机械作业——现代机械内燃机——培训讲学.ppt

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1、机械作业——现代机械内燃机——内燃机的发展史活塞式内燃机起源于荷兰物理学家惠更斯用火药爆炸获取动力的研究，但因火药燃烧难以控制而未获成功1833年，英国人赖特提出了直接利用燃烧压力推动活塞作功的设计。19世纪中期，科学家完善了通过燃烧煤气，汽油和柴油等产生的热转化机械动力的理论。这为内燃机的发明奠定了基础。1860年，法国的勒努瓦模仿蒸汽机的结构，设计制造出第一台实用的煤气机。这是一种无压缩、电点火、使用照明煤气的内燃机。勒努瓦首先在内燃机中采用了弹力活塞环。这台煤气机的热效率为4%左右。2021/8/

2、921862年，法国科学家罗沙对内燃机热力过程进行理论分析之后，提出提高内燃机效率的要求，这就是最早的四冲程工作循环。1866年，德国发明家奥托（Otto）运用罗沙的原理，创制成功第一台往复活塞式、单缸、卧式、3.2千瓦(4.4马力)的四冲程内燃机，仍以煤气为燃料，采用火焰点火，转速为156.7转/分，压缩比为2.66，热效率达到14%，运转平稳。在当时，无论是功率还是热效率，它都是最高的。1881年，英国工程师克拉克研制成功第一台二冲程的煤气机，并在巴黎博览会上展出。随着石油的开发，比煤气易于运输携带

3、的汽油和柴油引起了人们的注意，首先获得试用的是易于挥发的汽油。1883年，德国的戴姆勒（Daimler）创制成功第一台立式汽油机，它的特点是轻型和高速1892年，德国工程师狄塞尔（Diesel）受面粉厂粉尘爆炸的启发，设想将吸入气缸的空气高度压缩，使其温度超过燃料的自燃温度，再用高压空气将燃料吹入气缸，使之着火燃烧。他首创的压缩点火式内燃机(柴油机)于1897年研制成功，为内燃机的发展开拓了新途径2021/8/93常用术语工作循环：内燃机热能和机械能的转换，通过活塞在气缸中的，连续的进气，压缩，动力和排

4、气过程。每台机器的过程称为一个工作循环。活塞冲程：上、下止点之间的最小直线距离，称为活塞的行程（或活塞冲程），曲轴与连杆大端的连接中心到曲轴的旋转中心之间的最小直线距离称为曲柄的旋转半径。上止点和下止点：活塞在气缸中移动时，最高的点叫上止点（或叫上死点），最低的叫下止点2021/8/94作容积：活塞从上止点运动到下一个点，称为气缸容积（活塞排量移）。压缩比：空气充满气缸，汽缸占据的总体积，就会死占有气缸总容积，气压缩比越大，表明活塞运动时，气体被压缩得越厉害，其气体的温度和压力就越高，内燃机的效率也越高

5、2021/8/95利用范围内燃机的利用范围很是遍及。地面上各类运输车辆（汽车、拖沓机、内燃机车等），矿山、建筑及工程等机械，就是因为国家的限电所以早就了很多地方用自备电源发电，水上运输可作内河及海上船舶的主机和辅机。在军事方面，如坦克、装甲车、步兵战车、重兵器牵引车和各类水面舰艇等方面都大量利用内燃机。2021/8/96优点①内燃机的热能利用率高。目前增压柴油机的最高热效率可达46%。而蒸气机仅有11~16%。②功率范围广，适应性能好，最小的内燃机功率不到0.73千瓦，最大的内燃机功率可达34000千瓦

6、。三。结构紧凑，重量轻，体积小，燃料和水的消耗量也少。④使用操作方便，起动快。在正常情况下，一般的柴油机和汽油机能够在3~5秒的时问内起动，并能在短时间内谜到全负荷运转，而且操作比。简单安全。在石油工业中，石油勘探工作都在野外，流动性大，对于动力设备的选择和要求是:其有足够大的功率、结构紧凑、重量轻、便于搬运和安装、燃料和水的消耗少。因此内燃机在石油勘探工作中得到广泛的应用。2021/8/97内燃机的缺点是：⑴对燃料要求较高高速内燃机一般利用汽油或轻柴油作料，并且对燃料的洁净度要求严格。⑵对环境的污染也

7、愈来愈严重。⑶布局复杂，发展空间——机电行业的多来源业务经营路线及通过长期大量的潜在客户积累与转化的方式2021/8/98内燃机的分类.根据所用燃料分：汽油机、柴油机、天然气（CNG）、LPG发动机、乙醇发动机等，另有双燃料发动机（dualfuelengine）和灵活燃料发动机（Bi-fuelengine）。2.根据缸内着火方式分：电燃式、点燃式、压燃式3.根据冲程数分：二冲程、四冲程4.根据活塞运动方式分：往复式、旋转式5.根据气缸冷却方式分：水冷式、风冷式6.根据气缸数目分：单缸机、多缸机2021/

8、8/997.根据内燃机转速分：低速(<300r/min)、中速(300~1000r/min)、高速(>1000r/min)；8.根据进气充量压力分：自然吸气式、增压式9.根据汽缸排列方式，内燃机可以分为直列、斜置、对置、V形和w形2021/8/910发动机的一般结构发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机，还是柴油机；无论是四行程发动机，还是二行程发动机；无论是单缸发动机，还是多缸发动机。要完成能量转换，实现工作循环，保证长