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發布時間：2021-08-02 18:46
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曲柄連桿機構
一、功用與組成
曲柄連桿機構的功用是：將燃料燃燒時產生的熱能轉變為活塞往復運動的機械能，再通過連桿將活塞的往復運動變為曲軸的旋轉運動而對外輸出動力。
曲柄連桿機構由以下三部分組成：
1．機體組主要包括氣缸體、曲軸箱、油底殼、氣缸套、氣缸蓋和氣缸墊等不動件。
2．活塞連桿組主要包括活塞、活塞環、活塞銷和連桿等運動件。
3．曲軸飛輪組主要包括曲軸，飛輪和扭轉減振器、平衡軸等機構。
二、工作條件及受力分析
曲柄連桿機構是在高溫、高壓、高速以及有化學腐蝕的條件下工作的。在發動機作功時，氣缸內的更高溫度可達2500k以上，更高壓力可達5MPa～9MPa，現代汽車發動機更高轉速可達3000r／min～6000r／min，則活塞每秒鐘要行經約100～200個行程，可見其線速度是很大的。此外，與可燃混合氣和燃燒廢氣接觸的機件(如氣缸、氣缸蓋，活塞等)還將受到化學腐蝕。二、自動切換控制1、將控制開關切到自動(AUTO)，并配合電源自動切換開關（ATS）控制開關亦須置于自動位置使用，當市電停止時，A·T·S會將啟動信號給予發電機控制系統，發電機即會自動起動。
由于曲柄連桿機構是在高壓下作變速運動，因此它在工作時的受力情況是很復雜的。在此只對受力情況作一簡單分析。
曲柄連桿機構受的力主要有氣體壓力，往復慣性力，旋轉運動件的離心力以及相對運動件接觸表面的摩擦力。
(一)氣體壓力
在工作循環中，氣缸內氣體壓力是不斷變化的。作功行程壓力更高，其瞬間更高壓力機可達3MPa～5MPa柴油機可達5MPa～9MPa，這意味著作用在曲柄連桿機構上的瞬間沖擊力可達數萬牛頓(N)。下面分析各機件作功行程的受力情況。
氣體壓力對氣缸蓋和活塞頂作用有大小相等，方向相反的力，分別用集中力P′p，和Pp表示。作用力Pp經活塞傳到活塞銷上，分解為Np和Sp兩個力。Np垂直于氣缸壁，它使活塞的一個側面壓向氣缸壁，稱為側壓力。該力以O為支點形成一個與曲軸轉向相反的力矩M′p有使發動機向左翻倒的傾向，故被稱為翻倒力矩。力Sp通過活塞銷推壓連桿，并沿連桿方向傳到曲柄銷上，使曲柄銷處受壓。Sp又可分解為沿曲軸方向的法向力Rp和垂直于曲柄方向的切向力Tp。力Rp使曲軸主軸頸處受壓并使曲軸彎曲；2、當控制開關切到停止(STOP)，或仍保持在自動，但市電已恢復時ATS即送來停車信號，發電機即會自動停止。力Tp除了也具有力Rp的類似作用外，它以曲柄半徑為力臂產生的扭矩M還可使曲軸扭轉變形，但也正是此扭矩能夠對外輸出動力，因而它是分解后一有效的力。
依此法分析，氣體壓力較小的壓縮沖程的受力狀況。進、排氣行程氣體壓力很小，可以忽略。
綜上所述，氣體壓力使氣缸蓋承受向上的推力，活塞頂承受向下的椎力、活塞側面與氣缸。
多年來，發動機被認為是“中國制造”的“心臟病”，而俄羅斯則常被認為是在這方面比中國。近，俄羅斯媒體報道稱，該國一型新艇采用了中國制造的柴油機。事實上目前中國在大功率柴油機方面的技術已經于俄羅斯，甚至達到世界先進水平。此外，中國的船用大功率燃氣輪機方面也已經超過俄羅斯目前水平，完全可以滿足俄羅斯建造下一代大型驅逐艦的需要。阻礙俄羅斯選用中國先進發動機的因素，早已不是技術和經濟問題，只是某種“優越感”罷了。或許，這艘噸位僅120噸的小型艇將成為中俄高技術裝備貿易的一個全新起點。柴油發電機組是以柴油機為原動機，拖動同步發電機發電的一種電源設備。
