吉林大學(xué)熱能與動(dòng)力機(jī)械基礎(chǔ) 1

從內(nèi)燃機(jī)草圖—蒸汽機(jī)創(chuàng)造、開展及衰落過程一、內(nèi)燃機(jī)概念的形成——赫更斯的草圖內(nèi)燃機(jī)概念，產(chǎn)生于1673年，赫更斯在凡爾賽宮用水過程中借助機(jī)械的力量來(lái)代替笨重的體力勞動(dòng)問題的意識(shí)中創(chuàng)造性的設(shè)想。

第二章內(nèi)燃動(dòng)力機(jī)械

——內(nèi)燃機(jī)開展史凡爾賽宮塞納河赫更斯：荷蘭物理學(xué)家負(fù)責(zé)庭院里的樹木澆水和噴水池的噴水從塞納河提水。宮前大花園自1667年起由勒諾特設(shè)計(jì)建造，面積6.7平方公里，縱軸長(zhǎng)3公里從大殿前到正門開鑿一條運(yùn)河1.61km。以便款待貴客、暢飲開胃酒。凡爾賽宮〔法國(guó)〕：1667~1688年路易十四建成，到路易十五完成。王宮包括宮殿、花園與放射形大道三局部。宮殿南北縱長(zhǎng)425米。赫更斯的內(nèi)燃機(jī)草圖：自方案問世后，經(jīng)12年后的1685年，用14臺(tái)直徑12m的水車完成，并滿足凡爾賽宮一天3000m3的用水要求。1509年，意大利人雷歐那德.達(dá)芬奇繪出類似的火藥發(fā)動(dòng)機(jī)草圖，但沒有試制。當(dāng)時(shí)世界科技背景十六世紀(jì)末和十七世紀(jì)初的三大實(shí)驗(yàn)：英國(guó)包爾塔的蒸汽壓力實(shí)驗(yàn)；托里拆利〔流體力學(xué)奠基人〕和巴斯噶的大氣壓力實(shí)驗(yàn)；那末格里凱的真空作用實(shí)驗(yàn)。三大實(shí)驗(yàn)的作用：人們開始認(rèn)識(shí)蒸汽、大氣和真空的相互作用。這些重大的實(shí)驗(yàn)成果為早期蒸汽動(dòng)力技術(shù)的產(chǎn)生奠定了牢固的實(shí)驗(yàn)科學(xué)根底。第一次技術(shù)創(chuàng)新：由法國(guó)著名物理學(xué)家、工程師巴本〔DenisPapin1647-1712〕，最先應(yīng)用蒸汽動(dòng)力技術(shù)。與赫更斯住一個(gè)城市——巴黎，當(dāng)時(shí)在醫(yī)學(xué)院讀書。對(duì)赫更斯的設(shè)想進(jìn)行研究。1674年開始致力于蒸汽泵的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。設(shè)想：試圖從火藥發(fā)動(dòng)機(jī)演變到蒸汽機(jī)。從歐洲當(dāng)時(shí)煉鐵場(chǎng)廣泛使用的活塞式風(fēng)箱中受到啟發(fā)，將風(fēng)箱變?yōu)槠?；把風(fēng)箱中的活塞變?yōu)槠字械幕钊Ｕ羝麢C(jī)創(chuàng)造的三次技術(shù)革新：巴本的實(shí)驗(yàn)：先將汽缸的底部注入少量的水，再把汽缸放到火上加熱。當(dāng)汽缸內(nèi)的水沸騰后，蒸汽推動(dòng)活塞慢慢上升；然后，又把火從汽缸下抽掉，汽缸內(nèi)的蒸汽即慢慢冷凝。由于蒸汽的冷凝，汽缸內(nèi)產(chǎn)生真空，在大氣壓力的推動(dòng)之下，活塞又慢慢下降。通過這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)得到2個(gè)結(jié)論：利用蒸汽壓力、大氣壓力、真空的相互作用，完全可以推動(dòng)汽缸內(nèi)的活塞及其活塞桿作往返直線運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的機(jī)械動(dòng)力可以帶動(dòng)其他機(jī)械運(yùn)動(dòng)。在創(chuàng)造帶有活塞的蒸汽泵之后，考慮到蒸汽壓力大可能會(huì)使汽缸爆炸，巴本于1680年創(chuàng)造了平安閥。第一臺(tái)可以把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的實(shí)驗(yàn)型蒸汽泵，于1680年在英國(guó)試驗(yàn)成功了。第二次技術(shù)突破：繼巴本之后，由英國(guó)機(jī)械工程師賽維利〔T.Savery1650-1715〕。在近代蒸汽動(dòng)力技術(shù)的開展中作出重要奉獻(xiàn)。他的設(shè)計(jì)依據(jù)：源于包爾塔的蒸汽力原理，其蒸汽泵主要由汽缸與鍋爐組成。特點(diǎn)：汽缸中未采用活塞，只是在其中接有吸水管、排水管和進(jìn)汽管?！c巴本汽缸不同點(diǎn)原理：蒸汽從鍋爐經(jīng)汽管進(jìn)入汽缸后被冷卻時(shí)所造成的真空把礦井中的水從吸水管中吸進(jìn)來(lái)再將蒸汽注入汽缸，由進(jìn)入汽缸的蒸汽壓力把水從排水管中排出。后，賽維利研究巴本的蒸汽泵，在他的蒸汽泵中也采用平安閥。1695年，賽維利制造出了幾臺(tái)這樣的蒸汽泵。第三次技術(shù)革新：托馬斯·紐可門〔ThomasNewcomen〕研究了賽維利蒸汽泵，他認(rèn)為賽維利蒸汽泵有兩大缺點(diǎn):缺點(diǎn)一：熱效率太低。對(duì)此在設(shè)計(jì)上所作的重要革新：冷卻水不直接進(jìn)入汽缸，而是通過一個(gè)細(xì)小的龍頭向汽缸內(nèi)進(jìn)行噴冷卻水。缺點(diǎn)二：賽維利蒸汽泵只是一種抽水泵，而不是動(dòng)力機(jī)。針對(duì)這一點(diǎn)的革新：在賽維利蒸汽泵中引入了巴本的活塞裝置。這樣蒸汽壓力、大氣壓力和真空在交互作用下可推動(dòng)活塞作往復(fù)式的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。而這種機(jī)械運(yùn)動(dòng)一旦傳遞出去蒸汽泵變成蒸汽機(jī)。

