第5章发动机实际循环与评价指标祥解.ppt

知识回忆 四冲程发动机的工作过程由进气、压缩、燃烧膨胀、排气四个过程组成。理想循环的基本假设： （1）工质为理想气体，缸内热力系统为闭口系统； （2）进气行程忽略不研究； （3）压缩和膨胀过程近似为绝热定熵过程； （4）加热过程为汽油机视为定容过程；高速柴油机视为混合加热过程；低速柴油机视为定压放热过程； （5）排气过程视为定容过程。 根据加热方式的不同，发动机理想循环分：定容加热循环定压加热循环、混和加热循环。 1 - 2 绝热压缩 2 - 3定容加热 3 - 4绝热膨胀 4 - 1定容放热 1 - 2 绝热压缩 2 - 3定压加热 3 - 4绝热膨胀 4 - 1定容放热 1 - 2 绝热压缩 2 - 3定容加热 3 - 4定压加热 4 - 5绝热膨胀 5 - 1定容放热 5.1 四冲程发动机的实际循环 4.膨胀过程 、 的范围： 汽油机:0.3～0.6MPa 1200～1500K 柴油机:0.25～0.5MPa 800～1200K 5.1.2实际循环与理论循环的比较 （a） 柴油机 （b） 汽油机 汽油机 1、实际工质的影响（Wk） 理论循环假设工质比热容是定值，工质是双原子气体，实际上燃烧后生成三原子气体居多，使循环的最高温度降低。 实际循环还存在泄漏，使工质数量减少，意味着同样的加热量，实际循环中所引起的压力和温度的升高比理论循环低得多，使循环所做功减少Wk。 2、换气损失（Wr ） 燃烧废气的排出和新鲜空气的吸入是使循环重复进行必不可少的，因此因换气而消耗的功称为换气损失Wr 。 由于进排气系统中的流动阻力而产生的损失称泵气损失Wb。 换气过程中因排气门在下止点前必要的提前开启而产生的损失叫提前排气损失W。 实际循环中燃烧非瞬时完成，所以喷油或点火在上止点前，并且燃烧还会持续到膨胀行程，由此形成非瞬时燃烧损失和补燃损失Wz 。 实际循环中会有部分燃料由于缺氧产生不完全燃烧损失。 高温下部分燃烧产物分解而吸热，使循环的最高温度下降，产生燃烧损失。 实际循环中，气缸壁（包括气缸套、气缸盖、活塞、活塞环、气门、喷油器等）和工质间自始至终存在着热交换，由此产生损失Wb 。 5.其他损失 缸内流动损失、涡流和节流损失、泄露损失等。 由于上述各项损失的存在，使得实际循环的热效率低于理论的热效率。 理论循环热效率 指示热效率 汽油机 0.54～0.58 0.30～0.40 柴油机 0.64～0.67 0.40～0.45 5.2 发动机的指示指标 5.2.1 发动机的示功图 5.2.2发动机的指示性能指标 1.指示功和平均指示压力 Wi=Fi ab/106 2.指示功率 指示燃油消耗率 ：单位指示功的耗油量。 5.3 发动机的有效指标 5.3.1动力性指标 3.平均有效压力 5.3.2经济性指标 强化指标 已知：某型号为EQ6100-1的汽油机，其活塞行程110mm，整备质量为260Kg,以标定转速n=3000r/min运转，标定功率为105kW，最低耗油率306g/(kW·h)。 求解：标定工况时的有效转矩、平均有效压力、升功率和最低耗油率时的有效热效率？（汽油低热值Hu=44000kJ/kg） 回 顾 机械损失: 发动机内部摩擦损失 驱动附件损耗 泵气损失 表示机械损失： Wm 、Pm 、 pmm、 ηm 5.4 机械损失与机械效率 5.4.1 机械效率 指示热效率、有效热效率 、机械效率的关系 5.4.2 机械损失的测定 3.灭缸法 4.油耗线法 测定方法 负荷特性曲线——保证发动机转速不变，逐渐改变发动机节气门（或供油齿条）的位置，测出每小时耗油量随负荷变化的关系，绘制成曲线 根据以上的分析，得到图中A、B两工况的关系式为 倒拖法只能用于配有电力测功器的情况，因而不适用于大功率发动机，而较适用于测定压缩比不高的汽油机的机械损失。 对于废气涡轮增压柴油机（0.15MPa），由于倒拖法和灭缸法破坏了增压系统的正常工作，因而只能用示功图法、油耗线法来测定机械损失。 对于废气涡轮中增压、高增压的柴油机（≥0.15MPa），除示功图外，尚无其他适用的方法可取代 5.4.3影响机械效率的主要因素 1.气缸内的最高燃烧压力 2.发动机转速或活塞平均速度 3.发动机负荷 4.润滑油品质和冷却水温度 5.发动机的技术状况 1.气缸内的最高燃烧压力