《发动机工作原理》PPT课件
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发动机ppt课件
燃油经济性
燃油消耗率
燃油消耗率是指发动机每千瓦时或每马力小时所消耗的燃油量，通常以克/千瓦时（g/kWh）或克/马力小时（ g/hp-hr）表示。低燃油消耗率意味着发动机效率高，能够降低运行成本。
油耗
油耗是指在一定时间内发动机所消耗的燃油量，通常以升/百公里（L/100km）表示。低油耗意味着在行驶相同 距离下，发动机所消耗的燃油量较少。
船舶工业
船用发动机
为船舶提供推进动力，分为内燃 机和电动机。
辅助发动机
用于船舶上的各种辅助设备，如 泵、压缩机等。
农业机械
拖拉机发动机
为拖拉机提供动力，驱动农机具进行 耕作、播种、收割等作业。
灌溉泵发动机
为灌溉泵提供动力，实现农田的灌溉 。
THANKS
02
发动机的性能参数
功率与扭矩
功率
功率是指发动机在单位时间内所做的功，通常以千瓦（kW）或马力（hp）表 示。功率决定了发动机能够克服的阻力和负载，是评估发动机性能的重要参数 。
扭矩
扭矩是指发动机输出的力矩，通常以牛顿米（Nm）表示。扭矩决定了发动机在 特定转速下能够克服的负载，以及车辆加速和爬坡能力。
发动机ppt课件
目录
• 发动机概述 • 发动机的性能参数 • 发动机的维护与保养 • 发动机的未来发展 • 发动机的应用领域
01
发动机概述
发动机的定义与分类
01
总结词
02
详细描述
发动机是一种将其他形式的能量转换为机械能的装置，通常用于驱动 车辆、船舶、飞机等。根据不同的分类标准，发动机可以分为多种类 型。
排放性能
一氧化碳（CO）
一氧化碳是燃料不完全燃烧的产物， 对人体健康有害。低一氧化碳排放是 发动机性能良好的表现。
柴油发动机工作原理ppt
新能源融合
随着新能源技术的不断发展，柴油发动机将与新能源技术 进行融合，开发更加高效、环保的混合动力系统。
智能化
随着智能化技术的不断发展，柴油发动机的未来发展将更 加注重智能化控制技术的研发和应用，实现更加精准、高 效的能源管理。
柴油发动机的发展前景展望
扩大应用领域
随着柴油发动机技术的不断升 级和完善，其应用领域也将不 断扩大，包括重型车辆、船舶
可靠性强
柴油发动机的结构简单，机械负荷 较低，因此具有较高的可靠性和耐 久性。
环保
柴油发动机的排放物中，二氧化碳 和其他有害物质的含量较低，对环 境友好。
柴油发动机的缺点
噪音大
由于柴油发动机的点火方式不同于汽油机 ，导致其噪音较大。
加速性能差
柴油机的加速性能相对较差，响应速度不 如汽油机。
维护成本高
机遇。
19世纪中叶，柴油发动机初步研制成功，但 并未得到广泛应用。
20世纪中叶，柴油发动机开始在汽车行业得 到广泛应用。
柴油发动机的未来发展趋势
高效节能
随着能源短缺和环境污染问题的日益严重，柴油发动机的 未来发展将更加注重高效节能技术的研发和应用。
轻量化
为了提高车辆的燃油经济性和减少排放，柴油发动机的未 来发展将更加注重轻量化技术的研发和应用。
柴油发动机属于压燃式发动机，其特点是不需要点火系统， 而是利用柴油的自燃特性在燃烧室内形成高压，使混合气自 燃。
柴油发动机的类型
根据用途不同，柴油发动机可分为轻型、重型、轿车用型 、工业用型等多种类型。
轻型柴油发动机主要用于轿车、小型客车、轻型货车等轻 型车辆；重型柴油发动机则主要用于大型货车、客车、工 程机械等重型车辆；轿车用型柴油发动机主要应用于轿车 领域；工业用型柴油发动机则广泛应用于工业领域。
发动机工作原理ppt课件
会引起发动机过热，功 率下降，燃油消耗量增 加等一系列不良后果。 严重爆燃时甚至造成气 门烧毁、轴瓦破裂，火 花塞绝缘体击穿等。
由于燃烧室内炽 热表面与炽热处( 如排气门头，火 花塞电极，积炭 处)点燃混合气产 生的另一种不正 常燃烧。
伴有强烈的较沉闷 敲击声。
产生的高压会使发动机 机件负荷增加，寿命降 低。