由于進(jìn)行了上述三次研究和革新，一臺(tái)近代蒸汽機(jī)的完整藍(lán)圖根本上設(shè)計(jì)出來(lái)。1712年紐可門蒸汽機(jī)問世。紐可門蒸汽機(jī)原型：將氣缸和活塞置于釀酒用鍋的上部；加熱鍋產(chǎn)生的蒸汽導(dǎo)入汽缸，推動(dòng)活塞上升；噴水裝置向氣缸噴水，同時(shí)關(guān)閉閥門，缸內(nèi)蒸汽被冷卻變成水，產(chǎn)生真空，活塞下降，抽水泵抽水。從巴本蒸汽泵到紐可門蒸汽機(jī)早期蒸汽動(dòng)力技術(shù)的開展，已向人類社會(huì)預(yù)告了即將興起的第一次工業(yè)革命的信息——蒸汽時(shí)代的即將到來(lái)。紐可門發(fā)動(dòng)機(jī)的誕生，使英國(guó)的煤礦從地下水的困惑中解脫出來(lái)，產(chǎn)量迅速增加迎來(lái)英國(guó)的〔工業(yè)〕產(chǎn)業(yè)革命DS=14542100mm,Pe=18.64kW,18st/min二、蒸汽革命——蒸汽汽車時(shí)代詹姆斯·瓦特：受工業(yè)革命的影響，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)感興趣。瓦特掌管格拉斯哥大學(xué)實(shí)驗(yàn)教具的機(jī)械員。1764年受命格拉斯哥大學(xué)教學(xué)用紐可門發(fā)動(dòng)機(jī)的修理工作。在修理紐可門蒸汽機(jī)中，發(fā)現(xiàn)其兩大缺點(diǎn)：燃料耗量大而效率低只能作往返的直線運(yùn)動(dòng)。

因此，除了用于礦井抽水之外，紐可門蒸汽機(jī)沒有其他用途了，而浪費(fèi)的蒸氣可達(dá)八成以上。故障診斷瓦特蒸汽機(jī)的第一個(gè)專利：?jiǎn)⒚桑?765年的春天，在一次散步時(shí)想到，既然紐可門蒸汽機(jī)的熱效率低的原因是蒸汽在缸內(nèi)冷凝造成的，那么能否讓蒸汽在缸外冷凝？產(chǎn)生了采用別離冷凝器的最初設(shè)想。瓦特所采取的解決方法：既然蒸汽具有彈性，只要把汽缸和另一個(gè)容器相連接，讓蒸汽接入其中，就不需要一再冷卻汽缸，而浪費(fèi)許多熱量了同年設(shè)計(jì)一個(gè)與汽缸別離的冷凝器，并在汽缸外面加絕熱套汽缸保持在高溫工作狀態(tài)。特點(diǎn)：冷凝器與汽缸間用一個(gè)調(diào)節(jié)閥相連二者既能連通又能分開。這樣，把做功后的蒸汽引入汽缸外的冷凝器，又可以使缸內(nèi)產(chǎn)生真空，防止汽缸在一冷一熱過程中熱量損耗。實(shí)施：在大學(xué)教授布萊克了解瓦特的奮斗目標(biāo)和困境后，介紹給一位十分富有的朋友--化工技師羅巴克，由他給與經(jīng)費(fèi)上的贊助。從1766年~1769年制出第一臺(tái)樣機(jī)。同年，瓦特因創(chuàng)造冷凝器而獲得他在革新紐可門蒸汽機(jī)過程中的第一項(xiàng)專利。帶有冷凝器的蒸汽機(jī)雖試制成功，但與紐可門蒸汽機(jī)相比，除了熱效率顯著提高外，還是無(wú)法作為真正的動(dòng)力機(jī)械。第二個(gè)專利：此時(shí)，羅巴克瀕于破產(chǎn)，他把瓦特介紹給自己朋友、工程師兼企業(yè)家的博爾頓。博爾頓是當(dāng)時(shí)著名科學(xué)社團(tuán)“圓月學(xué)社〞的主要成員。會(huì)員多數(shù)是本地的科學(xué)家、工程師、學(xué)者以及科學(xué)愛好者。經(jīng)博爾頓介紹，瓦特參加圓月學(xué)社在那里與化學(xué)家普列斯特列等交往對(duì)當(dāng)時(shí)人們關(guān)注的氣體化學(xué)與熱化學(xué)有了更多的了解為他后來(lái)參加水的化學(xué)成分的爭(zhēng)論奠定了根底。更重要的是，圓月學(xué)社的活動(dòng)使瓦特進(jìn)一步增長(zhǎng)了科學(xué)見識(shí)，活潑了科學(xué)思想。第一個(gè)專利的問題當(dāng)時(shí)背景1769年試制出帶冷凝器的蒸汽機(jī)后，熱效率已不是主要問題，而活塞只能作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)才是致命缺陷。1781年，瓦特在參加圓月學(xué)社活動(dòng)過程中，受到天王星以及由此引出的行星繞日?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)，以及鐘表中齒輪的圓周運(yùn)動(dòng)的啟發(fā)。同年，研制出一套稱為“太陽(yáng)和行星〞的齒輪聯(lián)動(dòng)裝置，把活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)辇X輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。為了使輪軸圓周運(yùn)動(dòng)更加均勻，瓦特在輪軸上加裝了一個(gè)飛輪。想到把活塞往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)就可以使動(dòng)力傳給任何工作機(jī)械。對(duì)這一機(jī)構(gòu)的重大革新，瓦特蒸汽機(jī)才真正成為動(dòng)力機(jī)械。1781年底，瓦特以創(chuàng)造帶有齒輪和拉桿的機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置獲得第二個(gè)專利。直線運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)想：如果讓蒸汽能夠從兩端進(jìn)入和排出，就可以讓蒸汽即能推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)又能推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)。效率就可以提高一倍。第三項(xiàng)專利：蒸汽機(jī)上加輪軸和飛輪，完成活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)輪軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；但消耗不少能量，蒸汽機(jī)效率不高，動(dòng)力不大。瓦特對(duì)汽缸本身進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)：雖然把紐可門蒸汽機(jī)的內(nèi)部冷凝變成外部冷凝，使蒸汽機(jī)熱效率有顯著提高，但蒸汽機(jī)中蒸汽推動(dòng)活塞的沖程與紐可門蒸汽機(jī)相同。蒸汽都是單項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，即從一端進(jìn)入、另一端出來(lái)。存在的問題探索問題的原因1782年，瓦特根據(jù)這一設(shè)想，試制出一種帶有雙向裝置的新汽缸獲得第三項(xiàng)專利。1784年瓦特以帶有飛輪、齒輪聯(lián)動(dòng)裝置和雙向裝置的高壓蒸汽機(jī)綜合組裝，取得在革新紐可門蒸汽機(jī)中的第四項(xiàng)專利1788年，又創(chuàng)造離心調(diào)速器和節(jié)氣閥；1790年，創(chuàng)造汽缸示功器。至此瓦特完成了蒸汽機(jī)創(chuàng)造的全過程蒸汽動(dòng)力裝置。經(jīng)三個(gè)專利技術(shù)革新使單向汽缸裝置改成雙向汽缸，首次把引入汽缸的蒸汽由低壓蒸汽變?yōu)楦邏赫羝咛卦诟倪M(jìn)紐可門蒸汽機(jī)過程中的三次飛躍，紐可門蒸汽機(jī)演變?yōu)橥咛卣羝麢C(jī)。這些重大改革，使工廠和交通運(yùn)輸?shù)确矫娑寄苁褂谜羝麢C(jī)。使蒸汽動(dòng)力的巨大潛力被逐漸開掘出來(lái)。迎來(lái)蒸汽革命第一次開發(fā)汽車的人倫敦格拉斯哥大學(xué)魯濱遜教授，設(shè)想：如果把當(dāng)時(shí)的四輪馬車改成用蒸汽推動(dòng)，就能大大加快車速。他讓負(fù)責(zé)修理教學(xué)儀器的技工瓦特給他做一個(gè)蒸汽機(jī)模型，用來(lái)做試驗(yàn)。模型做好了，但不能運(yùn)轉(zhuǎn)，魯濱遜教授沒有再把試驗(yàn)進(jìn)行下去?？蛇@件事倒引起瓦特對(duì)蒸汽機(jī)的濃厚興趣——最終創(chuàng)造了蒸汽機(jī)。法國(guó)人居紐〔〕第一個(gè)將蒸汽機(jī)裝在車上。1770年，制作一輛三輪蒸汽機(jī)車。車全長(zhǎng)7.23米，時(shí)速為3.5公里,是世界上第一輛蒸汽機(jī)車。1890年，克萊門特.艾德爾首次嘗試將蒸汽機(jī)用于飛機(jī)上。在奧托發(fā)動(dòng)機(jī)問世前，兩者均為到達(dá)使用化的地步。三、奧托的夢(mèng)想瓦特蒸汽機(jī)的特點(diǎn)：提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，促進(jìn)手工業(yè)向大工業(yè)的迅速過渡，直接推動(dòng)18世紀(jì)偉大工業(yè)〔蒸汽〕革命。存在的問題：蒸汽機(jī)體積龐大，熱效率低。要克服蒸汽機(jī)的缺點(diǎn)，必須解決鍋爐與汽缸別離的問題。即使鍋爐與汽缸合二為一?？茖W(xué)家門在這方面的探索：如利用燃燒煙氣冷卻后產(chǎn)生的真空來(lái)抽水；利用火藥在汽缸內(nèi)爆炸時(shí)產(chǎn)生的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)活塞；用氫氣和空氣的混合燃料來(lái)推動(dòng)活塞。根源途徑這種效果有的還不如蒸汽機(jī)。?

