•
以蒸汽为动力的汽车
以蒸汽为动力的汽车
斯特林发动机
斯特林发动机
斯特林发动机工作原理
发动机内的气体是循环加热,膨胀推动动力活塞 （图中蓝色）向右运动。当动力活塞运动到最右边 时，黄色连杆迫使松配合的红色活塞（在机器左半 边内）将气体挤压到机器较冷的一边。在较冷一边 的气体将热量散失到外界并且收缩，并把蓝色活塞 拉向左边。气体在此转移，被挤压回发动机的较热 区域，如此循环往复。
●优点
▲结构简单 ▲紧凑 ▲平衡性好 ▲噪声小 ▲比功率大。
●缺点
▲密封性难题不好解决,油耗高 ▲燃烧时间短暂，混合油气的燃烧不完全,排放差 ▲低负荷性能差
汪克尔转子发动机的研发史
• 1924年，24岁的汪克尔为开发转子发动机建立了个小型 研究所。 • 战后，汪克尔又新成立了“工业技术研究所（TES）”， • NSU是当时世界上屈指可数的摩托车生产厂家，对汪克 尔的研究感兴趣。 • 最初，安装上增压器的NSU的50cc摩托车以192.5km/h的 速度，创造了当时50cc级别的世界纪录。 • 1957年，汪克尔和NSU完成了转子发动机的试制-DKM型。 那是由花生壳型壳体和三角形捆绑式转子的组合。 • 1958年研制完成的固定壳体式的KKM型更具有实用性。 成为今天的汪克尔型转子发动机的雏形。 • 1959年11月，西德的NSU正式发表完成汪克尔型转子发 动机。
压气机 燃烧室
涡轮
涡轮螺旋桨发动机示意图
涡轮喷气 发动机
涡轮喷气式发动机
涡轮喷气式发动机
涡轮风扇发动机示意图
风扇 燃 烧室 压气机 涡轮
涡轮风扇 发动机
转子发动机
汪克尔发动机结构 又称旋转活塞发动机﹒转子发动机
转子发动机的工作过程
汪克尔发动机
工作原理和特点
●工作原理：
由转子表面与缸体内壁构成了可变的工作容积，完成进气、压缩、燃烧膨胀、 排气4个冲程。三角形转子由内啮合的偏心轴驱动，偏心轴转三圈，内啮合的三角 形转子转一圈，三个燃烧室各做一次功。
斯特灵发动机的气体循环也能反向，由温度差动而 改变旋转的方向（并且可以提供致冷）。
斯特林（RobertStirling，1790—1878） 英国物理学家，热力学专家。
他所提出的斯特林循环，称“斯特林热气机循环”。 循环过程： ①等容吸热加热； ②由外热源等温加热； ③等容放热，供吸热用； ④向冷体等温放热，完成一个循环。 特点， ( 1 )采用外燃， ( 2 ) 可采用传热性能好的工质，如氮气、氢气视 封闭系统的情况，提高发动机等气体。 （3）工质可以加大压力， （4）斯特林热机在逆向运转时，可以作为制冷机 或热泵机，
待 续
什么叫增压？ 把进入发动机之前的工质进行压缩， 提高其密度，从而增加进气量，改善发 动机性能，这种措施叫增压。 增压的作用： 1．增加比功率 2．减少比油耗 3．减少排放中的污染物 4．减轻排气噪声
增压发展简史
●1905年布奇提出设想 ●1924年申请专利用于游轮 ●1937年牛尔引入径流式结构 ●上世纪五十年代大量应用 ●上世纪六十年代发展高峰-提高比功率 ●上世纪七十年代发展高峰-省油 ●上世纪八十年代发展高峰-减排 ● 1958年我国引入增压技术 ●上世纪九十年代开始发展 ●2008年形成高峰
2012法兰克福国际车展展出
2011国际车展双级径流式增压器
2012法兰克福国际车展展出
(两级中冷)
2012法兰克福国际车展展出
(可变截面)
高压比压气机
▲我国海拨 1000m，占总面积58% 2000m 33% 3000m 26% 4000m 25% ▲海拨1000m，大气压力下降9%年，功率下降8%-9%， 年平均温度下降5-7℃ ▲高原恢复功率：海拨3000m, 功率下降至30%,需要压 比3.0;海拔6000m，功率下降至55%，需要压比4.2以 上才能补偿 ▲ 无人驾驶飞机一般在10000m以上高空飞行 ▲当前最高压比的国际水平： ABB公司： 压比>5 Honeywell公司：压比>4.5
内燃机
活塞式内燃机
活塞式内燃机
活塞式内燃机
活塞式内燃机
燃气轮机
燃气轮机
内部燃烧．迴转运动．液体燃料
燃气轮机的燃烧室
燃气轮机的剖面图
喷气式燃气轮机的剖面图
固定式燃气轮机的剖面图
涡轮螺旋桨发动机示意图
螺旋桨 压气机 燃烧室 涡轮
涡轮螺旋桨 发动机
北海舰队水上飞机
涡轮喷气式发动机示意图
柴油机概论
银轮机械股份有限公司 2014.9.