终了：温度 800~1000K压力
105~400 kPa
瞬时最高：温度1800~2200K压力5~10 MPa
排气行程
温度800~1000K 压力105~400 kPa
10
四冲程汽油机和柴油 机的工作循环有什么 相同和不同之处呢？
11
每个工作循环曲轴转两周，每一行程曲轴转半周。只
有作功行程产生动力。
P点
下 止 点
c
大气压力 r
b
线
a
示功图
V
8
进气门关闭
残余
废气
活
塞
排气门打开
P
上Z
止 点
下 止 点
c
大气压力线 r
b
温度900~1200 K 压力105~125 kPa
a V 示功图
9
进气门
纯空气
喷油泵
喷油器
排气门
吸气行程 压缩行程
作功行程
温度300~370K压 力800~900 kPa
温度800~1000K 压力3~5 MPa
一、单缸发动机结构示意图
1
上止点 下止点 活塞行程(S) 曲柄半径(R) 气缸工作容积(V h ) 发动机排量(VL) 燃烧室容积(Vc ) 气缸总容积(Va ) 工作循环
Vh= πD2·S ×10-6/4 （L） D——气缸直径mm S——活塞行程mm
发动机工作原理和总体构造
柴油机燃油消耗率较汽油机低30%左右，且柴油价格低，所以燃油经济性好，而且输出扭矩较大，但冷起 动困难、工作粗暴、工作转速较低（一般4000r/min以下）、制造成本高、维修困难，适用于运输型汽车。
（四）飞轮的作用： 四冲程发动机工作循环的四个活塞行程中，只有一个行程是作功的，其余三个行程是依靠飞轮的惯性
（b）表面点火： 在火花塞点火之前，由于燃烧室内灼热表面（如排气门头部、火花塞电极处、积碳处）点燃可燃混合气
而产生的另一种不正常燃烧现象，称为表面点火。 表面点火现象：
表面点火发生时，也伴有强烈的敲缸声（较沉闷），产生的高压会使发动机机件机械负荷增加，寿命降 低。
（c）汽油机压缩比的选择： 应在避免引起爆燃和表面点火的前提下尽可能提高压缩比，以提高发动机功率，改善燃油经济性。
冷却系—水泵9由曲轴14上的皮带轮带动，将来自散 热器冷却后的冷却水泵入气缸7燃烧室周围的冷却水 套，经过气缸盖6中的冷却水套，热水由气缸盖上部 的出水口流往散热器。
（三）发动机基本术语
上止点（T.D.C.）：
活塞顶离曲轴中心最远处。
下止点（B.D.C.）： 活塞行程 S ：
活塞顶离曲轴中心最近处。
（b）压缩行程
（a）爆燃： 由于压缩比过高导致压缩终了时气体压力和温度过高，在火花塞点火之后燃烧室内离点燃中心较远处的
末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧现象，称为爆燃。 爆燃现象：
爆燃时，火焰以极高的速率传播，温度和压力急剧升高，形成压力波，以声速推进，当这种压力波撞击 燃烧室壁时就发出尖锐的敲缸声。同时还会引起发动机过热、功率下降、燃油消耗率增加等一系列不良后果， 严重爆燃时甚至造成排气门烧废、轴瓦破裂、活塞顶熔穿、火花塞绝缘体被击穿等机件损坏现象。
（四）飞轮的作用： 四冲程发动机工作循环的四个活塞行程中，只有一个行程是作功的，其余三个行程是依靠飞轮的惯性
（b）表面点火： 在火花塞点火之前，由于燃烧室内灼热表面（如排气门头部、火花塞电极处、积碳处）点燃可燃混合气
而产生的另一种不正常燃烧现象，称为表面点火。 表面点火现象：
表面点火发生时，也伴有强烈的敲缸声（较沉闷），产生的高压会使发动机机件机械负荷增加，寿命降 低。
（c）汽油机压缩比的选择： 应在避免引起爆燃和表面点火的前提下尽可能提高压缩比，以提高发动机功率，改善燃油经济性。
冷却系—水泵9由曲轴14上的皮带轮带动，将来自散 热器冷却后的冷却水泵入气缸7燃烧室周围的冷却水 套，经过气缸盖6中的冷却水套，热水由气缸盖上部 的出水口流往散热器。
（三）发动机基本术语
上止点（T.D.C.）：
活塞顶离曲轴中心最远处。
下止点（B.D.C.）： 活塞行程 S ：
