发动机的历史与发展.pptxVIP

发动机的历史与发展BEIJINGINSTITUTEOFTECHNOLOGY

何谓内燃机？内燃机基本结构、原理回顾一个重要参数：压缩比ε内燃机基本结构、概念回顾

发动机的诞生01军用动力与近代史02内燃机行业前途问题03讲解内容

一发动机的诞生惠更斯绘制的发动机设计方案图（1673年）1.第一台发动机设计者惠更斯：(荷兰物理学家，法国巴黎凡尔塞宫的汲水总管。发现了土星光环、动量守恒，发明钟摆，提出光的波动学说等)凡尔塞宫：耗水3000m3/天（来自塞那河）?火力内燃机（1673设计?1685研制出来）

一发动机的诞生需求是第一位的，技术推动是第二位的。12年后?1685惠更斯的学生根据老师的原理图，设计并研制了14台直径12m的水车，满足了凡尔塞宫供水的要求。意大利人的达芬奇于1509年绘出了类似的火力发动机（设计构想）！

2第一台蒸汽机?纽科门蒸汽机（1712英国铁匠），设计者—巴黎医学院学生巴平）蒸汽力?赫更斯的火力发动机的火药爆炸膨胀力需求推动—煤矿排水。英国铁匠纽科门

2第一台蒸汽机参数与指标H~10m，D=1454mm，S=2100mm，Pe=25马力，n=9r/min，?=1，?e1%。缺点：①效率低②体积大③要依靠重力工作。只能立放，未脱离火力发动机模式。纽可门蒸汽机活塞未能广泛普及。对当时的工业推动小，没有得到历史发明权。

1763年提出改进设计?1776年研制出来）瓦特：英国格拉斯大学实验室设备修理工。在维修纽科门蒸汽机的过程中得到启发。问题一：体积大、功率小。解决措施：增加蒸汽量；123654解决措施：外加冷凝器**；让蒸汽在冷凝器内冷却；问题三：外加冷凝器后，蒸汽通过狭窄的冷凝器阻力很大；解决措施：给汽缸蒸汽加压，?=1??=2***低速汽油机Otto奥托循环理论效率：?=1-1/?k-1问题二：增加蒸汽量后?冷却用水量增加?壁温降低?需进一步增加蒸汽量；3瓦特蒸汽机

发明的关键：冷凝器、?=2???e=3%（4倍）01重要的效果是：该蒸汽机可不借助于重力工作，布置使用更加方便，因而迅速推广、改进、提高。1784年装上了曲轴和飞轮，在各行各业普及使用，极大地促进了当时的工业发展。被历史公认为蒸汽机的发明人。02促成了第一次工业革命。033瓦特蒸汽机

3第一台内燃机

（纽科门的蒸汽机发明155年后，1860年）经过很多人70多年的努力，法国人勒诺瓦尔（兰诺）于1860用”煤气+空气”代替200年前火力发动机中的火药研制了第一台内燃机。压缩比?=1，效率4.5%，最大功率4.5kW1860~1865年共生产了约5000台当时蒸汽机的效率已近10%。

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。p0Vp0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”？

实现方案：4奥托的4冲程点燃式煤气机进气过程形成稀薄混合气；在点火前，在火花塞附近形成浓混合气。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。

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）。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”！由于没有独立的进气冲程，很难实现分层燃烧。4奥托的4冲程点燃式煤气机

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。02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。014奥托的4冲程点燃式煤气机

奥托4冲程点燃式煤气机的快速发展理论指导的重要性！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～