上海水泵集團技術之發動機的選擇與應用

內燃機廣泛地被用來驅動離心泵和容積式泵。根據應用的場合不同，發動機的燃料可以是汽油，天然氣，液化石油氣（LPG），沼氣或柴油。內燃機同樣可以用液體冷卻或空氣冷卻。

基本結構  發動機的基本結構不盡相同，氣缸體可以是立式的，臥式呈一字形排列或呈V字形排列。氣缸的數目可以從1到20。發動機可以采用四程循環或二程循環，前者曲軸每轉四轉中有一個動力沖程，后者每轉兩轉中有一個動力沖程。按燃燒室和氣缸頭的設計來分類，有側置氣門式和頂置氣門式兩種，前者氣門在缸體的一側，后者氣門在氣缸蓋內。就柴油機而言，燃燒室又分為所謂預燃燒室結構和直接注入式結構，前者有一個預燃燒室用來作初始燃燒，后者則直接將燃料油注入氣缸�；钊�的運動方向，不同的設計可以是立式的，臥式的，V字形排列中有一定的角度，還有兩個活塞在同一個氣缸中運動，即所謂對置活塞。

額定功率  現在生產的發動機，功率大小取決于用立方英寸表示的排氣量，氣缸數目和活塞的運動速度。如下所示：

1.用空氣冷卻的汽油，天然氣和柴油發動機，功率為1.0～75馬力。

2.液體冷卻的汽油發動機10～300馬力。

3.液體冷卻的天然氣，液化石油氣和沼氣發動機10～15000馬力。

4.液體冷卻的柴油機10～50000馬力。

5.混合燃料，天然氣，液化石油氣和柴油發動機150～25000馬力。

典型的發動機用作泵驅動裝置

如何恰當地選用發動機，考慮內燃機的各項指標是極為重要的。通常要根據發動機將要完成任務的苛刻程度來加以審定。最常見的審定項目有：最大輸出功率，是否常處于備用狀態，是間斷運行還是連續運行。

根據功率試驗的結果可以確定內燃機的最大功率，試驗應在標準大氣壓狀態或折算到標準狀態下進行，即大氣溫度或表壓應當是標準狀態。實際應用中由于某些輔助設備，諸如冷卻風扇，空氣濾清器以及起動系統等方面的原因，額定功率會降低下來。

判斷一臺發動機是備用的，斷續運行或連續運行的，要應用運行功率對最大凈功率的百分比系數。例如連續運行時系數為75～80%，間斷運行時用90%。

負載循環  負載循環這一術語用來描述加于發動機的負載方式。如果負載系數即平均負載與最大功率之比很低，則我們稱之為輕負載循環。但是如果負載系數很高，則我們把它劃歸為重負載循環。連續運行或負載循環重，是指負載與轉速變化都很小，而且每天要工作二十四小時。間斷運行或常處于備用狀態，是指僅在事故情況下才要求將發動機投入運行，或者發動機經常在部分負荷下運行。

在工業應用中要選擇一臺合適的發動機，分析功率問題時常常會用到以下術語。

1.氣缸排氣量  發動機的氣缸容積均按立方英寸計算。

即氣缸孔面積（英寸）x 0.7854 x沖程（英寸）x氣缸數目。

2.轉矩  發動機的扭轉能力用磅•英寸來表示。

           T=5252*（制動馬力/^轉/_分）

3.發動機馬力  馬力為度量一臺發動機的理論特性。制動馬力是指在扣除摩擦損失之后所測得的馬力。

           制動馬力=T x（^轉/_分/5252）

4.平均有效制動壓力  氣缸平均壓力給予飛輪的綜合轉矩。

平均有效制動壓力（^磅/_英寸²）=（792000x制動馬力）/（^轉/_分x排氣量）（四程循環）

                           =（396000x制動馬力）/（^轉/_分x排氣量）（二程循環）

5.活塞速度  給定轉速下的活塞平均運動速度為：

活塞速度（^英寸/_分）=沖程（英寸）x 2 x（^轉/_分/12）

選擇適當的發動機可以根據以下條件：

海拔高度                                周圍空氣溫度

轉速                      平均有效制動壓力和活塞速度

維修情況                                    燃料類型

工作環境（塵埃及臟物）                振動與搖擺程度

視測馬力是指在實地海拔高度和實地氣溫下一臺發動機所發出的功率。所有發動機制造廠家所公布的額定功率都是折算至某種標準狀態下的數值，對于偏離這些標準狀態的情況，必須視實地海拔高度和實地氣溫，用一個百分比系數加以修正。一般來說，此系數每高出海平面1000英寸改變3.5%，高于60°F以后每升高10°F變化1%。對于設置有渦輪增壓器的發動機來說，尚沒有確定的標準，因此應求教于發動機制造廠家。

當前生產的大多數發動機，其旋轉方向，從飛輪端來看基本上都是逆時針的，不過很多大型發動機旋轉方向可以是逆時針的也可以是順時針的。發動機的轉速由所拖動的設備來決定，但通常是固定的。使用增速齒輪或減速齒輪箱，就可以根據已知的使用條件來選擇發動機，同理用齒輪變速箱還可以改變轉動方向。

發動機的轉速范圍通�？梢苑譃槿齻�等級：

    高速發動機                 1500^轉/_分以上

    中速發動機                700～1500^轉/_分

    低速發動機                  700^轉/_分以下

高速發動機通常尺寸小，重量輕，成本低，因此多用作備用機組或用來作斷續運行。中速和低速發動機雖然重量較重，體積也較大，但使用壽命長，維修費用也低。

用泵抽送液體，流量往往不時地要求進行調節，在此情況下發動機作為驅動裝置，能夠變速的這一靈活性顯得非常重要。調速的辦法非常簡便，就是用手動的辦法改變發動機的轉速，或者用閥門調節泵出口壓力或流量，發動機都能與之相匹配。

平均有效制動壓力是發動機負載的量度，活塞運動速度則是磨損可能性和維修程度的量度。盡管渦輪增壓器和中間冷卻式發動機的引入，使上述考慮或多或少地有些變化，但當著眼于發動機的使用壽命時，這兩項因素仍然是十分重要的。

有人認為對大批發動機進行檢修，花費大，不如采用電力拖動，這是很對的，近來發動機制造廠家提出一項革新建議：在缺乏訓練有素的操作人員或由于經濟上的原因不希望有一批檢修人員陪著的地方，安裝設備時可以簽定一項服務合同，定期按固定的費用進行發動機大修，這樣就可以緩和一下矛盾，解決部分花費問題。