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灭火救援装备士官培训教材（一） 第一章 灭火救援装备基础知识 灭火救援装备是指公安消防部队用于完成执勤训练、灭火救援、战勤保障等任务的消防车辆、消防船艇、消防飞行器、消防员个人防护装备、灭火救援器材、药剂及其它专用装备与附属设施、设备。在这些装备器材的构成中，蕴含了发动机、电动机、机械传动、液压传动、流体机械等多门类学科的原理与技术。 第一节 发动机知识 发动机是指能够将某种形式的能量转变为机械能的机器，是汽车、机动器械的心脏，为汽车、机动器械提供动力。灭火救援装备中，消防车辆、消防船艇、机动消防泵、机动破拆器材、机动排烟机、机动照明装置等装备器具都使用各种了发动机。 一、发动机分类 发动机一般为往复活塞式内燃发动机（简称内燃机），是将液体或气体燃料与空气混合后在发动机内燃烧而产生热能，然后再将热能转化为机械能，燃烧产生热能的过程在机内完成，也因此称之为内燃机，内燃机是热力发动机中的一类。 内燃机具有热效率高、结构紧凑、体积小、便于装车，且启动性能好等优点；往复活塞式内燃机，工作时活塞在汽缸内做往复直线运动，利用曲柄连杆机构将活塞的直线运动转化为曲轴的旋转运动，它以以技术先进、可靠性高而被广泛使用。另外还有一种出现较晚的转子式发动机，具有结构紧凑、质量小、回转平稳、噪声小等许多优点，但仍有一些技术问题尚待解决。 发动机种类繁多，通常按使用的燃料、工作循环、冷却方式等特征来加以分类。 （一）按其使用的燃料分 发动机可以分为汽油机和柴油机，以及使用代用燃料甲醇、乙醇、液化石油气的发动机。 以汽油为燃料的发动机称为汽油机；以柴油为燃料的发动机称为柴油机；以液化气为燃料的发动机称为液化气发动机。 汽油机工作原理是利用化油器使汽油与空气混合后吸入发动机汽缸内，用电火花强制点燃混合气，使其燃烧后产生热能而作功的机器。特点是汽油沸点低，容易汽化和点燃。因此，汽油机采用高压电火花点火，使空气和汽油混合形成的可燃混合气燃烧作功。汽油发动机按混合气形成方式不同分为化油器式汽油机和电子控制燃油喷射式汽油机。 柴油机工作原理是利用喷油泵使柴油产生高压后由喷油器直接喷入发动机汽缸内，并与汽缸内压缩空气混合形成混合气，柴油自燃后产生热能而作功的机器。特点是柴油与汽油相比馏分较重，不易汽化和点燃。但柴油在高温、高压下的自燃温度低。因此，柴油机采用压缩空气的办法提高压力和温度，使压缩空气温度超过柴油的自燃温度，这时再喷入柴油，经短暂的油气混合过程后自行发火燃烧。这一构想是德国人狄塞尔发明的，所以柴油机又叫狄塞尔发动机。 有时也按点火方式的不同，把发动机分为点燃式和压燃式两类，前面介绍的柴油发动机属于压燃式发动机。消防装备器材中，常用汽油机。 （二）按完成一个工作循环所需活塞的行程数分类 发动机可分为四冲程发动机和二冲程发动机。工作循环是指在汽缸内进行的每一次将燃料燃烧所产生的热能转化为机械能的一系列过程，称为发动机的一个工作循环。 四冲程发动机是指活塞上下往复四个行程完成一个工作循环的发动机，称为四冲程发动机。 二冲程发动机是指活塞上下往复两个行程完成一个工作循环的发动机，称为二冲程发动机。 （三）发动机按冷却方式的不同 发动机可分为水冷式发动机和风冷式发动机。 现代汽车发动机绝大多数采用水冷却方式，并且用冷却液代替水作冷却介质。冷却液是水和乙二醇的混合液，既可防止发动机过热，又可防止冬季结冰，损坏发动机。消防装备中，一些抢险器材考虑到人工操作要轻便灵活，常用风冷式发动机。 汽油发动机按混合气形成方式不同分为化油器式汽油机和电子控制燃油喷射式汽油机。 二、发动机基本结构 发动机结构复杂、类型繁多，但基本组成相近。汽油发动机由曲柄连杆机构、配气机构两大机构和燃料系、润滑系、冷却系、点火系、起动系五个系统组成，柴油发动机无点火系。 （一）汽油机总体构造 以单缸四冲程汽油机为例，发动机基本结构为：活塞装在汽缸内，通过活塞销和连杆相连，连杆的另一端套在曲轴的连杆轴颈上，曲轴两端支承在曲轴箱的轴承上，活塞在汽缸中作往复直线运动时，通过连杆带动曲轴作旋转运动，如图1-1-1所示。 活塞顶部和汽缸盖之间的空间构成密闭的燃烧室，为了吸入新鲜气体和排出废气，设有进气门和排气门。 图 1-1-1 单缸四冲程汽油机结构示意图 汽油机利用化油器使汽油和空气混合后形成可燃混合气，经进气门吸入汽缸内，用火花塞产生的电火花强制点燃混合气，混合气燃烧膨胀推动活塞，带动曲轴旋转，输出动力。 1．曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是发动机实现热功转换的核心机构，主要由汽缸体、汽缸盖、油底壳、活塞、连杆、曲轴和飞轮等机件组成，是发动机的主体部分。汽缸体的上部是汽缸，下部是曲轴箱。汽缸体是发动机各工作机构和附件的装配基体，且本身又是曲柄连杆机构、配气机构以及润滑系和冷却系的组成部分。汽缸盖装在汽缸