内燃机绪论
内燃机原理 各章重点内容
《内燃机原理》各章提纲及重点内容第一章绪论1、内燃机发展。
前期：1673~1680年荷兰物理学家柯.惠更斯(Christian Huygens)首先提出了真空活塞式火药燃烧的高温燃气在气缸中冷却后形成真空而带动活塞作功，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(Deni Papin)，采用相当于真空原理用水蒸气作功质的活塞式发动机，成为近代蒸汽机的直接祖先。
1705~1711年英国人纽卡姆(New Comen)制成了矿井用直立气缸密封式活塞、缸|内水冷却的真空式蒸汽机，热效率不到1%。
| 1776年英国人瓦特(Watt) 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3%，开始了蒸汽时代，掀起了第一次工业革命浪潮。
1794年英国人罗伯特.斯却里塔(RobertSteet)提出了燃用松节油或柏油的内燃机原理，首次提出燃料与空气混合的原理。
1799年法国化学家莱蓬(Lebon) 建议采用照明煤气作燃料并用电火花点火。
| 1820年英国人塞歇尔(W . Cecil) 用氢煤气作燃料,使内燃机以60+/ min转动起来。
1833年英国人莱特(WL. Weight)提出“爆发” 发动机，摆脱了真空发动机的影响，直接利用燃烧压力推动活塞作功。
1857年意大利恩.巴尔桑奇(Engenio Bersanti)和马特依西(Matteucci) 制成自由活塞发动机，第一次实现了爆发作功。
1860年法国人兰诺(Lenoir) 研制成功第一台实用的二冲程、无压缩、电火花点火的煤气机。
1862年法国工程师包.德.罗沙(Beau de Rochas)第一次提出了近代发动机等容燃烧的四冲程循环原理。
诞生：1876年Nikolaus August Otto发明了世界第一台四冲程煤气机。
1886年Benz和Daimlet按Otto的四冲程原理，造出第一台车用汽油机。
1886年Benz和Daimler将发明的汽油机用在车.上，发明了第一部汽车。
第01章、内燃机概述
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五、内燃机的型号编制规则
为了便于内燃机的生产管理和使用，国家标准 (GB725 － 82)《内燃机产品名称和型号编制规则》中对内燃机的 名称和型号作了统一规定。
1、内燃机的名称和型号 内燃机名称均按所使用的主要燃料命名，例如汽油机、 柴油机、煤气机等。 内燃机型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成。
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一、内燃机的定义
1、内燃机： 内燃机是将燃料（液体或气体）引入气缸内燃烧，燃料
在气缸内部进行燃烧，燃料燃烧后的产物（即工质）直接 将所含的热能转变为机械能者，称为内燃机。
如汽油机、柴油机、煤气机、燃汽轮机和喷气式发动机 等。
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1、内燃机
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1、内燃机
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1、内燃机
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1、内燃机
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2、外燃机
2、外燃机：
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§1-2、内燃机的发展
一、内燃机发展简史 内燃机的发展，已有一百多年的历史。通过长期的不断 改进和提高，已经发展的比较完善。 早在1700年，英国人纽卡姆就制成了直立气缸密封式活 塞、缸内喷水冷却的蒸汽机。
1763年英国人瓦特改良了纽卡姆蒸汽机，使蒸汽机进入 了实用阶段，这一重大发明在当时促成了欧洲的工业革命。 但是，由于蒸汽机存在着热效率低、结构笨重、移动不方 便及操作麻烦等缺点，因而逐渐不能适应生产发展的需要。
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二、内燃机的分类
旋转活塞式内燃机是上世 纪50年代才出现的新型发动 机，它没有往复活塞式内燃 机的往复运动机构和气门机 构，结构简单，体积小，重 量轻，转速高，单位气缸容 积的有效功率大，振动小， 运转平稳，而且制造成本低。
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二、内燃机的分类
1、按燃料分类有：柴油机；汽油机；煤气（包括各种气体
九年级物理-内燃机
通过对实验数据的分析，可以了解内 燃机的工作效率和能量转化情况，探 究影响其性能的因素。
实验结论与拓展思考
实验结论
通过本次实验，我们了解了内燃机的基本构造和工作原理，观察了其运转过程，并记录了相关数据。 实验结果表明，内燃机能够将燃料中的化学能转化为机械能，从而实现动力输出。
拓展思考
在实验过程中，我们可以思考如何提高内燃机的效率和性能，例如改进燃料质量、优化内燃机结构等 方面。同时，也可以探究其他类型的动力机械，如电动机、蒸汽机等的工作原理和应用场景。
热机效率
