本文目录
- 内燃机的历史
- 什么叫热力循环火力发电厂中常见的有哪几种循环
- 卡诺循环，奥托循环，狄塞耳循环有什么区别
- 火车内燃机的动力原理是什么
- 世界上最大的柴油机
- 米勒循环和狄赛尔
- 狄塞尔循环效率公式推导，详细过程
- 为什么轿车一般都用汽油而不是柴油现在的柴油发动机还是要冒“黑烟”么谢谢了！
- 鲁道夫狄赛尔对社会最大的贡献是什么
- 狄塞尔循环吸热还是放热
内燃机的历史
内燃机的发展历史
活塞式内燃机自19世纪60年代问世以来，经过不断改进和发展，已是比较完善的机械。
它热效率高、功率和转速范围宽、配套方便、机动性好，所以获得了广泛的应用。
全世界各种类型的汽车、拖拉机、农业机械、工程机械、小型移动电站和战车等都以内燃机为动力。
海上商船、内河船舶和常规舰艇，以及某些小型飞机也都由内燃机来推进。
世界上内燃机的保有量在动力机械中居首位，它在人类活动中占有非常重要的地位。
活塞式内燃机起源于用火药爆炸获取动力，但因火药燃烧难以控制而未获成功。
1794年，英国人斯特里特提出从燃料的燃烧中获取动力，并且第一次提出了燃料与空气混合的概念。
1833年，英国人赖特提出了直接利用燃烧压力推动活塞作功的设计。
之后人们又提出过各种各样的内燃机方案，但在十九世纪中叶以前均未付诸实用。
直到1860年，法国的勒努瓦模仿蒸汽机的结构，设计制造出第一台实用的煤气机。
这是一种无压缩、电点火、使用照明煤气的内燃机。
勒努瓦首先在内燃机中采用了弹力活塞环。
这台煤气机的热效率为4%左右。
英国的巴尼特曾提倡将可燃混合气在点火之前进行压缩，随后又有人著文论述对可燃混合气进行压缩的重要作用，并且指出压缩可以大大提高勒努瓦内燃机的效率。
1862年，法国科学家罗沙对内燃机热力过程进行理论分析之后，提出提高内燃机效率的要求，这就是最早的四冲程工作循环。
1876年，德国发明家奥托运用罗沙的原理，创制成功第一台往复活塞式、单缸、卧式、3.2千瓦(4.4马力)的四冲程内燃机，仍以煤气为燃料，采用火焰点火，转速为156.7转/分，压缩比为2.66，热效率达到14％，运转平稳。
在当时，无论是功率还是热效率，它都是最高的。
奥托内燃机获得推广，性能也在提高。
1880年单机功率达到11～15千瓦(15～20马力)，到1893年又提高到150千瓦。
由于压缩比的提高，热效率也随之增高，1886年热效率为15.5%，1897年已高达20～26％。
1881年，英国工程师克拉克研制成功第一台二冲程的煤气机，并在巴黎博览会上展出。
随着石油的开发，比煤气易于运输携带的汽油和柴油引起了人们的注意，首先获得试用的是易于挥发的汽油。
1883年，德国的戴姆勒创制成功第一台立式汽油机，它的特点是轻型和高速。
当时其他内燃机的转速不超过200转/分，它却一跃而达到800转/分，特别适应交通动输机械的要求。
1885～1886年，汽油机作为汽车动力运行成功，大大推动了汽车的发展。
同时，汽车的发展又促进了汽油机的改进和提高。
不久汽油机又用作了小船的动力。
1892年，德国工程师狄塞尔受面粉厂粉尘爆炸的启发，设想将吸入气缸的空气高度压缩，使其温度超过燃料的自燃温度，再用高压空气将燃料吹入气缸，使之着火燃烧。
他首创的压缩点火式内燃机(柴油机)于1897年研制成功，为内燃机的发展开拓了新途径。
狄塞尔开始力图使内燃机实现卡诺循环，以求获得最高的热效率，但实际上做到的是近似的等压燃烧，其热效率达26％。
压缩点火式内燃机的问世，引起了世界机械业的极大兴趣，压缩点火式内燃机也以发明者而命名为狄塞尔引擎。
