動力機發(fā)展史課件

目錄外燃機內(nèi)燃機新技術(shù)應(yīng)用動力機發(fā)展史外燃機紐科門蒸汽機瓦特蒸汽機斯特林發(fā)動機熱氣機蒸汽輪機返回目錄動力機發(fā)展史紐科門蒸汽機紐科門機器的壓強不受限于蒸汽壓強，當蒸汽凝結(jié)，在汽缸里形成真空時，則由大氣壓強將活塞推下。有記載的第一臺紐科門蒸汽機是1712年在斯塔福德郡的達德利堡附近安裝的。為了在汽缸里造成真空，紐科門發(fā)明了內(nèi)凝噴嘴和自動閥動裝置。利用相當于大氣壓的蒸汽，他保持材料在其工作極限以內(nèi)。返回章節(jié)動力機發(fā)展史紐科門蒸汽機工作原理返回章節(jié)動力機發(fā)展史單流蒸汽機返回章節(jié)動力機發(fā)展史紐科門雙動蒸汽機返回章節(jié)動力機發(fā)展史瓦特蒸汽機瓦特運用科學理論，逐漸發(fā)現(xiàn)了這種紐科門蒸汽機的毛病所在。從1765年到1790年，他進行了一系列發(fā)明，比如分離式冷凝器、汽缸外設(shè)置絕熱層、用油潤滑活塞、行星式齒輪、平行運動連桿機構(gòu)、離心式調(diào)速器、節(jié)氣閥、壓力計等等，使蒸汽機的效率提高到原來紐科門機的3倍多，最終發(fā)明出了現(xiàn)代意義上的蒸汽機。第一個巨大的改善是將氣缸與凝結(jié)缸通過一個閥門分開。瓦特在伯明翰發(fā)明了這個改進。這個改進提高了蒸汽機的效率。下一個改進是將閥門的操作自動化。一天，他一邊喝茶，一邊看著那一動一動的壺蓋。他看看爐子上的壺又看看手中的杯子，突然靈感來了：茶水要涼，倒在杯里；蒸汽要冷，何不也把它從汽缸里也“倒”出來呢？這樣想著，瓦特立即設(shè)計了一個和汽缸分開的冷凝器，這下熱效率提高了三倍，用的煤只有原來的四分之一。這關(guān)鍵的地方一突破，瓦特頓然覺得前程光明。他又到大學里向布萊克教授請教了一些理論問題，教授又介紹他認識了發(fā)明鏜床的威爾金技師，這位技師立即用鏜炮筒的方法制了汽缸和活塞，解決了那個最頭疼的漏氣問題。返回章節(jié)動力機發(fā)展史瓦特蒸汽機1784年，瓦特的蒸汽機已裝上曲軸、飛輪，活塞可以靠從兩邊進來的蒸汽連續(xù)推動，再不用人力去調(diào)節(jié)活門，世界上第一臺真正的蒸汽機誕生了。返回章節(jié)動力機發(fā)展史瓦特蒸汽機在蒸汽機車中，十字頭通常與傳動桿相連，從那里連到聯(lián)桿，由聯(lián)桿驅(qū)動機車的輪子。結(jié)構(gòu)通常如下所示：在這個示意圖中，十字頭與傳動桿連接，而傳動桿則與火車的三個驅(qū)動輪中的一個連接。這三個輪子通過聯(lián)桿連接在一起，所以它們同步轉(zhuǎn)動。鍋爐返回章節(jié)動力機發(fā)展史斯特林發(fā)動機外燃機是一種外燃的閉式循環(huán)往復(fù)活塞式熱力發(fā)動機，有別于依靠燃料在發(fā)動機內(nèi)部燃燒獲得動力的內(nèi)燃機。新型外燃機使用氫氣作為工質(zhì)，在四個封閉的氣缸內(nèi)充有一定容積的工質(zhì)。氣缸一端為熱腔，另一端為冷腔。工質(zhì)在低溫冷腔中壓縮，然后流到高溫熱腔中迅速加熱，膨脹做功。燃料在氣缸外的燃燒室內(nèi)連續(xù)燃燒，通過加熱器傳給工質(zhì)，工質(zhì)不直接參與燃燒，也不更換。配氣活塞式熱氣機返回章節(jié)動力機發(fā)展史斯特林發(fā)動機斯特林發(fā)動機是獨特的熱機，因為他們理論上的效率幾乎等于理論最大效率，稱為卡諾循環(huán)效率。斯特林發(fā)動機是通過氣體受熱膨脹、遇冷壓縮而產(chǎn)生動力的。這是一種外燃發(fā)動機，使燃料連續(xù)地燃燒，蒸發(fā)的膨脹氫氣（或氦）作為動力氣體使活塞運動，膨脹氣體在冷氣室冷卻，反復(fù)地進行這樣的循環(huán)過程。返回章節(jié)動力機發(fā)展史斯特林發(fā)動機雙作用式熱氣機返回章節(jié)動力機發(fā)展史斯特林發(fā)動機雙缸V型曲柄連桿斯特林發(fā)動機模型，模型有一個熱氣缸與一個冷氣缸（為剖面表示），兩氣缸的軸線相互垂直。熱氣缸通過加熱器、回熱器、冷卻器與冷氣缸連通，連通回路的容積（流通容積）要盡量小，兩氣缸內(nèi)充滿工質(zhì)（一般為氦氣、氫氣、氮氣或空氣），工質(zhì)不會泄漏。加熱器、冷卻器對流過的工質(zhì)要有最小的阻力與很好的導(dǎo)熱性，回熱器有較大的熱容量有最小的阻力與很好的導(dǎo)熱性。加熱器有加熱源對通過的工質(zhì)進行加熱，冷卻器有冷卻源吸收通過工質(zhì)的熱量，加熱源由爐火表示，冷卻源用風扇表示。返回章節(jié)動力機發(fā)展史熱氣機示意圖返回章節(jié)動力機發(fā)展史熱氣機示意圖返回章節(jié)動力機發(fā)展史優(yōu)點與內(nèi)燃機比較熱氣機所具備的優(yōu)點：適用于各種能源，無論是液態(tài)的、氣態(tài)的或固態(tài)的燃料，當采用載熱系統(tǒng)(如熱管)間接加熱時，幾乎可以使用任何高溫熱源(太陽能放射性同位素和核反應(yīng)等)，而發(fā)動機本身(除加熱器外)不需要作任何更改。同時熱氣機無需壓縮機增壓，使用一般風機即可滿足要求，并允許燃料具有較高的雜質(zhì)含量。熱氣機在運行時，由于燃料在氣缸外的燃燒室內(nèi)連續(xù)燃燒，獨立于燃氣的工質(zhì)通過加熱器吸熱，并按斯特林循環(huán)對外做功，因此避免了類似內(nèi)燃機的爆震做功和間歇燃燒過程，從而實現(xiàn)了高效、低噪和低排放運行。高效：總能效率達到80%以上；低噪：1米處裸機噪音底于68dBA；低排放：尾氣排放達到歐5標準。熱氣機單機容量小，機組容量從20－50kw，可以因地制宜的增減系統(tǒng)容量。結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)比內(nèi)燃機少40%，降價空間大，同時維護成本也較低。缺點熱氣機尚存在的主要問題和缺點是制造成本較高，工質(zhì)密封技術(shù)較難，密封件的可靠性和壽命還存在問題，功率調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)較復(fù)雜，機器較為笨重。熱氣機的優(yōu)缺點返回章節(jié)動力機發(fā)展史蒸汽輪機汽輪機是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換成為機械功的旋轉(zhuǎn)式動力機械。又稱蒸汽透平。主要用作發(fā)電用的原動機，也可直接驅(qū)動各種泵、風機、壓縮機和船舶螺旋槳等。還可以利用汽輪機的排汽或中間抽汽滿足生產(chǎn)和生活上的供熱需要。汽輪機按照工作原理分為沖動式汽輪機和反動式汽輪機?！獩_動式汽輪機蒸汽主要在靜葉中膨脹，在動葉中只有少量的膨脹?！磩邮狡啓C蒸汽在靜葉和動葉中膨脹，而且膨脹程度相同。汽輪機按照蒸汽參數(shù)（壓力和溫度）分為：——低壓汽輪機：主蒸汽壓力小于1.47Mpa；——中壓汽輪機：主蒸汽壓力在1.96—3.92Mpa；——高壓汽輪機：主蒸汽壓力在5.88—9.8Mpa；——超高壓汽輪機：主蒸汽壓力在11.77—13.93Mpa；——亞臨界壓力汽輪機：主蒸汽壓力在15.69—17.65Mpa；——超臨界壓力汽輪機：主蒸汽壓力大于22.15Mpa；——超超臨界壓力汽輪機：主蒸汽壓力大于32Mpa；返回章節(jié)動力機發(fā)展史蒸汽輪機就凝汽式汽輪機而言，從鍋爐產(chǎn)生的新蒸汽經(jīng)由主閥門進入高壓缸，再進入中壓缸，再進入低壓缸，最終進入凝汽器。蒸汽的熱能在汽輪機內(nèi)消耗，變?yōu)檎羝膭幽?，然后推動裝有葉片的汽輪機轉(zhuǎn)子，最終轉(zhuǎn)化為機械能。

