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蒸汽机
缺陷： 1）离不开锅炉，整个装置既笨重又庞大 2）新蒸汽的压力和温度不能过高，排气压力又不能过低，热效 率难以提高。 3）它是一种往复式机器，惯性限制了转速的提高。
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内燃机
汽油机和柴油机的发明： 随着石油的开发，比煤气易于运 输携带的汽油和柴油引起了人们的注 意，首先获得试用的是易于挥发的汽 油 。 1883 年 ， 德 国 的 戴 姆 勒 （ Daimler ）创制成功第一台立式汽油 机，它的特点是轻型和高速。当时其 他内燃机的转速不超过 200 转 / 分，它 却一跃而达到 800 转 / 分，特别适应交 通动输机械的要求。 1897年，狄塞尔 首创的压缩点火式内燃机（柴油机） 研制成功。
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蒸汽机
蒸汽机的优点： 蒸汽机最大的优点就是它对对燃料不挑剔，几乎可以利用 所有的燃料将热能转化为机械能。 现代应用： 1）由于蒸汽机不受海拔限制，故在高山机车上有使用。 2）由于蒸汽机对燃料不挑剔，所以可以在产煤区或者只有劣质 燃料的特殊地区使用。
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喷汽轮机
原理及发展简介： 到了三十年代末，尤其是在二战中，由于战争的需要 ，飞机的性能得到了迅猛的发展，螺旋桨飞行速度达 到700－800公里每小时，高度达到了10000米以上。 但是当飞机的速度达到800公里每小时，由于螺旋桨始 终在高速旋转，桨尖部分实际上已接近了音速，这种 跨音速流场的直接后果就是螺旋桨的效率急剧下降， 推力下降，同时，由于螺旋桨的迎风面积较大，带来 的阻力也较大，而且，随着飞行高度的上升，大气变 稀薄，活塞式发动机的功率也会急剧下降。这几个因 素合在一起，决定了活塞式发动机+螺旋桨的推进模式 已经走到了尽头，要想进一步提高飞行性能，必须采 用全新的推进模式，喷气发动机应运而生。
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内燃机
三角转子发动机优点： 1) 转子发动机中所有零件均沿一个方向持续旋转，不 需要像传统发动机中的活塞那样剧烈地变换方向。 通过利用定向旋转配重物来消除震动，转子发动机 可以实现内部平衡。 2) 由于转子的旋转速度是输出轴的三分之一，因而发 动机的主要运动零件的运动速度比活塞式发动机要 慢得多。 这也有利于提高可靠性。
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内燃机
两种特殊的内燃发动机 1）星型发动机：星型发动机是一种气缸环绕曲轴呈星型排列的 一种活塞式发动机，可靠性高，重量轻，功率提升潜力大， 维修性和生存性也不错。在喷气发动机出现之前，活塞式飞 机发动机大多采用星型设计，因其曲轴短，战场生存性强， 再因其结构紧凑占用飞机空间小而被舰载机广泛使用。
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外燃机
A B D C V
P 工作原理： 首先，要知道外燃机由两个连通的气缸 组成，一个是热缸，即给工质提供热的 缸体；一个是冷缸，吸热。 1）热缸膨胀，冷缸不动，气体进入热缸， 接近于等温膨胀。 （A->B) 2）热缸收缩，冷缸膨胀，气体进入冷缸， 接近于等容放热。 (B->C) 3）热缸不动，冷缸收缩，接近于等温压缩 过程。(C->D) 4）热缸膨胀，冷缸继续收缩，接近于等容 吸热过程。(D->A)
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内燃机
汽油机与柴油机比较： 1 ）汽油机压缩比小（ 6-10），加上可燃混合气是点燃，因此，启动比较容 易。而柴油机压缩比大（ 12-22 ），加上可燃混合气是压燃，因此，启动比 较困难。 2）汽油机的燃料系统比较简单，而柴油机的燃料系统的机械结构却十分复 杂。 3）柴油机的故障多数为机械故障，容易判断和处理；汽油机多了一个电点 火系统，电气系统的故障不很直观，有时比较复杂。 4）柴油机动力性优于汽油机，转速较低，扭矩较大，噪音大，可大量用于 重型工程机械。汽油机可有较高的转速，马力与机重比优良，噪音小，可用 于城市交通。另则，在机器外表，汽油机比柴油机干净。 5）柴油机排放的有害气体比汽油机少，特别是NO和CO。
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热力学第一定律及热机
