往复式内燃机.ppt
教科九年级物理上册课件:2.2《 内燃机》 (共32张PPT)
柴油机的构造
喷油嘴 进气门
活塞
排气门 气缸
连杆
曲轴
柴油机工作原理
吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
吸气冲程
空 进气门打开,排气门 气 关闭。活塞由上端向下端 运动,将空气吸进气缸。
压缩冲程
进气门和排气门都关闭,活 塞向上运动,活塞把空气压缩得 很小,空气的压强更大,温度更 高。在压缩冲程末,缸内空气温 度已超过柴油的着火点。
例如:14世纪末,万户 精心制作了一个靠47 支火箭作动力的装置. 宋代的神火飞鸦等.
现代火箭
现代火箭的原理与古 代火箭的原理相 同.
火箭工作的能量转化: 燃料的化学能转化 为燃气的内能,燃 气的内能转化为火 箭的机械能.
多级火箭
现代火箭在很 多时候使用的 是多级火箭.
每一级火箭完 成工作后就会 被抛掉,点燃 下一级火箭.
关闭
关闭
打开
活塞
向下运动
向上运动
向下运动
向上运动
作用 特征
吸入汽油与空气 机械能转化为 内能转化为机
的混合物
内能
械能
排出废气
利用惯性完成 利用惯性完成 做功完成 利用惯性完成
一个工作循环有4个冲程,飞轮转2周,对外做功1次
在实际应用中,为了增大功率和减少震动, 常把四个或更多个汽缸组合在一起,它们 的做功冲程是轮流进行的。
3.汽油机吸入汽缸的是( ),点火方式是( ).柴油机 吸入汽缸的是( ),点火方式是( ).
4.某四冲程汽油机飞轮的转速是3600R/min,则它每 秒钟对外做功( )次.
5.四冲程汽油机的三个辅助冲程靠飞轮的( )来完成 .
1.关于热机的叙述,正确的是 ( B )
第一章 往复式活塞内燃机历史概述
第一章历史概述最初蒸汽机昂贵而复杂,操作严格,往往大公司才能负担得起。
所以,最早的内燃机(汽油动力的固定发动机,用来驱动各种机器)是为了满足无力负担蒸汽机的手艺业者或小商人的动力需求。
1876年,Otto根据法国人Beau de Rochas的专利制作出四冲程发动机。
英国工程师Dougald Clerk“去掉”四冲程发动机的换气冲程,做出了二冲程发动机。
1886年,Karl Benz与Gottlieb Daimler同时(且独立)开发出轻且高速的发动机,从此现代汽油机开始蓬勃发展。
之后,飞艇与飞机用的类似发动机也出现了。
Rudolf Diesel的“理性热机rational heat engine”在1893-1897年间开始用于固定场合,数十年后柴油机才上路。
内燃机的基础设计借鉴自蒸汽机——曲轴传动控制了热动力学过程的次序;首先将蒸汽压力转化为摆动,再转化为旋转运动。
19世纪末,蒸汽机水平的高度发展,为发动机提供了基础。
汽车零部件铸造、锻造以及精加工水平的提高也是蒸汽机发展的结果。
John Ramsbottom 在1854年发明的整体式自张紧活塞环的出现,使得内燃机燃烧室内高工作压力得以维持。
活塞环,因此同发动机轴承及其润滑一样,是保证发动机工作的重要前提。
发动机早期研发的难题之一是central engine functions。
早期发动机最难的问题就是点火。
火焰点火(Otto)和无控制glow tube点火(Maybach、Daimler)在发动机开发遇到的问题只有电子点火出现后才得以解决。
这些点火方法包括,snapper ignition(Otto),vibrator ignition(Benz),带接触断开火花的Bosch磁力低压点火(magnetic low-voltage ignition with breaking-contact spark),最后还有高压磁力点火(Bosch)。
2024版内燃机原理、结构PPT课件
3
噪声水平
内燃机运转时产生的噪声强度,通常以分贝(dB) 为单位。
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优化设计策略
提高压缩比 通过提高发动机的压缩比,增加燃烧 室温度和压力,提高热效率。
优化燃烧室形状
改进燃烧室形状,使燃料与空气混合 更充分,提高燃烧效率。
降低排放和噪音
提高燃油利用率和动力性 能
喷油器设计和控制策略是 关键
22
涡轮增压技术
01
02
03
04
利用废气驱动涡机功率
改善燃油经济性和排放 性能
涡轮增压器与发动机的 匹配和优化是重点
23
可变气门正时技术
根据发动机工况调整气门开闭时机 降低泵气损失,提高燃油经济性
