《汽车发动机原理》吴建华主编第1章发动机的性能.ppt

第一章 发动机的性能 Engine Performance 主要内容 第一节 发动机理论循环 第二节 四冲程发动机的实际循环 第三节 发动机的指示性能指标 第四节 发动机的有效性能指标 第五节 机械损失和机械效率 第六节 热平衡 作业题及复习题 第一节 发动机理论循环 一、三种基本理论循环: p1～ p6 1、研究理论循环的目的: p1 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。 1 假定工质为定比热容的理想气体； 2 不计吸气和排气过程（工质的总质量保持不变），假设工质是在闭口系统中作封闭循环； 3 压缩、膨胀过程简化为绝热等熵过程； 4 把燃烧过程看作是外界对工质的加热过程，简化为等容加热过程或等压加热过程； 5 排气中的实际放热过程简化为等容放热过程； 6 忽略过程损失，把循环的每一过程都假定为可逆过程，即假设循环过程为可逆循环。 3、发动机的理论循环： 二、循环热效率：p2～p4 三、循环平均压力：p4 1、循环平均压力 ： p4 四、三种基本循环的比较：p4～p6 3、汽、柴油机负荷变化(不同加热量)时的对比： 柴油机：由于喷雾压燃后边喷油边燃烧,当负荷下降时，喷油时间缩短，但初期相当于等容燃烧的部分变化不大。这相当于λp基本不变而 减小，则ηt提高。 第二节 四冲程发动机的实际循环 一、发动机的实 际循环 1、进气过程 图a） 2、压缩过程 图b） 3、燃烧过程 图c） 4、膨胀过程 图c） 5、排气过程 图d） 二、发动机实际循环与理论循环的比较 第三节 发动机的指示性能指标 发动机的指示性能指标是指以工质对活塞做功为计算基础的指标，简称指示指标。 一、 指示功和平均指示压力 指示功是指气缸内完成一个工作循环所得到的有用功Wi。指示功的大小可以由p—V图中闭合曲线所占有的面积求得。 平均指示压力是指单位气缸容积一个循环所作的指示功(Pa) 。 二 、指示功率： 指示功率Pi ：发动机单位时间内所作的指示功。 三、指示热效率和指示燃油消耗率 指示热效率ηit：发动机实际循环指示功与所消耗燃料热量的比值。 指示燃油消耗率[g／(kW·h)]：指单位指示功的耗油量。通常以单位指示千瓦小时的耗油量来表示： 第四节 发动机的有效性能指标 以曲轴输出功为计算基础的性能指标，称为有效性能指标，简称有效指标。 有效指标被用来直接评定发动机实际工作性能的优劣。 一、发动机动力性指标 1、有效功和有效功率 有效功：发动机每循环曲轴输出的单缸功量 。 有效功率 2、有效转矩 发动机工作时由功率输出轴输出的转矩称为有效转矩，可由测功器测得。 (N·m) 3、平均有效压力： 发动机单位气缸工作容积所输出的有效功。 与平均指示压力相 似； 平均有效压力是衡 量发动机动力性能 的一个很重要的参数。 4、转速n和活塞平均速度 二、发动机经济性指标 衡量发动机经济性能的重要指标是有效热效率ηet和有效燃油消耗率be。 有效热效率是实际循环的有效功与为得到此有效功所消耗的热量的比值，即 有效燃油消耗率[g／(kW·h)]是指单位有效功所消耗的燃油量，用be表示： 三、发动机强化指标 升功率：在标定工况下(指标定转速、标定功率)，发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率。 比质量：是发动机质量与所给出的标定功率之比: 强化系数 第五节 机械损失和机械效率一、机械效率 平均机械损失压力pmm 发动机单位气缸工作容积一个循环所损失的功。 机械效率： 发动机的有效功率与指示功率之比。 二、机械损失的测定 1、示功图法 2、倒拖法 3、灭缸法 4、油耗线法 1、示功图法: 运用各种示功器录取气缸的示功图，从中算出Pi值， 从测功器和转速计读数中测出发动机的有效功率Pe，从而可以算出Pm，ηm及pmm值。 2、倒拖法－只能在电力测功机上试验 试验时，发动机与电力测功器相连，当 发动机以给定工况稳定运行，冷却水、机油 温度到达正常数值时，切断对发动机的油， 同时将电力测功器转换为电动机，以给定转 速倒拖发动机，并且维持冷却水和机油温度 不变，这样测得的倒拖功率即为发动机在该 工况下的机械损失功率。 3. 灭缸法（熄火法、断缸法） ——仅适用于多缸机 当发动机调整到以给定工况稳定运转后，先测出