指热机工作过程中转变为有用功的热量和燃料燃烧时放出的 热量的比值。热机效率是热机性能的重要指标，提高热机效 率是节约能源、减少污染的重要途径。
03 内燃机的构造与部件
汽缸与活塞
01
02
03
汽缸
内燃机的核心部件，是燃 料燃烧和活塞运动的场所。
活塞
在汽缸内往复运动的部件， 负责将燃料燃烧产生的热 能转化为机械能。
内燃机在现实生活中的应用
交通运输领域
内燃机广泛应用于汽车、摩托车、 船舶、飞机等交通工具中，为人 们的出行提供了便利。
工业领域
内燃机也被用于发电机组、泵、压 缩机等工业设备中，为工业生产提 供了动力支持。
军事领域
内燃机在军事领域也有广泛应用， 如坦克、装甲车、军舰等军事装备 中都采用了内燃机作为动力来源。
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点火系统
点燃混合气的部件，包括火花塞、 点火线圈等。
点火正时
控制点火系统点火时间的装置， 确保在最佳时机点燃混合气。
燃料供给系统与冷却系统
燃料供给系统
空气供给系统
第1章内燃机性能指标及实际循环热计算绪论 (2)解读
汽油机：点火后传播燃烧且无论负荷大小，火焰传 播距离不变。当负荷下降时，燃烧速度降低，燃烧
时间加长。这相当于λ下降而 上升，则ηt降低。
发动机工作循环
第二节内燃机的实际循环
1、进气过程 图a） 2、压缩过程 图b） 3、燃烧过程 图c） 4、膨胀过程 图c） 5、排气过程 图d）
发动机工作循环
每缸每循环所做的指示功：Wi
piVh
pi
D2
4
S 103
性能指标及热计算
指示功率为：
Pi
Wi
n 60
发动机工作循环
多变指数和平均多变压缩指数： 实际计算中n1取代n1’ ，试验测定n1大致范围是：
压缩终点的压力和温度的数值范围：
发动机工作循环
（3）燃烧过程 作用：将燃料的化学能转变为热能，使工质温度 、压力升高，为膨胀创造条件 汽油机：在上止点点燃，容积变化小，燃烧快， 温度压力上升快，接近等容燃烧。 柴油机：燃烧开始接近等容燃烧，随后燃烧速率 放慢，气缸容积增大，压力升高减缓，接近等压 燃烧
好坏，是从示功图测量计算得出的。
动力性指标：指示功、指示功率、平均指示压力。 经济性指标：指示热效率、指示燃油消耗率
发动机性能指标：动力性能指标（功率、转矩、转 速），经济性能指标（燃料和润滑油的消耗）， 运转性能指标（冷起动性能、噪声、排气品质）
性能指标及热计算
一、 指示功和平均指示压力 指示功是指气缸内完成一个工作循环所得到的有用
排气温度常用作检查发动机工作状态的技术指 标。其值偏高，说明热功转换效率低工作过程不 良，及时检修。
发动机工作循环
三、引起实际循环热损失 的因素
1、工质的影响
《内燃机》说课稿
《内燃机》说课稿引言概述：内燃机是一种利用燃料在内部燃烧产生高温高压气体，通过气体膨胀驱动活塞运动，从而将热能转化为机械能的发动机。
内燃机广泛应用于汽车、飞机、船舶等交通工具以及各种机械设备中。
本文将从工作原理、分类、构造、优缺点、发展前景等多个方面对内燃机进行详细阐述。
正文内容：1. 工作原理1.1 燃烧过程：内燃机通过将燃料与空气混合，然后点燃混合气体，使其燃烧产生高温高压气体。
1.2 膨胀过程：高温高压气体推动活塞向下运动，将热能转化为机械能。
2. 分类2.1 按燃烧方式分类：分为汽油机和柴油机。
汽油机采用点燃火花塞点火，柴油机采用压燃点火。
2.2 按气缸数分类：分为单缸、多缸内燃机。
多缸内燃机具有功率大、平稳性好的特点。
2.3 按工作循环分类：分为两冲程和四冲程内燃机。
四冲程内燃机具有效率高、排放低的特点。
3. 构造3.1 活塞与气缸：活塞在气缸内往复运动，通过连杆将活塞运动转化为曲轴旋转运动。
3.2 燃料系统：包括供油系统、点火系统和排气系统。
供油系统负责将燃料供给燃烧室，点火系统负责点燃混合气体，排气系统负责排出燃烧产生的废气。
3.3 冷却系统：内燃机需要通过冷却系统将产生的热量散发出去，以保持发动机的正常工作温度。
4. 优缺点4.1 优点：内燃机具有结构简单、启动快、功率密度高等优点，适用于各种交通工具和机械设备。
4.2 缺点：内燃机存在燃料消耗多、废气排放污染环境等缺点，对环境造成一定压力。
5. 发展前景5.1 新能源替代：随着环境保护意识的增强，电动汽车等新能源替代内燃机的趋势逐渐明显。
5.2 技术改进：内燃机的燃烧效率和排放性能不断改进，以减少对环境的影响。
5.3 应用领域扩展：内燃机在航空航天、军事装备等领域仍有广阔的应用前景。
总结：综上所述，内燃机作为一种将热能转化为机械能的发动机，在交通工具和机械设备中发挥着重要作用。
虽然内燃机存在一些缺点，但随着新能源替代和技术改进的发展，内燃机仍然具有广阔的应用前景。
内燃机原理和构造.完整版PPT资料
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二冲程柴油工作原理
如果在两个冲程里完成进气、压缩、做功 、排气这些循环动作，就叫二冲程，相应 的内燃机叫二冲程内燃机.
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柴油机工作原理
第一冲程——进气，它的任务是使气缸内充满新鲜空气。 当进气冲程开始时，活塞位于上止点，气缸内的燃烧室中 还留有一些废气。 当曲轴旋转时，连杆使活塞由上止点向下止点移动，同时 ，利用与曲轴相联的传动机构使进气阀打开。 随着活塞的向下运动，气缸内活塞上面的容积逐渐增大： 造成气缸内的空气压力低于进气管内的压力，因此外面空 气就不断地充入气缸。 当活塞向下运动接近下止点时，冲进气缸的气流仍具有很 高的速度，惯性很大，为了利用气流的惯性来提高充气量 ，进气阀在活塞过了下止点以后才关闭。虽然此时活塞上 行，但由于气流的惯性，气体仍能充人气缸。
