本发明为多工质、双液体喷射式热流作功涡轮发动机简称热流涡轮机。它是热机家族中新成员。结 构有压气机、发火器、涡轮、集气器及动力输出装置。工作原理是压气机送到发火器中高压高温空气与 喷入燃油，燃烧产生高温高压汽流在流经燃气柱塞泵桶时同喷入水膨胀增大气流量经喷嘴喷射涡轮叶片 使热能转变为机械能连续作功。由几十马力至几万马力，动力输出结构型体是小动力机器的排列与组合， 转速保持2000-6000转/分，大动力机器可以大范围动力跨越。结构简单，体积小，重量轻，扭力大，可 靠耐久。一个机型同时用汽油、柴油、煤油、酒精、可燃气体等，同活塞往复式内燃机同体积同样燃油 消耗热流涡轮机可输出动力高于活塞往复内燃机三倍至四倍。石油枯竭后机器仍能正常工作，经济性好。 燃料燃烧速度快，燃料燃烧时间长，效率高，燃烧完全，有效消除有害气体排放和噪音，有利于环保。 排出废气由涡轮旋转风压排出机体，气体温度能接近环境温度。小动力、大动力输出机器都有两种启动 方法。一种是电启动，一种是气压启动。启动设备简单方便，保证性强；适应性好。本机可以全面替代 现代活塞往复式内燃机所占领航空、航海、陆路交通、农业国防等所有领域。

我们深信，进入二十一世纪的今天，在以胡锦涛为领导的党中央正确领导下，以三个代表重要思想 为基础，实施科学可持续发展战略，充分发挥科学技术作为第一生产力的作用，所有对经济建设有发展 前景的专利会尽快施实为人类造福。

1章  热流涡轮发动机

1节  热流涡轮机总体构造

总体可分为：1.压气机、2.发火器、3.涡轮、4.集气器、5.启动及电系统。(图1、图2、图3、图4、图5)。

1.1.1压气机将空气滤清器过滤的新鲜空气，以一定压力产生高温及时送给发火器燃烧室。

它的结构有：1.曲柄连杆机构、2.冷却系、3.润滑系、4.燃料供给系、5.启动及电系统。

1.1.1.1.曲柄连杆机构包括：活塞、活塞环、活塞销、连杆、曲轴、气缸及缸体。

1.1.1.2冷却系：自然冷却用的气缸散热片，必要时加入风泵。或水冷却。

1.1.1.3.润滑系：机油泵、限压阀、润滑油道，集滤器，机油滤清器。

1.1.1.4.供给系：油箱，输油泵，燃油滤清器，高压油泵，喷油器。

1.1.1.5.启动系：电动马达，压缩空气启动机构，蓄电池，发电机，仪表。

1.1.2.发火器：将压气机送来的高压高温新鲜空气和喷入的燃油产生膨胀，流经燃气柱塞泵桶时和喷入的 水雾再一次膨胀，经喷咀喷射涡轮叶片促使涡轮旋转作功。

1.1.2.1.供水系：有微型活塞泵，进出水控制器，燃烧室水冷却腔，空气滤清机油水冷器、温度控制器及 喷水咀。

1.1.2.2.配气系：进通气柱塞泵，燃气柱塞泵，燃烧室。

1.1.2.3.机构传动系统，主传动杆，付传动杆，曲轴传动齿轮进通气柱塞泵传动器，燃气柱塞泵传动器。

1.1.3涡轮将喷咀喷射叶片的热能变为涡轮旋转，将热能转变为机械能，并产生惯性稳定机器转速。

它的结构是活塞往复内燃机的飞轮变化而产生的，在顶部加了一圈叶片，前端连接压气机，后端带 动其它机械作功。

1.1.4集气器：将冲出涡轮叶片的气体再次喷射涡轮叶片。集气器是两个，一个装在喷咀的对面，另一个 装在第一个集气器的对面，第一个集气器的喷口装入气压启动装置和内腔装入阻尼设备。

它的构造是个渐缩的半圆喇叭型，输入处口径大、喷出口小。

第二个集气器装入，有两个作用，一是顺利排出废气，二是增加热能作功。充分发挥热能效率。   4   曲轴     8     限压阀     13     输油泵     18     微型活塞泵     23     燃烧室     28    集气器   3   连杆     7     机油泵     12     机油     冷却器     17     喷油器     22     燃烧气     柱塞泵     27    叶片   2   活塞     6     气缸     散热片     11     机油     滤清器     16     高压喷油泵     21     进通气     柱塞泵     26    涡轮   1   活塞销     5     气缸体     10     集滤器     15     空气滤清器     20     燃烧室     水冷却腔     25    柱塞泵    U型传动器   图号   名称     图4图5     9     润滑     油道     14     燃油滤清器     19     进出水     控制器     24    主曲拐    转动杆

2节  型体系列分类

1.2.1.按压气机的转速和涡轮转速可分为异步和同步，两个转速不相等为异步，两个转速相等为同步。

1.2.2.按压气机的气缸分，可分一缸同步异步发动机，二缸同步异步V型发动机，同步、异步双缸对 置发动机，三缸星型同步、异步发动机。(图11，图12，图13，图14)

1.2.3.按输出功率分

1千马力以下动力输出热流涡轮机压气机为前置卧式单涡轮单层叶片、U型双置多层叶片，侧嵌卧式 内外置单层双层压气机热流涡轮发动机。

1万马力以下的为双涡轮或多涡轮串联U型双置多层叶片压气机为内嵌卧式内外置多层压气机热流 涡轮发动机。两涡轮中间的压气机的活塞连杆在同一个曲轴的连杆轴径上。特大动力可根据实用空间需 要可以用一万马力以上输出动力热流涡轮机串联和并连达到动力需求(图15，图16)。

1.2.4.1.大动力和特大动力热流涡轮发动机，转速高，体积小，耗油少，噪音小，零排放。

1.2.4.2.压气机成三角分布卧式V型结构，作功工质为蛇形穿行作功，在涡轮叶片间可形成整圆，受 高压气冲击连续作功，输出功率可数倍增加。现代大马力输出功率的往复式活塞内燃机因体积大，活塞、 连杆、曲轴、飞轮，都增大体积和重量，因而机器转速就变得很低了。而热流涡轮机的压气机和旋转涡 轮为分体结构并和涡轮转速为异步或同步的，在涡轮两侧成三角形结构涡轮上圆边两侧加入可调距离的 双V对口圆滚柱固定装置既减少旋转涡轮轴向的力使主轴轴承使用可靠和增长使用寿命，转速一般可达 2000 6000转/分，具备单缸异步热流涡轮机所有性能。结构是单缸压气机的排列，组合为基型，只是改 变了配气系统为发火器，飞轮为作功涡轮和离合器配合可以根据实际动力需要输出动力实现大马力跨越。

3节  热流涡轮机的工作原理

热流涡轮机是以代有涡流室的压燃式柴油发动机为结构构思的，只是改变了工作方式和动力传递方 式。和现代活塞往复式内燃机的结构基本一样，现代活塞往复式内燃机是经过活塞在气缸内四步行程完 成一个工作循环(进气行程，压缩行程，工作行程，排气行程)，曲轴旋转两周，经过飞轮把热能变为机 械能连续工作的四行程发动机。

热流涡轮机在结构上仍然有活塞、连杆、曲轴、气缸，只是配气系统加以全面改变为发火器，飞轮 变为代叶片的涡轮，在涡轮两侧设制集气器。

而热流涡轮机的活塞、连杆、气缸、曲轴只是完成进气行程，压缩行程(纯空气)燃油经喷油泵将 油压提高到100公斤/厘米2以上，经过喷油器喷入发火器燃烧室内燃气柱塞打开燃烧室喷口，膨胀气流 在燃气柱塞泵的泵桶内与喷入的水雾形成高压高温气流经过喷咀以最佳角度喷向飞轮顶部的叶片，促使 涡轮连续旋转作功。(图10)

列举现代活塞式往复内燃机的各行程的压力与温度情况(表1)         四冲程汽油机     压缩比     行  程     压  力     温  度     汽化器发动机     进气行程     0.7～0.95公斤/厘米2     80℃～130℃     6～9     压缩行程     6～9公斤/厘米2     300℃～400℃     小客车     膨胀行程     30～45公斤/厘米2     2000℃～2600℃     9～11     排气行程     1.05～1.1公斤/厘米2     500℃～800℃     四冲程柴油机     压缩比     行  程     压  力     温  度     16～22     压缩终了     35～40公斤/厘米2     500℃～～700℃     膨胀行程     60～90公斤/厘米2     1800℃～～2200℃     排气行程     经排气管有一定压力和温度为500℃～～650℃排入大气中

4节  热流涡轮机具体工作过程

1.4.1上止点：活塞在离曲轴中心最远处，即活塞最高位置

下止点：活塞离曲轴中心最近处，即活塞最低位置

活塞行程：上、下止点间距离

压缩比：压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的气体最小容积之比。

1.4.2我们以单缸异步涡轮机作例。

1.4.2.1单缸异步涡轮机作例由于涡轮不停运转活塞在曲轴连杆带动下，不停的作直线运动，进气行 程，压缩行程这样循环往复运动。活塞由下止点向上止点运行，开始压缩行程全机工作方块。(图6、图67)。

1.4.2.2从图中可以看出活塞在压缩行程是给涡轮机准备有足够的新鲜空气和集气器有作功过程，而 活塞进气行程涡轮机热能作功，这两张图说明热流涡轮机的具体工作过程方块图。热流涡轮机作功优予 活塞往复内燃机。(图7、图68)

1.4.3热流涡轮机具体工作过程再举一个例子，双缸对置同步涡轮机工作过程。(图8、图69)

从两图的例子可以看出双缸对置同步涡轮机，可以在涡轮旋转360度作功。(图9、图70)

