第一章 绪论发动机

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1、郑剑铭 EMAIL: TEL:13950161086绪 论n 0-1内燃机发展概况 n热机热机: :是将燃料中的化学能转变为机械功的机器。 n内燃机内燃机：燃料在机器内部燃烧而将能量释放并对外做功的机械设备。 工质燃烧前为燃油与空气的混合物，燃烧后为燃烧产物。 往复式活塞内燃机 内燃机 点燃式发动机 压燃式发动机燃气轮机绪 论 燃气轮机兼有内燃机内部加热和叶片式机械无反复运动机件的双重优点；然而，由于小功率燃气轮机热效率较低、加速性能差、突减负荷时易超速、不能用发动机制动、空气消耗量大、对空气纯净度要求高、加上涡轮叶片材料和制造成本均比较高等众多原因，一直未能在汽车上得到广泛应用。 绪 论 内

2、燃机的热效率高（是当今热效率最高的热力发动机）、结构简单、比质量（单位输出功率的质量）轻、移动方便，因而被广泛应用于交通运输（陆地、内河、海上和航空）、农业机械、工程机械和发电作为动力。 0-1内燃机发展概况1.不同类型发动机的出现不同类型发动机的出现 1860年第一台内燃机出现，J.J.E.Lenoir制造了大气压力式内燃机， 指标：5% Pmax=4.5kw 整机重量大；1876年第一台四冲程发动机，Otto研制实用的发动机。 指标：14% Pmax=80kw 整机重量1250磅1890年第一台二冲程发动机，Clerk,Benz等。1892年压燃式发动机理论形成，1897第一台柴油发动机，

3、DieselRenault,1915 Buchi第一台涡轮增压发动机1957年,第一台转子发动机0-1内燃机发展概况2.燃料技术的发展 煤气（1860）热值低，充气效率低 汽油（1890）产生爆燃爆振 压缩比4 抗爆剂的发现（1923）-汽油生产工艺的改变，产量抗爆性提高，改进了发动机动力性、经济性。压缩比不断提高1m 强化指工作过程的有效指标(Pe)和工作频率的提高(n)。0-1内燃机发展概况低油耗低油耗：通过提高机械效率和循环指示效率获得。 热效率30年代为30%-45%。 技术：提高制造精度和表面光洁度，减少辅助系统的消耗，减少活塞环数，改善燃烧系统，提高燃烧效率，采用增压技术。低排放低

4、排放：主要排放物HC、CO、NOx和碳烟微粒。Nox和碳烟为主要排放物。 产生的原因：Nox取决于燃烧最高温度、燃烧室氧气浓度和生成Nox反应滞留时间。 因而推迟点火和降低燃烧室高温室主要的手段。补燃增加、排烟增加经济性下降。 微粒排放两类：液态微粒燃油和润滑油，冷启动、怠速低负荷时产生。 固态微粒不完全燃烧产生的碳烟，产生于大负荷。0-1内燃机发展概况 技术：采用较强的进气涡流，加速膨胀初期燃烧，为提高充气效率，目前有采用中低的涡流比的趋势，同时提高喷油压力和雾化程度。改进燃烧室使气流运动与雾化很好配合。采用电子控制技术高压共轨。同缸径冲程汽油机与柴油机比较0-1内燃机发展概况绪 论 0-2

5、内燃机分类 内燃机：按其不同的特点可分为多种类型一、使用的燃料：1.汽油机：用火花塞点燃，往复活塞式。=8-12 2.柴油机：柴油和空气混合气通过压燃自行着火的往复活塞式。3.天然气发动机NG4.液化石油气发动机LPG5.酒精发动机6双燃料多燃料发动机绪 论 0-2内燃机分类 二、工作循环： 1.二冲程2.四冲程绪 论 0-2内燃机分类 三、活塞运动方式： 1.往复式2.旋转式绪 论 0-2内燃机分类 四、冷却方式：1.液体冷却2.空气冷却绪 论 0-2内燃机分类 五、点火方式：1.压燃式2.点燃式六、气缸数量：1.单缸机2.多缸机七、进气形式： 1.非增压自然吸气式2.增压低增压：1.8 中

6、等增压：1.82.5高增压：2.53.6 八、混合气的形成： 1.化油器式2.缸内直喷3.进气管道内喷射4.分层充气式九、燃烧室形式： 1.开式燃烧室2.分隔室燃烧式十、气门形式与数量： 1.二气门与多气门2.顶置气门与侧置气门 0-2内燃机分类 绪 论绪 论 0-3 典型内燃机结构 一一.点燃式发动机点燃式发动机1.单缸机主要特点：体积小重量轻，结构简单，零部件少，应用于小型设备的动力。图为一台二冲程风冷发动机，升功率高于四冲程机，存在扫气损失，采用混合燃油，存在烧机油，且HC排放高，油耗高。0-3典型内燃机结构2.多缸机 主要特点：转矩输出均匀，平衡好，体积重量较大，应用于车辆。分为直列和

7、V性排列方式， 常用3、4、6、V6、V8、V12缸等。排放与油耗好于二冲程机。图中所示为一台四冲程水冷直列三缸机发动机，采用化油汽供油，单顶置凸轮轴，通过摇臂驱动气门，齿型带传动。0-3典型内燃机结构 图为直列四缸四冲程水冷发动机，化油器供油，顶置凸轮轴，齿型带传动、中间轴驱动分电器。0-3典型内燃机结构 图为奥迪A4直列四缸四冲程水冷发动机，球形燃烧室，顶置凸轮轴，齿型带传动、中间轴驱动分电器，五气门、中冷增压，采用电控喷射以及三效催化剂。110kW/6800rmin-1 pe=1.48MPaAUDI W12 engine 0-3典型内燃机结构二二.压燃式发动机压燃式发动机 主要特点：具有

8、较高的压缩比，热效率高，通常采用增压技术，平均有效压力高，其热负荷与机械负荷远高于汽油机，输出功率高，油耗低，工作粗暴，低温点火困难。 常应用于载重货车、机车和发电。 图为四冲程V12缸水冷增压中冷发动机，夹角60度，采用直喷型燃烧室，Bosch高压燃油系统，排放低，pe=1.737Mpa，ge=205g/kwh厦船重工船舶主机Sulzer 9 RTA 84C New Sulzer Diesel RTA-seriesLow-speedTwo-stroke Diesel Engines1480-48600 kW2000-66120 bhp196-54 rpm Model plane engine

9、 Cox Pee Wee, 0.33 cm3 Displacement: 0.33 cm3 Rated power:27W Bore:7.6 mm Max. speed:17 500rpm Stroke:6.1 mm Tank volume: 2.2cm3 Mass:21 g1886.最早实用性汽车 德国工程师戴姆勒,奔驰，德意志专利号NO；374351汽车专利证书1903,福特汽车工业公司,1913,流水线作业国民汽车 1926.T型车 2000万辆 290美元/辆 14.7KW,1600r/min, 八大国民汽车林肯林肯BWMLEXUS保时捷911Cadillac甲壳虫甲壳虫悍马悍马法拉利红旗