活塞顶离曲轴中心最近处。
（b）压缩行程
（a）爆燃： 由于压缩比过高导致压缩终了时气体压力和温度过高，在火花塞点火之后燃烧室内离点燃中心较远处的
末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧现象，称为爆燃。 爆燃现象：
爆燃时，火焰以极高的速率传播，温度和压力急剧升高，形成压力波，以声速推进，当这种压力波撞击 燃烧室壁时就发出尖锐的敲缸声。同时还会引起发动机过热、功率下降、燃油消耗率增加等一系列不良后果， 严重爆燃时甚至造成排气门烧废、轴瓦破裂、活塞顶熔穿、火花塞绝缘体被击穿等机件损坏现象。
发动机原理课件完整版：总结.ppt
– 是否全部气体都参与燃烧？ – 温度最高的区域？
• 主要零组件在燃烧中的作用
– 扩压器 – 喷油嘴 – 火焰筒
2020年10月11日
12
各部件的共同工作
• 共同工作条件
– 流量连续
• 涡轮导向器流通能力正比于增压比，反比于加热比； • T3*/T1*等值线物理意义，应用条件 • 膨胀比与A8的关系
课程总结
绪论
主要发动机类型 • 涡喷发动机（早期飞机）
– 单轴 – 双轴
• 涡扇发动机
– 混合排气（以格斗为主的歼击机） – 分别排气（大中型民航飞机或军用运输机）
• 涡轴发动机
– 用于直升机
• 涡桨发动机
– 低空、低速军用运输机或民航机
2020年10月11日
2
基础知识
• 马赫数、速度系数、密流函数的物理意义 • 流量公式
– 涡轮效率的定义
• 总温、静温、总压、静压、速度的变化；
2020年10月11日
10
涡轮
部件工作原理
h
3
P3*
实际膨胀功
t 等熵膨胀功
理想膨胀功Ltad
2020年10月11日
4 4i
实际膨胀功Lt P4*
S
11
部件工作原理
燃烧室
• 基本要求
– 油气比、余气系数的概念 – 对出口温度场的要求
• 工作过程
• 例如：n=const时，环境温度、环境压力、 A8对工作点的影响
2020年10月11日
14
调节规律
• 什么是调节规律? 为什么要对发动机进行调 节?
• 常用调节规律
– n=const, A8=const – T3*=const, A8=const – n=const, T3*=const
• 主要零组件在燃烧中的作用
– 扩压器 – 喷油嘴 – 火焰筒
2020年10月11日
12
各部件的共同工作
• 共同工作条件
– 流量连续
• 涡轮导向器流通能力正比于增压比，反比于加热比； • T3*/T1*等值线物理意义，应用条件 • 膨胀比与A8的关系
课程总结
绪论
主要发动机类型 • 涡喷发动机（早期飞机）
– 单轴 – 双轴
• 涡扇发动机
– 混合排气（以格斗为主的歼击机） – 分别排气（大中型民航飞机或军用运输机）
• 涡轴发动机
– 用于直升机
• 涡桨发动机
– 低空、低速军用运输机或民航机
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2
基础知识
• 马赫数、速度系数、密流函数的物理意义 • 流量公式
– 涡轮效率的定义
• 总温、静温、总压、静压、速度的变化；
2020年10月11日
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涡轮
部件工作原理
h
3
P3*
实际膨胀功
t 等熵膨胀功
理想膨胀功Ltad
2020年10月11日
4 4i
实际膨胀功Lt P4*
S
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部件工作原理
燃烧室
• 基本要求
– 油气比、余气系数的概念 – 对出口温度场的要求
• 工作过程
• 例如：n=const时，环境温度、环境压力、 A8对工作点的影响
2020年10月11日
14
调节规律
• 什么是调节规律? 为什么要对发动机进行调 节?