1.4.4为了充分利用热负荷和惯性力作功，还可以另一种作功功方式这样更节约燃料。

热流涡轮发动机可以一次喷油、喷水作功，一次单独喷水作功，这样连续循环作功。

如果是大动力多个压气机结构就必须作好排序，这样有利于机器工作稳定。

2章  可达到性能指标

1节  热流涡轮机热能利用率与活塞往复式内燃机比较

2.1.1.我们用X195型柴油机和单缸异步涡轮机比较列表如下(表2)     X195柴油机工作循环表     单缸异步涡轮机工作循环表     曲轴转角   工作循环   曲轴转角 压气机工作循环   涡轮作功     0°～180°     进气   0°～180°     进气     工作     180°～360°     压缩   180°～360°     压缩     360°～540°     工作   360°～540°     进气     工作     540°～720°     排气   540°～720°     压缩     作功     180°   作功720°     活塞往复式内燃机四缸机工作循环表(发火顺序1-2-4-3)(图17)     曲轴转角     第一缸     第二缸   第三缸     第四缸     0°～180°     作功     压缩   排气     进气     180°～360°     排气     作功   进气     压缩     360°～540°     进气     排气   压缩     作功     540°～720°     压缩     进气   作功     排气     作功     720°     双缸对置同步涡轮机 曲轴转角    第一缸   工作循环     涡轮    第二缸   工作循环     涡轮 0°～180°     进气     作功     压缩     作功 180°～360°     压缩     进气     作功 360°～540°     进气     作功     压缩 540°～720°     压缩     进气     作功     作功2个720°

上表明显看出单缸涡轮机作功和四缸往复式活塞内燃机一样，双缸对置同步涡轮机等于八缸活塞往 复式内燃机作功。那么耗油量又怎样呢，单缸涡轮机为了使燃烧室消除残留废气，它的工作方式是一次 用燃油和水共同作功，一次单独喷水作功连续循环工作(能否实施下面介绍)这样不难看出单缸涡轮机 用活塞往复式内燃机单缸的油料，作活塞往复内燃机的四缸发动机的工作。双缸同步涡轮机用两缸活塞 往复式内燃机油料作八个气缸往复式活塞内燃机的工作。

2.1.2单缸涡轮机一次喷油，喷水作功和一次喷水作功的实施根据解释如下，单缸涡轮机作功360°的 实施技术方案划图解释。(图6、图67、图7、图68)(从图中可以看出涡轮机工作不受压气机工作循环 影响)。

从表1可以看到四行程柴油发动机压缩比为16～22，压缩终了的压力为35～40公斤/厘米2，温度为 500℃～700℃，在喷咀处水雾产生膨胀足可以办到的。

2.1.3活塞往复式内燃机的工作过程中，活塞顶部的温度超过370℃～400℃就会产生疲劳热裂现象， 而第一环环槽温度超过200℃～220℃会使润滑油变质甚至碳化，从这一点说明燃气的最高温度2000℃～ 2500℃在活塞往复式内燃机只用1/10左右，其余部分都用冷却水带走了。而热流涡机确把燃气的最高温 度尽可能的利用。利用这样高的温度的技术依据，材料应用方面我们找到，内燃机理论与设计(1977年 7月北京第一版)吉林工业大学内燃机教研室编第62页，(二)环的表面镀覆，现在应用最广泛的是镀多 孔性铬，镀铬层硬度很高(HV900-1000)能抵抗磨料、磨损、铬熔点高(1770℃还有一段摘录如下)。

2.1.4由于镀铬的熔着性能不能满足发动机强化发展的需要，近年来发展一种新的覆层——喷钼，以 取代铬，一般用氧乙炔火焰将钼系熔化成细粒，用压缩空气喷射在环面上，由于钼层硬度高(HV900—— 1100)，熔点高(2640℃)。在热流涡轮机燃烧室内喷钼，使覆层承受高热负荷，为节省原材料和燃烧迅 速完全我们把压缩比提高到22-26。

2.1.5为使涡轮机有效的工作使机件不受热负荷的破环保证正常运行使用了如下措施，第一，在喷咀 前喷入水雾吸热膨胀这样一举两得。第二，一次燃气和水共同参与工作一次水单独工作这样即有利机件 在高热负荷工作有了低温间隔有利冷却又可清除残留废气。(燃烧室)工作新鲜空气有保证(因为有涡轮 惯性存在)不用在技术结构上设制方案。第三，有冷却水冷却机器高温集中的燃烧室和柱塞受热的头部。 为防止高温影响柱塞止常工作在设计上也采用了特别形式。(在发火器的原件中给予说明)。

2.1.6往复式活塞内燃机的转速为2000转/分时，从喷油开始到绝大部分燃油燃烧完毕相应曲轴转角 只有30°～40°这段时间为0.012～0.002秒，而且排气行程汽油机为1.05～1.1公斤/厘米2，温度为 500℃～800℃柴油机为500℃～650℃。在技术上努力达到有害气体零排放办不到。

而热流涡轮机可燃混合气的燃烧时间不受压气机工作循环影响又有集气器延长膨胀燃烧作功时间。

热流涡轮机和单缸活塞式往复内燃机比较零件结构数量基本相同，但在作功方式就有差别了，作功 方式上热流涡轮机是把热能直接变为曲线运动，而活塞内燃机的作功方式是将活塞接受热能经连杆曲轴 飞轮间接的变为机械能。

如果马力加大的环境中，两种机械的体积和零件结构数目就有了很大的差别了。我们(表2、表3)就 可以看出大功率输出的热流涡轮机体积具有活塞往复式内燃机小于1/2左右，零件数量也少了许多，易 磨、易碎、易损的零件也少了很多。

2.1.7综上所述我们可以总结出热流涡轮机可达到如下性能指标和活塞往复内燃机比较。

2.1.7.1热流涡轮机，体积要比现代使用的活塞式往复内燃机小于1/2左右。在相等气缸总容积条件下， 用活塞往复内燃机1个缸的燃料消耗可得到活塞往复内燃机三至四个缸的动力输出，如果双缸对置压气 机的热流涡轮机，用活塞往复式内燃机两个缸的燃料消耗可以达到六至八个缸活塞往复式内燃机的动力 输出，如果用星型三个缸压气机的热流涡轮机，用活塞往复式内燃机三个缸燃料消耗可达到十至十二个 缸的活塞往复式内燃机输出动力。

2.1.7.2一机可以多燃料同时可以用汽油、柴油、煤油、酒精可燃气体等1/3用燃油2/3用水作动力工质。 最好用生活处理过的水。

2.1.7.3易损、易磨、易碎零件少于活塞往复式内燃机，减少了维护量，增加了保证性，增长使用寿命。

2.1.7.4输出功率，可以由几拾马力，几百马力，几千马力，几万马力自成系列，而机器转速仍可保持 2000～6000转/分。

2.1.7.5制造成本低，节约原材料，节约人力、物力，容易智能化生产，应用广泛，适用性强，启动方便， 保障性、机动性、商业性好，可以达到有害气体零排放，噪音小，有利于环境保护。

3章  发火器

发火器在热流涡轮结构中是很重要的组合，由于全部机件都安装在压气机缸盖上，对机件要求，结 构简单、工作可靠，能按着热机不同需要，及时完成可燃混合气形成。很好形成热流源，这种热源不受 环境影响，具备高压高温，使作功流体有足够高压力和流量，能及时生成和小阻力消耗得到充足动力热能。

发火器是一个由小功率输出热流涡轮机到大功率输出结构只是安装在气缸盖上位置和机件的大小尺 寸变化。(图18、图19、图20、图21)

1节  发火器的结构

1、水供给系统  2、气体分配系统  3、机械传动系统

3.1.1水供给系统。1.有水泵  2.磁控阀  3.喷水咀及温控部分组成。

作用：水供给系是及时将水供给喷水咀，准确及时参予热流作功。

工作原理：机器工作温升达到60℃～90℃(这是指燃气泵桶温度)，温控触点接通，(因为现代所有 车辆的电路都是单线制)发电机，磁通阀线圈绕组，使阀门开启，水从冷却腔，通过磁控阀门给水泵控 制阀门到水泵活塞前空间，当水泵受凸轮驱动，使活塞前面空间逐步缩小，水泵控制阀受凸轮驱动关闭 进水通道，打开喷水器通道，使水由喷水器喷咀向燃气柱塞泵桶以雾状喷出，使水雾和燃烧气体形成混 合气由喷咀以一定角度喷向涡轮叶片，促使涡轮旋转作功。

设置温控系统，主要是当发动机在冬季启动时，好启动，一般机器温度在60℃以下，温控系统不接 通电磁阀线圈电路，使之水泵进水通路阻住而喷水器没有水喷出。

3.1.1水供给系的原件及构造

3.1.1.1水泵的构造及作用(图25)

水泵是一个直杆柱塞式并代有柱塞式控制阀，有柱塞，柱塞环(环作密封用组合环型式)弹簧及锁脚。

作用是及时准确的供给燃气泵的水雾，使水和膨胀热流混合一起参与作功。

3.1.1.2热控制阀的构造及作用(图26、图28)

热控制阀是由汽油发动机的火花塞变化而构成的，它同时装有两套设置由发电机专门绕组接入电源， 热合闭触点、电容器，还有水泵的高低压水管接头及喷水咀(喷水咀有限压器的珠子及弹簧)组成。

3.1.1.2.1它的作用，主要是在寒冷的环境中机器的冷却水不参与作功，发动机工作温度达到正常后，使水 参与作功。

3.1.1.2.2具体方案：热控制阀是安装在燃气泵桶内，热控制阀上装有水雾喷咀，当燃气柱塞后退打开喷咀 时，热气流经喷咀时，热流体和拧入的热控制器接触当有足够热温度的热量使控制阀触点关闭，接通发 电机绕组，磁控制器线圈(因为现代机器的电路大多采用单线制)获得电源，使磁控阀工作开启阀门使 冷却腔的水流经水泵，水泵将水压向水控制阀的高压水道(同时控制阀阻住低压给水道)供给热控制器 的喷水咀，当燃气柱塞后退热流冲向喷咀的同时喷水咀喷出水雾参与热流一起喷向涡轮叶片参与热能作 功。

