大明豪贾 第四百四十四章：内燃机

    相比于蒸汽机，内燃机结构就要复杂得多了。

    不过也复杂不到哪里去。

    实际上如今蒸汽机也可以称为外燃机，与内燃机不同，外燃机顾名思义就是将燃烧室置于气缸之外。

    而内燃机就是将燃烧室置于气缸之内，通过燃烧室燃烧产生热量，带动活塞在气缸内做活塞运动，继而产生，输出动力。

    当然如今内燃机还处于设计阶段，要打造，测试，最后投用还有一段相当长的时间。

    但如今也是时候了。

    通过燃料和空气混合，在内置燃烧室内燃烧，产生高温高压燃气，燃气膨胀带动活塞做功，再通过连杆，曲轴等等机械设计将其输出即可。

    内燃机虽然结构要比蒸汽机要复杂，但比起蒸汽机，内燃机可以打造得更小，更方便携带。

    如汽油机，柴油机，活塞式发动机以及喷气式发动机，都属于内燃机的一种。

    而内燃机所使用的燃料，煤油，汽油，柴油，均可。

    整个过程包括进气，压缩，作功和排气四个过程。

    每进行一次进气，压缩，作功和排气也叫做一个工作循环。

    若曲轴每转两圈，活塞经过四个冲程完成一个工作循环的叫做四冲程内燃机，若曲轴每转一圈，活塞只经过两个冲程就完成一个工作循环的叫做二冲程内燃机。

    其中进气冲程是实现吸进新鲜空气的过程，靠飞轮旋转惯性的作用带动曲轴，将活塞由上止点位置逐渐拉向下止点，这时通过配气机构开启进气门，关闭排气门，随着活塞向下移动，气缸内的容积逐渐增大，产生真空吸力，新鲜空气不断地被吸进气缸，活塞移动到下止点，即活塞移动一冲程，进气冲程结束，进气门关闭。

    压缩冲程是在飞轮带动下，曲轴继续旋转推动活塞由下止点向上止点运动，这时进，排气门均关闭，在活塞移动中气缸内的容积逐渐减小，而气体的压力和温度逐渐升高，至此活塞移动了第二个冲程，曲轴累计回转了一圈，压缩冲程结束。

    作功冲程是当压缩冲程接近终了时，进，排气门继续关闭，喷油器开始向气缸内喷入雾状燃料，在气缸内高温空气的作用下，油雾很快被蒸发，并与高温空气混合成可燃混合气体而迅速自行着火燃烧，放出大量热能，使气缸内气体受热发生猛烈膨胀，温度也会升高至两千度左右，从而产生很大的推力迫使活塞从上止点向下止点运动，并通过连杆使曲轴旋转，从而带动飞轮旋转，起储能作用，将燃油发出的热能转变为曲轴旋转的机械能。

    而随着活塞向下止点运动，气缸内气体的压力和温度下降。

    至活塞移动到下止点，曲轴累计回转了一圈半，作功冲程结束。

    到最后便是排气冲程。

    由飞轮带动，曲轴继续旋转，活塞由下止点移向上止点，通过配气机构开启排气门，气缸中燃烧后的废气被向上运动的活塞挤压，经排气门排出气缸，活塞到达上止点时，排气冲程结束，排气门关闭。

    至此，活塞移动了四个冲程，曲轴累计回转两圈。

    便完成了一次动力输出和工作循环。

    当活塞再次从上止点移向下止点时，又开始了第二个工作循环，如此周而复始，内燃机连续运转，不断向外输出动力。

    而在这个工和循环中曲轴回转了两圈，活塞经过了四个冲程，所以称这种内燃机也被称为四冲程内燃机。

    不过这种工作方式主要还是以柴油机为主，四冲程的汽油机则稍有不同。

    四冲程汽油机的工作过程与四冲程柴油机的工作过程类似，每一个工作循环同样有进气，压缩，作功，排气四个冲程。

    其主要区别包括在进气过程中，进入气缸的不是纯空气，而是空气与汽油相混合的可燃混合气，在进气通道上装有化油器，空气在进气冲程的吸力作用下，以较高的流速流经化油器，将被吸入化油器喉管的汽油吹散和雾化，形成可燃混合气进入气缸。

    另外汽油机吸入的混合气是由电火花强制点火，而不是如柴油机一般压缩自燃。

    主要是因为压缩比较小，压力和温度都比较低，不足以引起自燃。

    这也是为何内燃机会分为汽油机和柴油机的原因。

    自然汽油机的动力也没有柴油机大。

    在气缸上装有火花塞，当活塞在压缩冲程运行到临近上止点时，炎花塞在高压电的作用下产生电火花将可燃混合气点燃。

    进而从柴油机和汽油机的工作过程中可以见到在工作循环中只有一个作功冲程是活塞驱动曲轴旋转而作功的，其它三个冲程都是为作功冲程作准备，均需要由曲轴带动活塞运动，要消耗一部分能量。

    因此，在曲轴的一端均装有一转动惯量较大的飞轮。

    在作功冲程驱动曲轴及飞轮旋转，产生转动惯量带动在气缸中运动的。

    另外，单缸四冲程内燃机曲轴每旋转两圈只有半圈作功，运转不均匀，所以会产生较大的震动，因此在单缸机上都有尺寸较大的，重量较重的飞轮来储存能量，保持运转的平稳性。

    当然这样的内燃机无论是柴油机还是汽油机。

    都是单缸的。

    并不包括多缸四冲程内燃机。

    其工作过程具有两个或两个以上气缸的内燃机称为多缸内燃机。

    若单机要求较大的功率时，采用单缸内燃机则需加大气缸的直径和冲程，相应的零部件都要加大尺寸，使机器相当笨重。

    运动部件的运动惯量增大，难以平衡，导致工作起来不稳定，震动较大。

    因此，较大功率的内燃机，一般都不采用单缸加大缸径的方式，而是采用较小缸径，多缸的型式。

    由于多缸内燃机的作功冲程是相互交替均匀分配的，所以多缸比单缸内燃机旋转均匀，工作稳定。

    多缸四冲程内燃机可视为由多个单缸机共用一根曲轴和一个大机体组合而成的，每个气缸与单缸机一样各自完成本身的工作循环，只是各气缸的作功冲程相互错开，使各缸的同一冲程按一定的工作顺序排列组合。

    二缸四冲程内燃机曲轴的两个曲柄位于同一平面内，方位相反而相互错开一百八十度。三缸四冲程内燃机曲轴的曲柄夹角互为一百二十度。

    其工作顺序分为1—2--3缸或1--3--2缸两种方式。

    三缸四冲程内燃机作功间隔是均匀的，在每一缸的作功冲程后都有六十度的间歇时间，下缸才开始作功。

    不过目前对刘建来说，先发展单缸机，之后再发展多缸机不迟。

    所幸如今各地动力厂，机车厂已经可以自行打造，制造机车和蒸汽机。

    故而内燃机的研制完全可以交给鸡笼动力厂负责。

    刘建提笔疯狂书画着。

    而相比于内燃机。

    水力发电厂和长距离输电线路，才是目前刘建最急需。