这种内燃机以后大多用柴油为燃料，故又称为柴油机。
1898年，柴油机首先用于固定式发电机组，1903年用作商船动力，1904年装于舰艇，1913年第一台以柴油机为动力的内燃机车制成，1920年左右开始用于汽车和农业机械。
早在往复活塞式内燃机诞生以前，人们就曾致力于创造旋转活塞式的内燃机，但均未获成功。
直到1954年，联邦德国工程师汪克尔解决了密封问题后，才于1957年研制出旋转活塞式发动机，被称为汪克尔发动机。
它具有近似三角形的旋转活塞，在特定型面的气缸内作旋转运动，按奥托循环工作。
这种发动机功率高、体积小、振动小、运转平稳、结构简单、维修方便，但由于它燃料经济性较差、低速扭矩低、排气性能不理想，所以还只是在个别型号的轿车上得到采用。
内燃机以其热效率高、结构紧凑，机动性强，运行维护简便的优点著称于世。
一百多年以来，内燃机的巨大生命力经久不衰。
目前世界上内燃机的拥有量大大超过了任何其它的热力发动机，在国民经济中占有相当重要的地位。
现代内燃机更是成为了当今用量最大、用途最广、无一与之匹敌的的最重要的热能机械。
当然内燃机同样也存在着不少的缺点，主要是：对燃料的要求高，不能直接燃用劣质燃料和固体燃料；由于间歇换气以及制造的困难，单机功率的提高受到限制，现代内燃机的最大功率一般小于4万千瓦，而蒸汽机的单机功率可以高达数十万千瓦；内燃机不能反转；内燃机的噪声和废气中有害成分对环境的污染尤其突出。
可以说这一百多年来的内燃机的发展史就是人类不断革新，不断挑战克服这些缺点的历史。
内燃机发展至今，约有一个半世纪的历史了。
同其他科学一样，内燃机的每一个进步都是人类生产实践经验的概括和总结。
内燃机的发明始于对活塞式蒸汽机的研究和改进。
在它的发展史中应当特别提到的是德国人奥托和狄塞尔，正是他们在总结了前人无数实践经验的基础上，对内燃机的工作循环提出了较为完善的奥托循环和狄塞尔循环，才使得到他们为止几十年间无数人的实践和创造活动得到了一个科学地总结，并有了质的飞跃，他们将前任粗浅的、纯经验的、零乱无序的的经验，加以继承、发展、总结、提高，找出了规律性，为现代汽油机和柴油机热力循环奠定了热力学基础，为内燃机的发展做出了伟大的贡献。
往复活塞式内燃机
往复活塞式内燃机的种类很多，主要的分类方法有这样一些：按所用的燃料的不同，分为汽油机，柴油机、煤油机、煤气机（包括各种气体燃料内燃机）等；按每个工作循环的行程数不同，分为四冲程和二冲程；按着火方式不同，分为点燃式和压燃式；按冷却方式不同，分为水冷式和风冷式；按气缸排列形式不同，分为直列式、V型、对置式、星型等；按气缸数不同，分为单缸内燃机和多缸内燃机等；按内燃机的用途不同，分为汽车用、农用、机车用、船用以及固定用等等。
本文将会主要针对煤气机、汽油机、柴油机这样一个发展脉络来向大家介绍。
最早的内燃机——煤气机
最早出现的内燃机是以煤气为燃料的煤气机。
1860年，法国发明家莱诺制成了第一台实用内燃机（单缸、二冲程、无压缩和电点火的煤气机，输出功率为0.74—1.47KW，转速为100r/min，热效率为4%）。
法国工程师德罗沙认识到，要想尽可能提高内燃机的热效率，就必须使单位气缸容积的冷却面积尽量减小，膨胀时活塞的速率尽量快，膨胀的范围（冲程）尽量长。
在此基础上，他在1862年提出了著名的等容燃烧四冲程循环：进气、压缩、燃烧和膨胀、排气。
1876年，德国人奥托制成了第一台四冲程往复活塞式内燃机（单缸、卧式、以煤气为燃料、功率大约为2.21KW、180r/min）。