3.1.1.2.3电容器是保护触点不烧损并有利于触点闭合   10   喷咀   20   进水管接头   30   通气口   40   轴连接十字   9   燃气柱塞泵   19   出水管   29   主驱动杆   39   十字轴外接   8   柱塞头及环槽   18   连接水道   28   曲拐连接杆   38   曲拐下端十字轴   7   冷却腔密封螺帽   17   微型水泵   27   燃气柱塞泵杆   37   曲拐轴下端   6   燃气柱塞泵柱塞   16   进气口   26   发火器外壳   36   曲拐轴   5   喷水咀   15   进通气柱塞固定孔   25   曲拐连接头   35   双螺纹大端   4   水温控制器   14   水密封金属圈   24   轴承   34   曲拐双端套   3   传动室固定螺栓   13   进通气柱塞泵   23   双U型进退器   33   喷燃油器   2   发火器传动室盖   12   燃烧室   22   发火器底板   32   进通气柱塞泵驱动曲拐   1   水泵控制器   11   冷却腔   21   压气机气缸盖   31   气缸头固定孔     图号     名称     图19、图20、图21   3   下刮片     6     弹簧   10   固定触点   14   空气平衡孔   2   上刮片     5     水泵脚   9   喷水口   13   固定六角外套   1   主环     4     柱塞头   8   锁片   12   活动触点   图号   名称   图22、图23、图25、图26   7   锁销   11   电容器

3.1.2气体分配系统

3.1.2.1气体分配系统构造及作用

1.有进通气柱塞泵  2.燃烧室  3.冷却腔  4.燃气柱塞泵。

作用：它是热流涡轮机的心脏，它负责压气机的进气，当压气机压缩行程时，防止气体进入进气系 统，而是把新鲜空气密封在燃烧室里，当密封在燃烧室里的空气，以500℃～700℃高温时和喷入的燃油， 混合成可燃混合气，形成膨胀产生高压高温气流，当燃气柱塞打开燃烧室时气流冲出燃烧室在泵桶内和 水雾膨胀后生成强大气流，经喷咀冲动涡轮叶片，促使涡轮旋转作功。

3.1.2.1.1进通气柱塞泵(图23)

.进通气柱塞泵是控制压气机进气行程有充足的新鲜空气经空气过滤器，泵桶及压气机通气口无阻力 的进入气缸，当压气机在压缩行程时，将新鲜空气顺利压入和密封在燃烧室。

3.1.2.1.1.1构造：1.泵桶，泵桶上铸有连接空气滤清器的进气口(为椭圆型为减少泵的总长度)；2.圆形 通气口，口边成弧型并有连接条为防止柱塞环卡住；3.前端有螺纹和燃烧室连接，加入螺母和金属垫防止 冷却腔漏水。前端的圆径大于柱塞头部直径，为防止热冲扫柱塞，保证柱塞与泵桶有足够的润滑和足量 的润滑油冷却柱塞头部。另一点防止机械传动部分的润滑油窜入泵桶。

3.1.2.1.1.2柱塞，柱塞头有柱塞组合环和环槽及泄油孔(注意泄油孔在下方和上方没有设置，只是在左右 设置，防止润滑油串入压气机气缸和上方的进气口增大油耗和影响柱塞冷却)尾部有进退传动机构。

3.1.2.1.4燃气柱塞泵(图22)

3.1.2.1.4.1燃气柱塞泵是在压气机进气行程开启，使在燃烧室内的高压高温气流和喷入的水雾在泵桶内合 成强大气流冲击涡轮叶片，使涡轮旋转作功。将热能变为机械能。

3.1.2.1.4.2燃气柱塞泵的结构：1.泵桶内有喷咀，在喷咀上端装有和空气滤清器连通的空气管道，以防止 产生负压时形成鸣鸣声，在后端盖加有空气平衡孔，使柱塞前进时和后退不受空气阻力影响而顺利迅速。 泵桶内在设计时尽可能避免直角应保证有一定弧度(因为气体有附壁效应)，泵桶前面有螺纹以保证和燃 烧室连接，以压紧燃烧室和冷却腔的防水漏金属圈。在外面加入螺母，防止冷却水外漏。泵桶前端口径 大于柱塞头部直径尽可能多的承当热负荷(因为燃烧室直接和冷却水接触，而柱塞是间接的)泵桶喷咀 通道要尽可能短并要求有弧度和角度(在气轮机中喷嘴一般为15°左右)以减少热损失(这里还包括喷 咀与涡轮叶片的空隙)冷却水的进水接头和出水接头都在靠近燃气柱塞泵的冷却腔上方和下方接入。供 水系统的给水也是由下方接头引入的。

3.1.2.1.4.3柱塞，燃气柱塞由三部分组成，头部、杆部、尾部、头部有组合环，环槽、油孔、油孔上端 和下端设置，两面不设置，防止流入喷咀和喷水咀，保证冷却和润滑，由毛细孔防止碳化(润滑油在金 属表面超出至220℃就会碳化变质)尾部有和进通气柱塞泵一样的驱动机构。

3.1.2.1.2.3燃烧室及冷却腔(图20)

3.1.2.1.2.3.1燃烧室在活塞往复内燃机中用很大的一些篇幅介绍和研究，应用最广泛的和经研究最理想的 球型，而近年U型发展为主流，我们在图上看到是一个鸡蛋型的，为了加工方便，工艺简单又实用还可 以用全封闭球型。

热流涡轮机压缩比最好用现代压燃式柴油机压缩比的上限，(现代压燃式柴油机的压缩比为16～22) 为保证新鲜空气压缩后，保持600℃温度以上(压缩比提高到22-26)，对燃油燃烧速度和完全燃烧有利， 并为有害气体的零排放和启动发动机有利。

3.1.2.1.2.3.2燃烧室的固定和进通气柱塞泵，燃气柱塞泵的连接与固定，燃烧室和进通气柱塞泵，燃气柱 塞泵用螺纹L型连接，进通气柱塞泵桶和燃气柱塞泵用螺栓固定在气缸盖内衬钢板上。(衬板要10mm以 上，散热片为铝合金)

3.1.2.1.2.3.3冷却腔。冷却腔是负责燃烧室用水冷却介质的容器，同时给喷水咀水源，它的结构分为上盖 和下盖两部分组成，下盖有进通气柱塞泵和燃气柱塞泵接燃烧室的进端圆型孔，还有出水接头和供水泵 的磁通阀连接，为密封冷却水，泵桶和燃烧室接口处金属水封圈和外螺母双重密封措施，防止水漏出。

上盖下盖用多个螺丝和凸凹上下口连接和密封，有喷油器紧固螺栓和进水口接头(冷却水来源于水 箱)。

3.1.2.1.2.3.4空气滤清器(图24)

热流涡轮机用空气滤清器最好，水箱，润滑油冷却器，空气滤清器合为一体，因而压气机体积小了， 所以三位一体按机器体积要求也是必要的。

3.1.3机械传动系(图18、图22、图23、图27)

有主传动杆，包括曲轴前端扇型齿轮，曲拐和带动水泵的凸轮，横向连接杆，调正螺丝、锁紧螺母、 轴承。

副传动杆有两个，一个是进通气柱塞泵传动杆，另一个是燃气柱塞泵传动杆，它们的结构基本一样， 它们共同有曲拐，凸轮，双U型对称器止位滚珠轴承和传动杆上下端滚珠轴承。还可以是两轴承中间隔 一圆轴式连杆轴销的结构和安装方式。

传动系的作用是准确的完成进通气柱塞泵的进气，通气。燃气柱塞泵和进通气柱塞泵配合完成可燃 混合气形成和膨胀，高压高温气流和水的再一次膨胀，形成强有力的气流经喷咀，喷向涡轮机的叶片， 促使涡轮旋转。

3.1.3.1 A主驱动杆，它是一个由两个扇型齿轮改变方向180°传动的，主扇型齿轮安装在压气机曲轴前 端，改变180°角的从动扇型齿轮是和压气机曲轴前端扇型主齿轮啮合。从动扇型齿轮和主动扇型齿轮轴 用花键连接，用螺母锁定，以调整传动系统正时为目的，主驱动杆通过滚珠轴承固定的。分别带动进通 气柱塞泵和燃气柱塞泵曲拐，并带动水泵和水泵控制器的两个凸轮。

3.1.3.2 a传动主从扇型齿轮和曲轴的转速和转角必须一致而主驱动杆上的曲拐和付驱动杆的转速和转角 也必须一致。也就是当曲轴旋转360°它们是同步的。这样才有保证发火器和机器正常工作。

3.1.3.3 b进通气柱塞泵，燃气柱塞付传动杆上的曲拐，这两个传动杆上的曲拐都是以主传动杆连接横杆 上有调整螺纹和固定螺母，保证主从动曲拐和压气机曲轴同角度同速度，(不过起微调作用)。这些调整 部位在设计时要重视。

3.1.3.4 c我们重点介绍和付驱动杆直接带动的进通气柱塞泵和燃气柱塞泵的进退装置。它的结构有半圆 型体凸轮，凸凹在两个装有双U型对称器上的两个滚珠轴承中旋转，用凸轮的不同凸凹不同的弧度控制 双U型对称器前进时间，角度和后退时间及角度，并负责两个时间角度的变化。

3.1.3.5 a.b的弧长必须是压气机活塞的一个行程距离(因为圆是直线的3.14倍)，付轴曲拐旋转360°正 好是主驱动杆轴及曲拐旋转360°，同时也是压气机曲轴旋转360°，这两个180°也刚好完成双U型对 称器前进一次，后退一次，同时也带动柱塞在泵桶内前进一次和后退一次连续运转。

3.1.3.6 e.b这两个滚珠轴承的选择必须满足如下要求，第一，每分钟转速要满足如下要求，第一每分钟 转速要满足凸轮转速的2-3倍以上，第二要求旋转灵活，体积小，这样双U型对称器空间距离小，但是 必须满足凸轮的接近角和离去角的要求，第三保证凸轮运行的贴合，防止过紧而产生热量影响轴承使用 寿命，防止过松产生不必要的机械杂音和轴承转动不正常，破坏发火器的正常工作。主要是轴承的定位， 间隙，凸轮a.B弧的流畅和弧和弧的衔接要很注意。