内燃机
原理及发展简介： 内燃机，是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃 烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。典型的 内燃机有：煤气机、汽油机、柴油机等。 煤气机是最早的一种内燃机，用可燃气体作燃料，又称气 体燃料内燃机。煤气机诞生于 1860 年，当时使用照明煤气为燃 料，在英、法两国很受欢迎。 其中，柴油煤气机以煤气为主要燃料，煤气与空气通过混 合室混合后进入气缸，在活塞接近压缩行程上止点时，喷入少 量柴油作为引燃燃料将混合气点燃。火花点火式煤气机在活塞 接近压缩行程上止点时用电火花点燃混合气。
三角转子发动机缺陷： 1)有害气体排放量比较大。 2) 制造成本比较高（主要是因为制造工艺不如活塞式 ） 3)比活塞式更耗油，且压缩比较低。 （现在只有马自达公司在大量运用三角转子发动机）
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外燃机
原理及发展简介： 外燃机（斯特林发动机）利用燃料燃烧加热循环工质（如蒸 汽机将锅炉里的水加热产生的高温高压水蒸气输送到机器内 部），使热能转化为机械能的一种热机。外燃机通过气体在 冷热环境转换时的热胀冷缩做功。发动机内的工作气体处于 封闭中，本身不参与任何形式的能量转换。
热力学第一定律及热机
李雨果 钱国成 吴天昊 韩炳瑞 2140405035 2140405037 2140405041 2140405030
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热力学第一定律及热机
蒸汽机


外燃机


原理及发展简介
优点及应用 缺陷
发展简介
工作原理 优缺点介绍
内燃机
煤气机 汽油机柴油机 喷气轮机 原理及发展简介
特殊发动机
喷气轮机结构
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蒸汽机
原理及发展简介： 蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。蒸 汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命。直到20世纪初，它 仍然是世界上最重要的原动机，后来才逐渐让位于内燃机和 汽轮机等。 蒸汽机需要一个使水沸腾产生高压蒸汽的锅炉，这个锅炉可 以使用木头、煤、石油或天然气甚至垃圾作为热源。蒸汽膨 胀推动活塞做功。
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喷汽轮机
涡轮喷气发动机是一种涡轮发动机。特点是完全依赖燃气流 产生推力。 结构：进气道（调节进入发动机的空气的速率），压气机（压 缩空气），燃烧室与涡轮（压缩后的空气在燃烧室与燃料混 合点燃，推动涡轮运转，而涡轮又带动压气机工作），喷管 （决定喷出气流的形态），加力燃烧室（在经过涡轮后的高 温燃气中仍然含有部分未来得及消耗的氧气，在这样的燃气 中继续注入煤油仍然能够燃烧，产生额外的推力。所以某些 高性能战机的发动机在涡轮后增加了一个加力燃烧室）
XI’AN JIAOTONG UN：
①
②
③
④
进气 循环进气阶段从转子顶点经过进气口时开始。当缸室的 顶点经过进气口时，该缸室即被密封，然后并开始压缩 压缩 当转子继续在壳体内运动时，缸室的体积会变得更小， 进而压缩空气、燃油 混合气。 燃烧 火花塞点火，燃料爆发性燃烧。燃烧的压力会驱动转子 沿着缸室体积增大的方向移动。 燃烧气体继续膨胀，推 动转子，直至转子的顶点再次经过排气口。 排气 当转子的顶点经过排气口时，高压燃烧气体会释放到排 气装置中。 当转子继续运动时，缸室开始压缩，迫使剩 余废气排出。
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外燃机
优点： 1）由于外燃机避免了传统内燃机的震爆做功问题，从而实现了高效率、低 噪音、低污染和低运行成本。 2）外燃机对燃料的要求很低，只要热缸能达到700摄氏度，它就可以运行。 3）不受气压影响，适合在高海拔地区使用。 4）工质完全密封，因此可以选择工作性质好的工质（传热快，化学性质稳 定的）。另外还可以使用压缩气体来增加输出功率。 缺陷： 1）需要外部加热装置和冷却装置，结构松散。 2）发动机需要经过一段时间才能响应气缸热量变化，因此在提供有效动力 之前，外燃机需要暖机。 3）不能快速改变动力输出，因此操控远不如内燃机灵活。 4）制造成本较高，工质密封技术较难，密封件的可靠性和寿命还存在问题