分类
根据燃料种类和着火方式的不同, 内燃机可分为汽油机、柴油机和气 体燃料发动机等。
4
发展历程及现状
发展历程
内燃机的发展经历了外燃机向内燃机 的转变,以及多次技术革新和改进, 如燃油直喷技术、缸内直喷技术、涡 轮增压技术等。
现状
内燃机已成为现代交通运输、工业生产、 农业机械等领域的主要动力来源,同时 也在不断地进行技术升级和改进,以提 高效率、减少污染。
定期检查和更换火花塞和点火线圈,以确保 点火系统正常工作,提高燃烧效率。
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故障诊断与排除方法
发动机启动困难 检查点火系统、燃油系统和气缸压力,
找出启动困难的原因并进行修复。
发动机异响 检查气门间隙、曲轴轴承和连杆轴承 等部件,找出异响的原因并进行修复。
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内燃机原理课件
•
pb=0.3~0.5MPa;Tb=1500 ~ 1700K
4. 排气过程
• 作用:排出气缸中燃烧后的废气,以便充入可 燃混合气。
• 实现:排气门开启,进气门保持关闭,活塞由 下止点向上止点移动排出废气。
• 主要参数:pr=0.105~0.12MPa;Tr=900 ~ 1100K • 残余废气占进入气缸的新鲜混合气质量比例
• 3.提高内燃机的可靠性和耐久性。 • 4.降低废气中有害排放和噪声。
(二)内燃机技术的发展动向
• 1.电子技术的应用。 • 2 .采用增压技术。 • 3.汽油机稀燃—速燃技术。 • 4.汽油机缸内喷射分层燃烧技术。 • 5.柴油机采用直喷式燃烧系统。 • 6 .提高柴油机燃油喷射压力。 • 7.排气后处理技术。 • 8.采用代用燃料。
燃机
• 5.进气状态:非增压式和增压式。 • 6.气缸布置形式:直列式、V形、卧式、对置式。 • 7.用途:汽车用、工程机械用、农用、拖拉机用、
发电用、机车用、船舶用、坦克用等。
• 8.转速:高速、中速和低速; • 9 .气缸数:有单缸、双缸、多缸内燃机。
二、内燃机的优缺点
• 优点: • 1.热效率高,即燃油消耗率低,经济性好,
2.压缩过程
• 作用:在燃烧前将混合气压缩,使其容积缩小, 密度增大,温度升高,在燃烧过程迅速燃烧以 产生较大的压力,使发动机发出较大的功率。
• 实现:进、排气门都关闭,曲轴继续旋转,活 塞自下止点向上止点移动,将气缸中的混合气 压缩。
• 主要参数:pc=0.85~2MPa;Tc=600 ~ 700K
• 工作条件:受力复杂, 受气体爆发压力、螺栓 预紧力、往复惯性力、 旋转惯性力、倾倒力矩 作用。
• 要求:强度、刚度大, 结构紧凑。
内燃机原理和构造(共57张PPT)
多元化动力总成
未来动力总成将呈现多元化趋势,内燃机将与电动机 、燃料电池等共同存在。
提高效率降低排放策略
涡轮增压技术
提高进气压力,增加发动机功 率和扭矩,同时降低油耗和排 放。
轻量化设计
采用高强度材料和先进制造工 艺,减轻发动机重量,提高燃 油经济性。
02
密封材料选择
根据密封部位的工作条件和要求,选择合适的密封材料,如橡胶、塑料
、金属等。
03
密封技术改进
随着技术进步,新型密封材料和结构不断涌现,如高性能橡胶材料、复
合密封结构等,提高了密封效果和耐久性。同时,采用先进的加工工艺
和质量控制手段,确保密封件的精度和质量。
05
性能评价与试验方法
Chapter
应用领域与市场需求
应用领域
内燃机广泛应用于交通运输、工程机械、农业机械、发电机组等领域,为现代社 会提供了强大的动力支持。
市场需求
随着全球经济的不断发展,对于内燃机的需求也在持续增长。特别是在新兴市场 和发展中国家,由于基础设施建设和工业化进程的加速,对于内燃机的需求尤为 旺盛。同时,市场对于更加高效、环保的内燃机的需求也在不断增加。
缸内直喷技术
提高燃油雾化质量,实现更精 确的燃油喷射控制。
可变气门正时技术
根据发动机工况实时调整气门 开度和气门关闭时间,优化燃 烧过程。
余热回收技术
利用发动机余热为车辆提供辅 助热源,提高能源利用效率。
THANKS
感谢观看
润滑、冷却与密封技术
Chapter
润滑系统组成及作用
润滑系统组成
包括机油泵、机油滤清器、机油 冷却器、油道等。
内燃机原理和构造.完整版PPT资料
7
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。
11