3.1.3.7 F此轴的长度正是双U型对称器控心总长度，这个长度要满足。

3.1.3.8 C-0°-D-0°这即是两轴承的对称距离，又是两轴承的凸轮旋转中的接近角和离去角(以中心线为 0°而言)为了有这个角度存在我们把两个轴承分别设置偏离中心线的左右而形成角度，同时凸轮的弧线 分别超前中心线和滞后中心线来实现这个接近角和离去角(主要是以旋转方向而形成的)这个角度正是 压气机活塞两个行程的交替过程也就是进气行程和压缩行程的上止点向下止点或由下止点向上止点的两 个交替过程，这个交替在发火器的工作中也必须准确的配合好和必须的，而且又要在很短的时间内完成。 因为凸轮向一个方向不停的旋转，转速和角度都与压气机的转速和角度绝对一致。这也是一个要必需满 足机器工作的条件之一。

3.1.3.9 c.曲拐轴向连接中图上端为大小头螺丝固定，这种螺丝不但节约料还体积小，保证各种转速不脱 扣，下端正用十字凸凹外套连接，省时省料，加工方便，工艺简单，结构强度和刚度好，(如果有滚珠轴 承内径可代替外套)。

4章  压气机

压气机是热流涡轮机的主要一部分，它不但要及时供给发动机的新鲜空气，而且本身负责发火器的 驱动传递，润滑，燃料供给，所有机件的组合基体。(图29，图30)

1节  机体与气缸(图31、图32、图34)

4.1.1机体构成热流涡轮机的骨架，机体内安装所有的主要零部件和附件，为了保证活塞连杆，曲轴，气 缸等主要零件工作可靠耐久，它们互相之间必须保持精确的相对位置。机体的表面尺寸，几何形状，相 互位置都很严格，在设计时必须有严格的公差要求。

由于结构复杂，尺寸较大，壁又较薄，毛坯铸造，机面加工面多，精度和光洁度要求就会很高，因 而机械加工很费时。

热流涡轮机的机体采用气缸，曲轴箱分体结构，因为曲轴是组合式。采用滚珠轴承支撑曲轴，我们 选用黄河JN150型汽车、6135Q型发动机机体结构，为了便于安装用滚动主轴承支撑的曲轴，采用隧道 式气缸体。

气缸体内部铸有隔板和若干个加强筋，用来增大刚度，支撑曲轴主轴承和涡轮，驱动传递机件。

为了风冷却目的，气缸和曲轴箱两体结构。气缸盖和气缸也是两体结构，热流涡轮机的固定，我们 觉得以涡轮外壳和涡轮轴承做固定点，压气机固定在涡轮外壳上，这样压气机可以减少体积和充分利用 轻质合金。也有利于冷却(图33、图35)。

我们可以把压气机曲轴箱和涡轮外壳两体分开成型，这样成型体积小容易利用先进工艺，减少人力、 物力消耗，降低生产成本，产品率高。(吉林工业大学内燃机教研室编《内燃机理论与设计》下册第六页)。

最近出现一种新的成型方法，称为液态模锻法，这种方法就是向流入铸型中的金属液，在其液态或 半液态情况下施加压力，一直保持到铸件凝固终了。它是一种介于铸造和锻造之间的方法，不需要复杂 的锻造设备，也不需要复杂的压铸设备，可以去除铸造缺陷，改善机械性能，扩大合金的使用范围，对 壁厚的活塞类零件特别适用。

4.1.2气缸筒上带有很多散热片，为了简化制造工艺和减少热变形，采用单体气缸结构。

气缸盖(发火器)气缸及曲轴箱的连接方式有两种，如图36：一种用长螺栓直接把气缸盖、气缸体 及曲轴箱连接，为简化工艺，降低成本采用的另种直接连接方式。

气缸外表面布置了很多散热片，以增加散热表面，气缸的铸造有两种：一种为铸铁气缸代散热片的； 另一种为了冷却需要双金属用灰铸铁做气缸原料，外表面用铝制散热片。(图37)或以水冷却形式。

2节  曲柄、连杆机构(图38、图39、图41、图42、图43、图44、图45、图46)

4.2.1活塞连杆组

活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆等机件组成。

活塞的基本构造可分为三部分：顶部、头部、裙部，对它的要求强度高，重量小，导热性好。

活塞顶部为平顶，它主要承受压缩空气压力；头部有若干个活塞环槽，安装密封环和刮油环，组合 环，环槽低部有若干个小孔，使多余的润滑油泄入曲轴箱；裙部是用来引导活塞在缸内运动，裙部还有 活塞销座用于连接连杆。

为了减轻活塞的重量在铸造上，在不影响强度和硬度的允许范围，尽可能薄一些，为导热性好，要 选择热膨胀系数小的材料。

为了使活塞有一定刚度和强度在销座部位要加大一些厚度，而在裙部要有一定的椭圆度(见图40) 使用材料见下表：     合     金     种     类 制 造 方 法   比重   (克/   厘米2) 导热率 入(卡/ 厘米秒 ℃)   线膨胀   系数β   ×106/℃   相   对   磨   损   弹性模   板E   (公斤/   毫米2)   布氏硬度(HB)   抗拉极限   (b公斤毫   米2     延伸率6(％)    弯轴疲劳极限    6-1(公斤/毫米2)   20   ℃   200   ℃   300   ℃   20   ℃   300   ℃   20℃   300℃   20℃    300℃     灰铸造 III   7.3 0.12   II   0.6   10500   200   200   170   22   20   0.1   0.1   9.5    8.5 III 一砂型铸造抄内燃机理论与设计下册(吉林工业大学内燃机教研室编)

活塞环：活塞环可分密封环(又称气环或压缩环)和刮油环(又称油环)。密封环(进通气柱塞泵， 燃气柱塞泵都用密封环)第一保证气体不泄漏，第二保证将柱塞上的热量传给泵桶。

由于密封环要完成密封气体和导热任务，因此它应有足够的弹力，使环的外圆柱面紧压在气缸壁上， 端面应很平整光滑。能与环槽的端面良好贴合。由于柱塞在高温下工作，环的润滑条件很差，其弹性容 易下降，磨损也很严重。因而环的材料选择和结构改进主要是为了提高其工作寿命。

密封环一般都用优质灰铸铁制成，为提高其性能，可在灰铸铁中加入少量的铬、镍、钼、钨等合金 元素或镀铬、喷钼等工艺。

压气机的环用一道密封环和二道组合式刮油环，做密封和刮油，组合式刮油环的结构有上下两个刮 片和主环组成。刮片与气缸壁接触，刮下的润滑油由主环油孔流回油底壳，刮油性能好。主环是用薄钢 皮冲压卷制而成，工艺简单，便于自动化生产。

活塞销是用来连接活塞和连杆小头，装配时，它的中间穿过连杆小头孔，两面支承活塞销孔中，因 承受往复冲击力和惯性力，要求重量轻，采用较好的钢材，制成中空表面进行工艺性处理。

活塞销采用浮式安装法，在活塞销座两端用卡环嵌在销座凹槽中进行轴向定位。

连杆与连杆轴承：连杆是将活塞承受的力传给曲轴，并和曲轴配合把轴同运动变为活塞直线往复运 动，为保证足够刚度和强度的原则下，尽可能保持小的重量，保证结构刚度和强度要减轻重量，大端小 端都用。轴承做封闭式结构，杆身两面用支撑筋中间空的结构，材料用优质灰铸铁液态模锻法制造。

曲轴：曲轴是压气机主要机件之一，由涡轮产生的动力是由曲轴传递给压气机的，同时压气机的工 作情况也是由曲轴反映给涡轮的，消耗主机动力的大小、多少都由曲轴反映出来。

热流涡轮机使用的曲轴是全支承组合式曲轴，它分主轴颈和连杆轴颈，它的结构是按着黄河JN150 型汽车、6135Q型发动机，曲轴上装用滚动主轴承。气缸体采用隧道式结构，曲轴是组合式的，它的优 点是曲轴旋转阻力小，易于起动，功率消耗小，采用隧道式气缸体刚度大；缺点是结构复杂，制造成本高。

连杆轴颈：连杆轴颈采用中空和活塞销一样的结构，因为连杆大端是滚珠轴承的，所以连杆轴颈是 和主轴颈为分体连接的，这样组合式曲轴就成为开体式，不能闭合型。

曲轴前端，有带动燃料系统和润滑系统的齿轮，还有带动发火器的驱动扇形齿轮，后端有和涡轮啮 合的齿轮，异步和同步就是齿轮比决定的。

制造曲轴的材料用铸铁、轴颈作工艺处理。

3节  压气机相关的理论叙述

压气机是热流涡轮机的最关键的组成部分，它占全部机体组合的1/2还要强，因而以一定的篇幅叙述 其理论部分，以探讨它的运用可行程度和实际应用的理论依据。

4.3.1压气机的理想过程

压气机是用来制造压缩气体的机器。根据热流涡轮机的特殊需要，我们在诸多的压气机中，选择了 活塞往复式压气机，为了实用可靠，我们从基础理论手段论证设计总体要求的基础数据，最基本的计算 方式。

根据1957年上海科学技术出版社出版《工程热力学机器学》上册第146页。

图71压气机的简图和它的理想示功图。

P压力(坐标系坐标)   V容积(坐标系坐标)   Pνm密度、比容、质量为常数c   c气体状态不变， 仅是位移   Pνk密度、比容k为排气过程常数b   b排气过程不是热力过程   Pν密度、比容为常数a   a 压气机工作过程不是封闭过程。

4.3.1.1进气过程

活塞向右移动时，气体在初压P1下经过进气门进入气缸。

活塞达到右端点时，进气门关闭。V-P图上线1-2

4.3.1.2压缩过程

活塞重新向左移动，压缩气体沿曲线1-2使气体压力升高到终压P2。此时排气阀开，活塞继续向左 移动，压送气体进入贮气器，在V-P图上线1-2，线2-3表示排气过程，而面积1-2-3-4-1就可以度量压气 机所消耗的机械功。A、压气机工作过程不是封闭过程；B、示功图中线4-1进气过程和图2-3所表示的 排气过程也不是热力过程；C、这两个过程气体状态不变，仅仅发生位移；E、示功图中仅仅只能记录功 量变化；不能判断工质的状态变化。