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柴油机工作原理
四. 排气冲程 第四冲程——排气。排气冲程的功用是把膨胀后的废气排 出去，以便充填新鲜空气，为下一个循环的进气作准备。 当工作冲程活塞运动到下止点附近时，排气阀开起，活塞 在曲轴和连杆的带动下，由下止点向上止点运动，并把废 气排出气缸外。由于排气系统存在着阻力，所以在排气冲 程开始时，气缸内的气体压力比大气压力高0.025— 0.035MPa，其温度Tb＝725～925K。为了减少排气时活 塞运动的阻力，排气阀在下止点前就打开了。排气阀一打 开，具有一定压力的气体就立即冲出缸外，缸内压力迅速 下降，这样当活塞向上运动时，气缸内的废气依靠活塞上 行排出去。为了利用排气时的气流惯性使废气排出得干净 ，排气阀在上止点以后才关闭。
影响：喷油提前角的大小对柴油机影响极大，若 其过大，将导致发动机工作粗暴；过小，最高压 力和热效率下降，排气管冒白烟。最佳喷油提前 角：即在转速和供油量一定的条件下，能获得最 大功率及最小燃油消耗率的喷油提前角。供油量 越大，转速越高，则最佳喷油提前角越大；最佳 喷油提前角还与发动机的结构有关
《内燃机》说课稿
《内燃机》说课稿内燃机是一种通过内燃作用将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的发动机。
内燃机广泛应用于汽车、摩托车、船舶等交通工具以及发电机组等领域。
本文将从内燃机的工作原理、分类、优缺点、发展趋势和应用领域等方面进行详细介绍。
一、内燃机的工作原理1.1 内燃机利用燃料在氧气的存在下发生燃烧，产生高温高压气体。
1.2 高温高压气体推动活塞做功，驱动曲轴旋转，从而输出机械能。
1.3 内燃机通过循环工作，不断地将燃料燃烧产生的能量转化为机械能。
二、内燃机的分类2.1 按照工作原理可分为四冲程和两冲程内燃机。
2.2 按照燃料形式可分为汽油机和柴油机。
2.3 按照气缸排列形式可分为直列式、V型、对置式等。
三、内燃机的优缺点3.1 优点：功率密度高、启动快、燃料易获取。
3.2 缺点：燃烧产生废气、噪音大、维护成本高。
3.3 随着技术的发展，内燃机的效率和环保性得到了提升。
四、内燃机的发展趋势4.1 节能减排：研发高效燃烧技术、增加废气处理装置。
4.2 电动化：发展混合动力、纯电动内燃机替代方案。
4.3 智能化：引入智能控制系统，提高内燃机的运行效率和稳定性。
五、内燃机的应用领域5.1 交通工具：汽车、摩托车、飞机、船舶等。
5.2 工业设备：发电机组、水泵、压缩机等。
5.3 家用电器：发电机、割草机、农用机械等。
总之，内燃机作为一种重要的动力装置，在现代社会发展中扮演着重要角色。
随着科技的不断进步，内燃机在效率、环保性和智能化方面将迎来更大的发展空间，为各个领域的应用提供更加可靠、高效的动力支持。
《内燃机原理》课件
活塞到达上止点后，排气门关 闭，开始下一个冲程
排气过程中，废气通过排气管 排出，同时进气门打开，新鲜 空气进入气缸
排气冲程结束后，进气冲程开 始，为新一轮燃烧做准备
内燃机性能指标
功率：内燃机在单位时间内所做的功 扭矩：内燃机在单位时间内输出的力矩 转速：内燃机在单位时间内的转速 油耗：内燃机在单位时间内消耗的燃料量
节能减排：提高燃油效率，降低排放
技术进步：采用新技术，如混合动力、 电动化等
智能化：内燃机与智能技术的结合，如 自动驾驶、车联网等
替代能源：探索使用替代能源，如氢燃 料、生物燃料等
国际合作：加强国际合作，共同推动内 燃机技术的发展
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汇报人：
气缸是内燃机 的核心部件之 一，负责燃烧 燃料并产生动
力。
气缸主要由缸 体、缸盖、活 塞、活塞环、 气门等部件组
成。
气缸的工作原理 是：燃料在气缸 内燃烧，产生高 温高压气体，推 动活塞向下运动， 从而产生动力。
气缸的种类包括 单缸、双缸、三 缸、四缸、六缸 等，不同种类的 气缸具有不同的
性能和特点。
车型
船舶：内燃机 在船舶领域也 有广泛应用， 如渔船、货船
等
航空：内燃机 在航空领域也 有应用，如小 型飞机、无人
机等
农业：内燃机 在农业领域也 有应用，如拖 拉机、收割机
等
工业：内燃机 在工业领域也 有应用，如发
电机、泵等
军事：内燃机 在军事领域也 有应用，如坦 克、装甲车等
环保要求：内燃机需要满足越来越严格 的环保法规
内燃机应用与发展 趋势
内燃机是汽车的 主要动力来源
内燃机在汽车领 域的应用广泛， 包括乘用车、商 用车、工程机械 等
《内燃机》说课稿
《内燃机》说课稿内燃机是一种利用燃料燃烧产生高温高压气体推动活塞运动，从而转化为机械能的发动机。
它是现代工业和交通运输领域中最常用的动力装置之一。
本文将从内燃机的原理、分类、工作循环、性能指标和应用领域等五个方面进行详细阐述。
一、内燃机的原理1.1 燃烧原理：内燃机利用燃料与空气混合后，在活塞上方的燃烧室中燃烧，产生高温高压气体。
1.2 活塞运动原理：高温高压气体推动活塞向下运动，产生机械能。
1.3 活塞往复运动原理：通过连杆和曲轴机构将活塞的往复运动转化为旋转运动。
二、内燃机的分类2.1 按工作循环分类：分为两冲程和四冲程内燃机。
2.2 按燃料分类：分为汽油机、柴油机、天然气发动机等。
2.3 按气缸排列方式分类：分为直列式、V型和W型等。
三、内燃机的工作循环3.1 四冲程内燃机工作循环：包括吸气、压缩、燃烧和排气四个冲程。