除了凝汽式汽輪機，還有背壓式汽輪機和抽汽式汽輪機，背壓式汽輪機可以理解為沒有低壓缸和凝汽器的凝汽式汽輪機，它的出口壓力較大，可以提供給供熱系統(tǒng)或其它熱交換系統(tǒng)。抽汽式汽輪機則是指在蒸汽流通過程中抽取一部分用于供熱和或再熱的汽輪機。返回章節(jié)動力機發(fā)展史內(nèi)燃機往復(fù)活塞式內(nèi)燃機旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機自由活塞式發(fā)動機旋轉(zhuǎn)葉輪式燃氣輪機航空發(fā)動機火箭發(fā)動機返回目錄動力機發(fā)展史內(nèi)燃機內(nèi)燃機，是一種動力機械，它是通過使燃料在機器內(nèi)部燃燒，并將其放出的熱能直接轉(zhuǎn)換為動力的熱力發(fā)動機。廣義上的內(nèi)燃機不僅包括往復(fù)活塞式內(nèi)燃機、旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機和自由活塞式發(fā)動機，也包括旋轉(zhuǎn)葉輪式的燃氣輪機、噴氣式發(fā)動機等，但通常所說的內(nèi)燃機是指活塞式內(nèi)燃機?；钊絻?nèi)燃機起源于荷蘭物理學家惠更斯用火藥爆炸獲取動力的研究，但因火藥燃燒難以控制而未獲成功。1794年，英國人斯特里特提出從燃料的燃燒中獲取動力，并且第一次提出了燃料與空氣混合的概念。1833年，英國人賴特提出了直接利用燃燒壓力推動活塞作功的設(shè)計。返回章節(jié)動力機發(fā)展史19世紀中期，科學家完善了通過燃燒煤氣，汽油和柴油等產(chǎn)生的熱轉(zhuǎn)化機械動力的理論。這為內(nèi)燃機的發(fā)明奠定了基礎(chǔ)?；钊絻?nèi)燃機自19世紀60年代問世以來，經(jīng)過不斷改進和發(fā)展，已是比較完善的機械。之后人們又提出過各種各樣的內(nèi)燃機方案，但在十九世紀中葉以前均未付諸實用。直到1860年，法國的勒努瓦模仿蒸汽機的結(jié)構(gòu)，設(shè)計制造出第一臺實用的煤氣機。這是一種無壓縮、電點火、使用照明煤氣的內(nèi)燃機。勒努瓦首先在內(nèi)燃機中采用了彈力活塞環(huán)。這臺煤氣機的熱效率為4%左右。英國的巴尼特曾提倡將可燃混合氣在點火之前進行壓縮，隨后又有人著文論述對可燃混合氣進行壓縮的重要作用，并且指出壓縮可以大大提高勒努瓦內(nèi)燃機的效率。1862年法國科學家羅沙對內(nèi)燃機熱力過程進行理論分析之后，提出提高內(nèi)燃機效率的要求，這就是最早的四沖程工作循環(huán)。1876年，德國發(fā)明家奧托（Otto）運用羅沙的原理，創(chuàng)制成功第一臺往復(fù)活塞式、單缸、臥式、3.2千瓦(4.4馬力)的四沖程內(nèi)燃機，仍以煤氣為燃料，采用火焰點火，轉(zhuǎn)速為156.7轉(zhuǎn)/分，壓縮比為2.66，熱效率達到14％，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。在當時，無論是功率還是熱效率，它都是最高的。返回章節(jié)動力機發(fā)展史隨著石油的開發(fā)，比煤氣易于運輸攜帶的汽油和柴油引起了人們的注意，首先獲得試用的是易于揮發(fā)的汽油。1883年，德國的戴姆勒Daimler創(chuàng)制成功第一臺立式汽油機，它的特點是輕型和高速。當時其他內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速不超過200轉(zhuǎn)/分，它卻一躍而達到800轉(zhuǎn)/分，特別適應(yīng)交通動輸機械的要求。1885～1886年，汽油機作為汽車動力運行成功，大大推動了汽車的發(fā)展。同時，汽車的發(fā)展又促進了汽油機的改進和提高。不久汽油機又用作了小船的動力。1892年，德國工程師狄塞爾（Diesel）受面粉廠粉塵爆炸的啟發(fā)，設(shè)想將吸入氣缸的空氣高度壓縮，使其溫度超過燃料的自燃溫度，再用高壓空氣將燃料吹入氣缸，使之著火燃燒。他首創(chuàng)的壓縮點火式內(nèi)燃機(柴油機)于1897年研制成功，為內(nèi)燃機的發(fā)展開拓了新途徑。狄塞爾開始力圖使內(nèi)燃機實現(xiàn)卡諾循環(huán)，以求獲得最高的熱效率，但實際上做到的是近似的等壓燃燒，其熱效率達26％。壓縮點火式內(nèi)燃機的問世，引起了世界機械業(yè)的極大興趣，壓縮點火式內(nèi)燃機也以發(fā)明者而命名為狄塞爾引擎。這種內(nèi)燃機以后大多用柴油為燃料，故又稱為柴油機。1898年，柴油機首先用于固定式發(fā)電機組，1903年用作商船動力，1904年裝于艦艇，1913年第一臺以柴油機為動力的內(nèi)燃機車制成，1920年左右開始用于汽車和農(nóng)業(yè)機械。返回章節(jié)動力機發(fā)展史往復(fù)活塞式內(nèi)燃機煤氣內(nèi)燃機火花塞點火汽油機壓燃式柴油發(fā)動機返回章節(jié)動力機發(fā)展史煤氣內(nèi)燃機1860年，法國的勒諾巴赫(1822一1900年)制成了煤氣內(nèi)燃機，主要問題是功率小，消耗的煤氣太多。1861年，法國的鐵路工程師羅夏發(fā)表了進氣、壓縮、膨脹、排氣的四沖程內(nèi)燃機理論。1866年，德國工程師尼古拉斯·奧托(1832一1891年)成功地試制出立式四沖程煤氣內(nèi)燃機。1876年，奧托又試制成一臺臥式四沖程煤氣內(nèi)燃，這臺聞名于世的內(nèi)燃機被稱作奧托內(nèi)燃機。奧托于1877年8月4日取得四沖程內(nèi)燃機的專利。后來，人們一直將四沖程循環(huán)稱為奧托循環(huán)，奧托作為內(nèi)燃機奠基人被載入史冊。奧托內(nèi)燃機獲得推廣，性能也在提高。1880年單機功率達到11～15千瓦(15～20馬力)，到1893年又提高到150千瓦。由于壓縮比的提高，熱效率也隨之增高，1886年熱效率為15.5%，1897年已高達20～26％。1881年，英國工程師克拉克研制成功第一臺二沖程的煤氣機，并在巴黎博覽會上展出。返回章節(jié)動力機發(fā)展史火花塞式汽油內(nèi)燃機1879年的新年鐘聲響起時，也響起了汽油機的運轉(zhuǎn)聲，本茨在德國曼海姆研制成功了火花塞點火汽油機。這是世界上策一輛汽車。1886年1月29日，這輛汽車在德意志注冊了世界上第一項汽車發(fā)明專利證，專利人為本茨。正是這一日期被確認為是汽車的誕生日，本茨也被稱為“汽車之父”。本茨的第一輛三輪汽車是單杠四沖程汽油機，自身質(zhì)量為254kg，排量為0.785t，功率為0.654KW，最高車速為18km/h。裝有三個實心橡膠輪胎的車輪，具備了現(xiàn)代汽車的基本特點，如火花點火、水冷循環(huán)、前輪轉(zhuǎn)向、鋼管車架、后輪驅(qū)動、帶制動手柄，是世界上最早裝備差動齒輪裝置的汽車。返回章節(jié)動力機發(fā)展史可燃混合氣形成裝置汽油機可燃混合氣形成裝置的主要作用，是將汽油與空氣均勻混合形成可燃混合氣體，供給發(fā)動機燃燒做功。傳統(tǒng)的混合氣形成裝置是化油器。世界上第一只化油器，是德國人奧托于1861年研制成功的，用在煤氣機上，起調(diào)節(jié)閥的作用，當時叫增炭器。德國人馬爾庫斯于1875年研制成了輪刷式霧化器，這是使用在汽油機上最早的化油器。英國人蘭切斯特少1879午制造了燈芯式化油器。戴姆勒發(fā)明的汽油機使用的化油器，是他的同事邊巴赫發(fā)明的蒸汽式化油器，也叫泡化式化油器，這種化油器帶有浮子室。1900牛，共四人巴勒特將文多利原理應(yīng)用到浮子式化油器，將喉管截面減小，以利于汽油的霧化，即喉管式化油器。1941年，別克轎車裝用了四腔化油器。