F气缸活塞面积    P1进气压力    S1活塞移动距离

压气机进气过程气体作功P1FS1   进气为1公斤   FS1＝υ1   气体作功P1υ1

图71中面积1-4-5-7-1就代表这份功。

气体压缩压力P1上升到P2这个过程，可按：

1、等温过程；2、绝热过程；3、多变过程。

等温过程：气体克服外力作功 $w=\mathrm{RT}\ln \frac{v_2}{v_1}$

绝热压缩过程，气体克服外力作功 $w=\frac{1}{k-1}({\rho }_1{v}_1-{\rho }_2{v}_2)$

多变压缩过程气体克服外力作功 $w=\frac{1}{n-1}({\rho }_1{v}_1-{\rho }_2{v}_2)$

这份功在图中可用面积1-2-6-7-1来表示，由式可知W实际是负值。

排气过程，气体消耗功P2FS2因排出气体1公斤，FS2＝ν2

气体消耗机械功P2V2图中面积2-3-5-6-2表示。

可以确定压气机中气体作功W0(W0为负值，消耗功)

如果压气机进行的是等温压缩，因为P1V1＝P2V2所以

$w_0={\rho }_1{v}_1+\mathrm{RTLn}\frac{v_2}{v_1}-{\rho }_2{v}_2=\mathrm{RTLn}\frac{v_2}{v_1}$

如果压气机进行的是绝热压缩，那么，

$W_0={\rho }_1{v}_1+\frac{1}{k-1}({\rho }_1{v}_1-{\rho }_2{v}_2)-{\rho }_2{v}_2=\frac{k}{k-1}({\rho }_1{v}_1-{\rho }_2{v}_2)$

如果压气机进行的是多变压缩，那么，

$W_0={\rho }_1{v}_1+\frac{1}{n-1}({\rho }_1{v}_1-{\rho }_2{v}_2)-{\rho }_2{v}_2=\frac{n}{n-1}({\rho }_1{v}_1-{\rho }_2{v}_2)$

这份功在图中就可用面积1-2-3-4-1来表示。

为了便于比较这三种不同压缩过程的压气机消耗机械功，将这三种不同压缩过程的示功图描绘在同 一坐标系上(图72)。

由此可见，等温压气机所消耗的机械功少；绝热压气机压缩所消耗的机械功最多。

图中线1-2等温曲线

1-2″绝热曲线

1-2′多变曲线

多变指数值n介于K与1之间K＞n＞1

为了希望压气机的工作情况最为有利，要求它能按着等温过程进行压缩工作，因此就必须设法冷却 气缸。

实际这种情况下，压气机是按照指数N＝1.2-1.25的多变过程进行工作。

P—气体对容器壁的绝对压力      U—气体比容

n—容积内气体分子数            V—物体体积

T—绝对温度                    B—比例常数

BT—分子直线运动平均动能       R—气体常数

L—数学运算对数

K—定压比热跟定容比热的比值

单原子组成的分子气体K＝1.667。双原子分子组成的气体K＝1.4

例题：计算单级压气机中，每公斤空气所消耗的机械功。

已知：空气的初态P1＝1绝对大气压   t1＝17℃终态压力   P2＝8绝对大气压；压缩过程按指数n＝1.3 的多变过程进行工作。

T1＝273+t＝273+17＝290°K    气体常数R＝29.27

因为 $\frac{T_2}{T_1}={\left(\frac{P_2}{P_1}\right)}^{\frac{n-1}{n}},$ 所以

消耗机械功为 $w_0=\frac{n}{n-1}({\rho }_1{v}_1-{\rho }_2{v}_2)=\frac{n}{n-1}({\mathrm{RT}}_1-{\mathrm{RT}}_2)$

摘自1976年2月第一版《吉林工业大学汽车教研室汽车构造》(上册)16页。

4.3.2往复惯性力与离心力(图73，a是进气行程，b是压缩行程)

图73(d)P1沿连杆方向作用在曲柄销上的力；P2活塞与气缸壁间的侧压力；R曲轴主轴颈与轴承间 压紧力；T曲柄垂直方向分力。(b)P1′和P2合成压缩行程气体总压力P′；P1′分解为两个分力R′和T′；P2 活塞压向气缸另一侧的力；R′曲轴主轴颈与主轴承间压紧力；T′阻止曲轴旋转阻力。图74(a)F活塞在 上半行程惯性力；Fcy离心力在垂直方向分力；Fcx水平方向分力；n曲轴旋转方向。(b)F活塞在下半 行程惯性力；Fcy′离心力在垂直方向分力；Fcx′水平方向分力；n曲轴旋转方向。

往复运行的物体，当运动速度大小和方向变化时，就要产生往复惯性力。物体绕某一中心作旋转运 动时，就会产生离心力。这两种力在曲柄连杆机构的运动中都是存在的。

活塞和连杆大头在气缸中作往复直线运动时，速度很高而且数值在不断变化。当活塞由上止点向下 止点运动时，其速度变化规律是从零开始逐渐增大，临近中间达最大值，然后在逐渐减小到零。也就是 说：当活塞向下运动时，前半行程是加速运动惯性力向上，以F表示：后半行程是减速运动，惯性力向 下，以F′表示；同理，当活塞向上时前半行程惯性力向下，后半行程惯性力向上。

活塞：活塞销和连杆小头的质量越大，曲轴转速愈大，则往复惯性力也愈大，它使曲轴连杆机械的 各零件和所有的轴颈承受周期性的附加负荷，加快轴承磨损；未被平衡的变化着的惯性力传到气缸体后， 还会引起发动机的振动。

偏离曲轴轴线的曲柄，曲柄销和连杆大头绕曲轴轴线旋转，产生旋转惯性力，即离心力，其方向沿 曲柄半径向外，其大小与曲柄半径旋转部分的质量及曲轴转速有关。

曲柄半径长，旋转部分质量大，曲轴转速高，则离心力大，离心力FC在垂直方向分为FCY与往复惯 性力F方向总是一致。因而加剧了发动机的上下振动。而水平方向分力为FCX则使发动机产生了水平方 向的振动。离心力使连杆大头的轴承和曲轴销、曲轴主轴颈及其轴承受到又一个附加载荷，增加它们的 变形和磨损。

4.3.3摩擦力(a活塞上半行程惯性力，b活塞下半行程惯性力)摘自1975年2月第一版《吉林工业大 学汽车教研室构造》(上册)17页。

摩擦力是任何一对互相压紧并作相对运动的零件表面之间必定存在的，其最大值决定于上述各种力 对磨擦而形成的正压力和磨擦系数。

上述各种力，作用在曲柄连杆机构和机体的各有关零件上，使它们受到压缩、拉伸、弯曲和扭转不 同形式的载荷。为了保证工作可靠，减少磨损，在结构上必须采取相应的润滑措施，详见下面各节。   2   涡轮前外壳   4   缸体前端     7 连杆轴颈   10   轴承   1   涡轮后外壳   3   缸体及轴承座     6 组合式曲轴前端   9   齿轮   图号 名称   图33，图45，图46     5 卡簧   8   连接螺栓   4   加油口   9   机油精滤器     13 油压表   7   限   压   阀   3.螺塞   2.弹簧   1.柱塞   3   机油温度表   8   旁通阀     12 喷咀   2   机油集滤器   6   机油细滤器     11 齿轮泵   1   油底壳   5   机油泵     10 机油油道   图号 名称 图47   3   传动齿轮   6   出油孔   9   后盖板   13   固定螺孔   2   定位销   5   油泵壳体   8   内转子   12   卡簧   1   调正垫片与螺母   4   前盖板   7   外转子   11   轴套   图号     图48   10   主动轴   2   外壳   4   定位螺钉   6   O型橡胶密封圈   9   水室   1   散热片   3   冷却管   5   挡板   8   压板   图号   名称   图50   7   管板   6   滤油器壳   12   (17)阀盖   22   滤清芯上盖   6b   绕丝筒   5   粗滤芯   11   (18)弹簧   21   细滤芯上密封圈   5d   粗滤芯铜丝   4   纸质细滤芯   10   (14、19)垫圈   20   旁通阀   4d   折状滤纸   3   滤清器芯下密封圈   9   安全阀   16   纸垫   25   垫圈   2   滤清器芯底座   8   滤清器盖   15   中心螺杆   24   螺针   1   滤清器芯底座弹簧   7   滤清器盖密封圈   13   滤清器压紧螺母   23   滤清器上盖紧固螺母   图号   名称   图49   3   燃油滤清器   6   输油泵   9   高压输油管   13   空气滤清器与发火器接口   2   燃油滤清器进油口   5   输油泵进油接头   8   输油管   12   空气滤清器   1   油箱   4   输油管   7   高压油泵   11   回油管   图号   名称   图51   10   喷油器   8   柱塞套上孔   16   导向套   24   柱塞   7   阀座   15   销钉   23   油道   31   轴向孔   6   片阀   14   油管接头   22   齿条   30   径向孔   5   阀座   13   滤芯   21   滤芯   29   上螺旋切边   4   单向阀   12   泵体   20   油管接头   28   下螺旋切边   3   弹簧   11   齿轮   19   销   27   柱塞套下孔   2   喷咀头   10   外套螺帽   18   推杆   26   环状空腔   1   喷孔   9   油道   17   弹簧   25   柱塞套   图号   名称   图52   7   减摩垫圈   14   停车挡销   21   起动手柄   28   调速操纵轴   6   下盖板   13   加油螺塞   20   起动加浓弹簧   27   调速扭簧   5   调速簧定位螺钉   12   油量限位总成   19   油量限位轴   26   油封圈   4   锁紧螺母   11   辅助弹簧   18   停车手柄   25   调速操纵轴套筒   3   垫片   10   开口垫圈   17   飞球   24   开口挡圈   2   调速器盖   9   摇架   16   推力盘   23   调速手柄   1   调速器支座   8   上盖板   15   驱动盘   22   停车操纵杆     图号     名称   图54   5   调压螺钉   10   紧固螺套   15   塑料护盖   4 垫圈   9   喷油器体   14   定位销   19   胶木护套   3 调正螺钉护帽   8   顶杆   13   铜锥体   18   衬垫   2 衬垫   7   调压弹簧   12   针阀体   17   滤芯   1 回油管螺帽   6   调压弹簧垫圈   11   针阀   16   进油管接头   图号   名称   图55   2 手泵活塞   4   进油管接头   7   挺杆偶件   10   活塞弹簧   1 手泵   3   滤油网   6   止回阀   9   活塞   图号   名称   图56   5   出油管接头   8   输油泵体   13 锁紧螺钉   26   放油阀   39   夹板   12 调正齿圈   25   输油泵紧固螺栓   38   接头保护套   11 柱塞套油封环   24   滚轮   37   高压油管接头座   50   夹板   10 柱塞   23   挺杆体   36   出油阀座垫圈   49   止推螺栓   9 柱塞套   22   挺杆调正螺钉   35   缝隙滤芯   48   回油管接头   8 柱塞套定位螺钉   21   油尺   34   润滑油道   47   回油管接头螺钉   7 油道   20   锁紧螺母   33   润滑油稳压器   46   联轴器   6 出油阀座   19   柱塞弹簧下座   32   齿条定位螺钉   45   滚动轴承   5 出油阀   18   检视盖板   31   调节齿条   44   轴盖板   4 放气螺钉   17   通气螺钉   30   凸轮轴   43   调节螺套   3 出油阀弹簧   16   柱塞弹簧   29   泵体   42   调节器   2 减容器   15   柱塞弹簧上座   28   螺塞   41   管接头   1 高压油管接头   14   油量控制衬套   27   定位螺钉   40   进油接头   图号     名称   图53

