《動(dòng)力機(jī)械概論II》課件

《動(dòng)力機(jī)械概論II》課程簡介本課程涵蓋動(dòng)力機(jī)械的關(guān)鍵概念、原理和應(yīng)用。從發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)到動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，深入探討其結(jié)構(gòu)和工作原理。結(jié)合實(shí)際案例和實(shí)驗(yàn)課程，強(qiáng)化理論學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)目標(biāo)了解動(dòng)力機(jī)械的基礎(chǔ)知識(shí)掌握動(dòng)力機(jī)械的基本原理、結(jié)構(gòu)、工作過程、性能參數(shù)等方面的知識(shí)。掌握動(dòng)力機(jī)械的分析方法能夠運(yùn)用相關(guān)理論和方法對(duì)動(dòng)力機(jī)械進(jìn)行性能分析、故障診斷和優(yōu)化設(shè)計(jì)。培養(yǎng)動(dòng)手能力通過實(shí)驗(yàn)課程和實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生對(duì)動(dòng)力機(jī)械的實(shí)際操作能力和問題解決能力。緒論1動(dòng)力機(jī)械概述定義、分類、應(yīng)用2動(dòng)力機(jī)械發(fā)展史蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)3動(dòng)力機(jī)械工作原理能量轉(zhuǎn)換、熱力學(xué)基礎(chǔ)4動(dòng)力機(jī)械性能指標(biāo)功率、效率、排放5動(dòng)力機(jī)械應(yīng)用領(lǐng)域汽車、航空、船舶、電力單缸機(jī)械機(jī)構(gòu)單缸機(jī)械機(jī)構(gòu)是最簡單的動(dòng)力機(jī)械機(jī)構(gòu)，由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、氣門機(jī)構(gòu)、點(diǎn)火系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等組成。該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、維修方便，但功率較小、振動(dòng)大。雙缸機(jī)械機(jī)構(gòu)V型雙缸缸體成V型排列，兩個(gè)氣缸以一定夾角傾斜布置。水平對(duì)置雙缸兩個(gè)氣缸水平對(duì)置，曲軸位于氣缸中心線之間。多缸機(jī)械機(jī)構(gòu)多缸機(jī)械機(jī)構(gòu)是指由多個(gè)氣缸組成的發(fā)動(dòng)機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)崿F(xiàn)更高的功率輸出、更平穩(wěn)的運(yùn)行以及更低的振動(dòng)。常見的多缸機(jī)械機(jī)構(gòu)包括直列式、V型式和水平對(duì)置式等。機(jī)械機(jī)構(gòu)特性分析運(yùn)動(dòng)特性分析機(jī)械機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，例如速度、加速度和位移等。動(dòng)力特性研究機(jī)械機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性能，例如功率、扭矩和效率等。結(jié)構(gòu)特性評(píng)估機(jī)械機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等。機(jī)械機(jī)構(gòu)效率分析機(jī)械機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)平衡1旋轉(zhuǎn)部件平衡是動(dòng)力機(jī)械的關(guān)鍵問題，特別是對(duì)旋轉(zhuǎn)部件，例如曲軸、飛輪和連桿。2不平衡力不平衡的旋轉(zhuǎn)部件會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲和過早磨損，從而降低效率和可靠性。3平衡方法平衡技術(shù)通過添加或移除重量來重新分配質(zhì)量，以最小化不平衡力。機(jī)械機(jī)構(gòu)噪聲與振動(dòng)噪聲來源機(jī)械機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中的摩擦、沖擊、氣體流動(dòng)等都會(huì)產(chǎn)生噪聲。振動(dòng)來源發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的慣性力、不平衡力、氣體壓力波動(dòng)等會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)。影響因素機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝、材料選擇、工作環(huán)境等都會(huì)影響噪聲和振動(dòng)。燃料輸送系統(tǒng)燃料輸送系統(tǒng)負(fù)責(zé)將燃料從油箱輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室。它通常包括以下部件：油箱、燃油泵、燃油濾清器、燃油管路等。燃料輸送系統(tǒng)的功能是將燃料以適當(dāng)?shù)膲毫土髁枯斔偷桨l(fā)動(dòng)機(jī)，并保證燃料的清潔度。燃料噴射系統(tǒng)燃料噴射系統(tǒng)是一種將燃料直接噴入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)比傳統(tǒng)的化油器系統(tǒng)更精確地控制燃料供應(yīng)，從而提高燃油效率，降低排放。燃料噴射系統(tǒng)通常包括以下部件：燃料泵、燃料過濾器、燃料壓力調(diào)節(jié)器、噴油器、電子控制單元(ECU)。點(diǎn)火系統(tǒng)火花塞點(diǎn)火系統(tǒng)的核心部件，負(fù)責(zé)將高壓電轉(zhuǎn)化為電火花，點(diǎn)燃混合氣。點(diǎn)火線圈將低壓電轉(zhuǎn)化為高壓電，為火花塞提供點(diǎn)火能量。分配器蓋將高壓電按順序分配到各個(gè)氣缸的火花塞，確保點(diǎn)火時(shí)機(jī)準(zhǔn)確。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)散熱功能發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)是維持發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作溫度的關(guān)鍵。它通過循環(huán)冷卻液來吸收發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量，并將其散發(fā)到大氣中。系統(tǒng)組成典型的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)包括冷卻液、水泵、散熱器、風(fēng)扇、節(jié)溫器和傳感器等組件。冷卻類型常見的冷卻類型包括水冷、風(fēng)冷和油冷。水冷系統(tǒng)以其高效散熱而聞名，而風(fēng)冷系統(tǒng)則更適用于小型發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)潤滑油潤滑油是發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)的核心，它能降低摩擦，減少磨損，并散熱。潤滑部件潤滑部件包括油泵、油道、油過濾器等，負(fù)責(zé)將潤滑油輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)部件。溫度控制潤滑油的溫度需要控制在合理范圍內(nèi)，才能發(fā)揮最佳性能。排氣系統(tǒng)廢氣排放排氣系統(tǒng)的主要功能是將發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒產(chǎn)生的廢氣排出到大氣中。