化油器返回章節(jié)動力機發(fā)展史可燃混合氣形成裝置汽油機先前大多使用化油器．現(xiàn)在越來越多地采用了汽油噴射系統(tǒng)。1957年1月15口，美國汽車工程師師學會在底特律市召開年會，本迪克斯公司在會上展示了他們的最新研究成果——電子控制汽油噴射裝置，立即引起美、德兩國大汽車公司的重視。德國博世公司對電技燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)展做出了很大的貞獻。1967年，博世公司研制出D型電了控制汽油噴射系統(tǒng)。1973年，博世公司研制出L型電子控制汽油噴射系統(tǒng)。1975年，博世公司研制出帶氧傳感器的發(fā)動機閉環(huán)控制系統(tǒng)，現(xiàn)在裝有三效催化氧化劑的汽車都采用這種控制。1979年，博世公司研制制出集電子點火和電控汽油噴射于一體的莫特朗尼克數(shù)字式發(fā)動機綜合控制系統(tǒng)；噴射技術(shù)返回章節(jié)動力機發(fā)展史壓燃式柴油發(fā)動機狄塞爾于1858年3月18日出生于巴黎，由于父母是德國移民而遭到法國當局的驅(qū)逐，家中生活窘迫。他在慕尼黑高等技術(shù)學校畢業(yè)后當了一名冷藏工程師。1892年，狄塞爾提出了壓燃式柴油機的理論。一次用氨氣試驗時發(fā)生爆炸，險些喪命。他冒著機毀人亡的危險，在一片指責、嘲笑聲中試制了三臺柴油機的樣機，第三臺樣機于1897年試驗成功，這一年狄塞爾柴油機被正式承認并公布。柴油機是動力工程方面又一項偉大的發(fā)明。狄塞爾以其改變了整個世界的發(fā)明——壓燃式發(fā)動機而青史留名，人們?yōu)榱思o念他將柴油機稱為狄塞爾（Diesel）。返回章節(jié)動力機發(fā)展史幾種活塞式發(fā)動機結(jié)構(gòu)返回章節(jié)動力機發(fā)展史旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機汪克爾引擎燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的高溫高壓燃氣推動活塞旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生動力的內(nèi)燃機。動力由主軸輸出。早在往復(fù)活塞式內(nèi)燃機誕生以前，人們就曾致力于創(chuàng)造旋轉(zhuǎn)活塞式的內(nèi)燃機，但均未獲成功。直到1954年，聯(lián)邦德國工程師汪克爾（Wankel）解決了密封問題后，才于1957年研制出旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機，被稱為汪克爾發(fā)動機。它具有近似三角形的旋轉(zhuǎn)活塞，在特定型面的氣缸內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運動，按奧托循環(huán)工作。這種發(fā)動機功率高、體積小、振動小、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便，但由于它燃料經(jīng)濟性較差、低速扭矩低、排氣性能不理想，所以還只是在個別型號的轎車上得到采用。返回章節(jié)動力機發(fā)展史汪克爾引擎汪克爾引擎圖為旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機的基本組成。缸體內(nèi)壁有"8"字形的特定氣缸型面，兩側(cè)用端蓋封閉，缸體和端蓋均為固定件。在氣缸內(nèi)裝有弧邊三角形旋轉(zhuǎn)活塞。發(fā)動機主軸（輸出軸）由軸承支承在缸體上。外齒小齒輪與主軸同心，固定在端蓋上。在主軸的偏心軸頸上通過軸承套裝著旋轉(zhuǎn)活塞。旋轉(zhuǎn)活塞的另端固定有同心的內(nèi)齒大齒輪。發(fā)動機運轉(zhuǎn)時圖為旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機的基本組成。缸體內(nèi)壁有“8”字形的特定氣缸型面，兩側(cè)用端蓋封閉，缸體和端蓋均為固定件。在氣缸內(nèi)裝有弧邊三角形旋轉(zhuǎn)活塞。發(fā)動機主軸（輸出軸）由軸承支承在缸體上。外齒小齒輪與主軸同心，固定在端蓋上。在主軸的偏心軸頸上通過軸承套裝著旋轉(zhuǎn)活塞。旋轉(zhuǎn)活塞的另端固定有同心的內(nèi)齒大齒輪。發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，外齒的小齒輪不動，活塞上的內(nèi)齒大齒輪繞外齒小齒輪嚙合旋轉(zhuǎn)作行星運動。旋轉(zhuǎn)活塞繞偏心軸頸的軸線自轉(zhuǎn)，偏心軸頸又繞主軸軸線公轉(zhuǎn)。內(nèi)齒大齒輪與外齒小齒輪的齒數(shù)比為3:2，故活塞的自轉(zhuǎn)速度與公轉(zhuǎn)速度之比為1:3，即主軸的轉(zhuǎn)速為活塞繞偏心軸頸的轉(zhuǎn)速的3倍?；钊跉飧變?nèi)旋轉(zhuǎn)一周，火花塞發(fā)火3次，即完成3個循環(huán)。汪克爾發(fā)動機是按奧托循環(huán)工作的，可以燃用汽油或氣體燃料。至于用柴油按狄塞爾循環(huán)工作的旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機，因為缸內(nèi)壓縮空氣壓力和燃燒壓力更高，更難于解決漏氣問題，故一直沒有正式產(chǎn)品問世。返回章節(jié)動力機發(fā)展史汪克爾引擎汪克爾引擎圖為旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機的基本組成。缸體內(nèi)壁有"8"字形的特定氣缸型面，兩側(cè)用端蓋封閉，缸體和端蓋均為固定件。在氣缸內(nèi)裝有弧邊三角形旋轉(zhuǎn)活塞。發(fā)動機主軸（輸出軸）由軸承支承在缸體上。外齒小齒輪與主軸同心，固定在端蓋上。在主軸的偏心軸頸上通過軸承套裝著旋轉(zhuǎn)活塞。旋轉(zhuǎn)活塞的另端固定有同心的內(nèi)齒大齒輪。發(fā)動機運轉(zhuǎn)時圖為旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機的基本組成。缸體內(nèi)壁有“8”字形的特定氣缸型面，兩側(cè)用端蓋封閉，缸體和端蓋均為固定件。在氣缸內(nèi)裝有弧邊三角形旋轉(zhuǎn)活塞。發(fā)動機主軸（輸出軸）由軸承支承在缸體上。外齒小齒輪與主軸同心，固定在端蓋上。在主軸的偏心軸頸上通過軸承套裝著旋轉(zhuǎn)活塞。旋轉(zhuǎn)活塞的另端固定有同心的內(nèi)齒大齒輪。發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，外齒的小齒輪不動，活塞上的內(nèi)齒大齒輪繞外齒小齒輪嚙合旋轉(zhuǎn)作行星運動。旋轉(zhuǎn)活塞繞偏心軸頸的軸線自轉(zhuǎn)，偏心軸頸又繞主軸軸線公轉(zhuǎn)。內(nèi)齒大齒輪與外齒小齒輪的齒數(shù)比為3:2，故活塞的自轉(zhuǎn)速度與公轉(zhuǎn)速度之比為1:3，即主軸的轉(zhuǎn)速為活塞繞偏心軸頸的轉(zhuǎn)速的3倍返回章節(jié)動力機發(fā)展史自由活塞式發(fā)動機自由活塞式發(fā)動機自由活塞－燃氣輪機組返回章節(jié)動力機發(fā)展史自由活塞式發(fā)動機所謂“自由活塞”是指發(fā)動機沒有通常內(nèi)燃機的曲柄連桿機構(gòu)（見曲柄滑塊機構(gòu)），活塞組運動規(guī)律由作用在它上面的氣體壓力決定，并隨發(fā)動機工況變化。活塞組運動的特點是內(nèi)、外止點位置都可以改變，由同步機構(gòu)保持左、右活塞組對稱運動。動力氣缸膨脹行程時，氣墊缸內(nèi)空氣被壓縮，暫時貯存動力氣缸向外所作的全部功。對外不直接輸出機械功，僅提供壓縮空氣或一定壓力、溫度的工作氣體的內(nèi)燃機。它的工作循環(huán)與對置活塞二沖程柴油機相似。這種發(fā)動機除有動力氣缸外還帶有空氣壓縮機和氣墊缸。動力活塞與壓縮機活塞做成一體，構(gòu)成活塞組。動力氣缸與壓縮機之間動力的傳遞靠活塞組完成。在隨后的回復(fù)行程中，氣墊缸的氣體膨脹，將貯存的功全部轉(zhuǎn)移給空氣壓縮機。當無氣墊缸時，則壓縮機氣缸余隙容積中貯存的能量能起同樣的自由活塞發(fā)動機的研究始于1920年左右。30年代開始出現(xiàn)不同類型的試驗機型，至50年代才有正式工業(yè)產(chǎn)品。它按用途可分為自由活塞發(fā)氣機和自由活塞壓縮機兩類；按結(jié)構(gòu)特點又可分為對稱式和非對稱式，以及有氣墊缸的和無氣墊缸的。這種發(fā)動機除燃用柴油外，也可燃用重油、原油和天然氣等燃料。返回章節(jié)動力機發(fā)展史自由活塞－燃氣輪機組起動時，假定動力活塞迅速從外止點向內(nèi)運動，壓縮機氣缸內(nèi)的空氣即被壓縮，并通過輸氣閥壓入儲氣箱，供動力氣缸掃氣之用；同時動力氣缸內(nèi)的空氣也被壓縮，空氣壓力和溫度均增高。當相對的兩個活塞接近內(nèi)止點時，經(jīng)噴油器將燃料噴入燃燒室而燃燒。高溫高壓燃氣向外推動動力活塞，即膨脹過程?；钊蛲膺\動時使壓縮機氣缸內(nèi)產(chǎn)生真空而從大氣吸入新鮮空氣,同時氣墊缸內(nèi)的空氣被壓縮,儲存的能量用以推動活塞向內(nèi)運動。在膨脹行程終了時，右活塞首先開啟排氣孔，隨后左活塞又打開進氣孔。燃氣經(jīng)排氣孔排入儲氣罐，而新鮮空氣則從掃氣儲氣箱經(jīng)進氣孔送入動力氣缸，并清掃殘留的廢氣。燃氣由儲氣罐供入燃氣輪機內(nèi)膨脹作功，由渦輪軸輸出功率。返回章節(jié)動力機發(fā)展史自由活塞－燃氣輪機組自由活塞發(fā)氣機常與燃氣輪機共同組成自由活塞-燃氣輪機組在機組中，發(fā)氣機只起工作氣體發(fā)生器的作用。在動力氣缸中對置裝著兩個動力活塞，分別與相應(yīng)壓縮機活塞相連接。自由活塞－燃氣輪機組熱力循環(huán)的高溫高壓階段在間歇工作的動力氣缸內(nèi)完成，低溫低壓膨脹階段在燃氣輪機中完成。它比單獨的柴油機或燃氣輪機熱力循環(huán)有更高的總壓縮比和總膨脹比，因此理論熱效率較高。返回章節(jié)動力機發(fā)展史旋轉(zhuǎn)葉輪式燃氣輪機燃氣輪機主要由壓氣機、燃燒室、渦輪三大部分組成，左邊部分是壓氣機，有進氣口，左邊四排葉片構(gòu)成壓氣機的四個葉輪，把進入的空氣壓縮為高壓空氣；中間部分是燃燒器段（燃燒室），內(nèi)有燃燒器，把燃料與空氣混合進行燃燒；右邊是渦輪（透平），是空氣膨脹做功的部件；右側(cè)是燃氣排出口。返回章節(jié)動力機發(fā)展史旋轉(zhuǎn)葉輪式燃氣輪機圖中表示了燃氣輪機的簡單工作過程：空氣從空氣入口進入燃氣輪機，高速旋轉(zhuǎn)的壓氣機把空氣壓縮為高壓空氣，其流向見淺藍色箭頭線；燃料在燃燒室燃燒，產(chǎn)生高溫高壓空氣；高溫高壓空氣膨脹推動渦輪旋轉(zhuǎn)做功；做功后的氣體從排氣口排出，其流向見紅色箭頭線。返回章節(jié)動力機發(fā)展史返回章節(jié)動力機發(fā)展史航空發(fā)動機渦輪噴氣發(fā)動機渦輪風扇發(fā)動機渦輪螺旋槳發(fā)動機渦輪軸發(fā)動機返回章節(jié)動力機發(fā)展史渦輪噴氣式發(fā)動機這種發(fā)動機工作時，空氣從前邊的進氣口進入，接著由帶有葉片的葉輪壓氣機對空氣進行壓縮，使其壓強增大，溫度升高。被壓縮的空氣在燃燒室內(nèi)噴入的液體燃料匯合而燃燒。燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃氣先是推動渦輪以帶動壓氣機轉(zhuǎn)動，然后從尾部排氣管以很高的速度噴出，從而產(chǎn)生反沖作用，使飛機高速前進，裝有空氣噴氣發(fā)動機的飛機的速度可以達到或超過音速。返回章節(jié)動力機發(fā)展史渦輪噴氣式發(fā)動機