在这部发动机上，奥托增加了飞轮，使运转平稳，把进气道加长，又改进了气缸盖，使混合气充分形成。
这是一部非常成功的发动机，其热效率相当于当时蒸汽机的两倍。
奥托把三个关键的技术思想：内燃、压缩燃气、四冲程融为一体，使这种内燃机具有效率高、体积小、质量轻和功率大等一系列优点。
在1878年巴黎万国博览会上,被誉为“瓦特以来动力机方面最大的成就”。
等容燃烧四冲程循环由奥托实现,也被称为奥托循环。
煤气机虽然比蒸汽机具有很大的优越性,但在社会化大生产情况下,仍不能满足交通运输业所要求的高速、轻便等性能。
因为它以煤气为燃料,需要庞大的煤气发生炉和管道系统。
而且煤气的热值低(约1.75×107～2.09×107J/m3),故煤气机转速慢,比功率小。
到19世纪下半叶,随着石油工业的兴起,用石油产品取代煤气作燃料已成为必然趋势。
什么叫热力循环火力发电厂中常见的有哪几种循环
热能与机械能之间的转换一般是通过工质在相应的热力设备中进行不断循环来实现。工质从某一初始状态历经加压、加热、膨胀以及冷却等过程后又回复到初始状态，称为工质经历了一个热力循环。吸收热量并能够输出功的循环叫做动力循环或热机循环，消耗功量把热量从低温物体转移给高温物体的循环称为制冷循环或热泵循环。根据热机循环的具体过程不同，热机循环分别有卡诺循环、斯特林循环、郎肯循环、回热循环、布莱登循环、狄塞尔循环、萨巴特循环、奥托循环等。问：火力发电厂主要使用哪些热力循环？答：尽管卡诺循环具有最高的循环效率，而且循环效率与工质的性质无关。但是实际的热力循环总是与工质的性质密切相关，而且为了生产的需要，循环工质需要具有以下几个主要特征：便宜易得、无毒无害、汽化潜热大、化学性质稳定等，考察目前所能得到的循环工质，水蒸气是最符合上述特点的一种，所以火力发电厂所用的热力循环一般采用水蒸气作为循环工质。根据水蒸气动力循环的特点，蒸汽动力循环分为朗肯循环和回热循环。朗肯循环是指冷水被加压后进入锅炉设备产生蒸汽，推动汽轮机发电，发电后的乏汽被冷却水冷凝后再次被加压泵加压进入下一个循环，为了提高循环效率，蒸汽在做功过程中还可以被再热。目前朗肯循环一般用于余热发电中，大型火力发电厂很少采用。回热循环是指凝结水并不直接进入锅炉设备中加热，而是经过汽轮机的多级抽汽被逐级加热后再进入锅炉产生蒸汽，驱动汽轮机发电。与朗肯循环相比，由于给水被汽轮机抽汽逐级加热后，温度提高，进入锅炉设备后相当于吸热温度提高，所以循环效率提高。
卡诺循环，奥托循环，狄塞耳循环有什么区别
卡诺循环为最早提出的热力学循环，两个等熵过程和两个等容过程。与其他循环不同的是压容图和温熵图线路的区别，不同的循环都有各自的特点。（这个界面无法表达，可参考工程热力学教材）。常用热力学循环有下面几种，火力发电：朗肯循环；汽油机：奥托循环；柴油机：狄塞尔循环；航空发动机：布莱顿循环。其他有卡诺循环、阿特金森循环、双燃循环等。也是人类在寻找热机过程中的标志。
火车内燃机的动力原理是什么
燃料在汽缸内燃烧，所产生的高温高压气体在汽缸内膨胀，推动活塞往复运动，连杆带动曲轴旋转对外做功，燃料的热能转化为机械功。
柴油机发出的动力传输给传动装置，对柴油机、传动装置的控制和调节，将适应机车运行工况的输出转速；
转矩送到每个车轴齿轮箱驱动动轮，动轮产生的轮周牵引力传递到车架，由车架端部的车钩变为挽钩牵引力来拖动或推送车辆。
扩展资料：
内燃机车以内燃机作为原动力，通过传动装置驱动车轮的机车。根据机车上内燃机的种类，在我国铁路上采用的内燃机绝大多数是柴油机。