對(duì)前人制作的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行深入分析后，找到問題的癥結(jié)：設(shè)計(jì)方案缺少提高效率的有效途徑。法國(guó)科學(xué)家德羅夏，立志要“站在瓦特肩膀上〞，解決這些問題。他認(rèn)為高效率內(nèi)燃機(jī)，必須具備兩個(gè)必要條件：第一，點(diǎn)火前要高壓壓縮過程；第二，燃料必須迅速膨脹，到達(dá)最大膨脹比。實(shí)現(xiàn)此條件的具體設(shè)想：把活塞運(yùn)動(dòng)分成4個(gè)沖程：進(jìn)氣—壓縮—點(diǎn)火燃燒膨脹做功—排氣。解決方案實(shí)施方案四沖程理論的問世德國(guó)商人奧托一直關(guān)注內(nèi)燃機(jī)的研制情況。在報(bào)紙上看到德羅夏設(shè)計(jì)的內(nèi)燃機(jī)的報(bào)道后欣喜萬(wàn)分。作為商人，從蒸汽機(jī)的廣泛應(yīng)用中，看到內(nèi)燃機(jī)的開展前途，德羅夏的設(shè)計(jì)使他看到希望。奧托對(duì)德羅夏設(shè)計(jì)方案，反復(fù)研讀，深刻領(lǐng)會(huì)其設(shè)計(jì)思想；并辭去工作，全心投入內(nèi)燃機(jī)的研制工作，沒學(xué)過機(jī)械，邊學(xué)邊干。

