第二章内燃机循环及性能评价详解.ppt

第二章 内燃机循环及性能评价 第一节 概述 第二节 内燃机的理论循环 第三节 内燃机实际循环及其评价指标 第四节 内燃机有效性能指标 第五节 机械损失 第六节 热平衡 §2-1 概述 内燃机：E?Q ?W的动力机械装置。 转换方式：热力循环?四冲程=进、压、做功、排 改善内燃机性能==能量转换效果：体现在完善上 述三个环节题上，即： §2.2 内燃机的循环理论 一、卡诺循环与内燃机的动力循环 卡诺循环组成:绝热压缩、绝热膨胀做功过程、 等温加热过程、等温放热过程 内燃机实际循环：工质非理想气体—空气和燃料混合物 进气排气流动损失—换气过程 压缩、膨胀非绝热过程—多变过程 燃烧非等温放热—不完全燃烧、时间损失 对混合加热循环，压力升高率和预胀比: 压缩比为?，由热力学： 影响因素： ? ：??，平均吸热温度?，放热温度?，?T ?，膨胀比?, 所以，效率效率 ? ?及? ：a) 定容循环: ?不变， ? ?，Q1 ?，Q2 ?， Q2/Q1不变，∴ ?t 不变 b) 混合循环：Q1、?一定，??，??，?t ? 2. 循环平均压力pt 定义：单位气缸工作容积所做的循环功 ?评定循环的做功能力 混合： 定容： 定压： 三、三种理论循环的比较 §2-3 内燃机实际循环及其评价指标 一、实际循环：1个循环?4个行程?5个过程： 进-压-燃烧-膨胀-排，各过程都存在各种损失 1. 进气过程：换气，为气缸Q-W转换物质准备 理想—无损失的可逆过程； 纯空气，p=p0 实际—进气流动损失： 热交换：高温零件加热 残余废气 汽油机： 柴油机： 增压柴油机： 增压压力： 2. 压缩行程（过程） 作用：燃烧前的准备——提高p和T； 提高膨胀比——提高效率 理想：纯空气，绝热过程：k=1.4; 实际：多边过程?热交换/漏气，平均多边指数； 原则：以平均n1计算结果?终了状态相同，即 压缩终了状态： 汽油机：n1=1.32~1.38; 柴油机：n1=1.38~1.4； 3. 做功行程 膨胀做功行程=燃烧过程+膨胀过程 作用：实现E ? Q1?W的能量转换过程 膨胀过程：实现：Q1 ? W的转换 理想：均质空气，绝热膨胀 实际：多变过程，取决于热交换、 泄漏、补燃、工质变化； 用平均多边指数：n2 评定多边过程 原则：计算结果与实际一致 4. 排气行程 作用：尽量排净，为下一循环充气准备 理论：无阻力，可逆，或闭口系统 实际：排气流动损失： 传热现象：废气与排气管壁的传热 残余废气系数： 排气终了状态： 汽油机： 二、实际循环的评价指标 评价方法：指示指标，即 以工质对活塞做功为基础，评价实际循环的做功能力和经济性。 1. 做功能力评价指标——动力性指标： 1）平均指示压力：定义 意义：比较不同气缸的做工能力； 评价Vs的利用程度 2. 经济性评价指标 意义：评价为获得W而消耗的能量。 方法：1）指示热效率：为获得循环指示功Wi所消耗的热量Q1（能源）之比，即 2）指示燃料消耗率：单位时间，为获得单位指示功率所消耗的燃料量，即 由 所以， 汽油机： 柴油机： §2-4 有效指标 指示指标只评价缸内Q/W工作循环的好坏，不能评价