4节  热流涡轮机的润滑系(图47)

润滑系的基本任务是将机油不断供给各零件的磨擦表面，减小零件的磨擦和磨损。流动的机油可以 清除磨擦表面上的磨屑等杂质，并冷却磨擦表面。此外，气缸壁的活塞环上的油膜能提高气缸的密封性。

4.4.1.润滑系组成：油底壳，机油泵、集滤器、喷嘴等组成。

4.4.1.1.机油泵：有齿轮式和转子式两种。

机油泵是将润滑油产生压力，使之润滑油在油路中不断流动，润滑各零件表面，齿轮机油泵结构简 单，制造容易，工作可靠，应用最广。

4.4.1.2.转子式机油泵：转子式机油泵工作原理，图48主动的内转子和从动外转子都装在油泵壳体内，内 转子固定在主动轴上，外转子在油泵壳体内可自由转动，二者之间有一定的偏心距。当内转子旋转时， 带动外转子旋转。转子齿形齿廓设计得使转子转到任何角度时，内、外转子每个齿的齿形齿廓线上总能 互相成点接触。这样，内、外转子间便形成四个工作腔。某一个工作腔从进油口转过时，容积增大，产 生真空，机油便经进油孔吸入。转子继续旋转，当该工作腔与出油口相通时，腔内容积减少，油压升高， 机油经出孔压出。

转子式机油泵结构紧凑，吸油真空度较高，泵油量较大，且供油均匀。可以安装在油底壳外而且位 置可以高一些。

4.4.1.3.机油滤清器：机油通到磨擦面之前，经过滤清器滤清的次数愈多，则机油愈清洁。但滤清次数愈 多，机油的流动阻力也愈大。为解决滤清与油路通畅的矛盾，在润滑系中一般装用几个不同滤清器增加 滤清能力(与主油流串联的滤清路称为全流式滤清器，与主油道并联的则称为分流式滤清器)如上节所 述。这样既能使机油有较好的滤清，而又不至于造成很大的流动阻力。

4.4.1.4.机油滤清器的种类：1浮式集滤清器   2固定式集滤器   3粗滤器   4细滤器   5离心式细滤器 6复合式滤清器。(图49)

4.4.1.5.复合式滤清器，以供采用。上海SH760，SH130型汽车采用细滤器与粗滤器串联，面设置在同一 外壳内的复合式机油滤清器，构造粗滤芯为线绕式，带有凸起的铜线与5a绕在波纹状的绕丝简5Bh， 形成0.04-0.09毫米的滤清缝隙。细滤芯为纸质的，折状滤纸4a用粘合剂固定在滤芯端盖上，由机油泵 进来的机油，从孔D进入，经过粗滤芯铜丝缝隙，再经过滤纸进入中心腔，然后沿中心腔上流，经孔E 进入主油道。滤油器盖压紧螺母13的螺纹孔H与出油孔E相通，油压力表油管接头旋于螺纹孔H上， 当细滤芯堵塞，该滤芯前后压力差超过1.2公斤/厘米2时，旁通阀20打开，经粗滤的机油便经孔G和孔 E供入油道。当粗滤芯堵塞，进油孔D和出油孔E油压差超过2公斤/厘米2时，安全阀q打开机油则不 经滤芯，直接供入主油道。

4.4.1.6.机油散热器，为了使机油保持在最好的温度范围内工作，除靠油底壳内自然冷却，我们将(6120 型柴油机)机油散热器装在冷却环路中，当油温较高时，靠冷却水降温；而起动暖车期间较低时，则从 冷却水吸热迅速提高机油温度。我们把机油、冷却水、空气滤清器三位一体设计在一起。(图50)

5节  燃料供给系(图51)

热流涡轮机所用的燃料为多种，汽油、柴油、煤油、酒精可燃气体等。因此可燃混合气的形成和燃 烧运用压燃式柴油机的形成是可行的，也是比较有可实施的最佳方案。在操作方式上从原理与结构和参 考现有结构全部实用可行。

4.5.1.燃料供给系的组成：燃油箱、输油泵、低压高压回油供油管、燃油滤清器、高压油泵、喷油器等组成。

4.5.2.柱塞式喷油泵的整体结构

随着高功率强化柴油机的不断发展，近十多年来国外出现了一种P型喷油泵。它与原有传统的柱塞 式喷油泵结构有所不同。其主要特点是：泵体采用箱式封闭结构，且在泵体上不开窗口，以增大泵体的 刚度，使喷油泵能随更高的喷油压力而不致变形，以适应高速高功率柴油机动性要求：由柱塞套出油阀 偶件以及出油阀底座等用一个法兰套装在一起，成为一个整体部件用螺钉直接固定在泵件上；供油量和 供油始点时间的调整，分别从外面转动法兰套和从法兰套下面加减垫片的办法进行的；喷油泵采用了强 制式润滑系统，并与发动机润滑系统相连接。

4.5.3.国产高速柴油机喷油泵系列(图53)

我国设计的喷油泵系列就是这样形成的。

国产喷油泵I、II、III号系列的主要参数如表所示。它基本上能满足我国目前生产的中小功率高速 柴油机的需要，因此应用比较广泛。这个系列各号喷油泵的结构大致相同，其共同特点是：

国产喷油泵系列的主要系数： 主要参数 I号  II号  III号 凸轮升程(毫米) 7  8  10 柱塞直径范围(毫米) 5～9  7～11  9～13 最大循环供油量(毫米) 150  180  480 最高使用转速(转/分) 1500  1500  1000 柱塞轴距(毫米) 25  32  38 凸轮基圆直径(毫米) 24  28  36 滚轮体直径(毫米) 22  26  36 柱塞副数 2、3、4、6(12)  2、3、4、6(12)  4、6、8 适用柴油机缸径范围(毫米) ＜150  105＜135  140～160

4.5.3.1喷油泵体分成上下两部分，拆装和维修比较方便；

4.5.3.2采用拨叉式油量调节机构，与常见的齿条式机构对比，结构简单，材料利用率高。

4.5.3.3滚轮体部件采用了垫块调整的方法，代替调节螺钉的结构，这样可以克服调节螺钉。顶平面硬度 不易提高而造成容易磨损的缺陷：

4.5.3.4考虑了加强密封和润滑的余地，增加个别部件，可以适应多种燃料的需要；

4.5.3.5喷油泵结构紧凑，体积小，重量轻。如4125型柴油机改为II号泵后，喷油泵重量从原30公斤降 低到14公斤，4146型柴油机改用III号泵后，喷油泵重量从原80公斤减轻到16公斤左右。这样不仅节约 了大量的原材料，而且减轻了生产和使用人员的劳动强度。

此外国产系列泵还具有零件数目较少，通用性和互换性较好的优点。但是国产系列泵还存在着外形 尺寸过分紧凑，适应增大功率的潜力较小，泵体刚度差易于变形，调节机构不够灵活，个别零件磨损较 大，使用寿命不够长等缺点。这些缺点，要求我们在今后的生产实践中努力地加以改进和提高。

4.5.4.轴针式喷油器通常用于涡流室和预燃室柴油机中，近年来也开始应用于少数带有强烈地气涡流的直 接喷射式柴油机。它的喷注形状呈空心的锥形或柱形。喷孔断面大小与喷注的角度开头取决于轴针的形 状和升程。轴针头部的形状有柱形和锥形两种。当要求喷雾锥角不大时，宜将轴针头部做成柱形， 而要求喷雾锥角很大时，轴针的头部应做成具有两个相对的截锥体的形状。改变轴针头间的形状，就可 以得到各种不同的喷雾锥角，一般可在4°～45°度范围内变化。轴针式喷油器的喷孔直径都在1毫米以 上。因为喷孔直径较大，孔内双面轴针上下活动起自洁作用，喷孔不易积炭，工作可靠。(图55)

4.5.5.泵喷油器结构(图52)

泵喷油器GMC二冲程柴油机上得到了应用(如图所示)。其优点主要是因为柱塞与喷油器喷孔之间的 高压燃料容积大大地减小了，基本上消除了喷油过程中由于燃料可压缩性而引起的压力波动的影响，使 高速运转时实际喷油的始点和终点比较近于喷油泵所确定的理论供油始点和终点。

泵体12上用上套螺帽10紧固着柱子塞套25和喷嘴头2，柱塞套上有上下两个孔，这两上孔定期地 使柱塞套压油腔和环状空腔26相通。柱塞套内安装有柱塞24，柱塞下部有环形切槽。切槽上下端是两个 螺旋形切边，上切螺旋角比下边大。环形切槽通过柱塞上的径向孔和轴向孔与柱塞套压油腔相通。柱塞 上端有凸肩伸入导向套16上。导向套被弹簧17压向上方。柱塞上部装有齿轮11，并与齿条22相啮合。