• 常用调节规律
– n=const, A8=const – T3*=const, A8=const – n=const, T3*=const
发动机构造工作原理ppt课件
活塞式发动机的分类
▪ 按活塞运动方式 ：往复活塞式、旋转活塞式 ▪ 按着火方式:压燃式、点燃式 ▪ 按所用燃料:汽油机、柴油机、气体燃料发动机 ▪ 按冷却方式:水冷式、风冷式 ▪ 按冲程数:四冲程、二冲程 ▪ 按进气状态 ：增压式、非增压式 ▪ 按气缸数目、排列方式：单缸、多缸、直列式、V型、对置式
▪ 排放品质
➢ 有害气体CO、HC、NOx、排气颗粒
▪ 噪声水平
➢ 刺激神经、使人烦躁、反映迟钝
发动机速度特性
▪ 速度特性曲线
➢ 燃料供给调节机构位置不变时，发动机性能参数（有效转 矩、功率、燃料消耗率）随转速改变而变化的曲线。
➢ 如何得到曲线：在一定转速下，用测功器对曲轴施加阻力 矩，获取曲线的位置，依此类推。
▪ 主要缺点：
➢ 燃油消耗率高，燃料经济性差
内燃机产品名称与型号编制规则
第五节 发动机的性能指标与特性
▪ 动力性能指标 ▪ 经济性能指标 ▪ 环境指标 ▪ 发动机速度特性
动力性能指标
▪ 有效转矩Te
➢ 发动机对外输出的转矩称为有效转矩，单位为N·m 。 ➢ 有效转矩与曲轴角位移的乘积就是发动机对外输出的有效功。
▪ 压缩比
➢ 表示了气体的压缩程度，它是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之 比值，即气缸总容积与燃烧室容积之比。一般用ε表示。
▪ 工况
Va 1 Vs
Vc
Vc
➢ 内燃机在某一时刻的运行状况，以该时刻内燃机输出的有效功率和曲轴 转速表示。
▪ 负荷率
➢ 内燃机在某一转速下发出的有效功率与相同转速下所能发出的最大有效 功率的比值称为负荷率，以百分数表示。负荷率通常简称负荷。
经济性能指标
▪ 有效热效率ŋe
燃料燃烧产生的热量转化为有效功的百分比。
航空发动机工作原理(教学课件)
压气机通常由多级组成，每一级都有一组转子叶片和一组静子叶片。转子片负责 将空气吸入并加速，而静子叶片则负责将空气引导并压缩。
随着压气机转速的增加，吸入的空气被压缩，气压和温度也随之升高。这个高压高 温的空气随后被送入燃烧室。
燃烧室工作原理
燃烧室的主要功能是将燃油与压 缩空气混合并点燃，以产生高温
航空发动机的分类
01
02
03
活塞式发动机
利用汽缸内活塞的运动来 产生动力，适用于低速飞 机。
涡轮式发动机
利用高速旋转的涡轮来产 生动力，适用于高速飞机。
喷气式发动机
利用高速喷射气体来产生 动力，适用于超音速飞机。
02 航空发动机的工作原理
压气机工作原理
压气机是航空发动机的重要组成部分，其主要功能是通过高速旋转的叶片将空气吸 入并压缩，为燃烧室提供足够的空气。
定期检查
航空发动机的定期检查包 括外观检查、油液分析、 振动检测等，以确保发动 机正常运转。
更换磨损件
发动机运转过程中，某些 部件会逐渐磨损，如轴承、 密封圈等，需要定期更换。
清洗和润滑
定期清洗发动机内部，并 使用合适的润滑油，以减 少摩擦和磨损。
常见故障与排除
燃油系统故障
燃油系统故障可能导致发动机熄 火或功率下降，排查故障需检查
3
再生利用技术
采用废弃发动机部件的再生利用技术，降低生产 成本和资源消耗，同时减少对环境的负面影响。
新材料与新技术的应用
新材料应用
01