降低噪音排氣系統(tǒng)通過消聲器等裝置來降低發(fā)動(dòng)機(jī)排氣產(chǎn)生的噪音。廢氣凈化現(xiàn)代排氣系統(tǒng)通常配備催化轉(zhuǎn)化器等裝置，以減少有害氣體的排放。曲軸系統(tǒng)1動(dòng)力傳遞核心曲軸將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，傳遞到動(dòng)力輸出軸。2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)曲軸由曲柄、軸頸、平衡塊等部件組成，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)類型和工況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。3材質(zhì)要求曲軸需采用高強(qiáng)度、耐磨損、耐腐蝕的材料，如合金鋼或鑄鐵?；钊瓦B桿系統(tǒng)活塞將燃燒室內(nèi)的氣體壓力轉(zhuǎn)化為機(jī)械功。連桿連接活塞和曲軸，傳遞活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。氣門和凸輪系統(tǒng)氣門控制氣缸進(jìn)氣和排氣凸輪軸控制氣門開閉時(shí)間輪式動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)輪式動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)是將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給車輪的裝置。它主要由離合器、變速器、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋等組成。輪式動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、效率較高、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，因此在汽車中得到了廣泛的應(yīng)用。履帶式動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)履帶式動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)是將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給履帶，使車輛行駛的系統(tǒng)。它主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、制動(dòng)器、傳動(dòng)軸、履帶輪、引導(dǎo)輪、支重輪、張緊裝置等組成。履帶式動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)具有較高的牽引力、通過性、越野能力和行駛穩(wěn)定性，適用于各種復(fù)雜地形和惡劣環(huán)境，廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、軍事裝備、農(nóng)業(yè)機(jī)械等領(lǐng)域。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)方式發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，常見的啟動(dòng)方式包括手動(dòng)啟動(dòng)和電動(dòng)啟動(dòng)。主要部件主要部件包括起動(dòng)機(jī)、起動(dòng)電池、起動(dòng)繼電器、起動(dòng)開關(guān)等。工作原理當(dāng)起動(dòng)開關(guān)接通時(shí)，電流流經(jīng)起動(dòng)繼電器，使起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)電子控制單元(ECU)ECU接收來自各種傳感器的數(shù)據(jù)，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序控制發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。傳感器傳感器負(fù)責(zé)監(jiān)測發(fā)動(dòng)機(jī)的工作參數(shù)，例如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、油門位置、冷卻液溫度等。執(zhí)行器執(zhí)行器根據(jù)ECU的指令控制發(fā)動(dòng)機(jī)的工作，例如控制噴油器、點(diǎn)火線圈、節(jié)氣門等。發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制有害排放物包括氮氧化物、碳?xì)浠衔锖皖w粒物等。控制措施采用催化轉(zhuǎn)化器、顆粒物過濾器等技術(shù)。排放標(biāo)準(zhǔn)各國制定了嚴(yán)格的排放法規(guī)，例如歐六標(biāo)準(zhǔn)。替代動(dòng)力技術(shù)電動(dòng)汽車電動(dòng)汽車使用電力作為動(dòng)力源，通常比傳統(tǒng)燃油汽車更環(huán)保。但是，它們的續(xù)航里程可能有限，而且充電基礎(chǔ)設(shè)施尚不完善?；旌蟿?dòng)力汽車混合動(dòng)力汽車結(jié)合了燃油發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)，能夠在需要時(shí)切換動(dòng)力源，從而提高燃油效率和降低排放。它們比純電動(dòng)汽車具有更長的續(xù)航里程。氫燃料電池汽車氫燃料電池汽車?yán)脷錃夂脱鯕夥磻?yīng)產(chǎn)生電能，唯一的排放物是水。它們具有很高的能量密度，但目前氫氣生產(chǎn)和儲(chǔ)存成本仍然很高。新技術(shù)應(yīng)用趨勢1智能化發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)不斷優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的燃油控制，降低排放，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。2輕量化采用新材料和制造工藝，降低發(fā)動(dòng)機(jī)重量，提升燃油效率，改善動(dòng)力性能。3電動(dòng)化混合動(dòng)力和純電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)逐漸普及，為動(dòng)力機(jī)械領(lǐng)域帶來革新。4數(shù)字化數(shù)據(jù)采集和分析技術(shù)應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)管理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷。維修保養(yǎng)實(shí)踐1定期檢查發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)等重要部件的定期檢查，確保安全可靠運(yùn)行。2更換耗材機(jī)油、機(jī)濾、空氣濾清器、火花塞等耗材的定期更換，保持發(fā)動(dòng)機(jī)性能。3故障診斷對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)故障進(jìn)行及時(shí)診斷，排除故障，確保發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。實(shí)驗(yàn)課程介紹實(shí)踐操作通過實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生可以將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，增強(qiáng)對(duì)動(dòng)力機(jī)械的理解和掌握。團(tuán)隊(duì)合作實(shí)驗(yàn)課程鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作，共同完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力?？偨Y(jié)與展望收獲本課程深入探討