3.2 两冲程内燃机工作循环：包括工作冲程和排气冲程两个冲程。
3.3 工作循环的优缺点：四冲程内燃机工作循环稳定，能效高；两冲程内燃机功率密度高，但排放污染较大。
四、内燃机的性能指标4.1 功率：内燃机输出的机械能。
4.2 热效率：内燃机输出的机械能与燃料燃烧释放的热能之比。
4.3 扭矩：内燃机输出的转矩。
五、内燃机的应用领域5.1 汽车领域：内燃机是汽车的主要动力装置，广泛应用于轿车、卡车、摩托车等交通工具。
5.2 工业领域：内燃机作为发电机组的动力源，广泛应用于工厂、建筑工地等场所。
5.3 航空航天领域：内燃机被用于飞机、火箭等飞行器的动力装置。
综上所述，内燃机作为一种重要的动力装置，在工业和交通运输领域发挥着重要作用。
通过对内燃机的原理、分类、工作循环、性能指标和应用领域的详细阐述，我们可以更好地理解和应用内燃机技术。
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燃油系统优化对排放性能影响
燃油喷射压力与喷雾质量优化
提高燃油喷射压力和改善喷雾质量，有助于燃油与空气的充分混合，提高燃烧效率，降 低排放污染物生成。
燃油供给系统改进
采用高精度燃油供给系统和电子控制技术，实现燃油供给的精确控制，有利于减少燃油 消耗和排放污染物生成。
燃油系统匹配与优化
针对特定发动机和燃油品质，进行燃油系统的匹配与优化，实现发动机排放性能和燃油 经济性的综合提升。
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市场需求特点与变化 趋势
随着环保法规的日益严格和能源消耗 的不断增加，市场对高效、节能、环 保型内燃机的需求不断增长。
面临主要挑战及应对策略探讨
技术挑战
内燃机技术需要不断创新，以提高燃烧效率、降低排放和噪音等方面 的性能。
环保法规挑战
各国政府纷纷出台严格的环保法规，要求内燃机产品必须达到更高的 环保标准。
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汇报人：XX 20XX-01-30
目录
• 论文范文一：内燃机原理与技术发展 • 论文范文二：内燃机燃油系统与排放
控制 • 论文范文三：内燃机热效率提升途径
研究
目录
• 论文范文四：内燃机故障诊断与维修 保养策略
• 论文范文五：混合动力汽车中内燃机 角色转变
• 论文范文六：内燃机行业发展趋势与 挑战分析
分层充气燃烧
通过缸内直喷技术实现燃料在缸内的分层分布，提高 燃油利用率和热效率。
稀薄燃烧技术
在空气过量的情况下进行燃烧，降低燃烧温度，减少 氮氧化物排放。
热效率提升对节能减排意义
降低能源消耗
提高热效率意味着同样的燃料可以产生更多的机械能，从 而降低能源消耗。
01
减少排放污染
热效率的提升有助于燃料的更完全燃烧 ，从而减少废气中的有害物质排放。
《内燃机》说课稿
《内燃机》说课稿内燃机是一种利用燃料燃烧产生高温高压气体推动活塞运动，从而将热能转化为机械能的一种发动机。
它是现代交通工具和工业设备中最常见的动力来源之一。
本文将从内燃机的工作原理、分类、应用领域、发展历程和未来发展等五个方面进行介绍。
一、内燃机的工作原理1.1 燃烧过程：内燃机通过混合燃料和空气，在气缸内燃烧产生高温高压气体。
1.2 活塞运动：高温高压气体推动活塞向下运动，将热能转化为机械能。
1.3 循环过程：内燃机通过连续的燃烧和排气循环，实现持续的动力输出。
二、内燃机的分类2.1 按燃料分类：内燃机可分为汽油机、柴油机、天然气发动机等。
2.2 按工作循环分类：内燃机可分为四冲程发动机和两冲程发动机。
2.3 按结构分类：内燃机可分为直列式、V型、横置式等。
三、内燃机的应用领域3.1 交通工具：内燃机广泛应用于汽车、摩托车、飞机、船舶等交通工具中。
3.2 工业设备：内燃机被用于发电机组、泵站、压缩机等工业设备中。
3.3 农业机械：内燃机用于农业机械，如拖拉机、收割机等。
四、内燃机的发展历程4.1 19世纪：内燃机的雏形在19世纪初出现，但效率低下，应用范围有限。
4.2 20世纪：内燃机在20世纪得到了长足的发展，燃烧技术、燃料经济性等方面有了显著提高。
4.3 当代：随着科技的进步，内燃机在节能减排、智能化控制等方面取得了新的突破。
五、内燃机的未来发展5.1 新能源替代：随着环保意识的增强，内燃机将逐渐被新能源替代，如电动机、燃料电池等。
5.2 智能化发展：内燃机将朝着智能化方向发展，运用先进的传感技术和控制系统，提高效率和可靠性。
5.3 燃烧技术改进：内燃机的燃烧技术将继续改进，以提高燃烧效率和降低排放。
总结起来，内燃机作为一种重要的动力来源，具有广泛的应用领域。
随着技术的不断进步，内燃机在效率、环保和智能化方面将迎来新的发展。
未来，我们有理由相信内燃机将继续发挥重要作用，并与新能源技术共同推动交通工具和工业设备的发展。
发动机原理课件绪论 PPT
➢1788年，又发明离心调速器和节气阀； ➢1790年，发明汽缸示功器。
至此完成了蒸汽机发明的全过程蒸汽动力装置。
迎来蒸汽革命
四、四冲程理论与内燃机的发明
瓦特蒸汽机存在的问题： 蒸汽机体积庞大，热效率低。
根源 途径
第一个专利：
启蒙：1765年的春天，针对纽可门蒸汽机热效率低的原因
是蒸汽在缸内冷凝造成的能否让蒸汽在缸外冷凝产 生采用分离冷凝器的初步设想。
解决措施：利用蒸汽具有“弹性” 特点，把汽缸和另一个容器相连接， 让蒸汽接入其中，就不需要一再冷却汽缸，而浪费许多热量。
同年设计一个与汽缸分离的冷凝器，并在汽缸外面加绝热套汽缸保持 在高温工作状态。
黑烟、噪声、 车速慢
无马的汽车
1927年，彻底停止了蒸汽汽车的生产
