发动机原理课件完整版：第一章1节
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发动机原理第一章1讲.ppt
2020年3月31日
• 附件系统(燃油、润滑、启动、空气、电气等)
2020年3月31日
•工作过程
进气道将工质引入 压气机增压 燃烧室 喷油燃烧加热 涡轮膨胀作功带动压气机 尾喷管膨胀加速 以高速排气到体外
进气道
压气机
燃烧室
涡轮 排气喷管
2020年3月31日
沿发动机流程参数变化
2020年3月31日
q Cp(T T )
2
9i
0
2020年3月31日
理想循环功和热效率
• 循环功 • 热效率
W q q Wp Wc
1
2
q q
1
2
W
th
q
q
1
1
2020年3月31日
理想循环功＝循环过程所包围的面积
2020年3月31日
理想循环热效率 ＝理想循环功占加热量的比
2020年3月31日
如何获得尽可能大的循环功？ 如何获得尽可能高的循环热效率？
ce
W f(
c
e
• 由于热力过程损失的存在：
– 实际循环效率除受增压比影响外，还受加热 比以及压缩过程和膨胀过程效率影响，且比 理想循环热效率低；
– 实际循环功低于理想循环功。
2020年3月31日
重要结论
为提高循环热效率，应尽可能提高循环 增压比； 为提高循环功，应尽可能提高循环加热 比； 存在有最佳增压比，增压比过大将使循 环功减小； 提高循环加热比，使循环最佳增压比增 加； 提高部件效率，有利于提高循环功和热 效率。
• 假设： (1)工质为空气 ； (2)忽略流动损失； (3)气流在尾喷管达到完全膨胀。
2020年3月31日
发动机特征截面
• 附件系统(燃油、润滑、启动、空气、电气等)
2020年3月31日
•工作过程
进气道将工质引入 压气机增压 燃烧室 喷油燃烧加热 涡轮膨胀作功带动压气机 尾喷管膨胀加速 以高速排气到体外
进气道
压气机
燃烧室
涡轮 排气喷管
2020年3月31日
沿发动机流程参数变化
2020年3月31日
q Cp(T T )
2
9i
0
2020年3月31日
理想循环功和热效率
• 循环功 • 热效率
W q q Wp Wc
1
2
q q
1
2
W
th
q
q
1
1
2020年3月31日
理想循环功＝循环过程所包围的面积
2020年3月31日
理想循环热效率 ＝理想循环功占加热量的比
2020年3月31日
如何获得尽可能大的循环功？ 如何获得尽可能高的循环热效率？
ce
W f(
c
e
• 由于热力过程损失的存在：
– 实际循环效率除受增压比影响外，还受加热 比以及压缩过程和膨胀过程效率影响，且比 理想循环热效率低；
– 实际循环功低于理想循环功。
2020年3月31日
重要结论
为提高循环热效率，应尽可能提高循环 增压比； 为提高循环功，应尽可能提高循环加热 比； 存在有最佳增压比，增压比过大将使循 环功减小； 提高循环加热比，使循环最佳增压比增 加； 提高部件效率，有利于提高循环功和热 效率。
• 假设： (1)工质为空气 ； (2)忽略流动损失； (3)气流在尾喷管达到完全膨胀。
2020年3月31日
发动机特征截面
第1章发动机原理 ppt课件
行程，热效率低于5%，最大功率为4.5 kW。
1867年奥托（Otto）和浪琴(Langen)发明了 一种更为成功的大气压力式内燃机。
1876年，Otto四冲程循环的内燃机，包括：
进气、着火前压缩、膨胀与排气。热效率14%，
质量减少近70%，有效地投入工业使用，形成
内燃机工业。
2019/12/28
2019/12/28
PPT课件
10/13
第二节 内燃机发展
三、内燃机增压技术
1902年，法国的路易斯.雷诺（Louis Renault）提出了机械增压技术。
1907年美国宾夕法尼亚的一家工厂试制成功 了世界上第一台增压发动机。
1915年，瑞士工程师阿尔弗雷德.波希
（Alfred Buchi）将增压器的机械驱动改造
二、内燃机燃料 第一次世界大战以后，对爆震问题有了进一
步的了解，通用公司发现了四乙铅的抗爆作 用，1923年将它用作汽油的添加剂。 尤金.荷德莱（Eugene Houdry）发明了催化 裂化法，提高了汽油的产量，同时使汽油获 得越来越好的抗爆性使发动机的压缩比不断 增加，动力性与燃油经济性得到了提高。 为了减少内燃机对日益短缺的石油基燃料的 依赖，各国正在开展替代燃料的研究，以取 代汽油和柴油，如燃用天然气、甲醇、乙醇 合成汽油、合成柴油以及二甲醚等。
汽车发动机原理
《汽车发动机原理》课程简介
本课程是车辆工程专业本科生继汽车构造课程之后的一门专 业基础课，是本专业汽车构造、汽车理论和汽车设计三门主 干课程的必要辅助课程，是专业必修课。
本课的目的是使学生通过学习，掌握内燃机性能评价指标， 内燃机特性以及影响因素；了解提高内燃机性能指标的途径 和措施；为合理使用、正确调整和使用内燃机以及深入研究 打下一定的理论基础，同时初步掌握内燃机的试验方法和实 验技能。
1867年奥托（Otto）和浪琴(Langen)发明了 一种更为成功的大气压力式内燃机。
1876年，Otto四冲程循环的内燃机，包括：
进气、着火前压缩、膨胀与排气。热效率14%，
质量减少近70%，有效地投入工业使用，形成
内燃机工业。
2019/12/28
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PPT课件
10/13
第二节 内燃机发展
三、内燃机增压技术
1902年，法国的路易斯.雷诺（Louis Renault）提出了机械增压技术。
1907年美国宾夕法尼亚的一家工厂试制成功 了世界上第一台增压发动机。
1915年，瑞士工程师阿尔弗雷德.波希
（Alfred Buchi）将增压器的机械驱动改造
二、内燃机燃料 第一次世界大战以后，对爆震问题有了进一
步的了解，通用公司发现了四乙铅的抗爆作 用，1923年将它用作汽油的添加剂。 尤金.荷德莱（Eugene Houdry）发明了催化 裂化法，提高了汽油的产量，同时使汽油获 得越来越好的抗爆性使发动机的压缩比不断 增加，动力性与燃油经济性得到了提高。 为了减少内燃机对日益短缺的石油基燃料的 依赖，各国正在开展替代燃料的研究，以取 代汽油和柴油，如燃用天然气、甲醇、乙醇 合成汽油、合成柴油以及二甲醚等。
