发动机的发展-量子分子动力学之家.ppt

气缸体 活塞 空气燃油混合气爆燃产生的压力，使活塞在气缸内上下运动。 曲轴 曲轴借助连杆将活塞的直线运动转换成旋转运动。 飞轮 飞轮用厚钢片制成，可将曲轴的旋转运动转化为惯性运动。 因此，它可以输出稳定的旋转力。 气门机构 传动皮带 传动皮带通过皮带轮将曲轴的旋转功率传递至交流发电机、动力转向泵和空调器压缩机。 油底壳 参考： 气缸排列 下列气缸排列是通常的排列方式： 1. 直列型 这是最普通的类型，所有气缸被排列在一条直线上。 2. V 型 所有气缸被排列成V 字型。 此发动机的长度比具有相同气缸数的直列型发动机短。 3. 水平对向型 所有气缸被排列在水平对向方向上，曲轴则位于中间。 虽然发动机变宽，但其总高度却降低了。 直列型 V 型 水平对向型 2、柴油机 柴油机使用柴油。其在低速时产生的动力高，结构坚固，燃油效率优于汽油发动机。 柴油机和汽油机的不同之处除了使用的燃料类型不同之外，汽油和柴油发动机使用不同的机构。 1. 燃烧室 柴油机没有带火花塞的点火系统，而是由压缩时产生的热使燃油自燃。因此其压缩比设置较高。 2. 预热系统 为提高发动机的起动性能，柴油机具有一个使用预热塞等对进入空气进行加热的预热系统。 3. 燃油系统 柴油发动机有一个喷油泵和一个喷油嘴，将高压燃油喷入燃烧室。 工作原理 为产生车辆的移动动力，普通4 行程发动机重复图中所示的四个行程。 与汽油发动机不同，柴油发动机无点火系统。 相反，它是把高压燃油喷入高温高压空气来使燃油自燃。 进气阀 排气阀 喷油嘴 燃烧室 活塞 连杆 曲轴 当今，柴油车在欧洲非常普及，且其需求量仍在不断增长。 柴油车之所以在欧洲受到如此青睐,主要有以下几方面的原因: 1) 高的燃油经济性。与同样功率的汽油发动机相比,轻型柴油机的燃油消耗量通常要低30 %～60 %。 2) 强劲的动力。在发动机低速运转的情况下,与汽油机相比,柴油机拥有更为强劲的动力。大众汽车公司1. 9 L 的TDI 柴油发动机,其压缩比达到19. 5∶1 ,而在捷达车上使用的2. 0 L 汽油发动机的压缩比仅为其一半,为10∶1 。 3) 好的耐久性。通常,一款典型的轻型柴油机的设计使用寿命均可超过321 868. 8 km。奥迪柴油车的保养间隔为50 000 km , 而奥迪汽油车的推荐保养间隔为30 000 km。 4) 温室效应气体排放较少。这是由于柴油机所消耗的燃料比汽油机少。 5) 清洁和低噪音技术。随着一些先进技术的应用,如直接喷射、稀薄燃烧、颗粒物捕集器和催化转化装置等, 目前柴油车已成为燃烧效率较低的汽油车的一个清洁而安静的可替代产品。 （二）飞机发动机 1、星型发动机 星型发动机是一种气缸环绕曲轴排列的一种往复式内燃机。在涡轮发动机出现之前，绝大多数大型飞机的发动机都采用星型设计。 在星型发动机中，活塞通过一根主连杆连接到曲轴上。在右图中，最上方的活塞连接的连杆即为主连杆。其它活塞的连杆则被称为活节式连杆，它们通过梢孔连接在主连杆中央位置的环上。 2、喷气发动机 喷气发动机是一种通过加速和排出的高速流体做功的热机或电机，使燃料燃烧时产生的气体高速喷射而产生动力。 大部分喷气发动机都是依靠牛顿第三定律工作的内燃机。 “作用在一物体上的每一个力都有一方向相反大小相等的反作用力。” 不同类型的喷气发动机，无论冲压喷气、脉冲喷气、燃气轮机、涡轮/冲压喷气或者涡轮-火箭，其差别仅在于“推力提供者”即发动机供应能量并将能量转换成飞行动力的方式。 3、双涵道涡轮风扇发动机 所谓涵道就是通过发动机的空气流入流出通道。 内涵道就是中间的涡扇部分（包括内部的轴），气流在这个涵道里被压缩，再混入燃油发生爆燃，向后喷出，所以内涵道产生的推力是一种喷气力量。 外涵道就是涡扇以外的气流通道，这个通道可以在发动机外壳里面，也可以在发动机外壳外面，气流是被第一扇叶煽动后通过外涵道，外涵道产生的推力是直接的螺旋桨力。 （三）特殊的发动机 1、陶瓷发动机 是一种用特殊工程陶瓷为材料制成的新型发动机。其主要部件都以各种精细陶瓷,如碳化硅陶瓷、氧化硅陶瓷、氮化硅陶瓷所制成。 １９９１年，中国的陶瓷发动机汽车从上海到北京试开了一个来回，试用情况表明，这种发动机不必水冷却并能大量节约汽油。由于高温结构氮化硅陶瓷耐高温程度超过耐热合金，而且重量轻，所以用耐高温结构陶瓷制作发动机及燃气轮机的部件在同体积下，其重量只有金属的１／３，可使汽车发动机的重量减轻１０％，节省燃料８．５％左右。其工作温度可从７００℃～１０００℃提高至１２００℃～１４００℃，热效率提高３０％～３５％。而且没有热量浪费，可采用各种不同的燃料。 2、离子发动机的发展设想 离子发动机是一种新型的发动机，一定压力的气体进入电离室，在高频振荡电流的作