氣推進是(伊薩克·牛頓IsaacNewton)爵士的第三運動定律的實際應(yīng)用。該定律表述為：“作用在一物體上的每一個力都有一方向相反大小相等的反作用力”。就飛機推進而言，“物體”是通過發(fā)動機時受到加速的空氣。產(chǎn)生這一加速度所需的力有一大小相等方向相反的反作用力作用在產(chǎn)生這一加速度的裝置上。噴氣發(fā)動機用類似于發(fā)動機/螺旋槳組合的方式產(chǎn)生推力。二者均靠將大量氣體向后推來推進飛機，一種是以比較低速的大量空氣滑流的形式，而另一種是以極高速的燃氣噴氣流形式。返回章節(jié)動力機發(fā)展史渦輪風扇發(fā)動機圖中是渦扇發(fā)動機模型的轉(zhuǎn)子，是由三個轉(zhuǎn)子組成的三轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)：高壓渦輪（1級）與高壓壓氣機（6級）同軸，共同構(gòu)成高壓轉(zhuǎn)子，見剖面圖中紅色部分；中壓渦輪（1級）與中壓壓氣機（4級）同軸，共同構(gòu)成中壓轉(zhuǎn)子，見剖面圖中黃色部分；低壓渦輪（2級）與風扇同軸，共同構(gòu)成低壓轉(zhuǎn)子，見剖面圖中藍色部分。三個轉(zhuǎn)子軸線重合，低壓轉(zhuǎn)子軸在中心，中壓轉(zhuǎn)子軸是管狀，套在低壓轉(zhuǎn)子軸上，高壓轉(zhuǎn)子軸也是管狀，套在中壓轉(zhuǎn)子軸上。三個轉(zhuǎn)子軸間有空隙，不直接接觸，安裝在各自的軸承上，軸承固定在軸承機匣上，見剖面圖中綠色部分。返回章節(jié)動力機發(fā)展史渦輪螺旋槳發(fā)動機渦槳發(fā)動機的功能是產(chǎn)生高溫高壓燃氣推動渦輪做功，渦槳發(fā)動機的渦輪非常強勁，把大部分熱能轉(zhuǎn)化為推動渦輪的機械能。渦輪則帶動螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生推力，是發(fā)動機主要推力來源，發(fā)動機從尾管中噴出的燃氣推力僅占總推力的一小部分。螺旋槳直徑大，可產(chǎn)生大推力，但大推力螺旋槳轉(zhuǎn)速一般僅能運行在每分鐘1000轉(zhuǎn)左右，而渦輪發(fā)動機轉(zhuǎn)速在每分鐘10000轉(zhuǎn)左右或更高，所以渦槳發(fā)動機必須通過減速器帶動螺旋槳。返回章節(jié)動力機發(fā)展史渦輪軸發(fā)動機