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
内燃机大学课件ppt
作用:定时地向气缸供给新鲜气体和排 除废气协助曲柄连杆机构实现工作循环。 组成:进气排气系统、配气机构、减压机构 等。有的内燃机还设有增压器。 (一)进、排气系统 (二)配气机构 (三)配气相位与气门间隙 (四)减压机构
(一)进、排气系统
1、进气系统:空气滤清器、进气管道 空气滤清器:用以清除进入汽缸的空气中所含的 灰尘杂质有惯性式、过滤式和粘附式三种。 惯性式是利用灰尘杂质比空气重的特性,引导气 流作急速旋转运动,离心惯性力使尘土甩向四周 而与空气分离,或者引导气流突然改变方向,惯 性力使尘土来不及改变方向而与空气分离; 过滤式是引导气流通过滤芯,使尘土隔离或粘附 在虑芯上; 粘附式是利用机油的黏性粘附空气中的杂质。
(一)单缸二冲程汽油机的工作过程
上挤下吸
上推下压
第二冲程:当活塞接近上止点时,火花塞点燃被压缩的可燃混合气,
活塞起着上推下压作用。在活塞上方燃气膨胀产生的压力使活塞向下移 动而作功。当活塞继续向下移动时,在活塞的下方首先关闭进气孔,使 曲轴箱内的可燃混合气受到挤压,当继续向下移动时,排气孔被打开, 气缸中的废气受到燃气压力的作用自行排出。当活塞再向下移动时,换 气孔被打开,曲轴箱内受挤压的可燃气体经换气孔进入气缸,并帮助驱 扫废气。该扫气过程实际上是排气和进气两个工作过程的结合,一直到 活塞经过下止点后,再向上运动将换气孔和排气孔封闭后才结束。 由此可知,二冲程汽油机没有一个单独的进气和排气冲程,进气和排 气过程分别是与压缩和作功的过程同时进行的。所以,二冲程汽油机曲 轴转一圈,活塞走两个冲程即完成一个工作循环。
至此,柴油机完成了一个工作循环,并不断重复这样的循环。
废气压力0.105~0.12MPa,温度700~900K 3.0~5.0MPa,温度上升到750~1000K
初中物理《内燃机》教学PPT课件
知1-练
1 利用以下机械都能获得机械能,其中属于内燃 机的是( ) A.水轮机 B.喷气发动机 C.蒸汽轮机 D.汽油机
2 常见的活塞式内燃机的工作原理是:把燃料在 ________内燃烧后产生的________能转化为 ________能的热机,主要有________和________。
知识点 2 汽油机
定义
汽油机 热机 柴油机
工作过程 工作原理
1. 内燃机的工作原理:把内能转化为机械能。 2. 汽油机的一个工作循环包括四个冲程:
吸气、压缩、做功和排气四个冲程,活塞上下往复 运动两次,曲轴和飞轮转动两周;压缩冲程是机械 能转化为内能,做功冲程是内能转化为机械能。 3. 火箭也是热机中的一种,将燃料燃烧后产生的内能 转化为机械能。火箭使用的是火箭发动机,将在燃 烧室内燃烧产生的高温、高压气体以较高的速度向 后喷出,同时产生很大的反作用力推动机身向前运 动。
知4-讲
知4-讲
1. 火箭发动机工作原理:利用燃料燃烧产生高温高压 燃气,燃气通过喷管向后高速喷出,对火箭产生向上 的推力。
2. 火箭的燃料:液态氢(热值大) 3. 现代火箭的用途:发射探测器、人造卫星、宇宙飞
船、航天飞机等空间飞行器。
知4-讲
【例5】[情境题]火箭在发射时能量的转化过程为:燃料燃 烧,产生高温高压的燃气,___化__学___能转化为 ____内____能;高温高压燃气喷出做功,____内____ 能转化为火箭的__机__械____能;火箭在穿越大气层 时与空气摩擦,有一部分__机__械____能转化为 ____内____能而损失掉。
喷油嘴喷出雾状柴 油,遇高温燃烧,
即压燃式
用途
笨重、经济、功率 轻巧、体积小,常用于汽 大,主要用于载重
内燃机最完整flashPPT课件
可靠性、耐久性及维修性
可靠性定义及评价指标
可靠性表示内燃机在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。常用的可靠性评价指 标有平均故障间隔时间(MTBF)、故障率等。
耐久性试验方法及影响因素
耐久性表示内燃机在长期使用过程中的抗磨损和抗疲劳能力。耐久性试验通常包括台架试 验和道路试验,影响因素包括设计、材料、工艺、使用条件等。
维修性设计原则及实施方法
维修性表示内燃机在发生故障后易于进行维修和保养的能力。维修性设计原则包括简化结 构、提高零部件通用性和互换性、采用快速维修技术等。实施方法包括模块化设计、易损 件快速更换等。
CHAPTER 03
汽油机技术特点与发展趋势
