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简介
这是一个关于车辆工程导论论文PPT课件，主要介绍了过去100多年的内燃机和燃料、未来100年的发动机和燃料、内燃机用燃料等内容。车辆工程导论 ——发动机部分纪 威 2010年11月一、过去100多年的内燃机和燃料内燃机（发动机）以其热效率高、结构紧凑，机动性强，运行维护简便的优点著称于世。一百多年以来，内燃机的巨大生命力经久不衰，在国民经济中占有相当重要的地位。现代内燃机更是成为了当今用量最大、用途最广、无一与之匹敌的的最重要的动力机械。 内燃机在它的发展史中应当特别提到的是德国人奥托和狄塞尔，正是他们在总结了前人无数实践经验的基础上，对内燃机的工作循环提出了较为完善的奥托循环和狄塞尔循环，才使得到他们为止几十年间无数人的实践和创造活动得到了一个科学地总结，并有了质的飞跃，他们将前任粗浅的、纯经验的、零乱无序的的经验，加以继承、发展、总结、提高，找出了规律性，为现代汽油机和柴油机热力循环奠定了热力学基础，为内燃机的发展做出了伟大的贡献。1824年，卡诺（Sadi Carnot）发表了热力发动机的经典理论—卡诺原理，欢迎点击下载车辆工程导论论文PPT课件哦。
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车辆工程导论 ——发动机部分纪 威 2010年11月一、 过去100多年的内燃机和燃料内燃机（发动机）以其热效率高、结构紧凑，机动性强，运行维护简便的优点著称于世。一百多年以来，内燃机的巨大生命力经久不衰，在国民经济中占有相当重要的地位。现代内燃机更是成为了当今用量最大、用途最广、无一与之匹敌的的最重要的动力机械。 内燃机在它的发展史中应当特别提到的是德国人奥托和狄塞尔，正是他们在总结了前人无数实践经验的基础上，对内燃机的工作循环提出了较为完善的奥托循环和狄塞尔循环，才使得到他们为止几十年间无数人的实践和创造活动得到了一个科学地总结，并有了质的飞跃，他们将前任粗浅的、纯经验的、零乱无序的的经验，加以继承、发展、总结、提高，找出了规律性，为现代汽油机和柴油机热力循环奠定了热力学基础，为内燃机的发展做出了伟大的贡献。 1824年，卡诺（Sadi Carnot）发表了热力发动机的经典理论—卡诺原理。 1876年，德国人奥托才发明了四冲程煤气机。当时该机压缩比约为2.5，其热效率为10%，此后的十八年间垄断了市场，承袭了当时处于全盛时期的蒸汽机的宝座。 1883年，达木烈尔（Daimler）制成了用热管点火的立式汽油机，当时内燃机的最高转速200r/min，而他制作的汽油机竟达到1000r/min，1887年该机装在汽车上使用。 1890年，德国人奔驰（Benz），应用电火花点火法，使汽油机达到了与现今车用汽油机几乎相同的型式，高速机获得了迅速地发展。现在汽油机的转速最高的已达到12000r/min。 1876年，德国人奥托制成了第一台四冲程往复活塞式内燃机（单缸、卧式、以煤气为燃料、2.21KW、180r/min）。在这部发动机上，奥托增加了飞轮，使运转平稳，把进气道加长，又改进了气缸盖，使混合气充分形成。这是一部非常成功的发动机，其热效率相当于当时蒸汽机的两倍。奥托把三个关键的技术思想：内燃、压缩燃气、四冲程融为一体，使这种内燃机具有效率高、体积小、质量轻和功率大等一系列优点。等容燃烧四冲程循环由奥托实现，也被称为奥托循环。 在1878年巴黎万国博览会上，被誉为“瓦特以来动力机方面最大的成就”。 1897年，德国人鲁道夫.狄赛尔（Rudorf Diesel）最早研制成了柴油机。该机在转速为172r/min时，发出14.7kW，其热效率达26.2％，这在当时是最高的热效率。 内燃机的发展大事记： 1866年 奥托提出了四冲程内燃机的“奥托循环”。 1879年 奔驰首次研制成功火花塞点火内燃机。 1883年 戴姆勒发明热管点火的立式汽油机。 1897年 狄赛尔最早制成了柴油机。 1903年 柴油机首先装在船上。 1907年 用于潜艇的正反转的柴油机试验成功。 1912年 远洋货轮上的柴油机首次远航试验成功。 1926年 设计出废气涡轮增压器。 1936年 梅塞德斯-奔驰公司制造了第一台装有柴油机的轿车。 