喷嘴上有6个直径为0.165毫米的喷孔，并在内部装的单向阀4和片阀6，单向阀可以保证喷油开始 和终了时比较迅速。片阀可防止燃烧室进入泵-喷油器内腔。单向阀开启压力约为115公斤/厘米2。

在泵-喷油器工作时燃料在输油压力作用下经油管接头进入，通过金属滤芯13与油道9送入环形空 腔26，一部分燃料又从这里经油道23与第二个滤芯21不断流回燃料箱。燃料在环形空腔内循环，可以 使泵-喷油器的冷却，促使空气和蒸气泡的排出。当柱塞位于最上面的位置时，燃料从环形空腔通柱塞套 上孔、环形切槽与柱塞孔，并直接通过柱塞套下孔进入并充满柱塞压油腔。当柱塞向下运动时，柱塞套 下孔被遮盖，一部分燃料从柱塞套内压出经柱塞孔与柱塞套的上孔返回环形空腔。当柱塞的上螺旋切边 遮盖住柱塞套的上孔时，燃料开始通过单向阀而从喷嘴喷出。这个时刻对应理论供油始点，而当柱塞继 续向下运动，下螺旋切边开始将柱塞套的下孔流回环形腔。虽然此时柱塞仍继续向下运动，但供油已经 终止。通过齿条转动柱塞时，可以改变柱塞上螺旋切边与柱塞上孔的相对位置，使供油量和供油始点终 点都发生改变。供油量增加时，供油始点提前，供油终点延迟。这样可使变工况工作的车用柴油机工作 比较柔和。

GMC泵-喷油器柱塞在直径6.35毫米，行程8.75毫米，在全负荷工况下，转速n＝2000转/分时最高 喷油压力Pmax＝1320公斤/厘米2。

4.5.6柴油机使用调速器的必要性

目前所有的柴油机上都装有调速器，这是柴油机工作过程的特点所要求的。汽车拖拉机等高速柴油 机大多数在变工况下运转，经常会遇到突变负荷的情况，如汽车从上坡过渡到下坡行驶，拖拉机悬挂的 农具突然卸去了负荷，就会引起转速很快上升。柴油机以超过标示的最高转速工作是不允许的。因为这 时燃烧过程剧烈恶化，排气冒烟，而且也对于运动零件的惯性力大为增加，严重时可能引起零件损坏。 因此柴油机有必要防止超速。热流涡轮机在汽车、拖拉机的应用上也同样有这些实际情况，有使用柴油 机调速器的必要性。

4.5.7.全速调速器(图54)

全速调速器不仅能限制柴油机的最高和最低转速，而且在柴油机的所有工作转速下都能起作用。也 就是说，在任何的速度工况下，供油量都由调速器自动控制。

全速调速器还可以采用其他不同的结构型式，如图表示的结构，具有单排飞球和一根强力的扭簧。 调速器扭簧套在调速操纵轴上；两端压在摇架上。操纵调速手柄，就可转动操纵轴从而改变扭簧的扭转 程度，就是改变了扭簧压紧在摇架上的力。因此调速手柄一定位置，对应一定的速度形成扭簧压力，也 即对应于一定的调速器起作用于转速。只有当转速升高到某一转速以后，飞球产生的离心力才能通过推 力盘克服扭簧的压力，使摇架带动喷油泵调节杆向左移动，减小供油量；使转速降下来，直到飞球的离 心力又是与扭簧的压力平衡时为止。

调速器壳上还装有起动加浓手柄。起动时，拉动手柄，使喷油泵调节杆的供油量加大。

4.5.8.燃料滤清器(图57)

为了保证发动机不间断工作，从燃料箱流出的燃料，必须仔细地消除机械杂质和水，如果燃料滤清 不良，喷油系统的精密偶件便会发阻滞和加速磨损，从而引起柴油机各缸供油不均匀，功率下降，燃料 消耗增加。因此燃料滤清器对保证喷油泵和喷油器的可靠工作对提高它们的使用寿命有重要的作用。

高度10厘米，柴0708型，为柴油滤清器滤芯，外径7厘米，高8.5厘米。

4.5.9.近年来，国产柴油机上使用纸质柴油滤清器日益增多。纸质滤芯的使用，可以了省大量的毛毡 及棉纱，而且纸滤芯的使用实践证明，它的性能是相当好的。纸滤芯的阻力比毛毡式和棉纱缠绕式滤芯 小得多。纸滤芯对引起喷油系统精密偶件磨损较严重的机械杂质(颗粒直径为6～20微米点85％的石英砂) 的过滤效率可达95％以上，完全可以满足实际使用的要求。而且纸滤芯的堵塞寿命在各种流量下试验，都 证实要比毛毡式和棉纱缠绕式高得多。此外纸质柴油机滤清器还具有重量轻、体积小、成本低的优点。 设计新发动机选用柴油滤清器时，根据功率的不同，可按纸柴油滤芯系列选择。如图为纸质柴油滤清器 的结构。

4.5.10.输油泵(图56)

输油泵的作用是保证燃料在低压油路内循环，克服管路及滤清器的阻力，并保证供油油量有足够数 量及一定压力的燃料给喷油泵。一般输油泵的供油量要比喷油泵的需要量大10倍左右。活塞式输油泵因 为结构简单，使用可靠，加工安装方便，应用得比较广泛。它的结构如图所示。

输油泵装于喷油泵的一侧，由手泵，滚轮传动输油机构，单向阀，壳体及进出油管接头等组成。当 喷油泵凸轮转动时，通过挺杆机构(或滚轮机构)，使活塞作往复运动，由于单向阀的作用，不断地向滤 清器输送燃料。输油泵的供油量大于喷油泵的需要时，油路中压力上升，这压力作用在活塞的后面。如 压力大于活塞弹簧压力。油泵便停止供油。为了在发动机起动前使喷油泵内充满燃料，输油泵上还带有 手泵。

Q＝(ηvyπd2hnt/4)×10-6升/分

式中d——输油泵活塞的直径(毫米)；

    h——输油泵活塞的行程(毫米)；

    nt——输油泵的转速一般等于凸轮轴转速(转/分)；

    ηvy——输油泵的容积效率，一般可取0.7～0.75。

5章  涡轮(图58，图59)

涡轮是热流涡轮机将热能变为机械能的主要元件。它是以活塞往复内燃机飞轮为构思变化的。以单 轮为主，有一层叶片、一层U型两面双叶片、两层叶片、两层U型两面双叶片、多层U型两面双叶片。 增加一组叶片输出动力就成倍增加，作为动力增加主件只是型体增大，结构没有变化，这样制造、材料、 工艺也减化了许多，制造时主轮叶片可以分体或一体制造。

1节  叶片的型体

热流涡轮机的涡轮叶片型体用冲动式汽轮机叶片型体，下面我们用查到的资料一一介绍。(摘自1957 年3月版，科学技术出版社出版的《工程热力学与机器学》下册。第336页至338页)。

在喷管中蒸汽压力降到P2，沿着叶片流动过程中保持为定值。蒸汽绝对速度在喷管中增高到C1，而 通过叶片降低到C2。一公斤蒸汽的动能可以转换为功的理论值，可用动能方程式求得，

为了充分地利用蒸汽动能，就必须使进入汽轮叶片的绝对速度为最大，而出口绝对速度则应接近于 零。

蒸汽对静止叶片的作用力值，可以用力的冲量来确定，冲量等于动量的几何增加。

$P_{\tau }=\frac{G}{g}(C_1-C_2)$

τ——汽流作用的时间，秒数；

G——在时间τ秒内，从喷管中流出的蒸汽量(公斤)。

C1——蒸汽进入叶片的绝对速度；G2——蒸汽在叶片出口处的绝对速度；

$P=\frac{G_1}{g}(C_1-C_2)$

为了确定叶片型式对汽轮机的功能的影响，气流对两种不动表面的作用。

为了使研究简便，假定蒸汽流量为1公斤，蒸汽初速度为98.1公尺/秒。作用于平板后蒸汽的最终速 度等于零。

对于平板的作用力

如作用于曲线表面上时，如不计算磨擦，则气流的最终速度可取为等价初速度，但符号相反，即 C2＝-C1，此时，

因此，使气流方向改变直线反方向的半圆形是最有利的叶片型式。

2节  工作转轮最有利的圆周速度决定

(图75)冲动式汽轮机叶片蒸汽速度变化图，工程热力学与机器学338页。

(图76)单级冲动式汽轮速度三角图，工程热力学与机器学339页。

在实际的汽轮机中，使气流方向和叶片逆动方向相重合是不可能的。通常气流与转轮成某一个角度 而进入叶片的。在汽轮机叶片上的蒸汽速度值和方向，可以用编制速度三角形的方法来求得。

图75，图76d1喷咀与转轮平面夹角；β1蒸汽相对速度与工作转轮平面间夹角也称进气角；C1蒸汽 进入工作叶片进口绝对进气速度；U圆周速度；W1相对与叶片速度方向值；d2排汽与转轮平面夹角；β2 排汽速度与工作转轮平面夹角也称排气角；C2蒸汽排出工作叶片出口的绝对排气速度；W2排汽相对速度 方向值W2＝φW1。U圆周速度方向量。i1进入热机蒸汽焓值。i2离开热机蒸汽焓值。式中703，627两焓 值是从工程热力学与机器学上册表1X224页，水及过热蒸汽表和表X236页水蒸汽焓——熵图查得。

相对于叶片而言的速度W1的数值和方向，作用由蒸汽进入叶片时的速度C1，几何减去圆形速度u 的方法来确定。蒸汽的相对速度与工作转轮平面间的夹角度β1。

相对排气速度W2叶片间的磨擦及形成涡流而常小于相对进口速度。相对排气速度可由下式确定W2＝ ΨW1。式中Ψ——考虑到叶片表面有害阻力影响速度系数(取0.7-0.8)。

由工作叶片出口的绝对排气速度C2，可用相对排气速度W2与圆周速度u的几何相加法而求得。

绝对排汽速度的数值，表明了在汽轮机叶片中未被利用的动能值。为了获得最多的功，绝对排汽速 度应当接近于零。因此，工作轮叶片在出口处做成这样型式，就是使相对速度方向将是工作轮旋转速度 的反方向，但实际上是不可能的。