在工作和構(gòu)造上，渦輪軸發(fā)動機同渦輪螺槳發(fā)動機根相近。它們都是由渦輪風扇發(fā)動機的原理演變而來，只不過后者將風扇變成了螺旋槳，而前者將風扇變成了直升機的旋翼。除此之外，渦輪軸發(fā)動機也有自己的特點：它一般裝有自由渦輪(即不帶動壓氣機，專為輸出功率用的渦輪)，而且主要用在直升機和垂直／短距起落飛機上。

在構(gòu)造上，渦輪軸發(fā)動機也有進氣道、壓氣機、燃燒室和尾噴管等燃氣發(fā)生器基本構(gòu)造，但它一般都裝有自由渦輪，前面的是兩級普通渦輪，它帶動壓氣機，維持發(fā)動機工作，后面的二級是自由渦輪，燃氣在其中作功，通過傳動軸專門用來帶動直升機的旋翼旋轉(zhuǎn)，使它升空飛行。此外，從渦輪流出來的燃氣，經(jīng)過尾噴管噴出，可產(chǎn)生一定的推力，由于噴速不大，這種推力很小，如折合為功率，大約僅占總功率的十分之一左右。有時噴速過小，甚至不產(chǎn)生什么推力。為了合理地安排直升機的結(jié)構(gòu)，渦輪軸發(fā)動機的噴口，可以向上，向下或向兩側(cè)，不象渦輪噴氣發(fā)動機那樣非向后不可。返回章節(jié)動力機發(fā)展史火箭發(fā)動機火箭發(fā)動機就是利用沖量原理，自帶推進劑、不依賴外界空氣的噴氣發(fā)動機。大部分發(fā)動機靠排出高溫高速燃氣來獲得推力，固體或液體推進劑（由氧化劑和燃料組成）在燃燒室中高壓（10-200bar）燃燒產(chǎn)生燃氣。液體火箭通過泵或者高壓氣體使氧化劑和燃料分別進入燃燒室，兩種推進劑成分在燃燒室混合并燃燒。而固體火箭的推進劑事先混合好放入燃燒室。固液混合火箭使用固體和液體混合的推進劑或氣體推進劑，也有使用高能電源將惰性反應(yīng)物料送入熱交換機加熱，這就不需要燃燒室?；鸺七M劑在燃燒并排出產(chǎn)生推力前通常儲存在推進劑箱中。推進劑一般選用化學推進劑，在經(jīng)歷放熱化學反應(yīng)后產(chǎn)生高溫氣體用于火箭推進。返回章節(jié)動力機發(fā)展史各類發(fā)動機熱效率通常的汽油發(fā)動機熱效率為30%左右，非直噴柴油發(fā)動機通常為35%左右，而TDI發(fā)動機的燃油被直接噴射到燃燒室內(nèi)，其燃燒效率可以達到43%。返回目錄

