《动力机械概论II》课件

《动力机械概论II》课程简介本课程涵盖动力机械的关键概念、原理和应用。从发动机机构到动力传动系统，深入探讨其结构和工作原理。结合实际案例和实验课程，强化理论学习。学习目标了解动力机械的基础知识掌握动力机械的基本原理、结构、工作过程、性能参数等方面的知识。掌握动力机械的分析方法能够运用相关理论和方法对动力机械进行性能分析、故障诊断和优化设计。培养动手能力通过实验课程和实践环节，提高学生对动力机械的实际操作能力和问题解决能力。绪论1动力机械概述定义、分类、应用2动力机械发展史蒸汽机、内燃机、燃气轮机3动力机械工作原理能量转换、热力学基础4动力机械性能指标功率、效率、排放5动力机械应用领域汽车、航空、船舶、电力单缸机械机构单缸机械机构是最简单的动力机械机构，由曲柄连杆机构、气门机构、点火系统、冷却系统、润滑系统等组成。该机构结构简单、成本低廉、维修方便，但功率较小、振动大。双缸机械机构V型双缸缸体成V型排列，两个气缸以一定夹角倾斜布置。水平对置双缸两个气缸水平对置，曲轴位于气缸中心线之间。多缸机械机构多缸机械机构是指由多个气缸组成的发动机，其优点在于能够实现更高的功率输出、更平稳的运行以及更低的振动。常见的多缸机械机构包括直列式、V型式和水平对置式等。机械机构特性分析运动特性分析机械机构的运动规律，例如速度、加速度和位移等。动力特性研究机械机构的动力性能，例如功率、扭矩和效率等。结构特性评估机械机构的结构强度、刚度和稳定性等。机械机构效率分析机械机构动态平衡1旋转部件平衡是动力机械的关键问题，特别是对旋转部件，例如曲轴、飞轮和连杆。2不平衡力不平衡的旋转部件会产生振动、噪声和过早磨损，从而降低效率和可靠性。3平衡方法平衡技术通过添加或移除重量来重新分配质量，以最小化不平衡力。机械机构噪声与振动噪声来源机械机构运动中的摩擦、冲击、气体流动等都会产生噪声。振动来源发动机运转产生的惯性力、不平衡力、气体压力波动等会导致振动。影响因素机构设计、制造工艺、材料选择、工作环境等都会影响噪声和振动。燃料输送系统燃料输送系统负责将燃料从油箱输送到发动机燃烧室。它通常包括以下部件：油箱、燃油泵、燃油滤清器、燃油管路等。燃料输送系统的功能是将燃料以适当的压力和流量输送到发动机，并保证燃料的清洁度。燃料喷射系统燃料喷射系统是一种将燃料直接喷入发动机燃烧室的系统。这种系统比传统的化油器系统更精确地控制燃料供应，从而提高燃油效率，降低排放。燃料喷射系统通常包括以下部件：燃料泵、燃料过滤器、燃料压力调节器、喷油器、电子控制单元(ECU)。点火系统火花塞点火系统的核心部件，负责将高压电转化为电火花，点燃混合气。点火线圈将低压电转化为高压电，为火花塞提供点火能量。分配器盖将高压电按顺序分配到各个气缸的火花塞，确保点火时机准确。发动机冷却系统散热功能发动机冷却系统是维持发动机正常工作温度的关键。它通过循环冷却液来吸收发动机产生的热量，并将其散发到大气中。系统组成典型的发动机冷却系统包括冷却液、水泵、散热器、风扇、节温器和传感器等组件。冷却类型常见的冷却类型包括水冷、风冷和油冷。水冷系统以其高效散热而闻名，而风冷系统则更适用于小型发动机。发动机润滑系统润滑油润滑油是发动机润滑系统的核心，它能降低摩擦，减少磨损，并散热。润滑部件润滑部件包括油泵、油道、油过滤器等，负责将润滑油输送到发动机各个部件。温度控制润滑油的温度需要控制在合理范围内，才能发挥最佳性能。