内燃机运动动画演示（internal-combustion engine）

内燃机运动动画演示（internal-combustion engine）

内燃机运动动画

内燃机是一种通过燃烧燃料将化学能转化为机械能的动力机械，广泛应用于交通运输和工业领域。

1. 基本结构组成
   • 曲柄连杆机构：曲柄连杆机构是内燃机的核心部分，由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。
   • 配气机构：配气机构根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。
   • 燃料供给系统：燃料供给系统负责向内燃机提供燃料，并控制燃料的喷射量和压力。主要由燃油泵、燃油喷射器、燃油过滤器和燃油调节器等组成。
   • 润滑系统：润滑系统向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减少摩擦阻力，减轻机件的磨损。
   • 冷却系统：冷却系统维持内燃机的温度在可控范围内，防止过热。冷却液在发动机的循环系统中流动，通过散热器将热量散发到外部。
   • 点火系统：点火系统提供火花，引燃燃料/空气混合物。它包括点火塞、点火线圈和点火控制单元。
   • 启动系统：启动系统负责带动曲轴转动，使内燃机起动运转。包括启动电机、起动机齿轮、飞轮齿圈等部件。
2. 工作原理
   • 进气过程：活塞下行运动，汽门打开，使燃料/空气混合物通过进气道进入气缸。
   • 压缩过程：进气门关闭后，活塞上行运动，将进气气体压缩，使其温度和压力升高。
   • 爆燃过程：当活塞上行到达最高点时，点火系统将高压火花产生在燃料/空气混合物中，引燃混合物。燃料被点燃后，燃烧产生的爆炸气体迅速膨胀，推动活塞向下做功。
   • 排气过程：爆燃过程结束后，活塞再次上行，将排气门打开，废气通过排气道排出气缸。
3. 主要类型
   • 汽油机：汽油机使用汽油作为燃料，通过火花塞点火引燃燃料与空气的混合物。其特点是启动容易、动力输出平滑，但污染物较多。
   • 柴油机：柴油机使用柴油作为燃料，通过压缩空气产生高温，使燃料自行着火燃烧。其特点是热效率高、扭矩大、燃料经济性好，但噪音较大。
   • 天然气发动机：天然气发动机使用天然气作为燃料，具有排放低、运行成本低的特点。
   • 双燃料发动机：双燃料发动机可以使用两种不同类型的燃料，通常为柴油和天然气，提高了燃料的灵活性。
4. 应用领域
   • 交通运输：内燃机广泛应用于汽车、摩托车、船舶和飞机等交通工具中。
   • 农业机械：内燃机驱动拖拉机、收割机等农业机械，提高农业生产效率。
   • 工程机械：内燃机为挖掘机、起重机等工程机械提供动力。
   • 发电设备：内燃机用于小型移动电站和应急电源设备。
5. 优缺点
   • 优点：内燃机的热能利用率高，功率范围广，适应性好，结构紧凑，重量轻，体积小。
   • 缺点：内燃机使用石油燃料，排放的废气中含有害气体成分较高，对环境污染较大。