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1、汽车发动机原理轮船割草机 /链锯发电厂轿车卡车摩托车飞机火车内燃机用途最广泛的热力机械学发动机原理的必要性：地位？E/G的过去、现状、发展趋势： 过去：内燃机的发明，推动现在汽车工业的发展；汽车工业由推动社会文明的发展。 现在：百年之后de今天是否也推动社会文明的发展？现在存在的问题：汽车保有量的增加交通与安全问题；能源危机和环境污染。 趋势：如何节能减排实现低碳化？新技术的开发：以基本原理为基础u 但汽车工业在国民经济中的重要地位不可忽视！内燃机及新型动力源存在的问题：根据E/G中存在的问题，提出电动汽车、混合动力 等新能源汽车成为发展趋势；但u问题是：产电过程中的能源消耗及污染电池的污染
2、。u为此，发展核能发电站解决点能源问题，但存 在：核污染问题和电池污染。 u当进入核能发电+H2燃料电池时代：E/G的寿命主要问题：核污染、核爆炸 学习E/G知识的必要性： 还相当长的时间，E/G不会退出历史舞台： 40100年？ E/G还有潜力可挖低碳化； 今后相当长的时间，E/G、EV17661790年：瓦特蒸汽机的发明；改进纽科门蒸汽机迎来蒸汽革命；1.1 内燃机与汽车及其发展史简介一、蒸汽机的发明产生汽车的概念内燃机现代汽车u能源利用的初级阶段u动力源的发明：动力机械工质的：高压蒸汽做功能力 动力源的发明汽车概念的产生促进内燃机 的发展： 1770年将蒸汽机装在车上，制作首辆 三轮蒸汽
3、机车。车全长7.23米，时速为3.5公里。锅炉u能量转换原理：锅炉：煤的燃烧高温烟气烟气：为高温热源加热水产生过热蒸汽推动活塞做功 u存在的问题：热效率低；起动困难；笨重。二、汽油机的发明u解决蒸汽机问题的途径：要克服蒸汽机的缺点，必须解 决锅炉与汽缸分离的问题使锅炉与汽缸合二为一。研究内燃机的概念u法国科学家德罗夏：对前人研究的内燃机进行分析后， 找到问题的症结：设计方案缺少提高效率的有效途径。 并提出提高内燃机效率的两个必要条件：即 点火前要高压压缩过程； 燃料必须迅速膨胀，达到最大膨胀比。u提出四冲程理论：进气压缩燃烧膨胀做功排气。18621876年：奥托用煤气在内燃机上实现四冲程；这种
4、煤气机基本上克服了蒸汽机的缺点。它“ 出于蒸汽机而胜于蒸汽机”。1863年成立“奥托 公司”。奥托循环问世，为现代汽车动力的产生奠定了基础。u奥托的功绩：用透明气缸和手动活 塞、进排气管模型，研究出空气和煤气的添加方法。技术创新特点：发明轻质燃料的混合 气形成方法。 18821886年：戴姆勒、奔驰汽车问世1883年发明点火系统，在奥托四冲程煤气机的基础上，研制出一台小型单 缸汽油机，转速达700900r/min，功 率1.1马力，空气冷却。p 奥托发动机最大转速180200r/min。1885年，将这台小汽油机装在一辆自行车上，制造出第一台摩托车。 1885年，本茨购买了奥托内燃机的专利，把
5、一个四冲程内燃机装在一辆不太稳固的三轮车上，虽 在首次试车就撞坏了，但现代汽车史却从此开始 。 后又将一台功率0.8马力，单缸2冲程小内燃机装在 一辆三轮车上，时速达到15公里。 本茨不断地改进自己的汽车，几年内就成功地打入市场；于1887年成立奔驰汽车公司。戴姆勒汽车比本茨的稍迟些打入市场，但也获得了成功。1.三足鼎立时期： 19st末20st初2.1890年世界汽车 4200辆:其中 蒸汽机 (17631926)庞 大、效率低电动汽车 (18811936)续驶距离短 、成本高汽油车 (1886) 轻,体积小, 初期效率 低，粗暴蒸汽车加水/行驶10英里；电动车充电/行驶30英里；汽油车加油
6、/150英里；马车行走1520英里/日，养马麻烦u第二次巴黎波尔多汽 车拉力赛(1895.6)的意义 ：根据以下对比确立了内 燃汽车的地位。 蒸汽车40 电动车38 汽油车22 汽车的三足鼎立：*此阶段汽油车的主要问题：噪声大，无消声器；起动困难 18921912年：柴油机的发明动力机械发展汽车，但效率低;课题：如何提高动力循环效率 s三、柴油机的发明cazbT2T1s sVpaczzbpVVcVa 实际E/G的循环及热平衡：做功1/3； 排损1/3；冷却损失1/3热力参数卡诺循环：于 1824年提出实际中卡诺循环 不可实现只与T有关 卡诺：绝热压缩等温加热绝热膨胀等温放热 柴油机：绝热压缩混
