第一章 緒論發(fā)動(dòng)機(jī)

1、鄭劍銘 EMAIL: TEL 論n 0-1內(nèi)燃機(jī)發(fā)展概況 n熱機(jī)熱機(jī): :是將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功的機(jī)器。 n內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)：燃料在機(jī)器內(nèi)部燃燒而將能量釋放并對外做功的機(jī)械設(shè)備。 工質(zhì)燃燒前為燃油與空氣的混合物，燃燒后為燃燒產(chǎn)物。 往復(fù)式活塞內(nèi)燃機(jī) 內(nèi)燃機(jī) 點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī) 壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)緒 論 燃?xì)廨啓C(jī)兼有內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部加熱和葉片式機(jī)械無反復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)件的雙重優(yōu)點(diǎn)；然而，由于小功率燃?xì)廨啓C(jī)熱效率較低、加速性能差、突減負(fù)荷時(shí)易超速、不能用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)、空氣消耗量大、對空氣純凈度要求高、加上渦輪葉片材料和制造成本均比較高等眾多原因，一直未能在汽車上得到廣泛應(yīng)用。 緒 論 內(nèi)

2、燃機(jī)的熱效率高（是當(dāng)今熱效率最高的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)）、結(jié)構(gòu)簡單、比質(zhì)量（單位輸出功率的質(zhì)量）輕、移動(dòng)方便，因而被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸（陸地、內(nèi)河、海上和航空）、農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械和發(fā)電作為動(dòng)力。 0-1內(nèi)燃機(jī)發(fā)展概況1.不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)的出現(xiàn) 1860年第一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)出現(xiàn)，J.J.E.Lenoir制造了大氣壓力式內(nèi)燃機(jī)， 指標(biāo)：5% Pmax=4.5kw 整機(jī)重量大；1876年第一臺(tái)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，Otto研制實(shí)用的發(fā)動(dòng)機(jī)。 指標(biāo)：14% Pmax=80kw 整機(jī)重量1250磅1890年第一臺(tái)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，Clerk,Benz等。1892年壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)理論形成，1897第一臺(tái)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，

3、DieselRenault,1915 Buchi第一臺(tái)渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)1957年,第一臺(tái)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)0-1內(nèi)燃機(jī)發(fā)展概況2.燃料技術(shù)的發(fā)展 煤氣（1860）熱值低，充氣效率低 汽油（1890）產(chǎn)生爆燃爆振 壓縮比4 抗爆劑的發(fā)現(xiàn)（1923）-汽油生產(chǎn)工藝的改變，產(chǎn)量抗爆性提高，改進(jìn)了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性。壓縮比不斷提高1m 強(qiáng)化指工作過程的有效指標(biāo)(Pe)和工作頻率的提高(n)。0-1內(nèi)燃機(jī)發(fā)展概況低油耗低油耗：通過提高機(jī)械效率和循環(huán)指示效率獲得。 熱效率30年代為30%-45%。 技術(shù)：提高制造精度和表面光潔度，減少輔助系統(tǒng)的消耗，減少活塞環(huán)數(shù)，改善燃燒系統(tǒng)，提高燃燒效率，采用增壓技術(shù)。低排放低

4、排放：主要排放物HC、CO、NOx和碳煙微粒。Nox和碳煙為主要排放物。 產(chǎn)生的原因：Nox取決于燃燒最高溫度、燃燒室氧氣濃度和生成Nox反應(yīng)滯留時(shí)間。 因而推遲點(diǎn)火和降低燃燒室高溫室主要的手段。補(bǔ)燃增加、排煙增加經(jīng)濟(jì)性下降。 微粒排放兩類：液態(tài)微粒燃油和潤滑油，冷啟動(dòng)、怠速低負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生。 固態(tài)微粒不完全燃燒產(chǎn)生的碳煙，產(chǎn)生于大負(fù)荷。0-1內(nèi)燃機(jī)發(fā)展概況 技術(shù)：采用較強(qiáng)的進(jìn)氣渦流，加速膨脹初期燃燒，為提高充氣效率，目前有采用中低的渦流比的趨勢，同時(shí)提高噴油壓力和霧化程度。改進(jìn)燃燒室使氣流運(yùn)動(dòng)與霧化很好配合。采用電子控制技術(shù)高壓共軌。同缸徑?jīng)_程汽油機(jī)與柴油機(jī)比較0-1內(nèi)燃機(jī)發(fā)展概況緒 論 0-2

