发动机的传热与传质机理.pptx

发动机的传热与传质机理汇报人：2024-01-30

CATALOGUE目录发动机基本概念与工作原理传热基本原理及在发动机中应用传质基本原理及在发动机中应用发动机传热与传质耦合效应研究先进技术应用与展望总结回顾与思考题

发动机基本概念与工作原理01

发动机是一种能将其他形式的能量转化为机械能的机器，通常指内燃机，即往复活塞式发动机和旋转活塞式发动机。定义根据所用燃料不同，发动机可分为汽油发动机、柴油发动机、气体燃料发动机等；根据工作循环不同，可分为四冲程和二冲程发动机；根据冷却方式不同，可分为水冷和风冷发动机。分类发动机定义及分类

包括进气、压缩、做功和排气四个冲程，通过活塞在气缸内的往复运动，完成燃料的燃烧和能量的转化。通过活塞的两个冲程完成一个工作循环，包括扫气和压缩、做功和排气两个过程，其结构相对简单，但燃油消耗率较高。工作原理简述二冲程发动机工作原理四冲程发动机工作原理

气缸体是发动机的主体部分，用于安装气缸套、活塞、连杆等部件，并与曲轴箱相连，形成密闭的燃烧室。气缸体曲轴箱是发动机的重要部件之一，用于安装曲轴、连杆等部件，并起到密封和润滑作用。曲轴箱气缸盖是安装在气缸体上部的部件，用于密封气缸并与活塞顶部共同形成燃烧室，同时还设有进气道和排气道。气缸盖燃油系统包括燃油箱、燃油泵、喷油器等部件，用于向发动机提供适量的燃料，并与空气混合形成可燃混合气。燃油系统关键部件功能介绍

动力性指标经济性指标环保性指标可靠性指标性能评价指括有效功率、有效扭矩等，用于评价发动机的做功能力。包括燃油消耗率、有效热效率等，用于评价发动机的燃油经济性。包括废气排放、噪声等，用于评价发动机对环境的影响程度。包括平均无故障工作时间、大修间隔里程等，用于评价发动机的耐用程度和使用寿命。

传热基本原理及在发动机中应用02

导热物体内部温度差引起的热能传递，遵循傅立叶定律。对流流体中温度差引起的热能传递，包括自然对流和强制对流。辐射物体通过电磁波传递能量的方式，遵循斯特藩-玻尔兹曼定律。传热基本方式：导热、对流和辐射

高温燃气向燃烧室壁面的传热，包括辐射和对流。燃烧室传热燃烧室热量通过缸套传递给冷却液的过程。缸套-冷却液传热活塞与缸套之间的热量传递，影响活塞温度和热应力分布。活塞-缸套传热发动机内部传热过程分析

123水、乙二醇等冷却介质的热物理性质对传热效果的影响。冷却介质选择流速和流量对冷却液与缸套之间传热系数的影响。冷却水流速与流量散热器结构、材料等因素对其散热性能的影响。散热器性能冷却系统对传热影响研究

03冷却系统改进优化冷却系统布局、增加水泵功率等措施，提高整体散热性能。01缸套结构优化改进缸套结构，如增加散热片、改变壁厚等，以提高散热效果。02活塞材料选择选用导热性能好的活塞材料，降低活塞温度。优化设计以提高散热性能

传质基本原理及在发动机中应用03

传质概念及分类传质定义传质是指物质在介质中由于浓度梯度、温度梯度或外力作用而产生的迁移过程。传质分类根据传质机理的不同，可分为分子传质、对流传质和扩散传质等。

在发动机缸内，燃油与空气混合形成可燃混合气，该过程涉及燃油的喷射、雾化、蒸发以及与空气的混合等传质过程。缸内混合气形成在燃烧过程中，燃料与氧化剂之间的化学反应速率受到传质速率的限制，因此燃烧过程中的传质对燃烧速度和燃烧效率有重要影响。燃烧过程中的传质发动机内部传质过程分析

燃油喷射系统燃油喷射系统的结构、喷射压力、喷射角度等因素会影响燃油的雾化效果和混合气的均匀性，从而影响传质过程。进气系统进气系统的流场特性、进气温度、进气压力等因素会影响缸内混合气的运动和分布，进而影响传质过程。燃油供给系统对传质影响研究

优化燃油喷射系统01通过改进燃油喷射系统的结构、提高喷射压力、优化喷射角度等措施，可以改善燃油的雾化效果和混合气的均匀性，从而提高燃烧效率。优化进气系统02通过改进进气系统的流场特性、降低进气温度、提高进气压力等措施，可以改善缸内混合气的运动和分布，提高燃烧速度，从而提高燃烧效率。采用先进的燃烧技术03如采用缸内直喷技术、分层燃烧技术等，可以进一步改善混合气的形成和燃烧过程，提高燃烧效率。优化设计以提高燃烧效率

发动机传热与传质耦合效应研究04

VS在发动机工作过程中，传热和传质两种物理过程相互影响、相互作用的现象。产生原因发动机内部温度场、流场和压力场等多场耦合作用，导致传热和传质过程相互交织。耦合效应定义耦合效应概念及产生原因

耦合效应导致热量传递路径改变，影响发动机热效率。热效率影响传热和传质过程影响燃油混合气形成和燃烧过程，进而影响排放性能。排放性能影响耦合效应可能导致局部过热或过冷，影响发动机部件的可靠性和耐久性。可靠性和耐久性影响耦合效应对发动机性能影响分析

优化燃烧室设计通过改进燃烧室形状、尺寸和