7、合加热 绝热膨胀等容放热 p1897年柴油机问世热效率达3640%，世界最高。 提高效率的途径： 1.2 汽车工业的发展阶段u美国汽车工业：1892年由杜里埃兄弟研制出第一辆汽车美国1896年福特制造出第一台汽车。1903年创立福特汽车公司，生产A型车；1908年推出举世闻名的T型车，其特点：设计精良、坚固耐用，维修简便；1910年创造出汽车生产流水线，“世界生产方式历史性变革”，使汽车大众化。 亨利.福特与其儿子坐在他的T型畅销车内 。 u当时车价比较：大众化的效果欧尔德斯摩拜尔1901牌：650美元凯蒂莱克 1903牌：750美元；最初T型牌：875美元。18881916期间：汽车技术不断
8、成熟的阶段。1888年充气式轮胎发明英，1894年充气是橡胶轮胎法 1889年戴姆勒发明4速变速器；1891年发明FR驱动方式法奠定汽车基本传动型式18921897年发明柴油机；1896年：汽车照明美、石棉制动片英；1898年发明万向节、主减速器法雷诺取代链传动 进入20世纪后，石油公认为主要燃料，确立汽油车的主 导地位飞机的实用化；1902年盘式英、鼓式制动器法 1908年发明消声器； 1912年发明起动机内燃机汽车的优势 同时这一时期完成：悬架、车身、保险杠、信号灯；使社会普遍形成内燃机汽车概念u 这一时期的主要问题：并不是能源与排放，而是燃料的能源密度和一定量燃料所能达到的续驶里程。 1
9、9201940年：欧美纷纷汽车公司成立；生产不同类型汽车； 19451970年：半导体技术的应用；汽车产量；汽车排放受到重视；洛杉矶烟雾事件 1972现在：微机控制技术的应用汽车电控化；国际汽车市场重大变化；保有量突破10亿辆未来汽车：低碳化为目标的绿色能源汽车u由于有了能源动力革命和轮胎文化产生了现代汽车文化人类文明才有快速的发展环境污染也加速。远古中世纪：柴薪未来： 新能源 u汽车火 车自动车Automotive/18961886现在:石油17631926: 煤锅炉 不同年代能源不同动力源汽车类型不同21st后中国市场的开放中国汽车工业快速发展， 世界各大汽车企业涌入，中国成为世界最大的汽
10、车市 场，产销量已排为世界第一位20st60年代末，日本汽车工业出现奇迹生产物美 价廉的小型汽车，世界汽车工业结构发生重大变革20世纪50年代，拆除欧洲内部关税壁垒。 意义：欧洲市场空前繁荣，欧洲汽车工业快速发展1914年美国福特实现汽车工艺的流水线。 意义：从手工流水线；使汽车工业走向大众化；1886年德国戴姆勒和奔驰发明内燃汽车。 意义：从笨重的蒸汽汽车轻便快速的现代汽车；41235 世界汽车工业发展史上的几次重大变革汽车工业与国力 蒸气机发明前：中国强国唐、宋、明朝 蒸气机的发明后：改变社会结构 英国17st末18st：发明蒸汽机并普及大英帝国;欧洲产业/经济基础 德国18st末19st
11、初：发明内燃汽车二战前强国 美国20st初：汽车大众化/普及(1910)超级大国 日本20st80年代 ：汽车小型/轻量化超级大国 中国21st：市场大开放经济、国力快速发展The Chery QQ (left) and Daewoo Matiz (right).The QQ became the center of an industrial copyright and intellectual rights controversy, as General Motors claimed the car was a copy to the Daewoo Matiz.汽车的成长过程提高性能可再生，无污 染 汽车新能源： H2？； EV定 压加热循环压缩的仅仅是空气，不存在“爆燃”的问题,效 率高,所以柴油机采用的是后者而不是前者。