他雖搭建了通向“瓦特肩膀〞的階梯，離“瓦特的肩膀〞只有一步之遙；惋惜的是：德羅夏作為理論家缺少動(dòng)手制作的能力，最終沒能邁出關(guān)鍵一步!看煙囪排煙啟發(fā)：煙沒有和空氣混合，一直上升。如果把煙換成混合氣，在煙囪出口處〔濃區(qū)〕點(diǎn)火，火焰會(huì)慢傳播到逐漸稀薄區(qū)，可提高燃燒效率。奧托的實(shí)驗(yàn)：目的—在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸里實(shí)現(xiàn)煙囪冒煙現(xiàn)象。手段—用透明氣缸和手動(dòng)活塞以及側(cè)式進(jìn)排氣管模型，將香煙的煙放入進(jìn)氣閥反復(fù)觀察結(jié)果：研究出空氣與煤氣的添加方法巧合？本田稀燃技術(shù)1983同時(shí)，1858年法國(guó)人里諾創(chuàng)造了燃?xì)鈾C(jī)，并于1860年申請(qǐng)專利用煤氣和空氣的混合氣取代往復(fù)式蒸汽機(jī)的蒸汽，使用電池和感應(yīng)線圈產(chǎn)生電火花，用電火花將混合氣點(diǎn)燃爆發(fā)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)有氣缸、活塞、連桿、飛輪等。煤氣機(jī)是內(nèi)燃機(jī)的初級(jí)產(chǎn)品，但壓縮比為零。奧托受里諾煤氣機(jī)的啟發(fā)，認(rèn)為如果用液體燃料，其用途將更為拓寬，為此設(shè)計(jì)了汽化器。1862年2月，奧托制造出一臺(tái)四沖程樣機(jī)。但在實(shí)用化過程中遇到困難，即點(diǎn)火裝置方面的困難。便把它擱置一旁。但是他又創(chuàng)造了“常壓引擎〞，一種新的二沖程煤氣發(fā)動(dòng)機(jī)。1863年獲得專利權(quán)。為了使自己的內(nèi)燃機(jī)走向市場(chǎng)，奧托與他人合作，建立“奧托公司〞。在1867年的巴黎世界博覽會(huì)上，奧托壓縮式內(nèi)燃機(jī)獲得金獎(jiǎng)。從此銷路暢通；公司利潤(rùn)暴長(zhǎng)。1872年聘請(qǐng)才華非凡、管理經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師戈特利葉博·戴姆勒等幫助生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。1876年，奧托設(shè)計(jì)出一種改進(jìn)型點(diǎn)火系統(tǒng)，同年5月研制出第一臺(tái)四沖程內(nèi)燃機(jī)，翌年獲得專利權(quán)。這種煤氣內(nèi)燃機(jī)根本上克服了蒸汽機(jī)的缺點(diǎn)。它“出于蒸汽機(jī)而勝于蒸汽機(jī)〞。奧托終于跨出德羅夏無(wú)法跨出的最后一步。此后，英國(guó)科學(xué)家對(duì)奧托的四沖程內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，即在一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)中加上一個(gè)氣缸——多缸機(jī)，從而使輸出的動(dòng)力更均勻。制造奧托發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵人物創(chuàng)造者是奧托，制造者是威廉·梅巴赫〔WilhelmMaybach〕,留下的永恒的課題是“潤(rùn)滑〞。奧托公司的關(guān)鍵人物：梅巴赫、康明斯、戴姆勒。梅巴赫、康明斯的主要功績(jī)：制作分散壓縮力使發(fā)動(dòng)機(jī)輕快運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置—起動(dòng)減壓閥改進(jìn)潤(rùn)滑系統(tǒng)—十字頭使承受側(cè)壓力的滑動(dòng)局部和活塞銷遠(yuǎn)離高溫的活塞，改善潤(rùn)滑條件——耐久性——產(chǎn)品化?！埠罄m(xù)〕1885年，梅巴赫協(xié)助好友、戴姆勒制造出了世界第一臺(tái)立式發(fā)動(dòng)機(jī)；1901年設(shè)計(jì)出蜂窩狀水箱散熱器和發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的35馬力奔馳車后幾年，又創(chuàng)造了世界上第一臺(tái)四擋機(jī)械式變速器和噴霧式化油器，成為風(fēng)云一時(shí)的汽車技術(shù)人才，因此而被譽(yù)為“汽車設(shè)計(jì)之父〞。1909年，開始自立門戶，為著名的齊柏林飛艇設(shè)計(jì)高性能發(fā)動(dòng)機(jī)。10年之后，子承父業(yè)，小邁巴赫進(jìn)入汽車領(lǐng)域，并于1921年在老梅巴赫的指導(dǎo)下制造出第一輛豪華轎車梅巴赫W1，引起市場(chǎng)反響，憑借高性能發(fā)動(dòng)機(jī)、優(yōu)異的機(jī)械結(jié)構(gòu)和高貴的內(nèi)部裝飾，成為奔馳公司當(dāng)時(shí)的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。譽(yù)為“汽車之父〞〔續(xù)〕1930年，梅巴赫·齊柏林轎車問世采用8升V12發(fā)動(dòng)機(jī)，最大功率達(dá)200馬力，成為當(dāng)時(shí)世界上最先進(jìn)的轎車之一，奠定了梅巴赫轎車在豪華領(lǐng)域的地位。20世紀(jì)30年代，第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)。豪華轎車失去市場(chǎng)。1941年，生產(chǎn)1800輛的梅巴赫汽車工廠被迫停產(chǎn)。于1961年被戴姆勒奔馳公司吞并。1882年戴姆勒離開奧托公司，決心把奧托發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用到交通工具上。1883年，他創(chuàng)造一種點(diǎn)火系統(tǒng)，在奧托四沖程煤氣機(jī)的根底上，研制成功一臺(tái)小型單缸汽油機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)700~900r/min〔奧托發(fā)動(dòng)機(jī)最大速率180~200r/min〕。該機(jī)以汽油作燃料，以空氣冷卻。功率1.1馬力，轉(zhuǎn)速為900/分。1885年，將這臺(tái)小汽油機(jī)裝在一輛自行車上，制造出世界上第一臺(tái)摩托車。四、汽油機(jī)：汽車的問世戴姆勒與奔馳1886年，為送給愛妻一件禮物，將小汽油機(jī)和轉(zhuǎn)向器裝在一輛四輪車上。該車氣缸總排量為469cm3，時(shí)速到達(dá)了16公里。首次駕駛世界上這第一輛四輪汽車的是他的兒子阿道夫。體會(huì)自己的創(chuàng)造成果的興奮與喜悅。這輛車的性能優(yōu)越：—有風(fēng)扇冷卻；—內(nèi)燃機(jī)下墊著減振橡膠塊；—還有發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱系統(tǒng)。成為第一輛實(shí)用汽車之一。從此用小汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)原先由馬拉動(dòng)的車，開創(chuàng)“馬車的機(jī)械化〞。距戴姆勒只有60英里遠(yuǎn)的卡爾·本茲卻搶先一步，他在幾個(gè)月前就制造出第一輛三輪汽車。1885年，本茨購(gòu)置了奧托內(nèi)燃機(jī)的專利，把一個(gè)四沖程內(nèi)燃機(jī)裝在一輛不太穩(wěn)固的三輪車上，雖在首次試車就撞壞了，但現(xiàn)代汽車史卻從此開始。后又將一臺(tái)功率0.8馬力，單缸2沖程小內(nèi)燃機(jī)裝在一輛三輪車上，時(shí)速到達(dá)15公里。本茨不斷地改進(jìn)自己的汽車，幾年內(nèi)就成功地打入市場(chǎng)。戴姆勒的汽車比本茨的稍遲些打入市場(chǎng)，但也獲得了成功。亨利·福特：美國(guó)創(chuàng)造家和企業(yè)家，農(nóng)民出身。1892年在杜里埃兄弟研制出美國(guó)第一輛汽車的啟發(fā)下開始研制汽車。1896年制造出第一臺(tái)汽車。于1903年創(chuàng)立福特汽車公司，生產(chǎn)A型車；但因車間大門過窄小，福特劈開大門，砸掉磚墻，沖出“牢籠〞，引領(lǐng)出一個(gè)汽車工業(yè)的時(shí)代。1908年推出舉世聞名的T型車，其特點(diǎn)：設(shè)計(jì)精良、鞏固耐用，維修簡(jiǎn)便；1910年創(chuàng)造世界之最的生產(chǎn)流水線，稱為“世界生產(chǎn)方式的歷史性變革〞，使T型車的價(jià)格持續(xù)下降，使汽車群眾化。五、福特的功績(jī)

汽車工業(yè)史上的三次變革1914年美國(guó)福特汽車公司的汽車裝配流水線帶來(lái)了汽車工業(yè)史上的第一次變革。第二次變革發(fā)生在21世紀(jì)50年代。撤除當(dāng)時(shí)歐洲內(nèi)部的關(guān)稅壁壘，使歐洲市場(chǎng)空前繁榮，有力地推動(dòng)了汽車制造工業(yè)的開展。20世紀(jì)60年代末，日本汽車工業(yè)創(chuàng)奇跡，生產(chǎn)物美價(jià)廉汽車，使得世界汽車工業(yè)發(fā)生第三次變革。亨利.福特與其兒子坐在他的T型暢銷車內(nèi)。當(dāng)時(shí)車的價(jià)格比較：歐爾德斯摩拜爾1901牌為650美元?jiǎng)P蒂萊克1903牌為750美元；最初T型牌為875美元。世界汽車業(yè)大事記快讀

