煤气机

1860年诞生的机器

用可燃气体作燃料的内燃机，又称气体燃料内燃机。煤气机是最早的一种内燃机，诞生于1860年，当时使用照明煤气为燃料，在英、法两国很受欢迎。煤气机的功率范围相当广，最小的不足7千瓦，最高可达25000千瓦。但其中以3500～5000千瓦的煤气机用途较广。

简介

结构原理

煤气机的结构与汽油机相似，按混合气点火方式分为柴油煤气机和火花点火式煤气机。柴油煤气机以煤气为主要燃料，煤气与空气通过混合室混合后进入气缸，在活塞接近压缩行程上止点时，喷入少量柴油作为引燃燃料将混合气点燃。因此它也属双燃料发动机。引燃油量按热量计算，相当于煤气机全负荷运行时总热耗量的 5～15%。负荷改变时引燃油量一般不变。火花点火式煤气机在活塞接近压缩行程上止点时用电火花点燃混合气。这类煤气机基本上按奥托循环工作。

燃料成分

煤气机所用燃料主要有甲烷 (如天然气、沼气) 、一氧化碳 (如发生炉煤气)、氢气 (如氢气、高炉煤气)和其他烷类 (如液化石油气)等。这些气体燃料的成分和抗爆震性直接影响煤气机的动力性指标和燃料经济性指标。由于不同气体燃料的成分和抗爆震性差别较大，煤气机的性能指标也相差很大，燃用以甲烷为主要成分的燃料，热值高且抗爆震性好。燃用非甲烷成分的燃料，煤气机的性能低。

煤气机所用燃料主要有甲烷、一氧化碳、氢气和其他烷类。以甲烷为主的，如天然气、沼气；以一氧化碳为主的，如发生炉煤气；以氢气为主的，如氢气、高炉煤气；以烷类（除甲烷外）为主的，如液化石油气等。由于各类气体燃料的成分很不相同，混合气热值也相差悬殊，高低之差可达数倍。因此，煤气机燃料经济性指标在计量上不用重量或容积，而普遍用单位功率热耗〔千焦/（千瓦·时）〕来表示。煤气机所用气体燃料的抗爆震性能（见爆震）用甲烷值表示，甲烷值高表示抗爆震性能好。规定纯甲烷的甲烷值为 100。甲烷与惰性气体的混合气的甲烷值大于100。

气体燃料的成分和抗爆

震性直接影响煤气机的动力性指标和燃料经济性指标。由于不同气体燃料的成分和抗爆震性差别较大，煤气机的性能指标也相差很大。以甲烷为主要成分的燃料，热值高且抗爆震性好。用这种燃料时，二冲程煤气机平均有效压力可达pe=0.7～0.8兆帕，四冲程煤气机pe=1.4～1.6兆帕；单位功率热耗ge=9000～10000千焦/（千瓦·时）。燃用非甲烷成分的燃料时，煤气机性能低于上述指标，有时甚至低很多。

相关资料

发展历程

1876年，德国的N.A.奥托制成单缸往复活塞式四冲程煤气机 (奥托内燃机)。1881年，英国的 D.克拉克制成二冲程煤气机。20世纪20～30年代开始，由于石油工业的发展，燃用液体燃料的汽油机、柴油机得到更大的发展，煤气机逐渐衰落。第二次世界大战以后，特别是70年代以后，随着气体燃料的开发，为节约石油燃料，煤气机又重新得到重视和发展。煤气机大多用于发电站和动力站作为固定动力，也可用作船舶、车辆等的动力。煤气机一般由本体 (缸盖、缸体、曲轴箱)、曲柄连杆机构、配气系统、点火系统等组成。

应用

农村最突出的问题，就是动力缺乏，即人、畜力不够。因此在重视发展畜力的同时，必须尽可能地发展机械动力。发展机械动力，要适合我国的情况，这便是在有风力和水力可以利用的地方要尽量利用风力和水力，靠近油田的地方(如甘肃、新疆)可以用石油做燃料，出产天然气的地方(如四川)可以用天然气做燃料，能用电的地方就用电。这样就不致于由于燃料来源的缺乏，限制了动力机械在农村的普遍发展。从我国的情况来看，大量用电还有困难，因为我们国家的发电量还是不很多；用汽油和柴油做燃料也有困难，因为我国石油还很缺乏，石油的供应问题还没有完全解决，农村这样大量的动力靠石油是不行的。但是我国有广大的产煤区，所以煤便成为我国动力的重要资源。用煤做燃料的发动机有锅驼机和煤气机。锅驼机用钢材多，当国家出产钢铁还不多的时候，大批供应锅驼机是有困难的。煤气机轻便，热效率高(15%左右)，用钢材少，售价低，移动方便，材料自己都能解决，也可以综合利用，因此煤气机便成为我国农村动力机械发展的重点。煤气机虽然灵活轻便，但不易操纵，管理保养比较困难，很容易出毛病，这就需要提高农民的技术水平，教会农民使用机器，并且在使用时注意安全；机器要注意保养，坏了要修理，这就需要掌握修配和保养的技术；为了解决这个问题，还要懂得煤气机的构造原理。此外，关于煤气机的燃料问题，也是非常值得注意的问题。

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