虽然奥托发明了奥托循环，实现了四冲程理论，但在成功之后并 没能把成果推向汽车领域
➢1881年戴姆勒离开奥托公司 目的：把奥托发动机应用到交通工具上。
➢1883年，发明化油器，在奥托四冲程 煤气机的基础上，研制出一台小型单缸 汽油机转速达700~900r/min； 功率1.1马力，空气冷却 ➢奥托发动机最大转速180~200r/min。 ➢1885年，将这台小汽油机装在一辆 自行车上，制造出第一台摩托车。
德国商人奥托一直关注内燃机研制情况。 从蒸汽机的广泛应用中， 看到内燃机的发展前途； 从德罗夏的理论设计中看到希望。 奥托对德罗夏方案，反复研读，深刻领会其设计思想； 并全心投入内燃机的研制工作。
奥托的实验：
目的—在发动机气缸里实现烟囱冒烟现象（燃烧向稀 薄区传播）。
手段—用透明气缸和手动活塞以及侧式进排气管模 型，将香烟的烟放入进气阀反复观察
农机概论 第二章 内燃机
四、单缸二行程内燃机的工作过程
二行程内燃机：是指曲轴旋转一周，活塞经过两个行程、完 成进气、压缩、做功和排气一个工作循环的内燃机。 （一） 单缸二行程 汽油机的工作过 程：
1 换气方式：气孔--曲轴箱换气 2 结构特点： 气缸壁上开有进气 孔、排气孔、换气 孔、由活塞往复 运动来控制其开启 和闭合。 进气孔连通曲轴箱 和进气管；换气孔 连通曲轴箱和气缸； 排气孔使气缸与排 气管相通；曲轴箱 密闭。
系列：按气缸直径将内燃机分成几个系列（气缸直 径和行程数相同的柴油机或汽油机为同一系列）。
型号：同一系列中又由于缸数及机器特征的不同， 形成不同的型号。95系列柴油机有195 、195F、 295、 395 、495 、695 等型号。 （GB725—65)规定内燃机产品名称室。 缸盖上安装喷油 器或火花塞、进 排气门以及布置 进排气道和冷却 水通道。
第三节
换气系统
一、换气系统的组成和功用：
组成：进、排气管道、配气机构、 空气滤清器、消音灭火器、减压 机构、（部分设有）增压机构。 功用：定时地向气缸供给新鲜气 体和尽可能彻底排除废气，协助
排气行程
进气门关闭
排气门打开
残余废气 活 塞 气缸内压力：0.1-0.12 Mpa 温度：700-900K
四行程柴油机的工作原理
温度300~340K 压力0.08~0.095 MPa 温度750~950K 压力3~5 MPa 终了：温度 1000~1400K 压力0.2~0.4MPa 纯空气 喷油器
第二节 曲柄连杆机构与机体零件
（一）活塞组 活塞组包括活塞、活塞 环和活塞销。 活塞：顶部、防漏部、 裙部。 活塞环：气环和油环具 有一定的弹性。 活塞销：连接活塞和连 杆小头，将压力传给连 杆。
内燃机课程设计绪论
内燃机课程设计绪论一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握内燃机的基本原理、结构和性能，培养学生分析和解决内燃机相关问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解内燃机的定义、分类和发展历程。
（2）掌握内燃机的四个基本冲程及其工作原理。
（3）熟悉内燃机的结构组成，包括气缸、活塞、曲轴、配气机构等。
（4）了解内燃机的性能指标，如功率、效率、油耗等。
2.技能目标：（1）能够绘制内燃机的简化示意图。
（2）能够分析内燃机的工作过程，解决相关问题。
（3）具备内燃机故障诊断的基本能力。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对内燃机的兴趣，激发学生学习内燃机的热情。
（2）培养学生团结协作、动手实践的能力。
（3）使学生认识到内燃机在现代社会中的重要作用，提高学生的社会责任意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括内燃机的原理、结构、性能和应用。
具体安排如下：1.第一章：内燃机概述（1）内燃机的定义和发展历程。
（2）内燃机的分类和性能指标。
2.第二章：内燃机的结构与工作原理（1）气缸、活塞和曲轴的结构与原理。
（2）配气机构、燃油系统和润滑系统的工作原理。
3.第三章：内燃机的性能分析（1）内燃机的功率和效率。
（2）内燃机的油耗和排放。
4.第四章：内燃机的应用与维护（1）内燃机在交通工具中的应用。
（2）内燃机的维护保养方法。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以提高学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解内燃机的原理、结构和性能，使学生掌握基本知识。
2.讨论法：学生讨论内燃机的工作过程，培养学生的分析能力。
3.案例分析法：分析内燃机故障案例，提高学生的故障诊断能力。
4.实验法：安排内燃机实验，使学生直观了解内燃机的工作原理。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将使用以下教学资源：1.教材：《内燃机原理与应用》。
2.参考书：相关内燃机技术的书籍。
3.多媒体资料：内燃机工作原理的视频、图片等。
4.实验设备：内燃机实验台、工具、仪器等。
内燃机的原理与应用教材
内燃机的原理与应用教材1. 简介内燃机是一种利用燃料燃烧产生的高温高压气体驱动活塞运动，将热能转化为机械能的设备。
它是现代工业中最常用的动力装置之一，广泛应用于汽车、发电厂、船舶等领域。
2. 原理内燃机的工作原理主要分为四个阶段：吸气、压缩、燃烧以及排气。
2.1 吸气在吸气阶段，活塞从上死点运动到下死点，汽缸内的气门打开，活塞下行时通过气门进气。