1673~1760蒸汽機(jī)問世，抽水泵1766瓦特改進(jìn)蒸汽機(jī)，拉開了第一次工業(yè)革命的序幕。1769年法國(guó)陸軍工程師古諾制造第一輛蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車。由于試車時(shí)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)失靈，撞到兵工廠的墻壁上粉身碎骨，這是世界上第一起機(jī)動(dòng)車事故。1771年古諾改進(jìn)蒸汽汽車，時(shí)速達(dá)9.5千米，牽引4-5噸的貨物。1794年英國(guó)人斯垂特首次提出把燃料和空氣混合制成混合氣體以供燃燒的設(shè)想。1796意大利科學(xué)家沃爾茲創(chuàng)造世界上第一臺(tái)蓄電池。1801年法國(guó)人勒本提出煤氣機(jī)原理。1803年法國(guó)工程師特利維柯(1771-1833)采用新型高壓蒸汽機(jī)，可乘坐8人，在行駛中平均時(shí)速13km，從此，用蒸汽汽車開始在實(shí)際中應(yīng)用。

1827年英國(guó)嘉內(nèi)公爵(1793--1873)制造的蒸汽汽車成為世界上第一輛正式運(yùn)營(yíng)的蒸汽公共汽車。可載客18人，平均時(shí)速19km。1838年英國(guó)創(chuàng)造家亨納特創(chuàng)造了世界第一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火裝置，該項(xiàng)創(chuàng)造被世人稱之為“世界汽車開展史上的一場(chǎng)革命〞。1842年美國(guó)人古德創(chuàng)造了硬橡膠輪胎，該輪胎是實(shí)心的，行駛中顛簸很厲害。1858年法國(guó)工程師洛納因創(chuàng)造了世界上第一只用陶瓷絕緣制成的電點(diǎn)火火花塞。1859年法國(guó)著名物理學(xué)家創(chuàng)造了鉛酸蓄電池，為汽車的用電創(chuàng)造了條件，被稱之為“意義深遠(yuǎn)的創(chuàng)造〞。1860年法國(guó)電器工程師里諾制成了第一部用電火花點(diǎn)燃煤氣的煤氣機(jī)。

1862年法國(guó)電器工程師里諾研制出二沖程內(nèi)燃機(jī)。其他人開始研究四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。1867年德國(guó)工程師奧托(1832--1891)研制成功世界上第一臺(tái)往復(fù)活塞式四沖程煤氣發(fā)動(dòng)機(jī)。1876年奧托制成了單缸臥式、壓縮比為2.5的3千瓦煤氣機(jī)。1886卡爾·本茨為其在1885年研制成功的三輪汽車申請(qǐng)的專利,德國(guó)人哥德利普·戴姆勒制成世界上第一輛四輪汽車1887卡爾·本茨將他的第一輛汽車賣給法國(guó)人埃米爾·羅杰斯，這是世界上第一輛現(xiàn)代汽車的銷售?？枴け敬某闪⑹澜缟系谝患移囍圃旃尽捡Y汽車公司。1888法國(guó)標(biāo)致公司成立。英國(guó)人鄧祿普創(chuàng)造充氣輪胎1889戴姆勒在他的汽車上采用裝有滑動(dòng)小齒輪的4速齒輪傳動(dòng)裝置。6月9日，戴姆勒的V型發(fā)動(dòng)機(jī)在德國(guó)獲得專利。1890戴姆勒成立公司。1891年美國(guó)芝加哥研制出第一輛電動(dòng)汽車。法國(guó)人潘赫德和萊瓦索爾采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置、后輪驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)型式，并設(shè)計(jì)底盤。這一結(jié)構(gòu)奠定了汽車傳動(dòng)的根本型式，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)被全世界廣泛仿效。1892年美國(guó)人杜里埃創(chuàng)造喉管型噴霧化油器。1893年德國(guó)人狄塞爾在其論文?轉(zhuǎn)動(dòng)式熱機(jī)原理和結(jié)構(gòu)?中，首次論述了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)原理。杜里埃研制出美國(guó)歷史上的第一輛汽油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車。1894年狄塞爾展出他的第一臺(tái)商品型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。法國(guó)人米其林兄弟創(chuàng)造充氣式橡膠輪胎。首先用于奔馳汽車。1895年法國(guó)人萊瓦索爾研制出用手操縱的齒輪變速傳動(dòng)裝置。美國(guó)首次舉行汽車比賽。1896年福特研制成功2缸4輪汽車。在美國(guó)首次使用“汽車〞〔Automobile〕單詞。美國(guó)人將油燈用于汽車照明；英國(guó)人首次使用石棉制動(dòng)片；德國(guó)首次使用汽車計(jì)程表。標(biāo)致公司成立。日本進(jìn)口首輛汽車。1897年英國(guó)蘭切斯特牌汽車采用了高壓潤(rùn)滑系統(tǒng)，創(chuàng)造人由此而獲得專利。美國(guó)首次實(shí)行汽車保險(xiǎn)；狄塞爾制成壓縮點(diǎn)火式1.1千瓦柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，熱效率高達(dá)26％。震驚世界。英國(guó)人喬治·史密斯成為第一個(gè)酒后開車被判有罪的人。1898年美國(guó)人富蘭克林研制出頂置氣門4缸風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)。第一輛公共汽車問世。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)問世。法國(guó)人雷諾將萬(wàn)向節(jié)首先用于汽車傳動(dòng)，并創(chuàng)造傘齒輪式主減速器傳動(dòng)裝置，取代了鏈條傳動(dòng)。雷諾公司成立。英國(guó)人制成柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車。1899年帶有整體水箱的蜂窩式散熱器、分檔變速器和腳踏式加速器首先由戴姆勒應(yīng)用。紐約成立全美第一家汽車修理廠。德國(guó)人西韋爾成為第一位死于車禍的汽車司機(jī)。1900年德國(guó)制造出第一輛裝甲車。全金屬車身問世。奔馳公司以鋼材代替木材制作車架。傾斜式圓形方向盤首次在德國(guó)使用。1901年①位于底特律的奧茲汽車廠發(fā)生火災(zāi)，恢復(fù)生產(chǎn)后采用由各分散車間轉(zhuǎn)包零件加工和裝配的生產(chǎn)組織方式。后來(lái)這些車間相繼獨(dú)立，使底特律開展成為了汽車城。③德國(guó)波許公司創(chuàng)造高壓磁電機(jī)點(diǎn)火裝置。④奧茲莫比爾汽車首先使用轉(zhuǎn)速表。⑤低壓磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)被戴姆勒公司采用。⑥中國(guó)進(jìn)口第一輛汽車。1902年①卡迪拉克汽車公司成立。②盤式制動(dòng)器專利被英國(guó)人獲得。③鼓式制動(dòng)器專利由法國(guó)人雷諾獲得。④后橋獨(dú)立式懸架被法國(guó)人裝于賽車。⑤磨擦式減震器在英國(guó)使用。⑥用兩個(gè)前輪的轉(zhuǎn)動(dòng)代替軸的轉(zhuǎn)動(dòng)的艾利奧特轉(zhuǎn)向原理開始應(yīng)用。1903年①福特汽車公司成立。②法國(guó)研制出第一臺(tái)V型發(fā)動(dòng)機(jī)。③倫敦出現(xiàn)出租汽車。④美國(guó)古德伊爾輪胎公司獲無(wú)內(nèi)胎輪胎專利。⑤英國(guó)生產(chǎn)全鋼車身的轎車。1904年①氣壓制動(dòng)系統(tǒng)開始采用。②卡迪拉克汽車裝用防盜點(diǎn)火系統(tǒng)。③美國(guó)研制出防刺漏式輪胎。④英國(guó)希思創(chuàng)造液壓制動(dòng)系統(tǒng)。1905年①法國(guó)研制出封閉式驅(qū)動(dòng)橋。②法國(guó)研制出輪胎壓力計(jì)。③美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)〔SAE〕成立。1906年①帶彈簧的保險(xiǎn)杠問世。②前輪制動(dòng)器在德國(guó)問世。③別克公司將蓄電池作為轎車的標(biāo)準(zhǔn)配備。④扭力桿式減震器問世。1908年美國(guó)福特公司的T型汽車問世，同時(shí)向歐洲促銷，并很快占領(lǐng)市場(chǎng)，成為汽車工業(yè)開展史上的里程碑。同年，美國(guó)通用公司宣布成立。1912年汽車起動(dòng)機(jī)問世，這是以電池為動(dòng)力的汽車自動(dòng)起動(dòng)器。1914年絕緣體火花塞、油量表也先后出現(xiàn)。1915年美國(guó)T型汽車的廂形車身問世。1916年德國(guó)BMW(寶馬)，公司成立。同年美國(guó)工程師托馬斯創(chuàng)造汽車轉(zhuǎn)向閃光信號(hào)燈。1920年美國(guó)通用公司在所生產(chǎn)的汽車車內(nèi)安置頂燈。1923年美國(guó)通用公司推出“星球〞牌客貨兩用汽車。1924年德國(guó)人創(chuàng)造汽車電動(dòng)雨刮器，同年蘇聯(lián)第一家汽車公司成立。1925年美國(guó)克萊斯勒汽車公司成立。1926年德國(guó)奔馳公司和戴姆勒公司合并，成立戴姆勒一奔馳汽車公司。同年，美國(guó)通用汽車公司汽車生產(chǎn)量超過美國(guó)福特汽車公司。1928年X形車架問世。從而改變了汽車的承載性能1931年可伸縮客貨兩用車問世。同年，日本馬自達(dá)公司成立。