汽油机技术特点分析
高效能
轻便
汽油机具有较高的热效率和机械效率,使 得其整体效率较高。
润滑与冷却系统
机油泵
将机油从油底壳中抽出,供给到各润 滑部位。
机油滤清器
过滤机油中的杂质,保证机油清洁。
02
01
03
散热器
通过冷却液循环将热量从内燃机中带 走,实现冷却效果。
节温器
控制冷却液循环路径,实现内燃机在 不同温度下的正常工作。
05
04
水泵
驱动冷却液循环流动。
CHAPTER 02
内燃机性能参数及评价指标
高效燃烧技术
改进燃烧室设计、优化点火系统等手段提高燃烧 效率,减少污染物排放。
余热回收技术
利用内燃机余热进行发电或供暖,提高能源利用 效率。
企业如何应对环保法规挑战
加强技术研发
投入更多资源进行内燃机绿色制造技术的研 发和创新。
强化供应链管理
与供应商合作,确保零部件和材料符合环保 要求。
1.2往复活塞式内燃机基本结构和工作原理
1.2.2 四冲程发动机工作特点
(2)在发动机运转的第一循环时,必须有 外力使曲轴旋转完成进气、压缩行 程,着火后,完成作功行程,并依靠 曲轴和飞轮贮存的能量便可自行完成 以后的行程,以后的工作循环发动机 无需外力就可自行完成。
1.2.3 柴油机与汽油机的不同之处
(l)汽油机的混合气是在气缸外部的化油 器中形成的,而柴油机的混合气是在 气缸内部形成的。柴油机在进气行程 时,被吸入气缸内的是纯空气。 (2)汽油机在压缩终了时,靠火花塞强制 点火,而柴油机则靠自燃。
1.2.4 二冲程发动机简单工作原理
(2)二冲程柴油机简单工作原理
与二冲程汽油机不同之处是进入气缸的是纯 空气,废气则由专设的排气门排出。
1.2.5 二冲程发动机特点
(1)由于进排气过程几乎是完全重叠进行的, 所以在换气过程中有混合气损失和废气难 以排净的缺点,经济性差;柴油机由于进 入的是纯空气,没有混合气损失。 (2)完成一个工作循环,曲轴转一周,当与四 冲程发动机转速相等时,其作功次数比四 冲程多一倍。因此运转平稳,理论上发出 的功率是四冲程的两倍,由于抽象气损失 实际是1.5-1.6倍。
1.2往复活塞式发动 机工作原理
学习任务 1、发动机常用术语 2、四冲程发动机的工作原理 3、汽油机和柴油机比较 4、二冲程发动机的工作原理 5、二冲程发动机的工作特点 6、发动机认识及异响听诊实验,完成工单
1.2.1 发动机常用术语
(1)上止点: 活塞运动的最高位置。 (2)下止点: 活塞运动的最低位置。 (3)活塞行程S: 上、下止点之间的距离。
1.2.1 发动机常用术语
(4)曲柄半径R: 曲轴旋转中心到曲柄销中 心之间的距离。 S=2R (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。 (6)燃烧室容积Vc: 活塞位于上止点时,活塞 上方的空间容积。
内燃机-PPT
汽 油
和பைடு நூலகம்
端向下端运动,汽油 空
气
和空气组成的燃料混
合物从进气门吸入气
缸。
压缩冲程
进气门和排气门 都关闭,活塞向上运 动,燃料混合物被压 缩,压强增大,温度 升高。
做功冲程
在压缩冲程末尾,火 花塞产生电火花,使燃料 猛烈燃烧,产生高温高压 的燃气,推动活塞向下运 动,并通过连杆带动曲轴 转动。
大家有疑问的,可以询问和交流
不同点
1.构造不同:汽油机气缸顶有火花塞,而柴 油机气缸顶部有喷油嘴。 2 .燃料不同:汽油机的燃料是汽油,而柴 油机的燃料是柴油。 3 .吸气不同:汽油机吸进汽油和空气的混 合气体,柴油机只吸进空气。 4 .点火不同:汽油机属点燃式点火,柴油 机属压燃式点火。
3.内燃机的应用
汽油(1机)汽比油较机轻巧的,应常用用在汽车、飞机和小
型农业机械上面。
(2)柴油机的应用
柴油比较便宜,但柴油机比较笨重,主 要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。
相同点
1.基本构造和主要部件的作用相似。 2 .每个工件循环都经历四个冲程:吸气冲 程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 3 .四个冲程中,只有做功冲程对外做功, 其余三个冲程靠飞轮惯性完成。 4 .一个工作冲程中,活塞往复两次,飞轮 转动两周,做功一次。
一、热机
1、热机:利用燃料燃烧而工作的机器
2、共同特点: 燃料的化学能
内燃烧能
做机功械能
1、内燃机的概念
燃料在气缸 内燃烧生成高温高压 的的燃气,使燃气推 动活塞而做功的机器.