为了阐明绝对排汽速度与轮子旋转速度间的关系，我们便引用了速度三角形(见图)。假定它的两角 度相等β1＝β2，并忽略了叶片中的磨擦损失。两速度三角形以顶点相合而使速度W1与W2相重合。

对所得到的图形，进行研究，便可导致出结论：当α2＝90°时，获得最小的速度C2。所指出的角度值， 相应地完全确定了圆周速度值，这一速度(最有利的圆周速度)，可由下面的关系来确定，2u＝C1cosα1 或 $\frac{u}{c_1}=\frac{\cos a_1}{2}$

在现代冲动式汽轮机中，最有利的比率 取为 当计算工作的速度时，进入汽轮机叶片绝对 进汽速度，是采取喷管出口的，并考虑到磨擦损失后的实际速度。实际速度的数值可由下式确定：

$C_1=91.53\Psi \sqrt{i_1-i_2}$

式中Ψ——考虑到喷管中损失的速度系数(对于水蒸汽取为0.92-0.98)蒸汽初压力为20蒸汽过热 温度250℃凝气器压力为2.0绝对大气压Ψ＝0.95，比值 $\frac{u}{c}=0.45,$ 求单级冲动汽轮机转轮的转速。

圆周速度可按一定关系求得：u＝0.45C1＝0.45×760＝342公尺/秒

3节  涡轮及叶片材料、工艺型体

涡轮是一个上圆大，有轮幅的圆型，在上圆部装入叶片，轴前端和轴后端装入齿套连接，材料用灰 铸铁轴和下圆留有轮幅空间，防止热过多传给轴。   4   集气器   8   涡轮顶圈   12   涡轮后轴   A，B；C为双向三对滚珠轴承、增强   稳定性，增长轴用轴承寿命   3   齿轮外壳   7   叶片   11   涡轮轮幅   2   涡轮前端盖   6   涡轮轮幅   10   涡轮前轴   1   发火器固定处   5   涡轮后端盖   9   齿轮   图号     名称   图58，图59，图60

6章  集气器(图60)

在热流涡轮机中，集气器是一个很重要的组件，它负责热能再利用压气机的发火器喷出的第一次作 功热流，第二次作功和第三次作功。集气器有两个，分别设置在涡轮的两侧，固定方式和涡轮外壳固定， 与涡轮叶片的空间距离越小越好，不影响涡轮旋转速度要求，尽量缩短两者空间距离，这样热流损失小， 增大热流作功效率，距离的调整方式是用加减垫片来实施。

内弧度要大，工质经过距离短，热工质损失少，接口处上下半圆，左右为直线，进口径大，渐缩小 出口椭圆形或圆形，喷口与涡轮叶片成一定角度。

外面也作为一种半圆形，加入散热装置实验中再思考。

第二个集器气的设置目的有两个：第一，加大热流变为机械功的效率，使热流的温度和压力，得到 充分利用；第二，使排出的废气顺畅，达到零排放(包括接近环境温度，压力)。

第一个集气器加入活塞阻尼设备，由集气器活动内腔、弹簧、活塞、半月形轴向活动连杆、缸筒等 组成。它的作用环节第一次喷射强大压力而造成的机器不稳定因素，因压力加固外壳结构要求，可以做 压气机使用感应设备，观测机器动力情况，启动机器时的压力气体。

制造方式可用液锻铸造，冲压，工作表面镀覆。这样工艺简便，省工，省料。

7章  起动系(图61、图62、图63、图64、图65、图66)

热流涡轮机由静止状态进入工作状态，起动系就是创造这一条件。对起动系的主要要求，是迅速可 靠地起动涡轮机。起动系的工作性能对涡轮机的工作可靠性，使用方便和使用燃料经济性等有很大影响。 起动不可靠也是涡轮机工作不可靠的重要表现之一。一般要求发动机在气温-40℃下仍然可靠起动，要求 发动机起动快，而且起动后很快过波到正常运转。好的起动系不仅应保证可靠起动，而且保证起动磨损 小。如果发动机起动性不良，有时即使暂不工作，往往也不敢停机，增加燃料使用消耗。

当气温在0℃以上时，直接喷射柴油机的起动转速为80-100转/分，球形燃料室和涡流室，预燃室 柴油机，起动转速为100-200转/分，当气温更低时，必须利用某种起动辅助手段。

7.1.常用起动方式

7.1.1.人力起动

小型发动机一般用人力起动。人力起动虽然具有结构简单、工作可靠等优点，但由操作不便、力量 有限，在中等以上功率的发动机上已基本不用。

7.1.2.电动机起动

现代高速内燃机广泛应用串激低压直流电动机作为起动机，因为它有起动机结构紧凑、外形尺寸小、 操纵方便等优点。在设计电动机起动时，应当要求电动机以足够高的起动转速的容量、电机功率和齿轮 传动比等，使它的工作点保证发动机足够高的起动转速旋转。例如发动机起动阻力为50公斤·米，那么 此电动机配上150安时蓄电池，在电流为560安的时候，扭矩3.1公斤·米，转速1850转/分。所以如 果选择起动减速比50/3.1≈16的话，则得发动机起动转速1850/16＝115转/分，应该认为是足够了。此 外，电起动时，不仅电动机本身，而且蓄电池容量也对电动机的工作能力有很大影响。

电起动的主要缺点在于目前常用的酸性铅蓄电池使用寿命短、重量大、耐震性弱、使用麻烦(要经 常充电)、当温度降低时放电能力急剧下降等。电起动机无力能发动机进行长期拖动(一般以三次为限， 每次不超过连续15秒钟)，否则有损蓄电池寿命。因此在气温很低时，要对蓄电池采取各种保温措施。

蓄电池容量50～150安时，电压12伏

柴油机电起动机功率为

Nq＝(0.05～0.1)Ne马力

蓄电池容量100～200安时，电压12～24伏

热流涡轮机的起动还有一个方便条件，第一次起动后，在行路过程中间歇停车过程，可以用压缩空 气直接冲动涡轮起动。   7   保险丝   14   可变电阻   21   电柜制动   28   正流器   6   调节器   13   燃油装置   20   正流子   27   汇流环   5   水温计   12   燃油箱   19   电柜   26   碳刷   4   水温表   11   燃油表头调正器   18   超越离合器   25   风扇   3   蓄电池   10   双金属片   17   小齿轮   24   定子线卷   2   发电机调节器   9   燃油表   16   驱动杠杆   23   转子线卷   1   交流发电机   8   点火开关   15   电磁开关   22   转子磁极   图号   名称   图61、图62、图63、图64、图65、图66

图1  单缸异步热流涡轮机动力传动图                 图39  拖鞋式椭圆单锥度短裙活塞左视

图2  单缸异步热流涡轮机结构剖面图                 图40  拖鞋式椭园单锥度短裙活塞裙数据

图3  单缸异步热流涡轮机结构剖面图                 图41  拖鞋式椭园单锥度短裙活塞底视

图4  单缸异步热流涡轮机前视剖面结构图             图42  柔性切向弹性衬簧的三件组合钢片环

图5  单缸异步热流涡轮机左视剖面结构图             图43  柔性切向弹性衬簧的三件组合钢片环正面

图6  单缸异步热流涡轮机作功压缩行程传动图         图44  全滚珠轴承封闭式连杆

图7  单缸异步热流涡轮机喷水作功进气行程传动图     图45  活塞销及安装方式

图8  双缸对置同步热流涡轮机180°作功动力传动图    图46  组合式曲轴

图9  双缸对置同步热流涡轮机180°作功动力传动图    图47  润滑系统及限压阀工作原理

图10  涡轮、喷咀、叶片、集气器工作示意图          图48  转子式机油泵原理及结构

图11  星型三缸同步热流涡轮发动机示意图            图49  机油复合式滤油器结构

图12  单缸异步热流涡轮发动机示意图                图50  6120型车用机油散热器结构

图13  V型双缸异步热流涡轮发动机示意图             图51  燃料供给系统

图14  双缸对置同步热流涡轮发动机示意图            图52  泵-喷油器结构

图15  数千马力输出动力热流涡轮发动机示意图        图53  三压缩缸高压喷油泵结构

图16  数万马力输出动力热流涡轮发动机示意图        图54  扭簧式全速调速器

图17  活塞往复式四缸内燃发动机曲拐布置图          图55  6120型车用长型孔式喷油器

图18  发火器动力传动图                            图56  输油泵原理图与结构图

图19  发火器前视剖面图                            图57  燃料滤清器

图20  发火器顶视剖面图                            图58  热流涡轮机涡轮叶片剖面图

图21  发火器侧视部分剖面图                        图59  热流涡轮机涡轮叶片图

图22  燃气柱塞泵剖面图                            图60  热流涡轮剖面及集气器图

图23  进通气柱塞泵剖面图                          图61  水温表结构图

图24  空气滤清器图                                图62  铅蓄电池图

图25  微型水泵及控制器剖面图                      图63  发电机调节器图

图26  温度控制器三视图                            图64  电启动机图

图27  双U型进退器工作原理图                       图65  交流发电机图

图28  控制水电磁阀产品图                          图66  燃油表结构图

图29  单缸异步热流涡轮机压气机侧视                图67  单缸热流涡轮机压缩行程工作方块图

图30  单缸异步热流涡轮机压气机前视                图68  单缸热流涡轮机进气行程工作方块图

图31  隧道式气缸体                                图69  双缸对置式热流涡轮机第一个180°工作方块图

图32  单缸异步热流涡轮机缸体结构                  图70  双缸对置式热流涡轮机第二个180°工作方块图

图33  单缸异步热流涡轮机缸体与涡轮外壳            图71  压气机理想示功图

图34  气缸与气缸盖                                图72  压气机作功最佳曲线图

图35  铸铁缸套与散热片                            图73  压气机气体压力作用示意图

图36  气缸，气缸盖，曲轴箱固定方式                图74  压气机往复惯性力、离心力作用示意图

图37  铝合金散热片与铸铁缸套                      图75  冲动式气轮机叶片蒸汽速度变化图

图38  拖鞋式椭圆单锥度短裙活塞前视                图76  单级冲动式汽轮机速度三角图