環球時報報道，據俄羅斯綜合體新聞網3月30日報道，俄羅斯白嘴鴉雛級快艇將裝備中國制造的發動機。
去年年底，德國MTU公司(MTU為戴姆勒-奔馳集團屬下公司，是的柴油發動機制造商)停止向俄羅斯提供艦用柴油發動機。俄羅斯20385型護衛艦、21361型艦以及21980型(白嘴鴉雛級）快艇、以及海岸警備隊的22460型海防警戒艦艇和12150型艦都裝備該公司的柴油發動機。“價格戰”一般是指企業之間通過競相降低商品的市場價格展開商業競爭的一種行為，也泛指通過把價格作為競爭策略的各種市場競爭行為。
因此俄羅斯制船企業開始尋找替代使用發動機。根據戰略和技術分析中心報道，不久前出現消息稱，正在“三角旗廠”中制造的白嘴鴉雛級快艦將裝備由中國公司制造的發動機。上周已經簽署合同，中國發動機制造公司將為01221和01222號快艇提供兩套裝置，包括每艘艦各2個TBD620V12主發動機，2個倒順減速器和用于連接發動機手輪的2個彈性聯軸器。Perpetuum的振動發電裝置可以使其能夠長期對重要生產線或機器進行持續的監測并提高經濟效益。
“三角旗廠”于2014年1月收到供應6艘21980型白嘴鴉雛級快艇的合同。除此之外，白嘴鴉雛級快艇也在澤廖諾多利斯克的兩個工廠中進行制造，但暫時還不清楚這兩個工廠會不會也從中國購買動力裝置。
俄羅斯21980型艇是一種噸位120噸的小型巡邏艇，該艇高航速23節，裝備有一挺14.5毫米機槍，兩具反蛙人，以及一座“針”防空。這座小型肩扛式防空讓它被稱為“艇”，實際上它的主要任務是港口巡邏。
俄羅斯這次為這種小艇選用的TBD620V12發動機是河南柴油機重工公司生產的，它的主要優勢是油耗低，壽命長，氣動性能好。將無刷同步交流發電機與柴油機曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機的旋轉帶動發電機的轉子，利用‘電磁感應’原理，發電機就會輸出感應電動勢，經閉合的負載回路就能產生電流。改性柴油機已被秦山站選用做備用電源。據河南柴油機重工集團網站資料，在用于快艇、巡邏艇上時，該型發動機的輸出功率可達1750千瓦。
俄羅斯早年向中國推銷過的21956計劃，在被中國回又曾一度計劃給俄自用，其技術水平與中國051C型驅逐艦相似。
俄羅斯新修改后的“”級驅逐艦，噸位達到14000噸，采用核動力，艦艇上層建筑設計由于電子設備小型化技術的缺陷，顯得臃腫而龐大，如果與中國合作，購買中國的電子設備和發動機，該艦完全可以達到接近中國055型巡洋艦的技術水平。
目前，中國已經在生產和研制一系列世界高水平的船用發動機，例如已經用于052C型驅逐艦的GT25000型燃氣輪機，該發動機原為烏克蘭設計，俄羅斯當年曾向中國推薦的21956型驅逐艦就計劃采用該型發動機。④更強的承受短路電流能力（通常可達3倍額定電流，持續10S）。但目前隨著烏克蘭與俄羅斯關系惡化，俄羅斯未來已經無法獲得烏克蘭提供的燃氣輪機，其大型艦艇設計不得不進行重新調整。例如不久前曾在媒體上引起熱議的“”級驅逐艦，由于無法得到先進燃氣輪機，船廠方面提出“一不做二不休”，改用核動力。實際上如果俄羅斯向中國購買GT25000型燃氣輪機，完全可以用于驅動這種預計14000噸的大型驅逐艦，與中國設計中的12000噸055型巡洋艦屬于類似級別。
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