汽油機新技術(shù)

柴油機新技術(shù)動力機發(fā)展史G0是：非增壓、非缸內(nèi)直噴的發(fā)動機，也就是汽油噴在進氣歧管內(nèi)的發(fā)動機，非缸內(nèi)直噴的汽油機都是這一種噴油方式；

G1是：G0+缸內(nèi)直噴+渦輪+減小排量+啟停+熱管理；G2是：G1+進一步的減小排量+可變氣門升程；G3是：G2+混合動力D是柴油機，比較復(fù)雜，反正下面的都有渦輪，也都是缸內(nèi)直噴。

D0是：共軌噴射+渦輪；D1是：D0+優(yōu)化燃燒+啟停+熱管理+減少排量+一種我目前還無法確定的噴射方式改進；D2是：D1+氮氧化物處理

D3是：D2+進一步減小尺寸

D3H是又混合動力了，而且是微混，都不算弱混。博世公司分析各種發(fā)動機的油耗返回章節(jié)動力機發(fā)展史汽油機當前的先進技術(shù)汽油機壓縮比難以提高的原因是易爆震而損壞發(fā)動機，特別是在使用低牌號汽油的情況下。目前提高汽油機熱效率的途徑主要有采用缸內(nèi)直噴、可變膨脹比、可變氣門正時，雙頂置凸輪軸、VCM汽缸管理、渦輪增壓等先進技術(shù)。

日本馬自達汽車公司推出的創(chuàng)馳藍天技術(shù)汽油機，采用特殊燃燒室和高壓噴油、變膨脹比等技術(shù)把壓縮比提高到14，是目前全球最高的，熱效率提高15%，再加上降低摩擦損失、自動停啟裝置，取得了汽車行駛油耗30km/l的優(yōu)異成績，幾乎達到當代柴油車的水平。返回章節(jié)動力機發(fā)展史渦輪增壓渦輪增壓和機械增壓，它們是目前最廣為人知的兩種技術(shù)，而“增壓”的作用就是為了能夠在單位時間內(nèi)進入汽缸內(nèi)的空氣足夠多，進而由噴油嘴噴入適量的汽油進行混合。但兩者達到相同目的的方法不同，使用、保養(yǎng)以及最終的結(jié)果也有所不同。渦輪增壓歸根結(jié)底一句話就是，它是通過發(fā)動機所排出的廢氣壓力來推動輪葉，然后帶動另一段的葉片來壓縮進入的新鮮空氣。經(jīng)過壓縮后的空氣是高溫高壓的，所以在一些壓力設(shè)定值較高的車上會采取散熱器來進行降溫，這就是我們平時所說中冷器的作用。為什么要降溫呢？很簡單，溫度低的空氣含氧量要高。你有沒有感覺你的車冬天有勁。返回章節(jié)動力機發(fā)展史機械增壓機械增壓就像是空調(diào)泵和發(fā)電機一樣。機械增壓的原理是通過發(fā)動機運轉(zhuǎn)所提供的動力來帶動壓縮機進行工作。與渦輪增壓相比，幾乎沒有動力遲滯。實際駕駛感受與一般的自然吸氣車型沒有明顯差別。不過，就運動性而言，由于受制于發(fā)動機轉(zhuǎn)速等因素，機械增壓的實際動力效果沒有渦輪增壓來的迅猛和強大。而且增壓器與發(fā)動機之間的相互制約性的現(xiàn)實也是它逐漸所被淘汰的原因。返回章節(jié)動力機發(fā)展史可變進氣技術(shù)這一部分技術(shù)相對來說理解起來并不是很難，但需要對發(fā)動機內(nèi)部構(gòu)造有相當?shù)牧私狻：唵蔚膩碚f就是，所謂“可變”無論是氣門還是進排氣歧管，也無論是升程還是正時，幾乎都是為了迎合發(fā)動機轉(zhuǎn)速的快慢變化而產(chǎn)生的動作。發(fā)動機轉(zhuǎn)速低時，需要的是足夠強大的扭矩輸出。為了達到這一目的，就要求其進氣門的開啟幅度小。此時的原理就像是被捏癟的水管一樣，盡管涌出的水一樣的多，但卻更有力道。在發(fā)動機里，這樣做的目的就是能夠讓混合氣的霧化更加的充分，燃燒也更完全。可變配氣相位（VVT）技術(shù)指的是發(fā)動機的配氣相位可以根據(jù)性能需要適時的改變，即根據(jù)燃油經(jīng)濟性、動力性和排放控制的要求對不同的工況采用不同的氣門正時相位，以達到進氣系統(tǒng)的最優(yōu)化，對降低發(fā)動機油耗、提高低速扭矩、改善功率特性有顯著效果。此外，VVT技術(shù)在提高發(fā)動機性能的同時可以降低污染排放，從而取代或減少在排放控制零部件上的投入，甚至可以免去安裝EGR、二次空氣等裝置就可以達到苛刻的排放法規(guī)的要求。發(fā)動機采用該技術(shù)可以達到增加功率、減少油耗，改善排放的目的。返回章節(jié)動力機發(fā)展史缸內(nèi)直噴技術(shù)從化油器式到機械式燃油噴射，再從單點電噴到多點電噴。關(guān)于如何將汽油更好的傳遞到缸體內(nèi)參與燃燒的技術(shù)從來都沒有停止過研究。就目前來說，最為先進并廣為量產(chǎn)的技術(shù)應(yīng)當是早已進入到我們視野內(nèi)的缸內(nèi)直噴。在電噴發(fā)動機控油技術(shù)里，決定噴油量的是電腦，但噴油終端卻是噴嘴。它越接近燃燒室，噴射的量和時機也就越準確，同時也就越環(huán)保了。缸內(nèi)直噴技術(shù)就是將噴油嘴直接安裝到燃燒室靠近火花塞的位置。當然，這技術(shù)想想不難，但致使汽車發(fā)展100多年之后才廣泛應(yīng)用的瓶頸就是汽油的含硫量和噴嘴的壓力。現(xiàn)在，兩個問題相繼解決，我們也享受到低油耗低排放的好處了。GDI技術(shù)一般可使發(fā)動機的功率達到同排量非直噴發(fā)動機的1.5～1.7倍，燃油效率提高20％以上。返回章節(jié)動力機發(fā)展史可變膨脹比技術(shù)

