精品发动机的历史与发展.ppt

为什么所研制内燃机效率这样低? 勒诺瓦尔的错误理论： 爆发冲击太大，是造成热效率低的原因，应进行缓慢燃烧。 著名物理学家勒诺瓦尔? 理论?奥托的研究与思考 当时内燃机特点：效率低，体积小、重量轻。如果能提高效率，其应用前景是非常广阔的。 p0 V p 0 大气压式内燃机示功图 问题： 1.没有在上止点附近燃烧，膨胀不充分； 2.没有压缩过程，压缩比~1； 3.还要借助于大气压力使活塞复位 .......... * 4 奥托的4冲程点燃式煤气机 （1876年）——由错误结论导致的伟大发明。 也是“执著+灵感+运气”的结果 应该在缸内实现“分层燃烧”！ 研究采用了“可视观察法” 如何降低燃烧速度？ 稀燃！ 如何保证正常点燃？ 如何在缸内实现“分层燃烧”？ .......... * 4 奥托的4冲程点燃式煤气机 奥托制作了透明的汽缸，用烟代替燃料（煤气）来研究如何实现分层燃烧。 实现方案： （1）进气过程形成稀薄混合气； （2）在点火前，在火花塞附近形成浓混合气。 .......... * 4 奥托的4冲程点燃式煤气机 问题： 当时的发动机都是两冲程的（膨胀和排气），与现在的主冲程为膨胀和压缩的两冲程发动机不同，进气在活塞上止点附近完成（ ? =1 ）。 由于没有独立的进气冲程，很难实现分层燃烧。 解决措施： 增加独立的进气冲程，提出采用4冲程发动机。第四个冲程即为“压缩冲程”！ .......... * 4 奥托的4冲程点燃式煤气机 奥托不仅提出了“四冲程发动机的设想”，而且在得力助手梅巴哈的帮助下于1876年研制了第一台4冲程点燃式煤气机。由于有独立的压缩冲程，可以说不得不实现较高的压缩比。 该煤气机为单缸、四冲程、卧式、按等容燃烧，?=2.5， Pe=4PS， ?e=～14%，运转平稳，体积小，质量减小了～70%。很快得到推广应用，从而形成了内燃机工业。 .......... * 奥托4冲程点燃式煤气机的快速发展 当人们真正知道了“提高压缩比可以提高效率”后…… 1880年功率达15～20PS，1893年则达到200PS。 1886年热效率达到15.5%，1894年热效率高达20%。 理论指导的重要性！ .......... * 功不可没的梅巴哈 （1）十字头连杆。解决活塞与缸套间的磨损与密封。 （2）减压装置。启动用。 梅巴哈：后任戴姆勒公司总工程师，设计了二战战斗机上的戴姆勒发动机等。 14年前1862年法国铁路工程师“罗沙”已经发表了四冲程内燃机原理的论文并申请了专利。 .......... * 第一台内燃机 .......... * 5 “卡诺循环”理论 1.卡诺其人、其书、其预言 (奥托机前52年，1824年，卡诺28岁) 卡诺服役期间出版了一本《火力发动机的研究考察》一书。50~60年后人们才真正认识该书的重要性和先见性。 .......... * 卡诺的贡献 1）卡诺循环 2）压缩比与效率的结论 3）发动机评价体系 4）对蒸汽机未来发展的预言 奥托发动机效率高的根本原因是提高了压缩比。 意味着：要得到就要先付出；付出得越多，得到得越多。 “卡诺循环”理论—效率提高的方向 .......... * 5“卡诺循环”理论 2）压缩比与效率的结论 卡诺通过大量统计、研究得出：要想提高发动机的效率必须提高压缩比。 1）卡诺循环 工作在高低温热源间热机所能达到的最高理论效率。?carnot=1-T1/T2 卡诺循环的弱点: Pzmax很高；循环指示功很低。 .......... * 5“卡诺循环”理论 4）对蒸汽机未来发展的预言 在蒸汽机的鼎盛时期，作出了蒸汽机必将被另一种发动机所代替的预言 。蒸汽机实现高温、高压缩比都很困难。 3）发动机评价体系 提出了非常全面的发动机评价指标体系：动力性、经济性、可靠性、适应性、紧凑性等。 .......... * 二 军用动力与近代史 1. FF方式 73年的石油危机使美国的汽车行业第一次亏损，仅通用GM汽车公司一年亏损就达8亿美金。以通用GM汽车公司为主的一个研究机构，经过深入研究，1979年提出了一系列提高汽车（发动机）经济性的措施。这些措施可以分成四类： 1）小型化、轻量化 2）最佳化 3）减少各种损失 4）采用 FF方式 .......... * FF方式与克里斯蒂 FF方式是美国人“克里斯蒂”于1904年提出。并研制了V4，排量45.9L的横置发动机前置前轮驱动汽车。