康明斯发动机的基础术语及其含义

在往复式内燃机中，活塞的往复运动通过曲轴连杆装置变成曲轴的旋转运动，以实现热能和机械能的相互转换。在圆筒形的气缸内有一个活塞，活塞通过活塞销、连杆与曲轴相连。曲轴转一圈可带动活塞上、下运动各一次。要掌握内燃机作业原理，必须先弄清楚下面几个重要的概念。

发动机的行程指的是活塞从顶部到底部的移动距离，也就是从TDC到BDC的距离。即：活塞在上、下止点之间所走的距离称为活塞冲程（或行程）。

活塞冲程由曲轴的结构确定。从主轴的中心到曲柄销的中心称为主轴行程（偏心距），如图2所示，如果乘以2，得到的尺寸就与活塞的冲程相等。如果发动机的行程发生改变，曲轴的行程也将有所不同。

活塞每走一个冲程，曲轴旋转半圈（180）。主轴转动半径以R来表示，活塞冲程以S表示，对于气缸中心线垂直通过曲轴轴心的内燃机，则S＝2R。如图2所示。

气缸作业容积：在一个汽缸内，活塞由上止点移动到下止点所扫过的汽缸容积叫做作业容积发电机组，用符号Vh表示。多缸内燃机所有气缸工作容积之和，称为内燃机的工作容积（或称排量），用字母V总表示：

这个公式计算出以立方英寸为单位的总排量。但是，现在的发动机大多用立方厘米（cc或cm3）和升表示排量。

余隙容积：当活塞在上止点时，在活塞顶上方的容积，称余隙容积，又称燃烧室容积（用符号VC来表示）。

汽缸总容积：当活塞在下止点时，在活塞顶上方的容积，称气缸总容积（用Va表示）。显然Va＝Vh＋VC。

新鲜空气吸入汽缸后充满了整个气缸，也就是占有气缸总容积Va，经压缩后活塞到上止点时，气体容积缩小为燃烧室容积VC。压缩前与压缩后体积之比称为压缩比，用符号Σ表示，即

压缩比的大小说明了汽缸内的空气（或混合气）经压缩后体积缩小的倍数，也表明了气体被压缩的程度。柴油机Σ＝12～22，汽油机Σ＝5～12。

柴油机的压缩比大，是因为柴油机作业时喷入汽缸的柴油是在压缩后的过热空气中自燃的，压缩比大，压缩后的空气温度才高，才能使柴油自燃。故而，柴油机的压缩比都比汽油机的大（汽油机气缸内压缩的是汽油与空气的可燃混合气体，过量的压缩比可能致使早燃）。

通常压缩比的范围大约从低压缩比发动机的8：1到柴油机的25：1。图4所示为发动机压缩比示意图。

空气、燃油和点火是发动机的三个作业条件，即必须有足够的空气进行燃烧、适量的燃油与空气混合气以及某种点火类别启动燃烧。当这三个因素存在时，如图1-23所示，燃烧就会发生。这种燃烧将燃油中的化学能转换成热能。燃烧产生的热能使气体迅速膨胀。这种膨胀（机械能）推动活塞向下运动，活塞上向下的力使曲轴转动，输出容量。

正时是识别空气、燃油和点火何时相结合以产生燃油的过程，它是通过与活塞和曲轴的位置相关联来实现的。为使发动机有效地作业，空气和燃油混合气必须在正确的时刻进入气缸，也就是说进气门必须在正确的时刻打开和关闭，排烟门也必须在准确的时刻打开和关闭。

空气和燃油的点火也必须在精确的时刻发生。点火正时随速度和负荷变化。当进气门和排烟门的正时设置得正确，并且点火在准确的时刻产生时，化学能向机械能的切换就能产生较大的动力。

空燃比是化油器或喷油咀混合的空气和燃油的比率。较有效的空燃比一般称为理想空燃比。空气和燃油必须彻底地混合，即每个燃油分子周围必须有足够的空气，这样才能完全燃烧。如果两者没有以正确的比例混合康明斯柴油发电机组官网，发动机的效率就会降低，废气排放水平就会上升。

标准空燃比应接近15份空气对1份燃油，这个值是用净重计算的。实际上，较高效的空燃比为14.7：1。每操作1磅燃油，需要14.7磅空气，如图1-24所示。如果按照体积计算的线是较高效的（理想）空燃比，但有时这个比例不是很高效。例如，在发动机启动和加速流程中需要更多的燃油康明斯低噪音柴油发电机组。

12：1左右的比例指示的是浓燃油混合物，而17：1的比例指示的是稀混合物，如图1-25所示。通常来说，浓混合物在燃烧程序中效率低。浓混合物用于低温和启动工况。相对于浓混合物，稀混合物燃烧时温度很高。一般，燃油在燃烧过程时充当冷却剂。因为起到冷却作用的燃油很少，燃烧程序会变得很热。这种情况如果控制得不正确，会对活塞和气门造成严重的损害。

排气中的黑烟一般意味着燃油和空气混合气过浓，也就是空燃比过浓。这通常是由空燃比调节“非法”导致的。在燃油喷射发动机上，这可能指示计算机没有将空气和燃油混合到正确的空燃比14.7：1。如果是这种情形，需要检查计算机及相关的部件和传感器，以确定混合气的空燃比是怎生调节到这样浓的。