2.2 压缩在压缩阶段，气门关闭，活塞往上运动，将进入汽缸的混合气体压缩，使其体积减小，压力和温度升高。
2.3 燃烧在燃烧阶段，当活塞达到上死点时，电火花点火系统会发出电火花，引燃气缸内的混合气体。
混合气体燃烧后产生高温高压气体，推动活塞向下移动。
2.4 排气在排气阶段，活塞再次从上死点运动到下死点，气缸内的废气通过排气门排出，同时活塞上升，准备进行下一次循环。
3. 应用内燃机在各个领域都有广泛的应用。
3.1 汽车汽车是内燃机最常见的应用之一。
汽车内燃机通常使用汽油或柴油作为燃料，并通过点火系统实现燃烧。
内燃机的驱动力可以将汽车带动前进，同时为车辆提供动力。
3.2 发电厂内燃机在发电厂中也被广泛应用。
发电厂中的内燃机通常使用天然气或柴油作为燃料，通过燃烧产生的高温高压气体驱动涡轮机转动，从而产生电能。
3.3 船舶船舶领域也是内燃机的重要应用领域之一。
内燃机驱动船舶运动，为船舶提供动力，使其能够在水中自由航行。
3.4 飞机内燃机在飞机中的应用也十分常见。
飞机的内燃机通常使用喷气式发动机，通过燃烧产生的高速高压气流推动飞机前进。
4. 优点与局限内燃机作为一种常见的动力装置，具有以下优点和局限。
4.1 优点•内燃机结构简单，制造成本相对较低。
•内燃机体积小，重量轻，适用于多种应用场景。
•内燃机功率密度高，能够提供大功率输出。
4.2 局限•内燃机燃烧产生的废气会造成环境污染。
•内燃机燃料消耗相对较高，能源利用效率略低。
•内燃机运转时会产生噪音和振动。
5. 总结内燃机是一种利用燃料燃烧产生高温高压气体驱动活塞运动的设备。
2024年大学课件内燃机-(版)
大学课件内燃机-(附件版)大学课件：内燃机一、引言内燃机是一种将燃料在气缸内燃烧产生的高温高压气体直接作用于活塞，将热能转化为机械能的热力发动机。
作为一种重要的动力机械，内燃机在交通运输、农业机械、工业设备等领域具有广泛的应用。
本课件旨在对内燃机的基本原理、分类、工作过程、性能指标及未来发展进行详细阐述，以期为大学生提供全面、系统的内燃机知识。
二、内燃机的基本原理与分类1.基本原理内燃机的基本原理是将燃料和空气混合后在气缸内燃烧，产生高温高压气体推动活塞运动，进而驱动曲轴旋转，完成热能向机械能的转换。
内燃机的工作循环包括进气、压缩、燃烧、排气四个过程。
2.分类内燃机按燃料类型可分为汽油机、柴油机、天然气发动机等；按气缸排列方式可分为直列式、V型、水平对置式等；按冷却方式可分为水冷式和风冷式。
三、内燃机的工作过程1.进气过程进气过程是活塞由上往下运动，气缸内形成负压，吸入新鲜空气和燃油混合物的过程。
进气门开启，排气门关闭。
2.压缩过程压缩过程是活塞由下往上运动，将吸入的混合气压缩，使其温度和压力升高。
此时，进气门和排气门均关闭。
3.燃烧过程当混合气压缩到一定程度时，火花塞产生电火花点燃混合气，产生高温高压气体推动活塞向下运动。
此时，进气门和排气门均关闭。
4.排气过程排气过程是活塞由上往下运动，将燃烧后的废气排出气缸。
此时，排气门开启，进气门关闭。
四、内燃机的性能指标1.功率功率是内燃机输出的能力，通常用马力（hp）或千瓦（kW）表示。
功率与发动机转速和扭矩有关。
2.扭矩扭矩是内燃机输出的力矩，通常用牛·米（N·m）表示。
扭矩与发动机功率和转速有关。
3.燃油消耗率燃油消耗率是指内燃机在单位时间内消耗的燃油量，通常用克/千瓦时（g/kW·h）表示。
燃油消耗率越低，发动机的经济性越好。
4.排放性能排放性能是指内燃机排放的废气中含有的有害物质浓度，如二氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等。
发动机原理绪论-
奥托的实验：
目的—在发动机气缸里实现烟囱冒烟现象（燃烧向稀 薄区传播）。
手段—用透明气缸和手动活塞以及侧式进排气管模 型，将香烟的烟放入进气阀反复观察
结果：研究出空气与煤气的添加混合方法
➢同时，1858年法国人里诺发明了燃气机： 用煤气和空气的混合气取代蒸汽机的蒸汽； 用电池和感应线圈产生电火花点燃混合气。
至此完成了蒸汽机发明的全过程蒸汽动力装置。
迎来蒸汽革命
四、四冲程理论与内燃机的发明
瓦特蒸汽机存在的问题： 蒸汽机体积庞大，热效率低。
根源 途径
要克服这一缺点，必须解决锅炉与汽缸分离的 问题使锅炉与汽缸合二为一。
前期探索工作：如 ➢利用燃烧烟气冷却后产生的真空来抽水； ➢利用火药在汽缸内爆炸时产生的压力来驱动活塞； ➢用氢气和空气的混合燃料来推动活塞。
第三次技术革新：托马斯·纽可门（Thomas Newcomen）针 对赛维利蒸汽泵两大缺点改进:
➢缺点一：热效率太低。
改进措施：冷却水不直接进入汽缸，而是通过一个细小龙 头向汽缸内喷水冷却。
➢缺点二：只是一种抽水泵，不输出动力。
改进措施：引入活塞装置。靠蒸汽压力、大气压力和真空 度的相互作用推动活塞作往复式机械运动对外输出功 蒸汽机。
结论： ➢利用蒸汽压力、大气压力、真空的相互作用，
可以推动汽缸内活塞作往返直线运动。 ➢这种运动所产生的机械动力可以带动其他机械
运动。
发明带有活塞的蒸汽泵后，考虑到蒸汽压力大可能 会使汽缸爆炸，于1680年发明了安全阀。第一台可以 把热能转变为机械能的实验型蒸汽泵，于1680年在英国 试验成功。
• 第二次技术突破：英国机械工程师赛维利
发动机的修理工作。
故障诊断
在修理纽可门蒸汽机中，发现其两大缺点：
内燃机原理第一章 绪论
• 1882~1886年：戴姆勒、奔驰汽车问世
1882戴姆勒离开奥托公司，想把奥托发 动机应用到交通工具上——理念。
1883年发明点火系统，在奥托四冲程煤 气机的基础上，研制出一台小型单缸汽油 机，转速达700~900r/min，功率1.1马力， 空气冷却。
