卡特发动机-原理ppt课件.ppt

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1、发动机原理介绍一、分类热机发动机旋转叶轮式蒸汽机外燃机内燃机蒸汽轮机往复活塞式其他形式点燃式压燃式燃气轮机航空喷气发动机二、往复活塞式内燃机工作原理曲柄连杆机构将旋转运动转化为往复运动柴油机：将燃烧的热能通过活塞、连杆、曲轴输出动能四冲程往复活塞式内燃机二冲程往复活塞式内燃机卡特彼勒发动机发动机型式：四冲程、水冷式柴油发动机四冲程、水冷式天燃气发动机三、发动机规格参数缸径（Bore）冲程（Stroke）B发动机规格参数排量（Displacement）发动机规格参数压缩比（CompressionRatio）CR=TV/CV力对物体作的功为：力沿物体位移

2、方向的分量与物体位移的乘积。W=F·S·COSα1焦耳=1牛·米SFα四、功的定义力矩对转动物体作的功为：力对物体转轴的合力矩与物体角位移的乘积。W=M·θ1焦耳=1牛·米Mθ功的定义功率的定义功率：在单位时间内力作的功。N=W/t1瓦=1焦耳/秒1千瓦（kW）=1000瓦（W）1马力（Hp）=0.735千瓦(kW)系统内能变化的两种方式：作功传递热量1卡(K)=4.18焦耳(J)功与能量柴油(质量):C:87%;H:12.5%;O:0.4%;空气(质量):O2:23.2%;N2:76.8%;发动机燃烧化学反应方程式(完全燃烧）:C+O2=CO2H2

3、+1/2O2=H2O1kg柴油理论上燃烧需要14.3kg空气。燃烧化学柴油发动机的热量分配：转换为有效功：30~42%；冷却介质带走：15~35%；随废气排出：25~45%；其他（热辐射等）：5~10%；发动机热平衡五、柴油机的性能指标环保性能动力性经济性使用性能低噪声、低振动低排放体积小,重量轻起动性、可靠性燃油消耗易于维修保养指示指标：气缸内的气体对活塞作功后获得的性能参数。指示功（Wi）：平均指示压力（Pmi）：指示功率（Ni）：指示热效率(ηmi）:指示燃油消耗率(gi）:发动机性能指标有效指标：从内燃机输出轴上获得的性能指标。输出转速(n)

4、和有效扭矩（Me）:机械效率（ηm）和有效功率（Ne）：平均有效压力（Pme）和升功率(Nl）:小时油耗(Gf)和有效燃油消耗率（ge）：发动机性能指标发动机性能指标有效功率（Ne）：从发动机输出轴上获得的功率。单位：千瓦（bkW）Ne=Me·n/9550Me-扭矩的单位：牛·米（N·m）n-转速的单位：转/分（rpm）发动机性能指标小时油耗Gf:(单位:kg/h)每小时的耗油量.有效燃油消耗率ge：（单位:g/kW·h）单位有效功的耗油量。ge=Gf/Ne×1031.增加燃烧产生的能量2.提高循环的热效率3.提高机械效率增大输出功的方法输出更大的能

5、量需要燃烧更多的燃油和空气1.增大排量2.提高转速3.增压4.增压中冷六、增压问题机械增压利用废气的能量驱动废气涡轮旋转，带动空压机对进气进行压缩。废气涡轮增压利用的是机械损失中的一部分能量使柴油机发出更多的功，提高了机械效率。提高了热效率，降低燃油消耗废气涡轮增压废气涡轮增压高温废气使废气涡轮和空压机温度升高，进气温度上升造成实际进气量的降低热负荷增大，须冷却活塞进一步增加进气量需要增压中冷水-空气中冷在中冷器中，通过冷却水对经过增压器后的高温压缩空气进行冷却后再进入汽缸压缩空气被冷却后，温度大约冷却到90ºC左右增加氧气含量，提高燃烧效率，并降低

6、燃油消耗，改善排放性能降低热负荷，可靠性增强，降低机油消耗空气-空气中冷在中冷器中，通过空气对经过增压器后的高温压缩空气进行冷却后再进入汽缸压缩空气被冷却后，温度大约冷却到50ºC左右进气温度更低，氧气含量更高。独立循环的中冷在中冷器中，通过独立循环的冷却液对经过增压器后的高温压缩空气进行冷却后再进入汽缸压缩空气被冷却后的温度由中冷器的循环系统决定七、环境保护-静音机组减少噪音污染-低振动-低排放标准控制排放的重要性地球大气中77.3%的一氧化碳(CO)55.3%的碳氢化物(HC)50.9%的氮氧化物(NOX)均来自汽车排放。排放法规的重要性美国、日

7、本和欧共体等国从20世纪60年代就开始相继制订出有关尾气排放法规强制性的阶段性的排放法规我国从80年代起也相应制订了有关的标准,2002年将有针对重型柴油机的排放法规出台政府通过强制性的排放法规推动内燃机技术的发展严格的排放法规强制性的要求!300-600bhp机型2001，1，1必须满足USEPATier2下一步的要求：所有机型到2006年必须满足Tier2100-750bhp的机型2003年必须满足Tier2EuropeanUnion(EU)Stage2175-750Hp的要求2002，1，1生效发动机排放物的成分Hydrocarbons碳氢化合

8、物CarbonMonoxide一氧化碳OxidesofNitrogen氮氧化物(NOX)Particulat