燃油在气缸内燃烧，将热能转换为由柴油曲轴输出的机械能，但并不用来直接驱动动轮，而是通过传动装置转换为适合机车牵引特性要求的机械能，再通过走行部驱动机车动轮在轨道上转动。
世界上最大的柴油机
知道世界上最大的柴油机是什么吗?它是哪里生产的?现在就让我来告诉你。
柴油机介绍
柴油发动机是燃烧柴油来获取能量释放的发动机。它是由德国发明家鲁道夫·狄塞尔(Rudolf Diesel)于1892年发明的，为了纪念这位发明家，柴油就是用他的姓Diesel来表示，而柴油发动机也称为狄塞尔发动机(Diesel engine)。
狄塞尔生于1858年，德国人，毕业于慕尼黑工业大学。1879年，狄塞尔大学毕业，当上了一名冷藏专业工程师。在工作中狄塞尔深感当时的蒸气机效率极低，萌发了设计新型发动机的念头。在积蓄了一些资金后，狄塞尔辞去了制冷工程师的职务，自己开办了一家发动机实验室。针对蒸汽机效率低的弱点，狄塞尔专注于开发高效率的内燃机。19世纪末，石油产品在欧洲极为罕见，于是狄塞尔决定选用植物油来解决机器的燃料问题(他用于实验的是花生油)。因为植物油点火性能不佳，无法套用奥托内燃机的结构。狄塞尔决定另起炉灶，提高内燃机的压缩比，利用压缩产生的高温高压点燃油料。后来，这种压燃式发动机循环便被称为狄塞尔循环。
世界上最大的柴油机
世界上最大的柴油机：日本的Wartsila-Sulzer RTA96-C涡轮增压船用柴油机。 14个气缸，单缸排气量1820升，单缸功率7780马力。14缸机的功率108,920马力(102 rpm )。整机重2300吨。使用重油，热效率达到50%(一般汽车发动机为25%-30%)。最佳效率工况下，每小时耗油6400升。 柴油发动机的优点是扭矩大、经济性能好。柴油发动机的工作过程与汽油发动机有许多相同的地方，每个工作循环也经历进气、压缩、做功、排气四个冲程。但由于柴油机用的燃料是柴油，它的粘度比汽油大，不容易蒸发，而其自燃温度却比汽油低，因此，可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。不同之处主要有，柴油发动机的气缸中的混合气是压燃的，而非点燃的。柴油发动机工作时，进入气缸的是空气，气缸中的空气压缩到终点的时候，温度可以达到500-700℃，压力可以达到40—50个大气压。活塞接近上止点时，供油系统的喷油嘴以极高的压力在极短的时间内向气缸燃烧室喷射燃油，柴油形成细微的油粒，与高压高温的空气混合，可燃混合气自行燃烧，猛烈膨胀产生爆发力，推动活塞下行做功，此时温度可达1900-2000℃，压力可达60-100个大气压，产生的扭矩很大，所以柴油发动机广泛的应用于大型柴油设备上。 传统柴油发动机的特点：热效率和经济性较好，柴油机采用压缩空气的办法来提高空气温度，使空气温度超过柴油的自燃点，这时再喷入柴油、柴油喷雾和空气混合的同时自己点火燃烧。因此，柴油发动机无需点火系统。同时，柴油机的供油系统也相对简单，因此柴油发动机的可靠性要比汽油发动机的好。由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要，柴油机压缩比很高。热效率和经济性都要好于汽油机，同时在相同功率的情况下，柴油机的扭矩大，最大功率时的转速低，适合于载货汽车的使用。
