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所谓“下一阶段工作”,就是柴油机改造。

“执委会希望我们能够将柴油机改成用煤气,以减少对库存柴油的消耗。”机械工业部工作会议上,展无涯言简意赅的说道。

在穿越集团携带的物资和设备中,包括一批常柴12千瓦单缸柴油机。这玩意结构简单,维护方便,而且用途极广,除了不能当飞机发动机之外几乎什么东西都能拿它当动力,因此工业部门带了许多。目前,这些柴油机中已经有不少投入了应用。

但是柴油机是以柴油为燃料的。在短期内柴油无法自产的情况下,这些柴油机对柴油的消耗让马千瞩非常心疼。在他的提议下,执委会向机械工业部提出,要对柴油机进行改造,使之能够使用煤气作为燃料。

第二天,执委会会议室。展无涯正在向执委会就柴油机改烧煤气问题作专题汇报。

这次会议是应展无涯的要求召开的。虽然改造柴油机本身是机械工业部的工作,但因为牵涉到柴油消耗,因此他坚持改造技术方案必须由执委会审批。

“在介绍我们的改造方案之前,我想先简单的介绍一下柴油机和煤气机在结构和工作原理上的区别。”展无涯打开PPT说道,“虽然同为内燃机,但此二者是有很大不同的。”

“先说煤气机。煤气机一个完整的工作循环包括四个冲程,即吸入、压缩、做功和排气。

“从图中我们可以看到,活塞在气缸中的运动有两个停止点,我们称之为死点。一般把活塞连接连杆一侧的死点称为下死点,另一侧的死点称为上死点。吸气冲程,就是活塞从上死点向下运动,在这个过程中,进气阀打开,活塞的运动将煤气和空气的混合气体吸入活塞上部空间,直到活塞抵达下死点;压缩冲程,就是活塞从下死点向上运动,在这个过程中,进气阀关闭,活塞对煤气和空气的混合气体进行压缩,直到活塞抵达上死点;当活塞抵达上死点后,煤气和空气的混合气体被压缩到最大密度,这时位于气缸上端的火花塞打火,将混合气体引燃,混合气体燃烧产生的高温高压废气推动活塞向下运动,直到下死点,这就是做功冲程;最后,排气阀打开,活塞再次从下死点上升,将废气从气缸中排出去,这就是排气冲程。在这整个过程中,活塞需要往复两次,曲轴需要旋转两圈。”

“就是说,煤气机的工作原理和汽油机差不多。”马千瞩插话道。

“是的。”展无涯点点头,将PPT翻了一页,继续说下去:“常柴12千瓦单缸柴油机则不同。这是一种单缸二冲程柴油机,一个工作周期只有两个冲程,完成一个工作循环曲轴只转一圈。

“二冲程发动机与四冲程发动机的基本结构相同,主要差异在配气机构方面。二冲程柴油机没有进气阀,而是在气缸下部开设扫气口及排气口,并专门设置一个由运动部件带动的扫气泵及贮存压力空气的扫气箱,利用活塞与气口的配合完成配气。这些是煤气机所没有的。

“二冲程柴油机只有两个冲程:

“第一个冲程,活塞从下死点向上运动。当活塞处于下死点位置时,排气门和进气孔打开,储气室中的压缩空气进入气缸内,并冲向排气门,产生清除废气的作用,同时也使气缸内充满新空气。当活塞由下死点向上死点运动时,进气孔首先由活塞关闭,然后排气门也关闭,向上运行的活塞开始在气缸内压缩空气。

“当活塞向上运行到接近上死点的位置时,喷油器将燃油喷入燃烧室中,压缩空气所产生的高温使雾化的燃油着火,燃烧所产生的压力,推动活塞转向下行,直到排气门再打开时为止。燃烧后的废气在内外压力差的作用下,自行从排气门排出。活塞继续下行,当进气孔被活塞打开后,气缸内又进行扫气过程。这就是第二个冲程。曲轴每转一转,活塞走了两个行程就完成一个循环,因此叫二冲程柴油机。”

“对比柴油机和煤气机,我们可以看出,此二者的主要区别在于,因为煤气不像柴油,可以通过压缩被自动引燃,必须依靠其他方式引燃。因此煤气机有火花塞,而柴油机没有。这也意味着,现有的柴油机在不经过修改的情况下,不能直接使用煤气作为燃料。”

停了一下,展无涯接着说道:“所以,针对这个问题,我们提出两个柴油机改造方案,提请执委会考虑。”

展无涯将PPT翻开下一页,指着PPT说道:“第一种方案,也是比较简单的方案,就是柴油煤气机方案。”

“所谓柴油煤气机,顾名思义,就是将柴油机改为柴油和煤气混烧,从而达到节省柴油的目的。其具体做法非常简单,就是将柴油机的进气管外面加上一个三通管,三通管的两个入口一个用来进空气,一个用来进煤气,在三通管内混合后再输入柴油机。这样,混合气进入柴油机的燃烧室后,可以由柴油引燃,从而解决柴油机没有火花塞,无法点火的问题。根据前人的实验,这种做法可以在保持柴油机输出功率不明显下降的情况下,将柴油的消耗量降低到原来的三分之一不到。这样做的最大优点就是工作量小,基本不改变原柴油机的结构,技术风险小。但其缺点也很明显:一是仍然需要消耗柴油,不能实现纯煤气化;二是因为煤气和雾化柴油在燃烧室中很难均匀混合,如果柴油机处于功率输出频繁变化的工况中的话,发动机很容易发生爆震,导致损坏。”

“另一个方案呢?”马千瞩问。

“第二种方案比较彻底,就是把原来的柴油机改成一台二冲程的纯煤气机。”展无涯回答,“这个方案需要做的工作比较复杂,除了像柴油煤气机那样,将进气管改成三通管,用以输入煤气和空气的混合气之外,还需要拆除原来柴油机的喷油器,在原来的燃油喷嘴位置安装火花塞,作为点火装置。因此,这还需要专门研制电子打火系统。这个方案对原柴油机的改动比较大,技术难度比较高,但最大优点,就是可以烧纯煤气,而不需要再消耗宝贵的柴油了。所以请执委会考虑,该选择哪个方案。”

二冲程发动机和四冲程发动机