排气系统废气排放排气系统的主要功能是将发动机燃烧产生的废气排出到大气中。降低噪音排气系统通过消声器等装置来降低发动机排气产生的噪音。废气净化现代排气系统通常配备催化转化器等装置，以减少有害气体的排放。曲轴系统1动力传递核心曲轴将活塞的往复运动转换为旋转运动，传递到动力输出轴。2结构设计曲轴由曲柄、轴颈、平衡块等部件组成，根据发动机类型和工况进行优化设计。3材质要求曲轴需采用高强度、耐磨损、耐腐蚀的材料，如合金钢或铸铁。活塞和连杆系统活塞将燃烧室内的气体压力转化为机械功。连杆连接活塞和曲轴，传递活塞的往复运动。气门和凸轮系统气门控制气缸进气和排气凸轮轴控制气门开闭时间轮式动力传动系统轮式动力传动系统是将发动机的动力传递给车轮的装置。它主要由离合器、变速器、传动轴、驱动桥等组成。轮式动力传动系统具有结构简单、维修方便、效率较高、成本较低等优点，因此在汽车中得到了广泛的应用。履带式动力传动系统履带式动力传动系统是将发动机的动力传递给履带，使车辆行驶的系统。它主要由发动机、变速箱、转向机构、制动器、传动轴、履带轮、引导轮、支重轮、张紧装置等组成。履带式动力传动系统具有较高的牵引力、通过性、越野能力和行驶稳定性，适用于各种复杂地形和恶劣环境，广泛应用于工程机械、军事装备、农业机械等领域。发动机起动系统启动方式发动机起动系统主要负责启动发动机，常见的启动方式包括手动启动和电动启动。主要部件主要部件包括起动机、起动电池、起动继电器、起动开关等。工作原理当起动开关接通时，电流流经起动继电器，使起动机转动，带动发动机曲轴旋转，实现发动机启动。发动机电控系统电子控制单元(ECU)ECU接收来自各种传感器的数据，并根据预先设定的程序控制发动机的工作状态。传感器传感器负责监测发动机的工作参数，例如发动机转速、油门位置、冷却液温度等。执行器执行器根据ECU的指令控制发动机的工作，例如控制喷油器、点火线圈、节气门等。发动机排放控制有害排放物包括氮氧化物、碳氢化合物和颗粒物等。控制措施采用催化转化器、颗粒物过滤器等技术。排放标准各国制定了严格的排放法规，例如欧六标准。替代动力技术电动汽车电动汽车使用电力作为动力源，通常比传统燃油汽车更环保。但是，它们的续航里程可能有限，而且充电基础设施尚不完善。混合动力汽车混合动力汽车结合了燃油发动机和电动机，能够在需要时切换动力源，从而提高燃油效率和降低排放。它们比纯电动汽车具有更长的续航里程。氢燃料电池汽车氢燃料电池汽车利用氢气和氧气反应产生电能，唯一的排放物是水。它们具有很高的能量密度，但目前氢气生产和储存成本仍然很高。新技术应用趋势1智能化发动机控制系统不断优化，实现更精准的燃油控制，降低排放，提高燃油经济性。2轻量化采用新材料和制造工艺，降低发动机重量，提升燃油效率，改善动力性能。3电动化混合动力和纯电动动力系统逐渐普及，为动力机械领域带来革新。4数字化数据采集和分析技术应用于发动机管理，实现远程监控和故障诊断。维修保养实践1定期检查发动机、传动系统、转向系统、制动系统等重要部件的定期检查，确保安全可靠运行。2更换耗材机油、机滤、空气滤清器、火花塞等耗材的定期更换，保持发动机性能。3故障诊断对发动机故障进行及时诊断，排除故障，确保发动机正常工作。实验课程介绍实践操作通过实验课程，学生可以将理论知识与实际应用相结合，增强对动力机械的理解和掌握。团队合作实验课程鼓励学生进行团队合作，共同完成实验项目，提升团队协作能力。总结与展望收获本课程深入探讨