汽车发动机原理
《汽车发动机原理》课程简介
本课程是车辆工程专业本科生继汽车构造课程之后的一门专 业基础课，是本专业汽车构造、汽车理论和汽车设计三门主 干课程的必要辅助课程，是专业必修课。
本课的目的是使学生通过学习，掌握内燃机性能评价指标， 内燃机特性以及影响因素；了解提高内燃机性能指标的途径 和措施；为合理使用、正确调整和使用内燃机以及深入研究 打下一定的理论基础，同时初步掌握内燃机的试验方法和实 验技能。
《汽车发动机原理》课件
曲轴
将活塞的直线运动转化为旋转运动，输出 动力。
活塞
在气缸内上下运动，通过与气缸盖的配合 完成工作循环。
发动机的工作原理
01
02
03
04
进气过程
空气通过气。
压缩过程
活塞向上运动，压缩可燃混合 气，提高其温度和压力。
燃烧过程
当活塞达到上止点时，火花塞 产生电火花点燃可燃混合气， 产生能量推动活塞向下运动。
点火系统
燃烧过程
燃烧效率
排放控制
排放污染物
一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物等。
排放法规
各国对汽车排放标准的规定。
排放控制技术
三元催化转换器、颗粒物捕集器等，降低污染物排放 。
03
发动机的性能指标
动力性能
总结词
衡量汽车加速、爬坡和最高车速的能力。
详细描述
动力性能主要通过汽车的加速时间、最大爬坡度以及最高车速来衡量。加速时 间越短，车辆的加速性能越好；最大爬坡度越大，车辆的爬坡能力越强；最高 车速越高，车辆的极速性能越好。
燃料电池技术
总结词
燃料电池技术是一种将化学能转换为电 能的发电技术，通过燃料和氧化剂之间 的化学反应产生电流。
VS
详细描述
燃料电池技术利用燃料（如氢气）和氧化 剂（如氧气）之间的化学反应来产生电能 。与传统的内燃机相比，燃料电池技术具 有更高的效率和更少的排放。然而，目前 燃料电池技术的成本较高，且需要特殊的 燃料和氧化剂。
排气过程
燃烧后的废气通过排气门排出 气缸，完成一个工作循环。
02
发动机的工作循环
四冲程发动机工作循环
吸气冲程
空气通过进气门进入汽缸，与 汽油混合形成可燃混合气。
汽车发动机的作用和工作原理ppt课件
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车用内燃机 车用内燃机 车用内燃机
§2.4 发动机的分类
水冷发动机
风冷发动机 四冲程发动机 二冲程发动机 汽油发动机
柴油发动机
化油器式发动机 直接喷射式发动机发动机
车用内燃机
单缸发动机 多缸发动机
车用内燃机
单列式发动机
双列式发动机
30
§2.5 发动机的总体构造
两大机构
曲柄连杆机构 配气机构
供给系 点火系 五大系统 冷却系 润滑系 起动系
上止点 下止点 活塞行程(S) 曲柄半径(R) 气缸工作容积(V h ) 发动机工作容积(VL) 燃烧室容积(Vc ) 气缸总容积(Va ) 压缩比
曲轴回转中心
曲柄
3
三、四冲程发动机的简单工作原理
四冲程发动机：曲轴旋转二周， 活塞往复4个行程完成一个工作
循环，称为4冲程发动机。
53
第2章 传动系概述
2.2 汽车驱动形式与传动系统布置 2.2.2 传动系统的布置形式
5．四轮驱动(4WD) 4WD的优点是：四个车轮均有动力，地面附着率最大，
通过性和动力性好。
54
第4章 手动变速器
4.1 概述 4.1.1 变速器的功用
1．实现变速变矩。变速器通过改变传动比，扩大驱动轮转 矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同 时使发动机在有利的工况下工作；
16
17
18
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20
二、四冲程柴油机的工作原理
温度800~1000K
温度300~370K 压力800~900
kPa
温度800~1000K 压力3~5 MPa
压力105~400 kPa
终了：温度 800~1000K压力
汽车发动机原理及构造PPT课件
排气行 程
800~1000
105~125 kPa
思考
四冲程汽油机 和柴油机的工 作循环有什么 相同之处呢？
共同点
1. 每个工作循环曲轴转两周，每一行 程曲轴转半周。
2. 只有作功行程产生动力。
思考
2能2够00按~2时80在0火(瞬花时塞最电高极) 间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。
配还气会机 引构起大发多动采机用过顶热置，气功门率式下配降气，机燃构油，消一耗般量由增气加门等组一、系气列门不传良动后组果和。气门驱动组组成。 （38）活压塞缩行比程—S——气—缸上总、容下积止与点燃之烧间室的容距积离之称比为称活为塞压行缩程比（。S=2R）。
同呢？ 3功0用0~是50向0作kP相a对(作运功动终的了零) 件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。
第一节 概述
（3）活塞行程S——上、下止点之间的距 离称为活塞行程 （S=2R）。
第一节 概述
（4）曲柄半径R——曲轴旋转中心到曲柄 销中心之间的距离称为曲柄半径。通常活 塞行程为曲柄半径的两倍，即s=2R 。
第一节 概述
（5）气缸工作容积Vh——活塞从一个止点 运动到另一个止点所扫过的容积，称为气 缸工作容积。一般用Vh 表示。单位是L
排气行程 900~1200
105~125 kPa
柴油机工作时各行程状态参数
状态 行程
温度(K)
压力
进气行 程
320~350
800~900 kPa
压缩行 程
800~1000
3~5MPa
作功行 程
2200~2800(瞬时最高)
3~5MPa (瞬时最高)
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第一章
航空燃气涡轮发动机 工作原理
ppt课件
1
第一章 航空燃气涡轮发动机工作原理