圖1示出了一些基本方案的原理。其中，方案（1）將氣缸和氣缸蓋相對于曲軸移動一個位置，發(fā)動機氣缸體在一定程度上“掀開”了蓋子，因而壓縮比可以變動，不久前已由SAAB公司付諸實施。方案（2）與此類似，但借助于氣缸蓋里面的副活塞來改變?nèi)紵胰莘e。這種結(jié)構(gòu)已經(jīng)在兩氣門發(fā)動機上實現(xiàn)了，不過在四氣門氣缸蓋上很難實施這個方案。方案（3）利用壓縮高度可變的活塞改變壓縮比。方案（4）利用一個偏心的曲柄銷或一根長度可變的連桿繞過了這個問題。方案（5）的曲軸支承在一個偏心器上，利用某種手段使偏心器轉(zhuǎn)過一個角度，就能改變曲軸在豎直方向上的位置，因而活塞的上止點和下止點同時移動了一個相同的量。由于曲軸軸心線發(fā)生移位，與氣門定時傳動鏈和動力傳動鏈的中心線都發(fā)生了錯位，所以必須進行補償。方案（6）的曲軸也是支承在一個偏心器上，與方案（5）不同的是，它借助于齒條而不是偏心器使曲軸移位。方案（7）至方案（9）借助于一根分成兩段的連桿，并且加設(shè)了一根操縱桿而實現(xiàn)可變壓縮比。

返回章節(jié)動力機發(fā)展史SVC發(fā)動機

SAAB公司的可變壓縮比技術(shù)縮寫為SVC。SVC概念一個重要的優(yōu)點是，它不必對已經(jīng)經(jīng)過實踐考驗的四氣門技術(shù)的燃燒室進行改造，就能夠?qū)崿F(xiàn)可變壓縮比。燃燒室的設(shè)計對于燃燒過程具有重要意義。而燃燒過程又對廢氣排放、燃油消耗以及發(fā)動機功率具有直接的影響。因此，新的SVC概念能夠與已有的技術(shù)兼容，這一點對于生產(chǎn)企業(yè)來說十分重要。這臺可變壓縮比的增壓汽油機的技術(shù)數(shù)據(jù)見表2。SVC發(fā)動機跟傳統(tǒng)發(fā)動機的主要差別在于，它分割成了上、下兩部分?？梢酝ㄟ^液壓調(diào)節(jié)裝置使上部相對于下部轉(zhuǎn)過一個角度，從而調(diào)節(jié)壓縮比（見圖2）。上部叫做整體氣缸蓋，包含著氣缸蓋和做成一體的氣缸筒，見圖3。下部就是曲軸箱，由機體、曲軸、連桿和活塞組成。上、下兩部分之間通過橡膠密封件跟曲軸箱隔開，所以不會有機油噴出。跟標準發(fā)動機相比，上、下兩部分之間的分割面降低了大約20cm。

這臺小小的1.598升SVC五缸發(fā)動機采用機械增壓器，大致達到了3.0升自然吸氣式發(fā)動機的功率和扭矩水平，然而油耗比后者降低了三分之一左右。同樣引人注目的還有廢氣排放方面的優(yōu)點：二氧化碳（CO2）排放跟油耗成正比下降，而一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）和氮氧化物（NOX）都滿足當今世界上已經(jīng)生效的以及正在擬議中的一切法律條文的規(guī)定。返回章節(jié)動力機發(fā)展史VCM可變汽缸管理

可變氣缸技術(shù)一般適用于多氣缸大排量車型，如V6、V8、V12發(fā)動機，因為日常行駛，大多數(shù)情況下并不需要大功率的輸出，所以大排量多汽缸就顯得有點浪費，于是可變汽缸技術(shù)應(yīng)運而生，它可以在不需要大功率的輸出時，控制關(guān)閉一部分汽缸，以減少燃油的消耗。VCM通過VTEC系統(tǒng)關(guān)閉進、排氣門，以中止特定氣缸的工作，與此同時，由動力傳動系控制模塊切斷這些氣缸的燃油供給。在3缸工作模式下，后排氣缸組被停止工作。在四缸工作模式下，前排氣缸組的左側(cè)和中間氣缸正常工作，后排氣缸組的右側(cè)和中間氣缸正常工作。

非工作缸的火花塞會繼續(xù)點火，以盡量降低火花塞的溫度損失，防止氣缸重新投入工作時因不完全燃燒造成火花塞油污。該系統(tǒng)采用電子控制，并采用專用的一體式滑閥，這些滑閥與缸蓋內(nèi)的搖臂軸支架一樣起著雙重作用。根據(jù)系統(tǒng)電子控制裝置發(fā)出的指令，滑閥會有選擇地將油壓導(dǎo)向特定氣缸的搖臂。然后，該油壓會推動同步活塞，實現(xiàn)搖臂的連接和斷開。

VCM系統(tǒng)對節(jié)氣門開度、車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、自動變速箱檔位選擇及其它因素進行監(jiān)測，以針對各種工作狀態(tài)確定適宜的氣缸啟用方案。此外，該系統(tǒng)還會確定發(fā)動機機油壓力是否適合VCM進行工作模式的切換，以及催化轉(zhuǎn)化器的溫度是否仍會保持在適當范圍內(nèi)。為了使氣缸啟用或停用時的過渡能夠平穩(wěn)進行，系統(tǒng)會調(diào)整點火正時、線控節(jié)氣門的開度，并相應(yīng)地啟用或解除變矩器鎖定。最終，3缸、4缸和6缸工作模式間的過渡，會在駕駛員覺察不到的狀態(tài)下完成。返回章節(jié)動力機發(fā)展史阿特金森循環(huán)

這一名詞早在1880年就存在了.是一種高壓縮比，長膨脹行程的內(nèi)燃機工作循環(huán)。因為這種循環(huán)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,所以大家都選用了奧托循環(huán)式的發(fā)動機.發(fā)動機理論最典型的就是吸氣-壓縮-燃燒膨脹-排氣的循環(huán).而奧托注冊了許多專利,所以阿特金森不得不研發(fā)一種不使用正時帶和凸輪軸的內(nèi)燃機.阿特金森發(fā)動機巧妙的只用一個飛輪帶曲柄連桿機構(gòu)實現(xiàn)了4個沖程.阿特金森發(fā)動機的特點是使燃燒在氣缸中的油/氣混合物的體積膨脹得更大，借此讓動力裝置能更高效地利用燃油。而現(xiàn)代阿特金森循環(huán)發(fā)動機(Atkinsoncycleengine)使用電子控制裝置和進氣閥定時裝置，通過推遲進氣門關(guān)閉，在壓縮沖程從進氣門排出部分燃氣，減少進氣量，從而實現(xiàn)膨脹比大于壓縮比，提高燃油利用率，達到節(jié)油的目的。返回章節(jié)動力機發(fā)展史米勒循環(huán)

