煤氣機(卷名：機械工程)

gas engine

用可燃氣體作燃料的內燃機，又稱氣體燃料內燃機。煤氣機是最早的一種內燃機，誕生于1860年，當時使用照明煤氣為燃料，在英、法兩國很受歡迎。自20世紀20～30年代開始，由于石油工業的發展，燃用液體燃料的汽油機、柴油機得到更大的發展，煤氣機則逐漸衰落。到70年代，隨著氣體燃料的開發，為節約石油燃料，煤氣機又重新引起人們的重視。煤氣機的功率范圍相當廣，最小的不足7千瓦，最高可達25000千瓦。但其中以3500～5000千瓦的煤氣機用途較廣。鑒于氣體燃料的輸送和貯存特點，煤氣機大多用于發電站和動力站作為固定動力。液化氣體燃料適用于移動式煤氣機。液化石油氣可作車用煤氣機燃料。運輸液化天然氣的船舶往往采用大功率船用煤氣機作為主機。在船運液化天然氣的過程中，每天總有0.2～0.25％的天然氣要揮發出來，將這部分天然氣收集起來就可作為煤氣機的主要燃料。發生爐煤氣機可用作運輸車輛和小型內河船舶的動力。

結構和原理　煤氣機的結構與汽油機相似，按混合氣點火方式分為柴油煤氣機和火花點火式煤氣機。柴油煤氣機以煤氣為主要燃料，煤氣與空氣通過混合室混合后進入氣缸，在活塞接近壓縮行程上止點時，噴入少量柴油作為引燃燃料將混合氣點燃。因此它也屬雙燃料發動機。引燃油量按熱量計算，相當于煤氣機全負荷運行時總熱耗量的5～15％。負荷改變時引燃油量一般不變。火花點火式煤氣機在活塞接近壓縮行程上止點時用電火花點燃混合氣。這類煤氣機基本上按奧托循環工作。

燃料　煤氣機所用燃料主要有甲烷、一氧化碳、氫氣和其他烷類。以甲烷為主的，如天然氣、沼氣；以一氧化碳為主的，如發生爐煤氣；以氫氣為主的，如氫氣、高爐煤氣；以烷類（除甲烷外）為主的，如液化石油氣等。由于各類氣體燃料的成分很不相同，混合氣熱值也相差懸殊，高低之差可達數倍。因此，煤氣機燃料經濟性指標在計量上不用重量或容積，而普遍用單位功率熱耗〔千焦／（千瓦·時）〕來表示。煤氣機所用氣體燃料的抗爆震性能（見爆震）用甲烷值表示，甲烷值高表示抗爆震性能好。規定純甲烷的甲烷值為100。甲烷與惰性氣體的混合氣的甲烷值大于100。

氣體燃料的成分和抗爆震性直接影響煤氣機的動力性指標和燃料經濟性指標。由于不同氣體燃料的成分和抗爆震性差別較大，煤氣機的性能指標也相差很大。以甲烷為主要成分的燃料，熱值高且抗爆震性好。用這種燃料時，二沖程煤氣機平均有效壓力可達ｐe＝0.7～0.8兆帕，四沖程煤氣機ｐe＝1.4～1.6兆帕；單位功率熱耗ge＝9000～10000千焦／（千瓦·時）。燃用非甲烷成分的燃料時，煤氣機性能低于上述指標，有時甚至低很多。