• 第一节 涡轮喷气发动机热力循环 • 第二节 推力公式 • 第三节 性能指标和基本要求 • 第四节 能量转换与效率 • 第五节 发展方向
2020/11/18
ppt课件
2
第一章 航空燃气涡轮发动机工作原理
• 第一节 涡轮喷气发动机热力循环 • 第二节 推力公式 • 第三节 性能指标和基本要求 • 第四节 能量转换与效率 • 第五节 发展方向
T0
p
* 2
(
T
* 2
) 1
P
* 2
p0
T0
P0
T
* 2
T0
=
－1
th
1
1
－1
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三、理想循环-热效率
th 1
1
－1
• 理想循环热效率只与循环增压比有关，且 与循环增压比成正比。
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三、理想循环-循环功
W q1th cp (T3* T2*)th
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3
第一节 涡轮喷气发动机热力循环
• 一、组成
– 五大主要部件： 进气道、压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管
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ppt课件
4
第一节 涡轮喷气发动机热力循环
• 一、组成
– 附件系统 燃油系统、起动系统、滑油系统
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二、工作过程
• 工作过程示意 • 进气道：输送工质（空气） • 压气机：压缩空气，提高压力 • 燃烧室：加热气体，提高总温
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三、理想循环-热效率
th
q1 q2 q1
1
q2 q1
1
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c
p
(T
* 3
T0)
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)(1
1
1
)
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1
e
WcpT0(e)(11e)
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三、理想循环-循环功
WcpT0(e)(11e)
• 理想循环功与循环加热比成正比。 • 存在有使理想循环功达最大的循环增压比
称为最佳增压比opt
2( 1) opt
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发动机热力基础
5、热力学第一定律 热量、内能和机械能之间的相互转换和守 恒关系。 dq=du+pdv dq=dh-vdp
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ppt课件
9
三、理想循环
• 布莱顿（Braton）循环，四个热力过程
0 2：等熵压缩 3 9：等熵膨胀
2 3：等压加热 9 0：等压放热
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10
三、理想循环
• 加热量q1 q1 Cp (T3* T2*)
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三、理想循环
p0
T0
p9
T9
(
T
* 2
)
1
(
T
* 3
)
1
T0
T9
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T
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三、理想循环-热效率
th
q1 q2 q1
1
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1
c p (T 9
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* 3
T0)
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1
1 T2*
• 涡轮：气体膨胀做功，推动涡轮旋转，通 过连接轴驱动压气机
• 尾喷管：气体膨胀加速，高速喷出，产生 推力
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二、工作过程
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三、理想循环
• 热力学基础
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三、理想循环
• 假设： 1）工质为空气； 2）忽略流动损失； 3）气流在尾喷管 达到完全膨胀。
0 2：多变压缩 3 9：多变膨胀
2 3：不等压加热 9 0：等压放热
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四、实际循环
• 加热量q1 q1 Cp (T3* T2*)
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24
四、实际循环
• 放热量q2 q2 Cp' (T9 T0)
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发动机热力基础
1、理想气体及其状态方程 pv=RT
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发动机热力基础
2、比热容和热量 Q=mc（T2-T1）
定容加热： Qv=mcv（T2-T1） 定压加热： Qp=mcp（T2-T1）
