发动机原理-第二章工作循环与性能.ppt

发动机原理 ;第二章 发动机工作循环及性能指标;第一节 内燃机的理想循环; 为便于分析内燃机的实际工作过程，将内燃机的某个循环的各个实际过程全部抽象的概括为若干个可逆过程，这样得到的一个闭合循环，称为理想循环。 1、研究理论循环的目的: 1)确定循环热效率的理论极限，以判断实际发动机经济性和工作过程进行的完善程度以及改进潜力。 2)分析比较发动机不同热力循环方式的经济性和动力性。 3)确定提高以理论循环热效率为代表的经济性和以平均压力为代表的动力性的基本途径。;;;4、汽油机的理想循环;;6、车用柴油机的理想循环 --混合加热循环;;二、影响内燃机理想循环的主要因素 分析循环的主要目的是找出影响循环热效率的因素，找到提高热效率的途径。 常用的方法有： 1、解析法： 从循环热效率的公式出发进行分析。 2、图示法： ???P—V图、T—S图入手分析。;1、压缩比的影响;2、k的影响 由公式看出， k↑ηt↑（混合气较稀,k较大） k取决于工质的性质，双原子气体为1.4；多原子(排气成分)为1.33；多原子（混合气）1.32-1.4。;3、λ的影响 (1) 对定容加热循环，λ↑ηt不变 当ε一定时，要使λ↑，必须增加加热量Q1，由于定容加热和定容放热两个过程斜率相同，→ Q2/Q1不变。其对效率没有改善，但动力性能改善了，循环平均压力Pt增大了。;4、ρ的影响 （1）对等压加热循环，ρ↑ηt↓。(ρ↑ → Q2↑) （2）对混合加热循环，ρ↑→ λ↓→Q2 ↑→ ηt↓; 从理论循环的分析可知，提高压缩比ε和压力升高比λ对提高循环热效率ηT起着有利的作用，但发动机实际工作条件约束和限制循环热效率提高。;比较图中各循环加热过程所对应的面积， 得出：Q2p Q2mQ2v 所以：ηtvηtmηtp;2、在等加热量Q1、循环最高压力Pz相等条件下;3、在循环的最高温度、最高压力相同的条件下;第二节 发动机的实际循环;四冲程柴油机Ｐ??图;四冲程汽油机Ｐ?Ｖ图;四行程发动机示功图;五个工作过程;;;; ;第二节 内燃机的性能指标;内燃机的指示指标;;1）定义：发动机单位气缸工作容积每循环做的指示功。 pmi=Wi/Vh (kpa) Wi=pmiVh =(pmiπD2h)/4 D和h分别为气缸直径和活塞行程。 2）单位：Wi（J），Vh（L），pmi（kpa） 3）pmi?，Wi ? ==气缸工作容积的利用程度?。 4）作用：评价发动机工作循环的动力性。 5）汽油机:pmi=700-1430kpa 柴油机:pmi=600-1100kpa 　　增压柴油机:pmi=850-2600kpa;二、指示功率Pi;三、指示燃油消耗率bi;四、指示热效率ηi;内燃机的有效指标;;三、平均有效压力pme;;五、升功率PL、比质量me和强化系数;五、升功率PL、比质量me和强化系数;六、有效燃油消耗率和有效热效率; 总结：;第三节 机械效率;;;;;;;;4. 油耗线法（负荷特性法）;三、影响ηm的因素;2.负荷;2.负荷;3.润滑油粘度;3.润滑油粘度;4.冷却水温度;第四节 内燃机的热平衡;燃油完全燃烧的热量—QT＝BHu (kJ/h) 转变为有用功的热量—QE＝3.6×103Pe (kJ/h) 传给冷却介质的热量—QS＝GScs(t2-t1) (kJ/h) (GS—通过冷却介质的流量kg/h；cs—冷却介质的比热kJ/(kg℃)； t1、t2—冷却介质入口、出口温度) 被废气带走的热量—QR＝(B+Gk)(cprtr-cpktk) (kJ/h) (B、GK—每小时消耗的燃油和空气量kg/h；cpr、cpk—废气和空气的定压比热kJ/(kg℃)；tk、tr—进排气门处工质温度) 燃烧不完全热量损失—QB＝QT(1-ηr) (kJ/h) 　　　　　　　　　　　　　　(ηr—燃烧效率） 其他热量损失—QL＝QT－(QE＋QS＋QR＋QB) (kJ/h);a——从残余废气和排气中回收的热量 b——由气缸壁传给进气的热量 c——排出废气传给冷却水的热量 d——在摩擦中传给冷却水的部分热量 e——从排气系统辐射的热量 f——从冷却水和水套壁辐射的热量 g——从曲轴箱壁和其它不冷却部分辐射的热量; 燃料燃烧的总热量仅有25％～40％转变为有效功，其余60%～75％的热量损失掉。其中主要由废气带走，其次传给冷却水，在某些汽油机中不完全燃烧所占比例也不小。 冷却水带走的热量占总热量的10％～35％，其中一部分是排气道中废气传给冷却水的热，一部分是由摩擦产生的热，真正由燃烧、膨胀