大明豪賈 第四百四十四章：內燃機

    相比於蒸汽機，內燃機結構就要複雜得多了。

    不過也複雜不到哪裡去。

    實際上如今蒸汽機也可以稱為外燃機，與內燃機不同，外燃機顧名思義就是將燃燒室置於氣缸之外。

    而內燃機就是將燃燒室置於氣缸之內，通過燃燒室燃燒產生熱量，帶動活塞在氣缸內做活塞運動，繼而產生，輸出動力。

    當然如今內燃機還處於設計階段，要打造，測試，最後投用還有一段相當長的時間。

    但如今也是時候了。

    通過燃料和空氣混合，在內置燃燒室內燃燒，產生高溫高壓燃氣，燃氣膨脹帶動活塞做功，再通過連杆，曲軸等等機械設計將其輸出即可。

    內燃機雖然結構要比蒸汽機要複雜，但比起蒸汽機，內燃機可以打造得更小，更方便攜帶。

    如汽油機，柴油機，活塞式發動機以及噴氣式發動機，都屬於內燃機的一種。

    而內燃機所使用的燃料，煤油，汽油，柴油，均可。

    整個過程包括進氣，壓縮，作功和排氣四個過程。

    每進行一次進氣，壓縮，作功和排氣也叫做一個工作循環。

    若曲軸每轉兩圈，活塞經過四個衝程完成一個工作循環的叫做四衝程內燃機，若曲軸每轉一圈，活塞只經過兩個衝程就完成一個工作循環的叫做二衝程內燃機。

    其中進氣衝程是實現吸進新鮮空氣的過程，靠飛輪旋轉慣性的作用帶動曲軸，將活塞由上止點位置逐漸拉向下止點，這時通過配氣機構開啟進氣門，關閉排氣門，隨著活塞向下移動，氣缸內的容積逐漸增大，產生真空吸力，新鮮空氣不斷地被吸進氣缸，活塞移動到下止點，即活塞移動一衝程，進氣衝程結束，進氣門關閉。

    壓縮衝程是在飛輪帶動下，曲軸繼續旋轉推動活塞由下止點向上止點運動，這時進，排氣門均關閉，在活塞移動中氣缸內的容積逐漸減小，而氣體的壓力和溫度逐漸升高，至此活塞移動了第二個衝程，曲軸累計迴轉了一圈，壓縮衝程結束。

    作功衝程是當壓縮衝程接近終了時，進，排氣門繼續關閉，噴油器開始向氣缸內噴入霧狀燃料，在氣缸內高溫空氣的作用下，油霧很快被蒸發，並與高溫空氣混合成可燃混合氣體而迅速自行著火燃燒，放出大量熱能，使氣缸內氣體受熱發生猛烈膨脹，溫度也會升高至兩千度左右，從而產生很大的推力迫使活塞從上止點向下止點運動，並通過連杆使曲軸旋轉，從而帶動飛輪旋轉，起儲能作用，將燃油發出的熱能轉變為曲軸旋轉的機械能。

    而隨著活塞向下止點運動，氣缸內氣體的壓力和溫度下降。

    至活塞移動到下止點，曲軸累計迴轉了一圈半，作功衝程結束。

    到最後便是排氣衝程。

    由飛輪帶動，曲軸繼續旋轉，活塞由下止點移向上止點，通過配氣機構開啟排氣門，氣缸中燃燒後的廢氣被向上運動的活塞擠壓，經排氣門排出氣缸，活塞到達上止點時，排氣衝程結束，排氣門關閉。

    至此，活塞移動了四個衝程，曲軸累計迴轉兩圈。

    便完成了一次動力輸出和工作循環。

    當活塞再次從上止點移向下止點時，又開始了第二個工作循環，如此周而復始，內燃機連續運轉，不斷向外輸出動力。

    而在這個工和循環中曲軸迴轉了兩圈，活塞經過了四個衝程，所以稱這種內燃機也被稱為四衝程內燃機。

    不過這種工作方式主要還是以柴油機為主，四衝程的汽油機則稍有不同。

    四衝程汽油機的工作過程與四衝程柴油機的工作過程類似，每一個工作循環同樣有進氣，壓縮，作功，排氣四個衝程。

    其主要區別包括在進氣過程中，進入氣缸的不是純空氣，而是空氣與汽油相混合的可燃混合氣，在進氣通道上裝有化油器，空氣在進氣衝程的吸力作用下，以較高的流速流經化油器，將被吸入化油器喉管的汽油吹散和霧化，形成可燃混合氣進入氣缸。

    另外汽油機吸入的混合氣是由電火花強制點火，而不是如柴油機一般壓縮自燃。

    主要是因為壓縮比較小，壓力和溫度都比較低，不足以引起自燃。

    這也是為何內燃機會分為汽油機和柴油機的原因。

    自然汽油機的動力也沒有柴油機大。

    在氣缸上裝有火花塞，當活塞在壓縮衝程運行到臨近上止點時，炎花塞在高壓電的作用下產生電火花將可燃混合氣點燃。

    進而從柴油機和汽油機的工作過程中可以見到在工作循環中只有一個作功衝程是活塞驅動曲軸旋轉而作功的，其它三個衝程都是為作功衝程作準備，均需要由曲軸帶動活塞運動，要消耗一部分能量。

    因此，在曲軸的一端均裝有一轉動慣量較大的飛輪。

    在作功衝程驅動曲軸及飛輪旋轉，產生轉動慣量帶動在氣缸中運動的。

    另外，單缸四衝程內燃機曲軸每旋轉兩圈只有半圈作功，運轉不均勻，所以會產生較大的震動，因此在單缸機上都有尺寸較大的，重量較重的飛輪來儲存能量，保持運轉的平穩性。

    當然這樣的內燃機無論是柴油機還是汽油機。

    都是單缸的。

    並不包括多缸四衝程內燃機。

    其工作過程具有兩個或兩個以上氣缸的內燃機稱為多缸內燃機。

    若單機要求較大的功率時，採用單缸內燃機則需加大氣缸的直徑和衝程，相應的零部件都要加大尺寸，使機器相當笨重。

    運動部件的運動慣量增大，難以平衡，導致工作起來不穩定，震動較大。

    因此，較大功率的內燃機，一般都不採用單缸加大缸徑的方式，而是採用較小缸徑，多缸的型式。

    由於多缸內燃機的作功衝程是相互交替均勻分配的，所以多缸比單缸內燃機旋轉均勻，工作穩定。

    多缸四衝程內燃機可視為由多個單缸機共用一根曲軸和一個大機體組合而成的，每個氣缸與單缸機一樣各自完成本身的工作循環，只是各氣缸的作功衝程相互錯開，使各缸的同一衝程按一定的工作順序排列組合。

    二缸四衝程內燃機曲軸的兩個曲柄位於同一平面內，方位相反而相互錯開一百八十度。三缸四衝程內燃機曲軸的曲柄夾角互為一百二十度。

    其工作順序分為1—2--3缸或1--3--2缸兩種方式。

    三缸四衝程內燃機作功間隔是均勻的，在每一缸的作功衝程後都有六十度的間歇時間，下缸才開始作功。

    不過目前對劉建來說，先發展單缸機，之後再發展多缸機不遲。

    所幸如今各地動力廠，機車廠已經可以自行打造，製造機車和蒸汽機。

    故而內燃機的研製完全可以交給雞籠動力廠負責。

    劉建提筆瘋狂書畫著。

    而相比於內燃機。

    水力發電廠和長距離輸電線路，才是目前劉建最急需。