1938年美國(guó)福特公司推出賽車樣車。1939年汽車車內(nèi)開始采用空調(diào)裝置。1946年美國(guó)克萊斯勒汽車公司生產(chǎn)出第一輛現(xiàn)代硬頂客貨兩用汽車1948年日本本田公司成立。1949年美國(guó)福特公司推出“福特〞船形汽車。1950年聯(lián)邦德國(guó)年產(chǎn)汽車30余萬(wàn)輛，居世界第二位。1952年美國(guó)通用汽車公司推出魚形汽車。1953年世界汽車年產(chǎn)量突破1000萬(wàn)輛。1957年汽車轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)問世。1959年世界汽車保有量突破1億輛。1960年法國(guó)雷諾公司推出“雷諾-5〞型轎車。1963年汽車無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)火裝置問世。1967年韓國(guó)現(xiàn)代汽車公司成立。1969年世界汽車年產(chǎn)量突破3000萬(wàn)輛，其中日本豐田汽車公司年產(chǎn)量500萬(wàn)輛，占世界汽車年產(chǎn)量的10%以上。1970年美國(guó)通用公司推出新型凱迪拉克豪華轎車，同年日本三菱汽車公司成立。1972年日本豐田汽車公司生產(chǎn)汽車?yán)塾?jì)達(dá)1000萬(wàn)輛。1976年法國(guó)標(biāo)致汽車公司兼并雪鐵龍公司成立標(biāo)致一雪鐵龍公司。同年美國(guó)生產(chǎn)汽車1290萬(wàn)輛，創(chuàng)歷史最高水平。

1980年

日本汽車產(chǎn)量突破1000萬(wàn)輛大關(guān)，超過美國(guó)成為世界第一汽車生產(chǎn)國(guó)，美國(guó)退居第二。1981年

日本豐田汽車公司和美國(guó)通用汽車公司達(dá)成協(xié)議，在美國(guó)同日本合作生產(chǎn)小轎車。同年，美國(guó)福特公司推出新型林肯牌豪華轎車。

1982年

美國(guó)汽車工業(yè)大滑坡，僅生產(chǎn)698萬(wàn)輛汽車。

1983年

日本豐田汽車公司生產(chǎn)汽車400萬(wàn)輛。同年，德國(guó)戴姆勒—奔馳汽車公司推出新型豪華奔馳汽車。

1984年世界各大汽車公司紛紛組建跨國(guó)集團(tuán)，德國(guó)寶馬公司推出新型豪華寶馬轎車。1987年意大利菲亞持汽車公司兼并阿爾法垂羅米歐公司。1988年世界汽車產(chǎn)量4800萬(wàn)輛，英國(guó)勞斯萊斯汽車公司推出超豪華型銀魂勞斯萊斯轎車。同年，日本豐田汽車公司新一代豪華凌志轎車問世。1989年世界汽車總年產(chǎn)量達(dá)5700萬(wàn)輛，創(chuàng)歷史最高紀(jì)錄，日本成為全球最大汽車出口國(guó)。同年，日本本田公司推出新型本田摩托車。1990年世界著名大公司開始大量生產(chǎn)跑車，法拉利跑車風(fēng)行全球。1993年德國(guó)群眾汽車公司開展迅速，躍居歐洲最大的汽車公司，成為世界第四大汽車公司。1994年美國(guó)汽車總產(chǎn)量開始超過日本，重新成為世界最大的汽車制造王國(guó)，日本退居第二。1995年世界各大汽車公司搶占亞洲市場(chǎng)，豪華汽車開始走俏全球，各大公司制定開發(fā)21世紀(jì)新產(chǎn)品的開展戰(zhàn)略。1998年德國(guó)戴姆勒一奔馳汽車公司與克萊斯勒汽車公司合并成戴姆勒—克萊斯勒汽車集團(tuán)，成為世界第三大汽車公司。1999年日產(chǎn)與法國(guó)雷諾汽車公司合并，成為全世界第四大汽車集團(tuán)。2000年，通用、菲亞特結(jié)成戰(zhàn)略同盟。雷諾收購(gòu)三星。2002年日產(chǎn)投資19億美元購(gòu)置東風(fēng)汽車公司一半的股份，成為東風(fēng)汽車公司最大的合作伙伴。2003年美國(guó)通用公司正式收購(gòu)韓國(guó)大宇汽車公司。第二章、內(nèi)燃動(dòng)力系統(tǒng)與裝置內(nèi)燃機(jī)中能量轉(zhuǎn)換