内
―
容
热机分类
二 柴油机工作过程 三 柴油机结构 四 柴油机发展方向
内
― 热机分类 ● 按燃烧部位分 ● 按冲程数分 ● 按冷却方式分 式分 ● 按转速高低分 介质分
容
● ● ● ●
按着火方式分 按运动方式分 按气缸排列方 按燃料及工作
热机的分类
按燃烧部位分
转子发动机代表车型：
马自达RX-7 马自达RX-8
燃料电池混合动力车
◆福特汽车公司展示了世界第一辆可以 驾驶的插电式燃料电池混合动力车。 ◆该车结合了车载氢燃料电池发电机和锂 离子蓄电池， ◆油耗百公里5.74升 ◆零排放
按照进气系统 是否采用增压方式分类
按照进气系统是否采用增压方式分类
自然吸气(非增压）和强制进气（增压式）
问题： （1）膨胀室、压缩室、加热器、冷却室、 再生器等的成本高， （2）热量损失是内燃发动机的2-3倍等。 前景： 斯特林发动机已经开始研究在计算机 主板的散热风扇上使用，通过北桥芯片的 发热来带动斯特林发动机，以此来给硬件 降温，该研究还处于研究阶段。
蒸汽动力装置
负载 (发 电机 ．螺旋 桨)
外燃机
蒸汽机 斯特林发动机 蒸汽轮机 往复式 往复式 迴转式 往复式 往复式 往复式 往复式 往复式 往复式 往复式 迴转式 迴转式 多种燃料 多种燃料 煤燃料 液体燃料 液体燃料 气体燃料 气体燃料 气体燃料 气体燃料 气体燃料 液体燃料 液体燃料
内燃机
汽油机 柴油机 煤气机 压缩天然气机 液化石油气机 秸杆气机 氢气机 燃气轮机 转子机
热机的分类
按着火方式分 压燃式 点燃式 按冲程数分 二冲程 四冲程 按运动方式分 往复式 迴转式 按冷却方式分 风冷 水冷
热机的分类
按气缸排列方式分 立式．卧式．直列式．V形．W形． 对置活塞式 H形．王字形．X形．星形 按转速高低分 低速(<300r/min) 中速(300-1000r/min) 高速(>1000r/min)
锅炉
汽轮 机
水泵
冷凝器
蒸汽动力装置
我国首艘航母
辽宁舰舰体性能数据
• 主尺寸：舰长302米（全长）、281米（水线）、 舰宽70.5米、吃水10.5米。 • 飞行甲板长300米、宽70米； • 机库长152米、宽26米、高7米。 • 排水量：55000吨（标准），67000吨（满载）。 • 动力：4台蒸汽轮机，4轴，总功率20万马力 (3,38万kW/台)。 • 航速：30节(15.4333m/s)，续航力：>7000海里 (12964km)/18节。 • 舰 员：1960名，另有626名飞行部门人员
涡轮增压器分类
※ 按气流方向分类 轴流式 径流式 斜流式 ※ 按能量来源分类 机械增压 涡轮增压 复合增压 ※ 按联结方式分类 串联 并联
•
※ 按级数分类 单级 双级
单级轴流式增压器
单级径流式增压器
增压器组成
按级数分
按联结方式分
2012法兰克福国际车展展出
2011国际车燃料及工作介质分 ■ 蒸汽机 ■ 煤气机 ■ 汽油机 ■ 柴油机 ■ 压缩天燃气机(CNG) ■ 液化石油气机(LPG ) ■ 混合燃料动力 ■ 氫气机 ■ 酒精发动机（甲醇 ．乙醇）
外燃机
蒸汽机车
蒸汽机车发明人-史蒂芬孙
史蒂芬孙-英国人 青年时期的史蒂芬孙，常常是白天在煤矿做工， 夜里参加夜校学习并坚持自学，同时还替人擦皮鞋， 以维持艰苦的生活。他对蒸汽机的构造和原理有着 浓厚的兴趣，经常独立认真研究。经过几年的努力， 他终于在年1814发明了一台蒸汽机车，这台机车在 前进时不断从烟囱里冒出火来，因此被称为“火车”。 这列火车能以每小时6千米的速度牵引8辆装有30吨 煤的货车，这是世界上最早的火车，史蒂芬孙也因 而被誉为“铁路机车之父”。经过不断改进，1826年 制造的蒸汽机车“火箭”号，时速达每小时24千米。 火车的发明，使陆上交通工具得到突飞猛进的发展。