比热容比：γ=cp/cv
2020/11/18
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– 实际循环功低于理想循环功。
2020/11/18
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五、结论
1. 为提高循环热效率，应尽可能提高循环增 压比
2. 为提高循环功，应尽可能提高循环加热比 3. 存在有最佳增压比，使循环功最大，增压
比过大将使循环功减小 4. 提高循环加热比使循环最佳增压比增加 5. 提高部件效率有利于提高循环功和热效率
30
发动机热力基础
3、工质的内能与外功
u=u（T） J/kg Δu=u2-u1=qv=cv（T2-T1）
v2
dW=pdv W pdv v1
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发动机热力基础
4、工质的焓
h=u+pv J/kg h=u(T)+RT=h(T) qp=cp(T2-T1)=(cv+R)(T2-T1)=Δh cp=cv+R
四、实际循环
• 循环功
W q1 q2
• 热效率
th
W q1
q1 q2 q1
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四、实际循环
th f (,,c,e, )
W f (,,c,e, )
• 由于热力过程损失的存在：
– 实际循环效率除受增压比影响外，还受加热比 以及压缩过程和膨胀过程效率影响，且比理想 循环热效率低；
• 放热量q2 q2 Cp(T9 T0)
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三、理想循环 • 循环功： W q1 q2
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三、理想循环
• 热效率
th
W q1
q1 q2 q1
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三、理想循环
• 如何提高循环热效率？ • 如何提高循环功？
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三、理想循环
• 如何提高循环热效率？ 提高增压比。
• 如何提高循环功？ 提高加热比； 寻找最佳增压比。
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四、实际循环
• 各部件损失和热力 过程的不可逆性 • 加热前后工质成分 发生变化
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四、实际循环
• 实际循环，四个热力过程
航空燃气涡轮发动机 工作原理
ppt课件
1
第一章 航空燃气涡轮发动机工作原理
• 第一节 涡轮喷气发动机热力循环 • 第二节 推力公式 • 第三节 性能指标和基本要求 • 第四节 能量转换与效率 • 第五节 发展方向
2020/11/18
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2
第一章 航空燃气涡轮发动机工作原理
• 第一节 涡轮喷气发动机热力循环 • 第二节 推力公式 • 第三节 性能指标和基本要求 • 第四节 能量转换与效率 • 第五节 发展方向
T0
p
* 2
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T
* 2
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P
* 2
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T0
P0
T
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T0
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－1
th
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三、理想循环-热效率
th 1
1
－1
• 理想循环热效率只与循环增压比有关，且 与循环增压比成正比。
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三、理想循环-循环功
W q1th cp (T3* T2*)th
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第一节 涡轮喷气发动机热力循环
• 一、组成
– 五大主要部件： 进气道、压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管
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4
第一节 涡轮喷气发动机热力循环
• 一、组成
– 附件系统 燃油系统、起动系统、滑油系统
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二、工作过程
• 工作过程示意 • 进气道：输送工质（空气） • 压气机：压缩空气，提高压力 • 燃烧室：加热气体，提高总温
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三、理想循环-热效率
th
q1 q2 q1
1
q2 q1
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* 3
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* 3
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WcpT0(e)(11e)