2、内燃机的种类
汽油机
柴油机
3、汽油机的构造
火花塞
进气门 活塞
连杆
气缸 排气门
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2-2 汽油引擎
1、汽油引擎的分類
依汽缸數目分類
機車用:單缸、雙缸 汽車用:4缸、6缸、8缸、12缸 飛機用:4. 6. 7 . 9 .12 . 14. 18. 24. 28汽缸
依汽缸排列分類
串聯型(直列型)、V型、水平對向型、星型、X 型、H型等
註:稱呼引擎時要同時稱呼汽缸數目及排列方式, 例如:4缸直列型、V型12汽缸、….等
汽油引擎作用原理
(科學尋根23集 9’52”~14’30”)
第二章 習題
1. 何謂循環? 2. 繪一簡圖說明四行程汽油引擎的作用原理。 3. 繪一簡圖說明二行程汽油引擎的作用原理。 4. 與四行程比較,二行程汽油引擎有那些優缺點? 5. 與汽油引擎比較,柴油引擎有那些優缺點? 6. 柴油引擎為何被稱為壓縮點火引擎? 7. 試舉三點以上說明汽油引擎和柴油引擎的主要差異。
2、四行程汽油引擎的運轉
凸輪
C
吸氣
壓縮
爆炸
排氣
3、二行程汽油引擎的運轉
掃 氣 口
4.二行程與四行程汽油引擎的優缺點比較
二行程汽油引擎的優點
1、小型輕便,能夠產生高出力。 2、無氣門機構、構造簡單、價格低。 3、動力次數多,運轉較平穩。 4、出力較同汽缸大小之四行程引擎大。
二行程汽油引擎的缺點
第二章
往復式內燃機的作用原理
2-1行程與循環
一、1. 吸入(氣) 作用 2. 壓縮作用 3. 爆炸(動力)作用 4. 排氣作用
二、吸氣、壓縮、爆炸、排氣的連續反覆動作稱為循 環。完成一循環時曲軸旋轉二圈(活塞運動四行程) 稱為四行程引擎;完成一循環時曲軸旋轉一圈(活 塞運動二行程)稱為二行程引擎。
1、進排氣不完全,容積效率較低。 2、燃料浪費較多,使用成本較高。 3、潤滑困難,容易造成空氣汚染。 4、曲軸箱須做成氣密狀態。
2-3 柴油引擎的作用原理
壓縮壓力與壓縮溫度曲線圖
壓縮空氣之溫度與燃料自然著火溫度
柴油
1、四行程柴油引擎的運轉
噴油嘴
C
2、二行程柴油引擎的運轉
C
掃氣
壓縮
動力
排氣
2-4 柴油引擎vs.汽油引擎
柴油引擎的優點
1、使用低級燃料,成本較為經濟。 2、熱效率高,燃料消耗量少。 3、燃料引火點高,火災危險性低。 4、不需點火裝置或化油器。 5、低速時馬力大。
柴油引擎的缺點
1、每馬力的重量稍大,較為笨重。 2、使用時震動大、噪音大。 3、起動較困難、加速性能遲鈍。 4、燃料系統構造精密,加工困難。 5、引擎製造成本高。