内燃机的选型课件.ppt
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- 内燃机 选型 课件
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1、1-2 1-2 内燃机的选型内燃机的选型一、使用燃料的选择一、使用燃料的选择汽油机还是柴油机汽油机还是柴油机五、进气状态的选择五、进气状态的选择(一)与柴油机相比,汽油机有下列主要优点:1、由于汽油挥发性好,与空气混合迅速,易形成均 匀的可燃混合气,燃烧快速而完全,所以空气利 用充分,转速可以很高,导致很高的升功率,结 构紧凑。2、由于升功率高,最高燃烧压力低,结构轻巧,比 质量小(一般只有柴油机的一半左右)。一、使用燃料的选择一、使用燃料的选择汽油机还是柴油机汽油机还是柴油机3、由于质量小,省材料,又不必用柴油机供给系那 种超精密的零件,使制造成本较低(大概只有同 功率柴油机的一半左右)。4
2、、由于燃烧柔和,所以运转噪声较小。5、冷起动性能好。(二)汽油机的主要缺点:1、由于压缩比受爆燃限制,热效率较低,而且负荷 用量调节(对进气进行节流),使小负荷时燃油 经济性急剧恶化。2、排气中有害污染物CO、HC和NOx排放较多,加 上汽油蒸发排放,对环境污染较严重。(三)柴油机相对汽油机的主要优点是:1、由于采用压燃工作原理,压缩比高,燃油经济性 好,不仅最低燃油消耗率比一般汽油机低15%-25%,而且万有特性上低油耗区宽阔,这对于经 常在部分负荷下运转的发动机来说是非常重要 的。大量统计和专门的测试表明,装柴油机的汽 车,其使用油耗只有对应汽油车的2/3左右。2、柴油机的工作可靠性和使用
3、耐久性优于汽油机。由于不用点火系统而使故障较少,由于不存 在燃油对曲轴箱机油的稀释而使零件寿命延长。3、柴油机排放的CO和HC比汽油机少得多。4、柴油机可以采用较大的缸径或较高的增压比来提 高单缸功率,而汽油机则受爆燃限制,单缸功率 很难超过30kw。(四)柴油机的主要缺点:1、柴油机外形尺寸和重量较大。这主要是因为:一般不增压柴油机平均有效压力较低,且柴油 机的转速也较低;柴油机的最大燃气压力比汽 油机高得多,因此,为保证零件的强度与刚度 而不得不增大尺寸和重量。2、由于燃烧比较粗暴,噪声较大。3、柴油机的扭矩特性、起动性和加速性均比汽油机 差。4、柴油机的制造成本较高。这是因为柴油机每千瓦
4、 的金属用量较多,重要零件还要采用较好的合金 钢;柴油机上的喷油器、喷油器等精密部件的制 造工时多,工艺水平要求也较高。(五)使用情况:(五)使用情况:重型载重汽车、拖拉机、工程机械与农用内燃机(要求尺寸小、重量轻的农用植保机械除外),因为考虑耗油省,绝大多数采用柴油机;小轿车要求内燃机的尺寸小、重量轻、起动性与加速性好,则广泛采用汽油机;在中、轻型载重汽车中既有采用柴油机的,也有采用汽油机的。目前,很多国家因为考虑省油与减少排气污染等原因,中、轻型载重汽车也愈来愈多地采用柴油机,甚至在一些小轿车上也有采用柴油机的。返回1、二冲程汽油机:二冲程内燃机在同样转速下,比四冲程机工作频率高一倍,升功
5、率可高出50%-70%,而且转矩变化均匀。二冲程汽油机用曲轴箱作为扫气泵,结构简单,因此,在摩托车、摩托艇、小排量汽车、农用植保机械和割草机用的内燃机上应用很广。但由于二冲程汽油机在换气时有一部分新鲜可燃混合气随同废气排出,且机油消耗大,经济性和排放性差。怠速和小负荷运转不稳定。活塞和气缸套的热负荷大。曲轴箱扫气效率低。近年来,为节约燃油和润滑油的消耗,尤其为减少HC排放,小型二冲程汽油机有逐渐被高速四冲程汽油机淘汰的趋势。四冲程机更加坚固、可靠、耐磨、经济性好、指标稳定。车用汽油机几乎全是四冲程汽油机。但有人预测,今后二冲程汽油机有发展的可能。例如,如能研制成功在高转速下可靠工作的汽油机直接