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三、理想循环-循环功
WcpT0(e)(11e)
• 理想循环功与循环加热比成正比。 • 存在有使理想循环功达最大的循环增压比
称为最佳增压比opt
2( 1) opt
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发动机热力基础
5、热力学第一定律 热量、内能和机械能之间的相互转换和守 恒关系。 dq=du+pdv dq=dh-vdp
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三、理想循环
• 布莱顿（Braton）循环，四个热力过程
0 2：等熵压缩 3 9：等熵膨胀
2 3：等压加热 9 0：等压放热
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三、理想循环
• 加热量q1 q1 Cp (T3* T2*)
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三、理想循环
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三、理想循环-热效率
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0
(
T T
9 0
1)
c
p
T
* 2
(
T T
* 3 * 2
1)
th
1 T0 T2*
1
1 T2*
• 涡轮：气体膨胀做功，推动涡轮旋转，通 过连接轴驱动压气机
• 尾喷管：气体膨胀加速，高速喷出，产生 推力
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二、工作过程
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三、理想循环
• 热力学基础
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三、理想循环
• 假设： 1）工质为空气； 2）忽略流动损失； 3）气流在尾喷管 达到完全膨胀。
0 2：多变压缩 3 9：多变膨胀
2 3：不等压加热 9 0：等压放热
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四、实际循环
• 加热量q1 q1 Cp (T3* T2*)
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四、实际循环
• 放热量q2 q2 Cp' (T9 T0)
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发动机热力基础
1、理想气体及其状态方程 pv=RT
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发动机热力基础
2、比热容和热量 Q=mc（T2-T1）
定容加热： Qv=mcv（T2-T1） 定压加热： Qp=mcp（T2-T1）
比热容比：γ=cp/cv
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– 实际循环功低于理想循环功。
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五、结论
1. 为提高循环热效率，应尽可能提高循环增 压比
2. 为提高循环功，应尽可能提高循环加热比 3. 存在有最佳增压比，使循环功最大，增压
比过大将使循环功减小 4. 提高循环加热比使循环最佳增压比增加 5. 提高部件效率有利于提高循环功和热效率
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发动机热力基础
3、工质的内能与外功
u=u（T） J/kg Δu=u2-u1=qv=cv（T2-T1）
v2
dW=pdv W pdv v1
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发动机热力基础
4、工质的焓
h=u+pv J/kg h=u(T)+RT=h(T) qp=cp(T2-T1)=(cv+R)(T2-T1)=Δh cp=cv+R
四、实际循环
• 循环功
W q1 q2
• 热效率
th
W q1
q1 q2 q1
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四、实际循环
th f (,,c,e, )
W f (,,c,e, )
• 由于热力过程损失的存在：
– 实际循环效率除受增压比影响外，还受加热比 以及压缩过程和膨胀过程效率影响，且比理想 循环热效率低；
• 放热量q2 q2 Cp(T9 T0)
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三、理想循环 • 循环功： W q1 q2
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三、理想循环
• 热效率
th
W q1
q1 q2 q1
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三、理想循环
• 如何提高循环热效率？ • 如何提高循环功？
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三、理想循环
• 如何提高循环热效率？ 提高增压比。
• 如何提高循环功？ 提高加热比； 寻找最佳增压比。
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四、实际循环
• 各部件损失和热力 过程的不可逆性 • 加热前后工质成分 发生变化
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四、实际循环
• 实际循环，四个热力过程