但柴油机由于工作压力大，要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度，所以柴油机比较笨重，体积较大;柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高，所以成本较高;另外，柴油机工作粗暴，振动噪声大;柴油不易蒸发，冬季冷车时起动困难。由于上述特点，以前柴油发动机一般用于大、中型载重货车上。传统上，柴油发动机由于比较笨重，升功率指标不如汽油机(转速较低)，噪声、振动较高，炭烟与颗粒(PM)排放比较严重，所以一直以来很少受到轿车的青睐。特别是小型高速柴油发动机的新发展，一批先进的技术，例如电控直喷、共轨、涡轮增压、中冷等技术得以在小型柴油发动机上应用，使原来柴油发动机存在的缺点得到了较好的解决，而柴油机在节能与CO2排放方面的优势，则是包括汽油机在内的所有热力发动机无法取代的，成为“绿色发动机”。
米勒循环和狄赛尔
标准四冲程发动机被称为奥托循环发动机. 奥托循环发动机以尼古拉斯·奥托的名字命名,他于1867年发明了这种类型的发动机. 拉尔夫·米勒于二十世纪四十年代取得了米勒循环发动机的专利,米勒循环发动机与奥托循环发动机非常类似. 米勒循环发动机与奥托循环发动机一样,使用活塞、气门、火花塞等部件.所以说米勒循环是基于奥托循环的. 但是米勒循环发动机与奥托循环发动机之间存在两大差异：1：米勒循环发动机依赖于机械增压器.2：米勒循环发动机在压缩冲程期间,进气门保持打开状态,因此发动机将压缩机械增压器的压力,而不会压缩气缸壁的压力. 由此将使效率提高约15%. 这又使两种发动机虽然有依存关系,但又绝然不同.
狄塞尔循环效率公式推导，详细过程
“mizzifly”:您好。是说汽油机与柴油机工作循环的区别是吗以四冲程汽油机和四冲程柴油机为例(1)吸气冲程:汽油机吸进的是空气与(雾化了)的汽油的混合气;柴油机吸进的是纯粹的清洁空气 。(2)压缩冲程:方法同，但柴油机的压缩比大于汽油机的压缩比。(3)作功冲程:汽油机靠火花塞点燃混合气;柴油机靠喷油嘴喷射雾化的柴油，使与经压缩后的高温高压的空气相遇而自燃。(4)排气冲程:汽油机与柴油机基本相同。汽油机轻巧灵活，易发动，柴油机(同排量的)功率大，耗油省。你说对吗，祝好，再见。
为什么轿车一般都用汽油而不是柴油现在的柴油发动机还是要冒“黑烟”么谢谢了！
首先汽油机只是用来代步，并不长期工作。柴油机寿命比汽油机长，结构也更坚固，适合长期工作，如货车、发电机。还有就是汽油机轻巧，两者应为燃烧方式不同，所以汽油机运转平稳，行程和压缩比短，使汽油机具有高转速、低噪音等特点。柴油机使用的是狄塞尔循环，属于压燃发动机，所以燃烧过程中燃油全方位燃烧，类似汽油机的爆震，所以工作粗暴，对缸体要求较高。所以柴油机比较笨重。应为柴油燃烧速度比较慢，自然转速不如汽油机高。 柴油机不需要预先形成混合气，所以吸入的是纯空气，并且需要足够的温度使柴油自燃，所以柴油机压缩比非常高，压缩比越高，行程就越长，自然转速就低。行程越长，发动机的扭矩越大，扭矩代表发动机的劲有多大，而功率代表能跑多快。计算公式 功率=扭矩×转速/9550。换算成马力，就是马力=扭矩×转速/7121。而功率代表做功快慢，所以转速高的功率大。但在相同转速下，扭矩越大功率越大。所以柴油机的实际功率比汽油机大，但最大功率不如汽油机。柴油机最大转数并不高，这直接影响其功率发挥。但柴油机的扭矩无论在低转数还是高转数都可以保持在比较高的范围内，所以卡车使用柴油机在很低的转数就能发挥比较高的功率。这也是为什么大车都用柴油机的原因。 并且柴油机的狄塞尔循环比汽油机的奥拓循环燃烧效率要高的多，应为柴油机行程长，转速慢，使燃料有足够时间混合燃烧，汽油机转速快，并且燃料要靠火花塞点燃 导致部分燃料来不及点燃或完全燃烧就排出去。