發(fā)動機的歷史與發(fā)展教學文案

1、發(fā)動機的歷史與發(fā)展內燃機基本結構、概念回顧內燃機基本結構、概念回顧n何謂內燃機？n內燃機基本結構、原理回顧n一個重要參數：壓縮比2 第一臺蒸汽機第一臺蒸汽機n紐科門蒸汽機紐科門蒸汽機（1712英英國鐵匠）國鐵匠），設計者巴黎醫(yī)學院學生巴平 ） 蒸汽力赫更斯的火力發(fā)動機的火藥爆炸膨脹力需求推動需求推動煤礦排水。煤礦排水。英國鐵匠紐科門英國鐵匠紐科門2 第一臺蒸汽機第一臺蒸汽機參數與指標參數與指標H10m，D=1454mm，S=2100mm，Pe=25馬力，n=9r/min，=1，e200MPa；噴壓獨立于發(fā)動機轉速；調節(jié)噴壓獨立于發(fā)動機轉速；調節(jié)噴油率的形狀，實現理想噴油規(guī)律。噴油率的形狀，實現

2、理想噴油規(guī)律。n實現實現多級噴射（在壓縮上止點附近多級噴射（在壓縮上止點附近，34ms內，精內，精確控制噴射確控制噴射5、6次；實現不同的目的）次；實現不同的目的）n眾多微小精密對。眾多微小精密對。（電控噴油器、泵、共軌腔調節(jié)裝置）（電控噴油器、泵、共軌腔調節(jié)裝置）Injection Rate- 60TDC+ 60 + 120 CA 柔性內燃機柔性內燃機 結構可變的柔性內燃機，在工況變化頻繁的車用內燃機特別是小轎車用汽油機上得到廣泛的采用。因為車用內燃機對動力性、加速性、起動性、排放性等要求要高。 車用內燃機可變機構主要有： 1 1. . 可變壓縮比可變壓縮比 2. 2. 可變進氣系統(tǒng)可變進氣

3、系統(tǒng) 3. 3. 可變配氣機構可變配氣機構 4. 4. 可可變變進氣渦流進氣渦流 5. 5. 可可變供油變供油( (或噴油或噴油) )定時定時 6. 6. 可變增壓系統(tǒng)可變增壓系統(tǒng) 7. 7. 可調冷卻、潤滑系統(tǒng)可調冷卻、潤滑系統(tǒng) 綜合管理系統(tǒng)綜合管理系統(tǒng)結構結構柔性內燃機柔性內燃機性能性能彈性內燃機彈性內燃機綜合綜合智能內燃機智能內燃機難度：高速、準確、可調難度：高速、準確、可調寶馬可變配氣機構寶馬可變配氣機構問題問題3 3：內燃機內燃機還有創(chuàng)新的空間嗎？還有創(chuàng)新的空間嗎？（1 1）目前，內燃機還有許多問題沒有解決或沒能真）目前，內燃機還有許多問題沒有解決或沒能真正解決正解決, ,還遠遠沒有

4、達到人們對它的要求。例如：還遠遠沒有達到人們對它的要求。例如：HCCIHCCI（柴油均值預混合燃燒方式），等 內燃機企業(yè)不創(chuàng)新就不可能生存！內燃機企業(yè)不創(chuàng)新就不可能生存！ 迅速提高的排放要求是目前內燃機新技術迅速迅速提高的排放要求是目前內燃機新技術迅速推出、應用的主要動力之一。推出、應用的主要動力之一。 除排放之外，下一個技術推動力應該是噪聲問除排放之外，下一個技術推動力應該是噪聲問題、可再生代用燃料問題，等。題、可再生代用燃料問題，等。內燃機高、新技術內燃機高、新技術w新型動力新型動力n絕熱內燃機絕熱內燃機 絕熱復合式內燃機絕熱復合式內燃機n回熱式內燃機回熱式內燃機 自由活塞內燃機自由活塞內

5、燃機n%63%38e內燃機高、新技術內燃機高、新技術w新概念燃燒方式新概念燃燒方式n均勻充量壓縮燃燒均勻充量壓縮燃燒HCCIn低溫預混合燃燒低溫預混合燃燒MKn預混壓縮點火燃燒預混壓縮點火燃燒PCI n當量燃燒當量燃燒n汽油機分層燃燒系統(tǒng)汽油機分層燃燒系統(tǒng)n汽油機缸內直噴燃燒控制系統(tǒng)汽油機缸內直噴燃燒控制系統(tǒng)汽油機缸內滾流汽油機缸內滾流控制與分層燃燒控制與分層燃燒1.直噴均質燃燒直噴均質燃燒2. 3.直噴稀薄分層燃燒直噴稀薄分層燃燒4.直噴擴散燃燒直噴擴散燃燒內燃機高、新技術內燃機高、新技術石油重整汽油RFG重整柴油RFDLPG CNG LNG 二甲醚DME 甲醇 F-T柴油 H2 乙醇 大豆