ht

hj

hm

he

Q1

Wt

Wi

We

F

A

Mhi不同能源的利用方式機(jī)械能：對(duì)外做功100%電能：做功<100%

照明

加熱

信號(hào)熱能：做功效率20~50%

換熱、制冷風(fēng)能：風(fēng)力轉(zhuǎn)換為機(jī)械能——電能-動(dòng)力太陽(yáng)能：熱輻射

光電水利：水的動(dòng)能、勢(shì)能——機(jī)械能-電能

§2-1內(nèi)燃機(jī)的熱力循環(huán)及性能指標(biāo)一、理論循環(huán)與評(píng)價(jià)指標(biāo)一〕三種根本循環(huán)1〕理論循環(huán)的抽象簡(jiǎn)化條件：從實(shí)際中抽象閉口系統(tǒng)封閉循環(huán)，絕熱壓縮和膨脹；等容或等壓加熱，等容放熱；工質(zhì)為理想氣體，比容定值；循環(huán)各過程為可逆2〕根本循環(huán)等容循環(huán)、等壓循環(huán)、混合循環(huán)及比較。二〕理論循環(huán)的評(píng)價(jià)指標(biāo)1〕循環(huán)熱效率：評(píng)定理論循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性定義：對(duì)混合加熱循環(huán)：其中，e：壓縮比；lp：壓力升高比：r：預(yù)膨脹比對(duì)等容循環(huán)：r=1，

對(duì)等壓循環(huán)：lp=1，影響的因素：1．壓縮比e：e提高，平均加熱溫度提高，降低平均放熱溫度，擴(kuò)大循環(huán)溫差，而且膨脹比增大，所以，ht提高；2．等熵指數(shù)k：雙原子氣體k=1.44，多原子氣體k=1.33；3．lp：等容加熱：與加熱量Q呈正比，Q2/Q1不變，效率不變；混合循環(huán)：一定時(shí)，增加，等容加熱局部增加，減小，Q2減小，所以效率提高；4．r

2〕循環(huán)平均壓力定義：〔kPa〕三〕三種理論循環(huán)的比較1．當(dāng)Q1，e相同時(shí)；

所以，2．當(dāng)T1，pz相同時(shí)；

所以，TsmpvQ1Q2mpvTsQ2二、實(shí)際循環(huán)與評(píng)價(jià)指標(biāo)1〕實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的差異實(shí)際循環(huán)由5個(gè)過程組成：進(jìn)氣過程：進(jìn)汽角；進(jìn)氣損失，進(jìn)氣被加熱；壓縮過程：T、p變化的多變過程，燃燒過程：時(shí)間損失，非瞬間加熱；不完全燃燒，邊混合邊燃燒，工質(zhì)發(fā)生變化；膨脹過程：多變過程排氣過程：排氣阻力越大，剩余廢氣越多；排溫是衡量燃燒過程的重要參數(shù)2〕指示指標(biāo)：以工質(zhì)在氣缸內(nèi)對(duì)活塞作功為根底，評(píng)定實(shí)際循環(huán)；1．由示功圖〔P-V〕的面積表示：2．指示功率Pi：?jiǎn)挝粫r(shí)間所作的指示功。kWt：沖程數(shù)；t=4或23．指示效率及指示燃油消耗率B：燃料消耗量〔kg/kWh〕；QL：燃料的低熱值〔kJkg〕指示燃油消耗率：[g/kWh]

三、內(nèi)燃機(jī)有效性能指標(biāo)以曲軸對(duì)外輸出的有效功為根底，評(píng)價(jià)內(nèi)燃機(jī)性能的指標(biāo)。包括：動(dòng)力性—Te，Pe，n評(píng)定Q-E轉(zhuǎn)換的大小經(jīng)濟(jì)性—be評(píng)定Q-E轉(zhuǎn)換的效率，即付出的經(jīng)濟(jì)代價(jià)運(yùn)轉(zhuǎn)性能—排放品質(zhì)，噪聲，起動(dòng)性等1．動(dòng)力性指標(biāo)1〕有效扭矩Ttq：由曲軸輸出的有效轉(zhuǎn)矩，[Nm]，表示發(fā)動(dòng)機(jī)所能帶開工作阻力矩的大小，不表示作功的快慢。2〕有效功率Pe：?jiǎn)挝粫r(shí)間由曲軸輸出的有效功，[kw]

當(dāng)n一定，Pe與Te成正比；Te一定，n增加時(shí)，Pe增加。發(fā)動(dòng)機(jī)高速化3〕機(jī)械效率hm：

機(jī)械損失功率:Pi:指示功率Pe:有效功率4〕平均有效壓力和升功率

升功率：標(biāo)定工況，

評(píng)價(jià)氣缸工作容積的利用程度。2．經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)1〕有效熱效率：2〕有效燃油消耗率：發(fā)動(dòng)機(jī)單位時(shí)間〔1h〕，輸出單位有效功率〔kw〕時(shí),所消耗的燃料量。[g/kw·h]B：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗的燃料量kg/h,由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。3．發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)1〕排放指標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的有害物：CO、HC、NOx、微粒以及地球溫室效應(yīng)的CO2等已成為公害。因此，世界各國(guó)以法規(guī)形式嚴(yán)格控制。法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，越來(lái)越嚴(yán)格。2〕

噪聲噪聲的危害：刺激神經(jīng)，使人心煩；反響遲鈍，耳聾。汽車噪聲是城市主要噪聲污染源之一，發(fā)動(dòng)機(jī)又是汽車的主要噪聲源，所以必須嚴(yán)格控制。噪聲控制法規(guī)，轎車：82dB〔A〕3〕