5、內(nèi)燃機(jī)分類 內(nèi)燃機(jī)：按其不同的特點(diǎn)可分為多種類型一、使用的燃料：1.汽油機(jī)：用火花塞點(diǎn)燃，往復(fù)活塞式。=8-12 2.柴油機(jī)：柴油和空氣混合氣通過壓燃自行著火的往復(fù)活塞式。3.天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)NG4.液化石油氣發(fā)動(dòng)機(jī)LPG5.酒精發(fā)動(dòng)機(jī)6雙燃料多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)緒 論 0-2內(nèi)燃機(jī)分類 二、工作循環(huán)： 1.二沖程2.四沖程緒 論 0-2內(nèi)燃機(jī)分類 三、活塞運(yùn)動(dòng)方式： 1.往復(fù)式2.旋轉(zhuǎn)式緒 論 0-2內(nèi)燃機(jī)分類 四、冷卻方式：1.液體冷卻2.空氣冷卻緒 論 0-2內(nèi)燃機(jī)分類 五、點(diǎn)火方式：1.壓燃式2.點(diǎn)燃式六、氣缸數(shù)量：1.單缸機(jī)2.多缸機(jī)七、進(jìn)氣形式： 1.非增壓自然吸氣式2.增壓低增壓：1.8 中

6、等增壓：1.82.5高增壓：2.53.6 八、混合氣的形成： 1.化油器式2.缸內(nèi)直噴3.進(jìn)氣管道內(nèi)噴射4.分層充氣式九、燃燒室形式： 1.開式燃燒室2.分隔室燃燒式十、氣門形式與數(shù)量： 1.二氣門與多氣門2.頂置氣門與側(cè)置氣門 0-2內(nèi)燃機(jī)分類 緒 論緒 論 0-3 典型內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu) 一一.點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)1.單缸機(jī)主要特點(diǎn)：體積小重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，零部件少，應(yīng)用于小型設(shè)備的動(dòng)力。圖為一臺(tái)二沖程風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)，升功率高于四沖程機(jī)，存在掃氣損失，采用混合燃油，存在燒機(jī)油，且HC排放高，油耗高。0-3典型內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)2.多缸機(jī) 主要特點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩輸出均勻，平衡好，體積重量較大，應(yīng)用于車輛。分為直列和

7、V性排列方式， 常用3、4、6、V6、V8、V12缸等。排放與油耗好于二沖程機(jī)。圖中所示為一臺(tái)四沖程水冷直列三缸機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，采用化油汽供油，單頂置凸輪軸，通過搖臂驅(qū)動(dòng)氣門，齒型帶傳動(dòng)。0-3典型內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu) 圖為直列四缸四沖程水冷發(fā)動(dòng)機(jī)，化油器供油，頂置凸輪軸，齒型帶傳動(dòng)、中間軸驅(qū)動(dòng)分電器。0-3典型內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu) 圖為奧迪A4直列四缸四沖程水冷發(fā)動(dòng)機(jī)，球形燃燒室，頂置凸輪軸，齒型帶傳動(dòng)、中間軸驅(qū)動(dòng)分電器，五氣門、中冷增壓，采用電控噴射以及三效催化劑。110kW/6800rmin-1 pe=1.48MPaAUDI W12 engine 0-3典型內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)二二.壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī) 主要特點(diǎn)：具有

8、較高的壓縮比，熱效率高，通常采用增壓技術(shù)，平均有效壓力高，其熱負(fù)荷與機(jī)械負(fù)荷遠(yuǎn)高于汽油機(jī)，輸出功率高，油耗低，工作粗暴，低溫點(diǎn)火困難。 常應(yīng)用于載重貨車、機(jī)車和發(fā)電。 圖為四沖程V12缸水冷增壓中冷發(fā)動(dòng)機(jī)，夾角60度，采用直噴型燃燒室，Bosch高壓燃油系統(tǒng)，排放低，pe=1.737Mpa，ge=205g/kwh廈船重工船舶主機(jī)Sulzer 9 RTA 84C New Sulzer Diesel RTA-seriesLow-speedTwo-stroke Diesel Engines1480-48600 kW2000-66120 bhp196-54 rpm Model plane engine 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.最早實(shí)用性汽車 德國工程師戴姆勒,奔馳，德意志專