6、甲酯 天然氣天然氣生物質：玉米等大豆 B20、B30、B50 RFD M15、M20 RFGF-T50 RFDE10、E15、E20 RFG汽油汽油機、機、柴油柴油機、機、燃料燃料電池電池燃料燃料的來的來源源F-T柴油是用Fischer-Tropsch法從天然氣、煤或生物質（如玉米稈）中制成的柴油二甲醚DME 、甲醇也可從天然氣、煤或生物質（如玉米稈）中制成從大豆油殘渣脂化后生成大豆甲酯或大豆乙酯 燃料設計燃料設計采用多種燃料（包括清潔燃料在內），按一定比例混合，制成混合燃料，使其綜合的理化性能最適合某類發(fā)動機的需要。w燃料燃料內燃機高、新技術內燃機高、新技術w供油技術供油技術n電控單體泵電控

7、單體泵n泵噴嘴泵噴嘴nPTPT供油系統(tǒng)供油系統(tǒng) n高壓供軌系統(tǒng)高壓供軌系統(tǒng)nw特色循環(huán)特色循環(huán)n米勒循環(huán)米勒循環(huán)n阿特金森循環(huán)阿特金森循環(huán)n增壓中冷循環(huán)增壓中冷循環(huán)n康明斯公司康明斯公司內燃機高、新技術內燃機高、新技術w可變機構可變機構n電磁式氣門驅動電磁式氣門驅動n電液式氣門驅動電液式氣門驅動n可調工作循環(huán)可調工作循環(huán)n多氣門技術多氣門技術nSiemensSiemens可變進氣機構可變進氣機構1-蓄壓室 ；2-電磁閥3-液力挺柱 ；4-凸輪5-搖臂 ；6-氣門彈簧7-進氣門 內燃機高、新技術內燃機高、新技術w混合動力混合動力n電電- -內燃機內燃機n液壓儲能液壓儲能n飛輪電機飛輪電機n壓縮空

8、氣動力壓縮空氣動力nw新材料應用新材料應用n陶瓷、陶瓷、鈦合金鈦合金n碳素纖維碳素纖維n纖維增強塑料纖維增強塑料n粉末冶金材料粉末冶金材料n復合材料復合材料n內燃機高、新技術內燃機高、新技術w主動控制主動控制n主動減振技術主動減振技術n主動降噪技術主動降噪技術nw增壓技術增壓技術n超高增壓技術超高增壓技術n順序增壓順序增壓n斷缸技術斷缸技術n可調增壓技術可調增壓技術nw后處理技術后處理技術n微粒捕捉器與再生微粒捕捉器與再生nNOX催化轉換器催化轉換器n快速響應的氧化催快速響應的氧化催化轉換系統(tǒng)化轉換系統(tǒng)n冷冷EGREGRn問題問題3 3：內燃機內燃機還有創(chuàng)新的空間嗎？還有創(chuàng)新的空間嗎？（續(xù)）（

9、2 2）汽車是所有發(fā)達國家的支柱產業(yè)，投資力度大，（汽車是所有發(fā)達國家的支柱產業(yè)，投資力度大，（技術）競爭激烈。強烈的需求是內燃機不斷改進、創(chuàng)新技術）競爭激烈。強烈的需求是內燃機不斷改進、創(chuàng)新的原動力。的原動力。 汽車、發(fā)動機行業(yè)能帶動十幾汽車、發(fā)動機行業(yè)能帶動十幾 幾十行業(yè)（服務幾十行業(yè)（服務、油、橡膠、玻璃、電器、油、橡膠、玻璃、電器、化工，、化工，）。 每增加每增加1 1個汽車工業(yè)工人，則增加個汽車工業(yè)工人，則增加710710位相關行位相關行業(yè)的就業(yè)業(yè)的就業(yè)1 1：710710 德國德國1/71/7的工人直接或間接為汽車服務；的工人直接或間接為汽車服務； 資金吞吐量非常大。資金吞吐量非常

10、大。 問題問題4 4：國外內燃機水平高在哪里？：國外內燃機水平高在哪里？ 不斷研究、不斷嘗試新技術；不斷投入、不斷應用新技不斷研究、不斷嘗試新技術；不斷投入、不斷應用新技術；不斷吸收各行各業(yè)的新技術；將術；不斷吸收各行各業(yè)的新技術；將“小小”問題做精做深。問題做精做深。企業(yè)注重創(chuàng)新。企業(yè)注重創(chuàng)新。例：例： Nissan Nissan直列直列4 4缸汽油機采用了可變進氣系統(tǒng)；缸汽油機采用了可變進氣系統(tǒng)； Audi Audi的的V6V6汽油機的可變進氣管結構；汽油機的可變進氣管結構； 三菱發(fā)動機的高速、低速可切換凸輪；三菱發(fā)動機的高速、低速可切換凸輪； 豐田的進氣渦流可調；豐田的進氣渦流可調； 德國大眾的德國大眾的3 3升路波車（高壓共軌等）升路波車（高壓共軌等） 汽油機缸內直噴