣的凹坑,其具體形狀、位置和大小都必須與柴油機的混合氣形成與燃燒的要求相適應。

E. 汽車活塞的功用是什麼

活塞是汽車發動機的「心臟」,承受交變的機械負荷和熱負荷,是發動機中工作條件最惡劣的關鍵零部件之一。活塞的功用是承受氣體壓力,並通過活塞銷傳給連桿驅使曲軸旋轉,活塞頂部還是燃燒室的組成部分。
工作條件
活塞在高溫、高壓、高速、潤滑不良的條件下工作。活塞直接與高溫氣體接觸,瞬時溫度可達2500K以上,因此,受熱嚴重,而散熱條件又很差,所以活塞工作時溫度很高,頂部高達600~700K,且溫度分布很不均勻;活塞頂部承受氣體壓力很大,特別是作功行程壓力最大,汽油機高達3~5MPa,柴油機高達6~9MPa,這就使得活塞產生沖擊,並承受側壓力的作用;活塞在氣缸內以很高的速度(8~12m/s)往復運動,且速度在不斷地變化,這就產生了很大的慣性力,使活塞受到很大的附載入荷。活塞在這種惡劣的條件下工作,會產生變形並加速磨損,還會產生附載入荷和熱應力,同時受到燃氣的化學腐蝕作用。

F. 發動機活塞起什麼作用

將上下力轉換為旋轉力 從而達到發動機曲軸轉動 望採納

G. 活塞的作用有哪兩種

汽車活塞好比汽車發動機的中樞部位,在發動機啟動時占極其重要的地位。汽車活塞用來承受氣體壓力,並通過活塞銷讓連桿驅使曲軸旋轉,活塞頂部是燃燒室的組成部分。活塞在汽缸內上下運動,完成吸進混合氣、壓縮混合氣、承受混合氣點燃後的爆發力和排出廢氣,_共4項工作任務。它的頂面,要承受高溫高壓,把壓力傳遞給底下的連桿,通過連桿傳遞給曲軸,發動機就旋轉起來了。活塞的運動頻率很高,每秒能達到數千次之多

H. 活塞的作用是什麼

活塞的主要作用是承受汽缸中的燃燒壓力,並將此力通過活塞銷和連桿傳給曲軸,活塞可以說是汽車發動機的一個主要的組成部分了。

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