拉爾夫·米勒于二十世紀四十年代取得了米勒循環(huán)發(fā)動機的專利，在最近幾年中，馬自達出產(chǎn)的一些轎車一直使用這種類型的發(fā)動機。米勒循環(huán)發(fā)動機與奧托循環(huán)發(fā)動機非常類似。米勒循環(huán)發(fā)動機與奧托循環(huán)發(fā)動機一樣，使用活塞、氣門、火花塞等部件。米勒循環(huán)發(fā)動機與奧托循環(huán)發(fā)動機之間存在兩大差異：1、米勒循環(huán)發(fā)動機依賴于機械增壓器。2、米勒循環(huán)發(fā)動機在壓縮沖程期間，進氣門保持打開狀態(tài)，因此發(fā)動機將壓縮機械增壓器的壓力，而不會壓縮氣缸壁的壓力。由此將使效率提高約15%。膨脹比大，也代表著壓縮比的增加，壓縮比一提高，爆震的問題很難避免，怎么辦呢?MillerCycle取巧的地方就在這里，它把進氣時吸進來的氣，又給偷偷的放了出去。在壓縮沖程剛開始的時候，進氣門其實沒有關(guān)閉，所以有一部分混合氣就又回到了進氣歧管中。這時，再利用原本就有的10；1的高壓縮比進行做工沖程，就產(chǎn)生了如此大的動力。於是在壓縮行程時，真正被壓縮的混合氣其實沒有這么多，實際上的壓縮比沒有膨脹比這么高，藉此有效的避免掉了爆震的問題。它怎么偷偷放氣的呢?MillerCycle的進氣閥非常慢關(guān)，大概是在活塞通過下死點後七十度，比一般的引擎大約慢了三十度左右，于是活塞在通過下死點後，便利用這七十度的時間把混合氣給推回進氣岐管，再里利用引擎里的機械增系統(tǒng)使混合氣就待在那里，等待下一次的進氣把它們給吸入汽缸內(nèi)燃燒。返回章節(jié)動力機發(fā)展史EGR技術(shù)排氣再循環(huán)（ExhaustGasRecycling）為汽車用小型內(nèi)燃機在燃燒后將排出氣體的一部分分離出、并導(dǎo)入進氣側(cè)使其再度燃燒的技術(shù)（手法或方法）。主要目的為降低排出氣體中的氮氧化物（NOx）與分擔部分負荷時可提高燃料消費率。取其每個英語單字的字首“EGR”為通稱。返回章節(jié)動力機發(fā)展史雙頂置凸輪軸技術(shù)雙頂置凸輪軸，凸輪軸位于缸蓋上。這種結(jié)構(gòu)，凸輪軸直接驅(qū)動搖臂，省去了挺柱和推桿，使往復(fù)運動質(zhì)量大大減小。因此適用于高速發(fā)動機。但正時傳動機構(gòu)復(fù)雜，且為拆裝缸蓋造成一定困難。頂置雙凸輪軸即為進、排氣門各為一根軸控制返回章節(jié)動力機發(fā)展史柴油機當前的先進技術(shù)增壓技術(shù)和EGR為了提高柴油發(fā)動機的熱效率和輸出功率，采用高壓噴射方式實現(xiàn)直接噴射，并且通過高增壓實現(xiàn)高扭矩化。在常用的低中速領(lǐng)域內(nèi)能得到高扭矩的增壓柴油機，比汽油機更有可能實現(xiàn)小排量化，并且在高速巡航中的轉(zhuǎn)速低，燃油經(jīng)濟性越來越好。采用VG渦輪增壓，不僅能得到汽車理想的平扭矩曲線，而且能夠減少低速時的黑煙和改善加速性。另外，最近研究采用雙級渦輪增壓等方式，彌補加速時的空氣量不足。從減少廢氣排放角度考慮，預(yù)計今后對高增壓、高EGR的要求更高。EGR是減少NOx的非常有效的技術(shù)?，F(xiàn)代柴油機一般采用電控噴射、共軌、渦輪增壓、渦輪增壓中冷、米勒循環(huán)等技術(shù)，在重量、噪音、煙度方面已取得重大突破，達到了汽油機的水平。返回章節(jié)動力機發(fā)展史電控噴射系統(tǒng)在電控噴射方面柴油機與汽油機的主要差別是，汽油機的電控噴射系統(tǒng)只是控制空燃比（汽油與空氣的比例），而柴油機的電控噴射系統(tǒng)則是通過控制噴油時間來調(diào)節(jié)負荷的大小。柴油機電控噴射系統(tǒng)由傳感器、ECU（控制單元）和執(zhí)行機構(gòu)三部分組成。其任務(wù)是對噴油系統(tǒng)進行電子控制，實現(xiàn)對噴油量以及噴油定時隨運行工況的實時控制。采用轉(zhuǎn)速、溫度、壓力等傳感器，將實時檢測的參數(shù)同步輸入計算機，與ECU儲存的參數(shù)值進行比較，經(jīng)過處理計算按照最佳值對執(zhí)行機構(gòu)進行控制，驅(qū)動噴油系統(tǒng)，使柴油機運作狀態(tài)達到最佳。返回章節(jié)動力機發(fā)展史兩級渦輪增壓及中冷技術(shù)以往的柴油機采用的是一級渦輪增壓技術(shù)，其產(chǎn)生的壓力相對較低，使壓縮進汽缸的空氣量有限，汽缸中的燃料不能充分燃燒。這不僅浪費了大量的燃料，也使柴油機的廢氣排放量偏高。瓦錫蘭集團和MAN柴油機公司都成功開發(fā)出新型的渦輪增壓技術(shù)，通過使用兩級渦輪增壓器來增大壓力，增加汽缸中的空氣量，解決一級渦輪增壓器壓力不足的問題。兩級渦輪增壓系統(tǒng)是由兩個大小不同的渦輪增壓器串聯(lián)組成。其工作原理是：利用發(fā)動機工作產(chǎn)生的廢氣的能量，驅(qū)動體積較小、增壓度較高的渦輪增壓器，然后再驅(qū)動體積較大的、增壓度較低的渦輪增壓器。低壓比渦輪增壓器的壓縮機將周圍的空氣壓縮，然后經(jīng)過一個直接相連的冷卻器，將壓縮后的空氣傳送到高壓比渦輪增壓器的壓縮機中；在此之前被壓縮過的空氣再次被壓縮，再經(jīng)過一個空氣冷卻器，傳送到發(fā)動機汽缸。經(jīng)過兩次壓縮，可以大大增加進入汽缸的空氣量，從而使發(fā)動機中的燃料燃燒更充分，大大提高發(fā)動機的輸出功率和功率密度，并大幅減少有害氣體的排放量。該技術(shù)能大幅提高柴油機的效率，輸出功率和功率密度能夠提升近10個百分點，同時降低燃油消耗和二氧化碳排放量。返回章節(jié)動力機發(fā)展史分配泵供油系統(tǒng)分配式噴油泵DIP（DistributorInjectionPump），簡稱分配泵，于上世紀80年代末推出，開創(chuàng)了輕量化及緊湊型高性能噴射系統(tǒng)的新時代。如今，博世分配泵已經(jīng)歷數(shù)代更新升級，最新的第4代產(chǎn)品中的VP30軸向分配泵和VP44徑向分配泵的最大噴射壓力分別可達1550巴和2000巴。高噴射壓力提升了噴嘴氣化（霧化