学习本科的目的和意义
• 学习本课的目的： 掌握：内燃机的 • 能量转换的基本理论及工作原理； • 性能评价及控制方法； • 有害排放物的生成机理 为节能减排和低碳化奠定理论基础。
• 主要参考教材： 周龙保主编：《内燃机学》（2）机工版 林学东编著：《发动机原理》（2）机工版
1.1 内燃机与汽车及其发展史简介
• 本茨不断地改进自己的汽车， 几年内就成功地打入市场；
于1887年成立奔驰汽车公司。 戴姆勒汽车比本茨的稍迟些
打入市场，但也获得了成功。
汽车的三足鼎立：
蒸汽机
第二次巴黎波尔多汽车拉力 赛(1895.6)的意义：根据以下 对比确立了内燃汽车的地位。
• 蒸汽车40％
(1763~1926)庞 大、效率低
问题：燃烧状态受燃料特性的限制 ∴ 不能太高，做功能力受限。
三、柴油机的发明
• 1892~1912年：柴油机的发明&美国汽车工背景：蒸气革命创立热力学理论基础，卡诺循环
4冲程理论;
动力机械发展汽车，但效率低;
课题：如何提高动力循环效率
内燃机及新型动力源存在的问题： 根据E/G Q-W中存在的问题，提出电动汽车、混合动力
等新能源汽车成为发展趋势；但
问题是：产电过程中的能源消耗及污染 电池的污染。
为此，发展核能发电站解决点能源问题，但存在： 核污染问题和电池污染。
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1781年，在参加圆月学社活动过程中，受到天王星 年 在参加圆月学社活动过程中， 以及由此引出的行星绕日圆周运动，或钟表中齿 以及由此引出的行星绕日圆周运动， 轮的圆周运动的启发 想到把活塞往复直线运动变为旋转运动就 可以使动力传给任何工作机械。 可以使动力传给任何工作机械。
同年，研制出一套“太阳和行星”齿轮联动装置； 同年，研制出一套“太阳和行星”齿轮联动装置； 活塞的直线运动转变为齿轮的旋转运动； ⇒活塞的直线运动转变为齿轮的旋转运动； 为使轮轴圆周运动更加均匀，安装一个飞轮。 为使轮轴圆周运动更加均匀，安装一个飞轮。 这一机构的重大革新， 这一机构的重大革新，瓦特蒸汽机才真正成为动 力机械。 力机械。 1781年底，以发明带有齿轮和拉杆的机械联动装 年底， 年底 置获得第二个专利。 置获得第二个专利。 直线运动⇒ 直线运动⇒旋转运动
绪 论
主要试验
发动机负荷特性试验 发动机速度特性试验
前导课
汽车构造、工程热力学、 汽车构造、工程热力学、化学等
绪 论
教材
林学东.发动机原理.机械工业出版社.2008 林学东.发动机原理.机械工业出版社.2008 主要参考书 孙凤英等.汽车性能. 孙凤英等.汽车性能.东北林业大学出版 .2008年 社.2008年 陈家瑞主编.汽车构造. 陈家瑞主编.汽车构造.人民交通出版 社.2006 冯健璋.汽车发动机原理与汽车理论.北京： 冯健璋.汽车发动机原理与汽车理论.北京： 机械工业出版社，1999年 机械工业出版社，1999年
凡尔赛宫
赫更斯： 赫更斯：荷兰物理学家 负责庭院里的树木浇水 和喷水池的喷水 从塞纳河提水。 ⇒从塞纳河提水。
塞纳河
赫更斯的内燃机草图: 赫更斯的内燃机草图
自方案问世后， 年后的1685年， 自方案问世后，经12年后的 年后的 年 台直径12m的水车完成，并满 的水车完成， 用14台直径 台直径 的水车完成 足凡尔赛宫一天3000m3的用水要求。 足凡尔赛宫一天 的用水要求。
第一次技术创新：法国物理学家工程师巴本（ 第一次技术创新：法国物理学家工程师巴本（Denis Papin 1647-1712），最先应用蒸汽动力技术。 ），最先应用蒸汽动力技术 ），最先应用蒸汽动力技术。 从火药发动机演变到蒸汽机; 从火药发动机演变到蒸汽机 将当时欧洲炼铁场广泛使用的活塞式风箱⇒ 箱变为汽缸； 将当时欧洲炼铁场广泛使用的活塞式风箱⇒将箱变为汽缸； 把风箱中的活塞变为汽缸中的活塞。 把风箱中的活塞变为汽缸中的活塞。
其特点：冷凝器与汽缸间用一个调节阀相连 其特点：冷凝器与汽缸间用一个调节阀相连 调节阀 二者既能连通又能分开 既能连通又能分开。 ⇒ 二者既能连通又能分开。 这样，把做功后的蒸汽引入汽缸外的冷凝器， 这样，把做功后的蒸汽引入汽缸外的冷凝器，又可以使 缸内产生真空，避免汽缸在一冷一热过程中热量损耗。 缸内产生真空，避免汽缸在一冷一热过程中热量损耗。
第三次技术革新：托马斯 纽可门 纽可门（ 第三次技术革新：托马斯·纽可门（Thomas Newcomen）针 ） 对赛维利蒸汽泵两大缺点改进: 对赛维利蒸汽泵两大缺点改进 缺点一：热效率太低。 缺点一：热效率太低。 改进措施：冷却水不直接进入汽缸， 改进措施：冷却水不直接进入汽缸，而是通过一个细小龙 头向汽缸内喷水冷却。 头向汽缸内喷水冷却。 缺点二：只是一种抽水泵，不输出动力。 缺点二：只是一种抽水泵，不输出动力。 改进措施：引入活塞装置。靠蒸汽压力、 改进措施：引入活塞装置。靠蒸汽压力、大气压力和真空 度的相互作用推动活塞作往复式机械运动⇒对外输出功⇒ 度的相互作用推动活塞作往复式机械运动⇒对外输出功⇒ 蒸汽机。 蒸汽机。 1712年纽可门蒸汽机问世。 年纽可门蒸汽机问世。 年纽可门蒸汽机问世
结论： 结论： 利用蒸汽压力、大气压力、真空的相互作用，可以推动 利用蒸汽压力、大气压力、真空的相互作用， 汽缸内活塞作往返直线运动。 汽缸内活塞作往返直线运动。 这种运动所产生的机械动力可以带动其他机械运动。 这种运动所产生的机械动力可以带动其他机械运动。
发明带有活塞的蒸汽泵后， 发明带有活塞的蒸汽泵后，考虑到蒸汽压力大 可能会使汽缸爆炸， 年发明了安全阀。 可能会使汽缸爆炸，于1680年发明了安全阀。 年发明了安全阀 ⇒第一台可以把热能转变为机械能的实验型蒸 汽泵， 年在英国试验成功。 汽泵，于1680年在英国试验成功。 年在英国试验成功