采用先进的复合材料、钛合金和高温合金等新材料，减轻发动
机重量，提高发动机性能和可靠性。
3D打印技术
02
利用3D打印技术制造发动机部件，降低生产成本和周期，提高
随着压气机转速的增加，吸入的空气被压缩，气压和温度也随之升高。这个高压高 温的空气随后被送入燃烧室。
燃烧室工作原理
燃烧室的主要功能是将燃油与压 缩空气混合并点燃，以产生高温
航空发动机的分类
01
02
03
活塞式发动机
利用汽缸内活塞的运动来 产生动力，适用于低速飞 机。
涡轮式发动机
利用高速旋转的涡轮来产 生动力，适用于高速飞机。
喷气式发动机
利用高速喷射气体来产生 动力，适用于超音速飞机。
02 航空发动机的工作原理
压气机工作原理
压气机是航空发动机的重要组成部分，其主要功能是通过高速旋转的叶片将空气吸 入并压缩，为燃烧室提供足够的空气。
定期检查
航空发动机的定期检查包 括外观检查、油液分析、 振动检测等，以确保发动 机正常运转。
更换磨损件
发动机运转过程中，某些 部件会逐渐磨损，如轴承、 密封圈等，需要定期更换。
清洗和润滑
定期清洗发动机内部，并 使用合适的润滑油，以减 少摩擦和磨损。
常见故障与排除
燃油系统故障
燃油系统故障可能导致发动机熄 火或功率下降，排查故障需检查
3
再生利用技术
采用废弃发动机部件的再生利用技术，降低生产 成本和资源消耗，同时减少对环境的负面影响。
新材料与新技术的应用
新材料应用
01
采用先进的复合材料、钛合金和高温合金等新材料，减轻发动
机重量，提高发动机性能和可靠性。
3D打印技术
02
利用3D打印技术制造发动机部件，降低生产成本和周期，提高
汽车发动机原理PPT课件
gi，ηi，经济性指标。
精选ppt
28
四、指示热效率ηi
定义：实际循环指示功Wci与所用燃油的发
热量Q1之比值,用ηi表示。
Ni —［KW］； Hu —［KJ/kg］燃料热值； Gf —［kg/h］； gi —［g/kw·h］
可以看出：ηi∝1／gi
标定工况下，ηi，gi的大致范围：
gi
ηi
汽油机： 205～320 0.25～0.40
1-2的压缩过程 绝热压缩；
2-3的燃烧过程 等压加热;
3-4的膨胀过程 绝热膨胀；
4-1的排气过程 等容放热。
等容加热循环的热效率：
ηT=1-1/εk-1×(ρK-1 )/K(ρ -1)
二、影响内燃机理想循环的主要因素
分析循环的主要目的是找出影响循环热 效率的因素，找到提高热效率的途径。
常用的方法有： 1、解析法： 从循环热效率的公式出发进行分析。 2、图示法： 由P—V图、T—S图入手分析。
二、影响ηm的因素
使用因素：转速、负荷、润滑油品质、水温等； 结构设计因素：最高燃烧压力、气缸尺寸数目、大气状态等。
1．转速n
负荷一定=>Pi、Ni基本不变
n↑=>摩擦损失↑ =>机械损失↑=>Pm↑
mN Nei 1N Nm i P Pei 1P Pm i
得: n↑,ηm↓
故用提高n来增加发动机的 动力性指标受到限制。 精选p图pt 2-3 ηm随转速的变化38关系
顺时针 正功-循环指示功； 逆时针 负功-泵气功;机械
损失功
示功图上循环曲线所围成的面
积的大小表示功的多少。
精选ppt
25
2、平均指示压力Pi
1）定义：发动机单位气缸工作容积每循环做的指 示功。
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