起動(dòng)性能要求：在一定溫度下可靠發(fā)動(dòng)，起動(dòng)迅速，起動(dòng)消耗的功率小，起動(dòng)期磨損少。與發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)幾工作過程有關(guān)。起動(dòng)性直接影響汽車機(jī)動(dòng)性、操作者的平安和勞動(dòng)強(qiáng)度。GB規(guī)定：不采用特殊的低溫起動(dòng)措施，汽油機(jī)在-10℃，柴油機(jī)-5℃以下起動(dòng)，15s內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)能自行運(yùn)轉(zhuǎn)。4．發(fā)動(dòng)機(jī)的特性速度特性：Pe、Te、be隨n的變化規(guī)律?？偣β侍匦浴餐馓匦浴常汗?jié)氣門開度最大時(shí)的速度特性。只有一條局部速度特性：節(jié)氣門局部開度時(shí)的速度特性，許多條曲線。負(fù)荷特性：n一定時(shí)，燃料消耗率be隨負(fù)荷的變化規(guī)律。主要評(píng)定經(jīng)濟(jì)性?！?-2內(nèi)燃機(jī)的總體構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)作為熱—功轉(zhuǎn)換的動(dòng)力機(jī)械，為保證其連續(xù)不斷地工作，必須具備以機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)。一、兩大機(jī)構(gòu)1〕曲柄連桿機(jī)構(gòu)：包括機(jī)體組—缸蓋、氣缸體、油底殼活塞連桿組——活塞、連桿曲軸飛輪組——曲軸、飛輪作用：完成Q——E轉(zhuǎn)換；將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并由曲軸輸出功2〕配氣機(jī)構(gòu)：包括氣門組——?dú)忾T、氣門座、氣門彈簧傳動(dòng)組——凸輪、挺柱、推桿、搖臂作用：按氣缸工作過程的需要，定時(shí)地開閉進(jìn)、排氣門，保證換氣過程。是發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)工作〔Q—E轉(zhuǎn)換〕的物質(zhì)根底。OHC型SOHC型氣門雙側(cè)SOHC型氣門單側(cè)DOHC型OHV型OHV凸輪中置

氣門雙側(cè)OHV凸輪中置氣門單側(cè)OHV凸輪下置氣門單側(cè)二、輔助系統(tǒng)1〕供給系：包括燃料供給系——油箱、油泵、濾清器、化油器等空氣系——空濾器、進(jìn)氣管排氣系——排氣管、消聲器作用：按工況要求，定量，定時(shí)地將燃料和空氣供給氣缸，供燃燒；將燃燒后的廢氣排出。2〕點(diǎn)火系：包括電源——蓄電池、發(fā)電機(jī)點(diǎn)火線圈——初級(jí)線圈、次級(jí)線圈斷電器——固定觸點(diǎn)、可動(dòng)觸點(diǎn)火花塞作用：保證按規(guī)定的時(shí)刻及時(shí)點(diǎn)燃混合氣汽油機(jī)燃料供給系柴油機(jī)燃料供給系VE分配泵直列泵電控系統(tǒng)——TICS高壓共軌系統(tǒng)泵噴嘴單體泵3〕冷卻系：水冷——強(qiáng)制式：水泵、散熱器、風(fēng)扇、分水管、氣缸體內(nèi)的水套。自然式：水箱、水套風(fēng)冷——散熱片作用：適當(dāng)冷卻高溫機(jī)件，保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。Tc=80~90℃4〕潤(rùn)滑系：包括機(jī)油泵機(jī)油濾清器 限壓法、潤(rùn)滑油道作用：潤(rùn)滑摩擦外表，降低摩擦阻力和磨損，并冷卻和清洗摩擦外表。5〕起動(dòng)系：作用：使發(fā)動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)，自行運(yùn)轉(zhuǎn)。起動(dòng)方法：人力起動(dòng)電機(jī)起動(dòng)汽油機(jī)：二沖程汽油機(jī)、離合機(jī)構(gòu)、變速機(jī)構(gòu)壓縮空氣起動(dòng)設(shè)備§2-3內(nèi)燃機(jī)工作原理一、四沖程機(jī)換氣過程作用：物質(zhì)交換過程，要求廢氣排除干凈，進(jìn)氣充分換氣過程：從排氣門開到進(jìn)氣門關(guān)為止，占410~480。物理過程：自由排氣、強(qiáng)制排氣、進(jìn)氣、燃燒室掃氣。1．自由排氣：排氣門開啟~缸壓接近排氣管壓力超臨界狀態(tài)，以聲速排氣。占60%以上。2．強(qiáng)制排氣主要克服排氣門和排氣道的阻力。排氣遲關(guān)角10~35CA3．進(jìn)氣過程進(jìn)氣提前角：0~40CA，進(jìn)氣遲關(guān)角：40~70CA，利用高速氣流慣性，多充氣。4．氣門重疊和掃氣進(jìn)氣門提前開，排氣門遲后關(guān)，產(chǎn)生進(jìn)排氣門同時(shí)開啟的狀態(tài)，為氣門重疊期間；此時(shí)進(jìn)氣管、燃燒室、排氣管連通，進(jìn)行掃氣：排氣、多進(jìn)氣、冷卻。5.充量系數(shù)從量上，換氣過程完善程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)。定義：意義：直接影響動(dòng)力性提高充氣系數(shù)的措施：減小進(jìn)氣阻力、排氣阻力、及對(duì)進(jìn)氣的加熱等；利用氣流流動(dòng)慣性，動(dòng)態(tài)效應(yīng)；可變進(jìn)氣系統(tǒng)二、燃燒過程1、汽油機(jī)燃燒過程1〕燃料特點(diǎn)汽油的特點(diǎn)：石油中提煉〔40~200℃〕C：85%，H：14%，其他：1%易揮發(fā)：T10,T50,T95點(diǎn)燃溫度低，自然點(diǎn)高2〕混合氣的形成：將液態(tài)的燃料和空氣按一定的比例混合。液態(tài)燃料的霧化方式：化油器式和噴射式汽油噴射系統(tǒng)組成：油箱、油泵、濾清器、分配管、調(diào)壓器、壓力脈動(dòng)衰減器、噴油器。霧化原理：噴油器高壓噴射霧化，分類：按噴射位置—GDI；噴射壓力=3~5MPa進(jìn)氣管噴射〔0.5~1MPa〕——多點(diǎn)、單點(diǎn)按噴射方式：連續(xù)噴射間歇噴射—同期噴射—獨(dú)立噴射〔順序噴射〕—分組噴射—同時(shí)噴射—非同期噴射電噴化的優(yōu)點(diǎn)：空燃比控制精度高控制，適應(yīng)三效催化轉(zhuǎn)換裝置；各缸均勻性；進(jìn)氣管設(shè)計(jì)自由度混合器濃度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響：過量空氣系數(shù)：混合器濃度的評(píng)價(jià)指標(biāo)，

Ba：實(shí)際進(jìn)入氣缸的空氣量，B：小時(shí)油耗，l0：1kg燃料完全燃燒所需要的理論空氣量。：為稀混合氣,:理論混合氣：經(jīng)濟(jì)混合器，過稀，燃燒速度慢；：濃混合氣：時(shí)燃燒速度最快，功率混合氣：著火界限3〕燃燒過程正常燃燒過程：三階段；著火延遲期：形成火焰中心明顯燃燒期：火焰?zhèn)鞑ミ^程燃燒速度