绪 论
考核方式
20%
笔试 出勤及试验
80%
第一章 绪论 —内燃机的发展史 内燃机的发展史
从内燃机草图⇒蒸汽机发明⇒汽车的发展⇒ 从内燃机草图⇒蒸汽机发明⇒汽车的发展⇒内燃机 一、内燃机概念的形成——赫更斯的草图 内燃机概念的形成 赫更斯的草图 产生于1673年，赫更斯在凡尔赛宫用水过程中借助动力来 产生于 年 代替体力劳动过程中的构想。 代替体力劳动过程中的构想。
第三项专利： 第三项专利：
针对蒸汽机效率不高的原因：蒸汽单项运动； 针对蒸汽机效率不高的原因：蒸汽单项运动； 即从一端进入、另一端出来。 即从一端进入、另一端出来。
方案措施：让蒸汽从两端进入和排出， 方案措施：让蒸汽从两端进入和排出，就可以让蒸汽 既能推动活塞向上运动又能推动活塞向下运动 ⇒效率就可以提高一倍。 效率就可以提高一倍。 1782年，试制出一种带有双 年 向装置的新汽缸⇒ 向装置的新汽缸⇒ 获得第三项专利。 获得第三项专利。
解决措施：利用蒸汽具有“弹性” 特点， 解决措施：利用蒸汽具有“弹性” 特点，把汽缸和 另一个容器相连接，让蒸汽接入其中， 另一个容器相连接，让蒸汽接入其中，就不需要 一再冷却汽缸，而浪费许多热量。 一再冷却汽缸，而浪费许多热量。 同年设计一个与汽缸分离的冷凝器， 同年设计一个与汽缸分离的冷凝器，并在汽缸外面 加绝热套⇒汽缸保持在高温工作状态。 加绝热套⇒汽缸保持在高温工作状态。
蒸汽革命——蒸汽汽车时代 三、蒸汽革命 蒸汽汽车时代
詹姆斯·瓦特： 詹姆斯 瓦特： 瓦特 瓦特掌管格拉斯哥大学实验教具的机械员。 瓦特掌管格拉斯哥大学实验教具的机械员。 1764年受命格拉斯哥大学教学用纽可门 年受命格拉斯哥大学教学用纽可门 蒸汽机的修理工作。 蒸汽机的修理工作。
故障诊断
在修理纽可门蒸汽机中，发现其两大缺点： 在修理纽可门蒸汽机中，发现其两大缺点： 燃料消耗量大而效率低 只能作往复直线运动。 只能作往复直线运动。 因此，除了用于矿井抽水之外，无其他用途， 因此，除了用于矿井抽水之外，无其他用途，浪费 蒸气达八成以上。 蒸气达八成以上。
内燃机原理
发动机原理
授课教师：郭秀丽
绪 论
课程性质：专业基础课 课程性质 适应专业：车辆工程 适应专业 教学目的和任务： 教学目的和任务 比较系统地掌握现代车用发动机的基 本工作原理和工作过程，理解发动机的主 要性能指标及评价，掌握发动机工作过程 的分析方法及性能指标与各工作过程的内 在联系；了解影响整机性能的使用因素及 提高性能的基本途径。
年受他人赞助制出第一台样机。 从1766年~1769年受他人赞助制出第一台样机。 年 年受他人赞助制出第一台样机 同年， 同年，瓦特因发明冷凝器而获得在革新纽可门蒸 汽机过程中的第Βιβλιοθήκη 项专利。 汽机过程中的第一项专利。
第一个专利的问题
带冷凝器的蒸汽机虽试制成功，但相对纽可门蒸汽机， 带冷凝器的蒸汽机虽试制成功，但相对纽可门蒸汽机，除了 热效率显著提高外，还是无法作为真正的动力机械。 热效率显著提高外，还是无法作为真正的动力机械。 致命缺陷：活塞只能作往复直线运动。 致命缺陷：活塞只能作往复直线运动。
绪 论
学时：32 学时：
讲课学时： 讲课学时：28 实验学时： 实验学时：4
学分： 学分：2
1. 绪论 2. 内燃机循环及性能指标 3. 发动机的换气过程 4. 内燃机的燃料与燃烧 5. 汽油机混合气形成和燃烧 6. 柴油机混合气形成和燃烧 7. 发动机的特性 8. 发动机与整车性能的匹配
绪 论
三大实验的作用： 三大实验的作用： 人们开始认识蒸汽、大气和真空的相互作用。 人们开始认识蒸汽、大气和真空的相互作用。 这些重大的实验成果为早期蒸汽 早期蒸汽动力技术的 ⇒ 这些重大的实验成果为早期蒸汽动力技术的 开发奠定了牢固的科学实验基础 科学实验基础。 开发奠定了牢固的科学实验基础。
蒸汽机发明——三次技术革新 二、蒸汽机发明
课程教学基本内容及要求
本课程主要讲述汽车的基础理论知识， 本课程主要讲述汽车的基础理论知识 ， 汽车使 用性能和实验方法。 用性能和实验方法。 了解发动机的发展概况； 了解发动机的发展概况； 熟练掌握发动机理论循环的特点及实际循环对其 的修正、发动机性能指标； 的修正、发动机性能指标； 掌握四冲程发动机的换气过程； 掌握四冲程发动机的换气过程； 熟练掌握发动机的燃烧过程； 熟练掌握发动机的燃烧过程； 熟练掌握发动机的特性； 熟练掌握发动机的特性； 懂得发动机所用燃料的基本原理； 懂得发动机所用燃料的基本原理； 了解发动机与整车的匹配
实验：先将汽缸底部注入少量水，加热。 实验：先将汽缸底部注入少量水，加热。当汽缸内 的水沸腾后，蒸汽推动活塞慢慢上升；然后， 的水沸腾后，蒸汽推动活塞慢慢上升；然后，从汽 缸底部抽掉火，汽缸内蒸汽慢慢冷凝⇒ 缸底部抽掉火，汽缸内蒸汽慢慢冷凝⇒汽缸内产生 真空，在大气压力推动下，活塞慢慢下降。 真空，在大气压力推动下，活塞慢慢下降。
纽可门蒸汽机原型： 纽可门蒸汽机原型： 将气缸和活塞置于锅上部； 将气缸和活塞置于锅上部； 加热锅产生的蒸汽导入汽缸， 加热锅产生的蒸汽导入汽缸，推 动活塞上升； 动活塞上升； 关闭阀门，向气缸喷水， 关闭阀门，向气缸喷水，缸内蒸 汽被冷却变成水，产生真空， 汽被冷却变成水，产生真空，活 塞下降，抽水泵抽水。 塞下降，抽水泵抽水。
第二次技术突破：英国机械工程师赛维利（ 第二次技术突破：英国机械工程师赛维利（T.Savery 赛维利 1650-1715）。 ）。 设计依据：基于包尔塔的蒸汽力原理， 设计依据：基于包尔塔的蒸汽力原理，其蒸汽泵主要由 汽缸与锅炉组成。 汽缸与锅炉组成。