1950年起，开始在柴油机上采用增压方式。 发动机的发展分为四个阶段： 第一阶段是本世纪最初二十年，为适应交通运输的要求，以提高功率和比功率为主。采取的主要技术措施是提高转速、增加缸数和改进相应辅助装置。这个时期内，转速从上世纪的500-800r/min提高到1000-1500r/min，比功率从3.68W/Kg提高到441.3-735.5W/Kg，对提高飞机的飞行性能和汽车的负载能力具有重大的意义。 第二阶段时间在20年代，主要解决汽油机的爆震燃烧问题。当时汽油机的压缩比达到4时，汽油机就发生爆震。美国通用汽车公司研究室的米格雷和鲍义德通过在汽油中加入少量的四乙基铝，干扰氧和汽油分子化合的正常过程，解决了爆震的问题，使压缩比从4提高到了8，大大提高了汽油机的功率和热效率。当时另一严重影响汽油机功率和热效率的因素是燃烧室的形状和结构，英国的里卡多及其合作者通过对多种燃烧室及燃烧原理的研究，改进了燃烧室，使汽油机的功率提高了20%。 第三阶段是从20年代后期到40年代早期，主要是在汽油机上装备增压器。废气涡轮增压可使气压增至1.4-1.6大气压，他的应用为提高汽油机的功率和热效率开辟了一个新的途径。但是其真正的广泛应用，却是在50年代后期才普及的。第四阶段从50年代至今，汽油机技术在原理重大变革之前发展已近极致。它的结构越来越紧凑，转速越来越高。其技术现状为：缸内喷射；多气门技术；进气滚流，稀薄分层燃烧；电子控制点火正时、汽油喷射及空燃比随工况精确控制等的全面电子发动机管理系统；废气再循环（EGR）及三元催化（TWC）等排气净化技术等。其集中体现在近年来研制成功并投产的缸内直喷分层稀燃汽油机（GDI）；柴油机的电控高压共轨技术，等等。 随着70年代开始的电子技术在发动机上的应用，为内燃机技术的改进提供了条件，使内燃机基本上满足了目前世界各国有关排放、节能、可靠性和舒适性等方面的要求。内燃机电子控制现已包括电控燃油喷射、电控点火、怠速控制、排放控制、进气控制、增压控制、警告提示、自我诊断、失效保护等诸多方面。 内燃机电控技术的发展也可分为四个阶段： 1、内燃机零部件或局部系统的单独控制，如电子油泵、电子点火装置等。 2、内燃机单一系统或几个相关系统的独立控制，如燃油供给系统控制、最佳空燃比控制等。 3、整台内燃机的统一智能化控制，如内燃机电子控制系统。 4、装置与内燃机动力的集中电子控制，如汽车、船舶、发电机组的集中电子控制系统。 二、 未来100年的发动机和燃料 1.先进的车用内燃机 直喷式汽油机 直喷式柴油机 2.先进的内燃混合动力车 发动机+电机+蓄电池 3.先进的燃料电池混合动力车 发动机+燃料重整器+燃料电池+蓄电池 4.电动车 蓄电池 内燃机技术的发展： 超低排放发动机（ULEE--Ultra-low emission engine ） 部分零排放发动机（PZEE--Partial zero emission engine ） 零排放发动机（ZEE--Zero-emission engine ） 21世纪的内燃机将面临来自各方面的挑战，它将义无返顾地朝着节约能源、燃料多样化、提高功率、延长寿命、提高可靠性、降低排放和噪声、减轻质量、缩小体积、降低成本、简化维护保养等方向迅猛发展。在21世纪，天然气、醇类、生物质油及氢等代用燃料将为内燃机增添新的活力，而内燃机电子控制技术在提高品质的同时也焕发了内燃机的“新生命”，新材料、新工艺的技术革命，为21世纪内燃机的发展产生了新的推动力。 21世纪的内燃机，将以更加完美的形象为人类作出新的贡献。三、内燃机用燃料 1.石油（汽油，柴油，LPG）60-80年 2.天然气（LNG，CNG，二甲醚DME，甲醇） 100-120年 3.煤（甲醇，水煤浆，二甲醚DME ）200～250年 4.生物质（沼气，乙醇，生物柴油）可再生对环境友好 21世纪内燃机用燃料仍将以汽油，柴油为主 1.混合一定比例代用燃料的汽油和柴油将首先发展起来 汽油机：混烧10%～20%乙醇的汽油 混烧10%～20%甲醇的汽油 柴油机：混烧5%～20%生物柴油的柴油 混烧10%～20%甲醇的柴油 2.CNG，LNG，LPG，甲醇，DME
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