并且柴油机吸入的是纯空气， 依靠变质调节的方式（改变喷油量，进气量一直处于最大）调节扭矩，没有节气门，每个循环吸入的空气量相差不大，使燃料处于富氧燃烧。其质量流量的差异主要由转速变动造成，所以柴油机的质量流量跨度范围只有6.5:1左右。相比之下，传统的汽油机（指缸内直喷式汽油机GDI以外的汽油机）依靠变量调节的方式（进气量和喷油量一起改变，为了行程混合气）调节扭矩，通过节气门调节空气流量，随着负荷的变动，属于均质燃烧。每个循环吸入的空气量相差很大，加上汽油机转速的变动范围比柴油机大得多，所以汽油机的质量流量跨度范围可达75:1，接近于柴油机这个指标的12倍。因此汽油机虽然是均质燃烧，但应为高转速导致许多燃料不能充分燃烧。所以燃烧效率差。导致尾气中HC 、CO等污染性气体排放大。而柴油机处于富氧燃烧，HC、CO自然比汽油机小，但应为处于富氧，并且高温高压状态下，使氧和氮反应的机会增加，所以氮氧化物偏高。并且柴油燃烧时颗粒物过多，使尾气带黑烟，但只要加装一个颗粒捕集器即可。所以柴油机更加环保。欧洲柴油机以非常普及，三分之二的车是柴油机。
鲁道夫狄赛尔对社会最大的贡献是什么
鲁道夫·狄赛尔是柴油机的发明人，被誉为柴油机之父。德语的柴油一词，就是从他的名字而来的。第一次世界大战时，他的柴油机成为各国潜艇的主要动力。如今，他发明的柴油机，在汽车、船舶等整个工业领域都得到越来越广泛的发展。
狄塞尔于1885年开始研究动力机器，他用压缩空气的高温直接在气缸中点燃燃料，并于1892年获得了这种机器的专利，同年制造了第一种试验机，即原始的柴油机。当时尼古拉斯·奥托发明的点火式内燃机已较成熟，但那时奥托发动机的燃料是煤气，储存、携带均不方便，效率也受到影响。19世纪末，石油产品在欧洲极为罕见，于是狄塞尔决定选用植物油来解决机器的燃料问题（他用于实验的是花生油）。因为植物油点火性能不佳，无法套用奥托内燃机的结构。狄塞尔决定另起炉灶，提高内燃机的压缩比，利用压缩产生的高温高压点燃油料。后来，这种压燃式发动机循环便被称为狄塞尔循环。
像所有伟大的发明家一样，狄塞尔的前进道路上困难重重。实验证明，植物油燃烧不稳定，成本也太高，难以承担狄塞尔的“重任”。好在当时石油制品在欧洲逐渐普及，狄塞尔选择了本来用于取暖的重馏分燃油——柴油作为机器的燃料。压燃式发动机的结构强度始终是个难题。一次实验中，汽缸上的零件象炮弹碎片一样四处飞散，差点儿造成人员伤亡。实验不顺利，狄塞尔的资金也渐渐耗尽。他不得不回到制冷机工厂谋生。但狄塞尔没有向困难屈服，他利用业余时间继续实验，一步步完善自己的机器。
1892年，狄塞尔终于能够向全世界展示自己的成果——一台实用的柴油动力压燃式发动机。这种发动机功率大，油耗低，可使用劣质燃油，显示出辉煌的发展前景。狄塞尔随即投入到柴油机生产的商业冒险中。不幸的是，作为优秀的工程师，狄塞尔缺乏商业头脑。他在经济上渐渐陷入困境。1913年狄塞尔已处于破产的边缘。这一年夏天，狄塞尔在乘坐英吉利海峡的渡轮时，突然失踪，据认为是投海自杀。但狄塞尔发明的柴油机，在汽车、船舶和整个工业领域得到越来越广泛的发展。
狄塞尔循环吸热还是放热
不吸热也不放热。bc是等压吸热过程，所吸收的热量为da是等容放热过程，所放出的热量为因此循环效率为其中=Cp/CV。狄塞尔循环：—为描述内燃机工质的热力学过程建立的循环。狄塞尔循环由绝热压缩、定压加热、绝热膨胀和定容放热过程组成的气体可逆循环。
