内燃机的发展与地位发动机原理†内燃机发展历史†内燃机产业的经济地位北京科技大学车辆工程系†内燃机发展方向范让林†课程介绍Email:FANRL@tsinghua.edu.cnTel:13910526968Office:土木环境楼-12102010FRL,UniversityofScienceandTechnology12010FRL,UniversityofScienceandTechnology2内燃机发展历史内燃机发展历史†人类使用车辆已有4000年历史，长期以人力或†1860年，Lenoir(列诺尔)发明了大气压力式煤气内燃机，热效率为3%畜力驱动；†1866年，Otto(奥托)和Lange(朗琴)将大气压力式煤气内燃机的热11%1869Deutz†1765.效率提高到，年合作建立年，詹姆斯瓦特发明蒸汽机，开始工业革†1876年，Otto提出了四冲程循环，内燃机重量减少70%，热效率命；达到14%，四冲程工作循环因此也称“奥托循环”，相应发动机称为“奥托”行程发动机†1769年，法炮兵工程师尼古拉斯.古诺制成三轮†1881年，英国人Clerk(克拉克)发明了二冲程内燃机，二冲程发动蒸汽机动车；机因此也称“克拉克”行程发动机†1883年，英国人司派尔在奥托发动机基础上研制了第一台汽油发动†1814年，英司蒂芬生制成在道路上行驶的蒸汽机†1886年1月29日，德国工程师卡尔-本茨为其三轮机动车申请了专利。机动车；同年10月，获得德意志专利权（专利号：37435a）；†1897年，Diesel(荻塞尔)发明了柴油机，并由此得名†1957年，Wankel(汪克尔)发明了转子发动机2010FRL,UniversityofScienceandTechnology32010FRL,UniversityofScienceandTechnology4内燃机发展历史油料及配套技术的发展†1902年，Renault(雷诺)提出了增压技术†1910’s，Burton(伯顿)发明了压力裂解轻馏分的石油炼制方法世界上第一辆汽车1886年获得专利证书†1912年，发明了汽车电机†1915年，Buchi(步琦)制造了排气涡轮增压器†1920’s，Bosch(博世)发明了螺线槽式柱塞泵†1920’s，Houdry(胡追)发明了催化裂解的汽油提取方法卡尔-本茨†1923年，四乙铅开始作为汽油添加剂2010FRL,UniversityofScienceandTechnology52010FRL,UniversityofScienceandTechnology61内燃机产业的经济地位与汽车工业结合†汽车保有量以2.5%年增长率增长，2000年超过6亿辆†以美国为例：汽车工业用了全美75%橡胶、35%铁、13%钢、27%铝，是计算机的最大用户，也是石油的最大用户†与汽车工业结合†美国汽车研究经费每年173亿美元，占全国所有商用科研经费†与船舶工业结合的12%†内燃机的应用特点†全球50家最大企业中，13家是汽车企业，还有石油企业未计算在内†美国17个人中有一个涉及汽车行业；在发展中国家，1个汽车装配线上的岗位可带动上下游19个工作岗位；2010FRL,UniversityofScienceandTechnology72010FRL,UniversityofScienceandTechnology8内燃机－汽车的主要动力装置与船舶工业结合CAI:可控自燃ControlledAutoIgnition†柴油机可作为船用驱动动力†柴油机可作为船用电站动力†2000T以上的船用动力98%是柴油机2010FRL,UniversityofScienceandTechnology92010FRL,UniversityofScienceandTechnology10内燃机的应用特点内燃机的应用特点†柴油机是目前热效率最高、应用面最广的热†功率覆盖面大，功率档次比较齐全，转速范围机，中速机油耗率低于200g/kW·h，超长行程宽；转速从70r/min的SulzerRTA68低速船用柴二冲程船用柴油机的热效率可高达50％以上(比油机，到9000r/min的波尔舍V8－3000高速赛油耗158g/kW·h)车汽油机†现代高性能车用柴油机的循环热效率达45％以†内燃机是目前最佳的移动动力源上，车用汽油机的有效热效率也可达35％左右†与其他热机相比，内燃机是热效率最高的动力†内燃机是主要的污染源机械2010FRL,UniversityofScienceandTechnology112010