第二章内燃机中的气体流动
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《内燃机原理》各章提纲及重点内容第一章绪论1、内燃机发展。
前期:1673~1680年荷兰物理学家柯.惠更斯(Christian Huygens)首先提出了真空活塞式火药燃烧的高温燃气在气缸中冷却后形成真空而带动活塞作功,在人类历史上第一次把燃气与活塞联系起来,实现了“内燃”1690年法国医生德.巴本(Deni Papin),采用相当于真空原理用水蒸气作功质的活塞式发动机,成为近代蒸汽机的直接祖先。
1705~1711年英国人纽卡姆(New Comen)制成了矿井用直立气缸密封式活塞、缸|内水冷却的真空式蒸汽机,热效率不到1%。
| 1776年英国人瓦特(Watt) 改良了纽卡姆蒸汽机,发明了水汽分离冷凝器,大大完善了蒸汽机,热效率达3%,开始了蒸汽时代,掀起了第一次工业革命浪潮。
1794年英国人罗伯特.斯却里塔(RobertSteet)提出了燃用松节油或柏油的内燃机原理,首次提出燃料与空气混合的原理。
1799年法国化学家莱蓬(Lebon) 建议采用照明煤气作燃料并用电火花点火。
| 1820年英国人塞歇尔(W . Cecil) 用氢煤气作燃料,使内燃机以60+/ min转动起来。
1833年英国人莱特(WL. Weight)提出“爆发” 发动机,摆脱了真空发动机的影响,直接利用燃烧压力推动活塞作功。
1857年意大利恩.巴尔桑奇(Engenio Bersanti)和马特依西(Matteucci) 制成自由活塞发动机,第一次实现了爆发作功。
1860年法国人兰诺(Lenoir) 研制成功第一台实用的二冲程、无压缩、电火花点火的煤气机。
1862年法国工程师包.德.罗沙(Beau de Rochas)第一次提出了近代发动机等容燃烧的四冲程循环原理。
诞生:1876年Nikolaus August Otto发明了世界第一台四冲程煤气机。
1886年Benz和Daimlet按Otto的四冲程原理,造出第一台车用汽油机。
1886年Benz和Daimler将发明的汽油机用在车.上,发明了第一部汽车。
第一章发动机的性能1.简述发动机的实际工作循环过程。
1)进气过程:为了使发动机连续运转,必须不断吸入新鲜工质,即是进气过程。
此时进气门开启,排气门关闭,活塞由上止点向下止点移动。
2)压缩过程:此时进排气门关闭,活塞由下止点向上止点移动,缸内工质受到压缩、温度。
压力不断上升,工质受压缩的程度用压缩比表示。
3)燃烧过程:期间进排气门关闭,活塞在上止点前后。
作用是将燃料的化学能转化为热能,使工质的压力和温度升高,燃烧放热多,靠近上止点,热效率越高。
4)膨胀过程:此时,进排气门均关闭,高温高压的工质推动活塞,由上止点向下至点移动而膨胀做功,气体的压力、温度也随之迅速下降。
(5)排气过程:当膨胀过程接近终了时,排气门打开,废气开始靠自身压力自由排气,膨胀过程结束时,活塞由下止点返回上止点,将气缸内废气移除。
3.提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么?可采取哪些基本措施?提高实际循环热效率的基本途径是:减小工质传热损失、燃烧损失、换气损失、不完全燃烧损失、工质流动损失、工质泄漏损失。
提高工质的绝热指数κ可采取的基本措施是:⑴减小燃烧室面积,缩短后燃期能减小传热损失。
⑵. 采用最佳的点火提前角和供油提前角能减小提前燃烧损失或后燃损失。
⑶采用多气门、最佳配气相位和最优的进排气系统能减小换气损失。
⑷加强燃烧室气流运动,改善混合气均匀性,优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失。
⑸优化燃烧室结构减少缸内流动损失。
⑹采用合理的配缸间隙,提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失。
4.什么是发动机的指示指标?主要有哪些?答:以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。
它主要有:指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。
5.什么是发动机的有效指标?主要有哪些?答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。
主要有:1)发动机动力性指标,包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度;2)发动机经济性指标,包括有效热效率.有效燃油消耗率;3)发动机强化指标,包括升功率PL.比质量me。
第2章内燃机的工作原理2.1第二章说明进入第二章(内燃机原理)之后专业性较强,都是一些原理性的东西,如四冲程、二冲程柴油机工作原理、四冲程、二冲程汽油机工作原理、增压柴油机特点、多缸柴油机的工作顺序等等。
传统教学方式由于受到媒体的限制而无法把这些运动状态表示出来让学生直观地看到运动,而只能通过多张示意图来表示,而且也只能表示出几个状态来而根本无法将整个过程演示给学生看。
本课件借助于现代计算机技术如,flash动画等形象生动的表现出了多种内燃机的工作过程,使学生在学习过程中一目了然,把孤立的信息变成了信息流,课件所传递的信息量大大增加。
可以说第二章是flash在多媒体课件中应用的成功范例。
如图2-3此图为flash制作点击各冲程可以看到冲程,虽然本课件开发才刚刚开始,但已经毫无疑问的想我们说明了多媒体教学的优势所在,但也正是由于课件的开发刚刚起步,各种媒体和信息的运用上还有不成熟的地方如在前两章中有许多图片信息运用不当造成有些版面较为混乱等等。
这些将成为在夏季张开发过程中要尽量避免的。
随着对软件运用的熟练、课件开发小组成员审美观点的提高这些将逐渐地被克服。
2.2 基本结构和主要名词及演示图片2.2.1柴油机的主要机件和系统四冲程柴油机的主要机件如图2-1所示。
1.固定机件:机座1,机体4,主轴承3,汽缸盖7,汽缸套6等。
2.运动机件:曲轴13,连杆10,活塞8,活塞销9,连杆螺栓11等。
3.配气机构:凸轮轴14,顶杆15,摇臂16,气阀机构(进气阀17、排气阀18、气阀弹簧19)等。
@图2-1四冲程机的主要部件 4.燃油系统:喷油泵20,高压油管21,喷油器2等5.辅助机件:进气管5和排器管12等此外,对于整机而言,还有润滑,冷却,启动和控制等系统。
2.2.2内燃机的主要名词(a)上止点(b)下止点@@图2-2活塞位置(图片说明:该图使用flash制作,在课件里可以运动可以清晰的表现出个冲程活塞运动情况)小说明:以后的图片中图前标有“@@”为flash演示图1.上止点:活塞距曲轴中心最远的位置如图2-2(a)。