内燃机原理绪论.ppt

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1、内燃机原理重庆汽车学院张勇0绪论热机——将燃料燃烧释放出来的热能转变为机械能的一种能量转换装置。热机可以分为外燃机和内燃机两大类。外燃机——燃料燃烧释放出来的热能通过其他介质转变为机械能的能量转化装置。内燃机——燃料在机器气缸内部进行燃烧，工质被加热并膨胀作功，直接将所含的热能转变为机械能的能量转换装置。主要内容《内燃机原理》——阐述和分析了内燃机的工作过程和工作原理；指出了提高内燃机性能的方向和途径；提供了内燃机技术计算的方法和工具；是汽车类专业，特别是动力机械及工程专业的重要专业课。一、内燃机的过去、现在与未来1、内燃机的孕育2、内燃机及汽车的诞生3、车用内燃机的发展4、车用内燃机

2、的未来5、中国汽车、内燃机发展史1、内燃机的孕育1673～1680年，荷兰物理学家柯·惠更斯首先提出了利用火药燃烧的高温燃气在气缸中冷却后形成的真空带动活塞做功，在人类历史上第一次把燃气与活塞联系起来，实现了“内燃”。1690年，法国医生德·巴本采用了相当于真空原理的用水蒸汽作工质的活塞式发动机，成为近代蒸汽机的祖先。1705～1711年，英国人纽卡姆研制成了矿井用的直立气缸密封式活塞、缸内喷水冷却的真空式蒸汽机，热效率不到1％。1776年，英国人瓦特改良了纽卡姆蒸汽机，发明了水汽分离冷凝器，大大完善了蒸汽机，热效率达到3％。1814～1829年，英国人史蒂芬森研制成了蒸汽机车。从19

3、世纪中叶开始到20世纪20～30年代是蒸汽机广泛应用的全盛时期。1794年，英国人罗伯特·斯却里塔首次提出燃料与空气混合的原理。1799年，法国化学家莱蓬建议采用照明煤气作燃料并用电火花点火。1833年，英国人莱特提出“爆发”发动机，直接利用燃烧压力推动活塞作功。1857年，意大利人利恩·巴尔桑奇和马特依西研制了自由活塞式发动机，第一次实现了爆发作功。1860年，法国人兰诺终于研制成功了第一台实用的二冲程、无压缩、电火花点火的煤气机。1862年，这台发动机成功地安装在马车的底盘上，进行了试验，是内燃机走向实用化的第一步。当时认为对混合气进行预压缩要消耗额外的功，而不知道预压缩可提高热效

4、率。人们从理论上研究内燃机，发现对混合气进行预压缩可以提高热效率。1862年，法国人罗夏对内燃机热力过程进行了理论分析之后．提出了改善热效率的四项原则：（1）气缸的冷却面积尽量小；（2）膨胀前气缸内压力尽可能高；（3）膨胀时活塞的速率尽可能快；（4）膨胀范围尽可能大。为此，罗夏还提出了实现这些原则的四项措施：（1）要在活塞的向外行程内吸入新鲜混合气；（2）在接着的向内行程内进行压缩；（3）在上止点前附近点火，在下一个向外行程内膨胀；（4）在下一个向内行程内排气。第一次提出了近代发动机等容燃烧的四冲程循环原理。2、内燃机及汽车的诞生1876年，德国人奥托根据罗夏的理论，研制成了第一台四冲

5、程煤气机，并于1877年取得专利。奥托机的出现是内燃机发展史上的第一次重大技术突破。在德国博物馆的题词中写道，“它结束了先驱者的时代，奠定了世界发动机新技术”。世界上第一辆汽车，是由德国工程师卡尔·本茨和戈特利布·戴姆勒同时宣告制造成功的，不过一个制造的是三轮汽车，一个制造的是四轮汽车。1883年，戈特利布·戴姆勒研制成功了世界上第一台高压缩比的汽油机，成为现代汽车发动机的鼻祖。1885年，卡尔·本茨设计制造了两辆装汽油机的三轮汽车，并于1886年1月29日取得专利。1885年，戴姆勒把单缸发动机装到自行车上，制成了世界上第一辆摩托车。在迈巴赫的协助下，在一辆四轮马车上装上自己的发动机

6、，这便是世界上最早的四轮汽车。接着在1890年，英国人克拉克和罗伯逊、德国人本茨成功地发明了二冲程内燃机。1892年2月27日，德国工程师鲁道夫·狄塞尔发表了用煤粉作燃料、压缩点火的发动机的工作原理，于1893年2月23日取得德国专利。经过实践，在1897年研制出带冷却水套的、基本上按等压过程燃烧的、以煤油为燃料的压燃式内燃机，这是当时世界上第一台热效率达26％的热机。压燃式内燃机的研制成功是内燃机发展史上的第二次重大技术突破。1898年～1914年，柴油机技术发展缓慢。在第一次世界大战中，由于战争的需要柴油机才开始大量生产。1936年，柴油机首先装在奔茨260D轿车上，从而掀开了柴油

7、机汽车的新篇章。1950年以后，柴油机开始广泛应用。3、车用内燃机的发展不同年代汽油机性能指标：年份升功率NeL/(kw/L)转速n/(r/min)活塞平均速度cm/(m/s)S/D压缩比ε平均有效压力pe/(MPa)188624002.51.72.50.31936183500111.360.721986455500140.99.51.05车用增压汽油机的升功率1976年为53kw/L，至今已达70～90kw/L。现代车用汽油机的体积功率200