6、喷射系统,则二冲程汽油机的很多固有缺点就能得以克服,优点就将突出,前景未可限量。2 2、二冲程柴油机:、二冲程柴油机:换气质量不好排放差燃油供给系统寿命短对机油质量要求高充气效率低可靠性耐久性差。热负荷高缺点易于启动散热损失小疲劳强度可以降低冲击负荷小重量轻工作平稳性好结构简单升功率高优点,返回1 1、风冷优点、风冷优点 (1)结构简单,工作可靠,使用维护方便 (2)地区适应性较强 (3)整个动力装置的体积与重量较小 (4)冷却系消耗的功率较小 (5)风冷式内燃机便于系列化 2 2、风冷缺点、风冷缺点 (1)尺寸较大 (2)热负荷较大、机油温度高、机油消耗率较高 (3)噪声较大(1 1)结构简
7、单,工作可靠,使用维护方便)结构简单,工作可靠,使用维护方便 风冷式内燃机冷却系统结构简单,它只是散热片、风扇和导风罩,因此不容易出故障。液体冷却式内燃机有水泵、水管、风扇、散热器、气缸盖和气缸体上的水套等,特别是管路的接头多,容易产生漏水等故障,如果用水还要采用软水或软化处理的水,否则容易产生水垢;同时,在严寒季节,如果停车不用,要将冷却水放去,或者改用冰点较低的防冻液,否则会引起结冰而使气缸盖、气缸体冻裂;当气温过高时,又往往会引起冷却水沸腾,使内燃机过热。据统计,水冷却系的故障约占水冷式内燃机总故障数的2530%。此外,液体冷却式内燃机的冷却系统元件受到机械损伤,或者被枪炮弹片打中穿孔时
8、,会使冷却液漏出而不能工作,而风冷式内燃机抗机械损伤的能力较强。(2 2)地区适应性较强)地区适应性较强 由于风冷式内燃机的散热片温度比较高,因此对外界温度变化的适应性较好。一般风冷式内燃机散热片的温度约为150,假定环境温度为20,则温差为130;而在一般水冷式内燃机中,冷却水的温度约为85在相同环境温度下,温差只有65,只为风冷式内燃机的一半。当环境温度从20升高到50是,水冷式内燃机的温差降到35,下降到原有的54左右;而风冷式内燃机的温差降到100只下降到原有的77左右。因此,当环境温度变化时,对风冷式内燃机的影响比较小,一般风冷式内燃机能在环境温度为-50到+60范围内工作,具有较好
9、的适应性。同时,风冷式内燃机不需要冷却水,因此在缺水或沙漠地区工作不受影响。(3)(3)整个动力装置的体积与重量较小整个动力装置的体积与重量较小 因为风冷式内燃机没有冷却用水、水泵、散热器与管道等附件,整个动力装置布置较为紧凑,所以体积与重量比水冷式内燃机的整个动力装置小一些。(4)(4)冷却系消耗的功率较小冷却系消耗的功率较小 风冷式内燃机散热片温度较高,因此冷却空气的利用率较高,所需的冷却空气量比水冷式内燃机少。一般在设计合理的情况下,风冷式内燃机风扇消耗的功率比相同标定功率的液体冷却式内燃机的风扇及水泵总的消耗功率要小一些。(5)(5)风冷式内燃机便于系列化风冷式内燃机便于系列化 风冷式
10、内燃机的气缸与气缸盖都是单体结构,因此可以很方便地制成不同缸数的各种功率的系列化内燃机,这些内燃机的绝大部分零件是相同的,不仅制造方便,并可大大减少库存配件。由于整个工作循环温度较高,对燃油质量指标要求也较低。(6 6)预热时间短)预热时间短由于没有冷却水套,起动后气缸套升温快,减少了气缸磨耗,还可以很快地使内燃机主要零件温度升到正常运转温度,达到全负荷工作。这对于车辆在低温地区使用时要求内燃机很快到达全负荷工作特别有利。2、风冷缺点、风冷缺点(1 1)尺寸较大)尺寸较大 由于风冷式内燃机工作温度较高,使充气系数有所降低,因而一般风冷式内燃机的平均有效压力要比水冷式的小一些。在其它条件相同时,
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