汽车发动机原理课件.ppt

汽车发动机原理 三、课程主要内容 课程的主要内容分两大部分，《工程热力学基础知识》部分的重点是发动机的理想循环。《发动机原理》部分的重点是内燃机的燃烧过程和特性。 主要内容包括：工程热力学基础、发动机示功图和性能指标、燃料和燃烧、发动机换气、汽油机混合气的形成与燃烧过程、柴油机混合气的形成与燃烧过程、发动机特性、发动机的排放与控制等。 第一章 工程热力学基础 本章要求： 了解：热力系统、工质、功、热量、内能和熵等概念，理想气体和卡诺循环等。 理解：热力学第一和第二定律，Ｐ－Ｖ图和Ｐ－Ｓ图，理想气体的热力过程和发动机的理想循环。 第一节 气体的状态及状态方程 一、热力系统 1、在热力学中，从若干个物体中规划出所要研究的对象，称为热力系统； 二、热力状态与状态参数 基本状态参数： 1、比容：用ν表示，单位是m3/kg 。 定义：单位质量的物质所占的容积。即： ν=V/M　　 V--物质的容积,[m3]; M--物质的质量，[kg]。 比容的倒数是？ 2、压力：用P表示，单位是Pa，Mpa、kPa。 定义：系统单位面积上受到的垂直作用力。 即：P=F/A 三、理想气体的状态方程 1、理想气体：气体分子本身不占有体积，分子之间无相互作用力的气体。 2、理想气体的状态方程： Pν=RT PV= mRT V= mν 对空气，R=0.287kJ/kg·K 3、压容图 第二节 热力过程及过程量 功：δW=Fdx=APdx=PdV W12=∫12PdV 对单位质量的工质： w12=W/m=∫12PdV/m =∫12Pdν ※故P-V图上, W12为过程线与横轴围成的面积。 规定：热力系统对外界做功为正，外界对热力系统做功为负。 由δW=PdV得： dV0，膨胀,δW0， 系统对外界做功； dV0，压缩,δW0， 外界对系统做功； dV=0，δW=0， 系统与外界之间无功量 传递。 三、热量 是系统与外界之间依靠温差来传递的能量形式，用Q表示 q=Q/m J/kg 规定：传入热力系统的热量为正值，即吸热为正；传出热力系统的热量为负值，即放热为负。 ※热量与功一样，是系统在热力过程中与外界传递的能量形式，因此是过程量，不是状态参数。 四.熵和温熵图 熵S的增量等于系统在 过程中交换热量除以传 热时绝对温度所得的商 ds=δq/T 1Kg工质的熵的单位J/kgK mKg工质熵的单位Ｊ/K 第三节 热力学第一定律 一、热力学第一定律 表述为：当热能与其它形式的能量相互转换时，能的总量保持不变。 对于一个热力系统： 进入系统的能量-离开系统的能量 =系统内部储存能量的变化量 ※热力学第一定律是能量转换与守恒定律在热力学上的具体应用，它阐明了热能和其它形式的能量在转换过程中的守恒关系。 它表达工质在受热作功过程中，热量、作功和内能三者之间的平衡关系。 二、内能-工质内部所具有的各种能量总称 三、闭口系统的能量方程 1、定义: 与外界没有质量交换的系统。 2、能量方程式 　　Q-W=ΔU 四、理想气体的比热 1、比热的定义和单位 热容量：向热力系统加热（或取热）使之温度升高（或降低）1K所需的热量,用C表示。 比热：单位质量工质的热容量，用c表示。即c=C/m 单位J/(kgK）或c=dq/dT（单位质量的物质作单位温度变化时吸放的热量） 2、比热与过程的关系 功量和热量都是过程量，故比热与过程有关。 热力过程中最常见的加热过程是保持压力不变 和容积不变，因此比热也相应的分为定压质量比热和定容质量比热，分别以符号cP 和cν 表 示。绝热指数：K= cP / cν 3、比热与气体性质、温度的关系 实验证明，多数气体的比热随温度的升高而增大，但为使计算简便，不考虑比热随温度的变化，即采用定值比热（或定比热）。 五、理想气体内能的计算 在保持系统容积不变的加热过程中，加热量为： qν=cν(T2-T1) 由热力学第一定律 q=w+Δu 第四节 理想气体的热力过程 要求掌握： 1、过程的定义； 2、过程方程式； 3、过程中各基本参数之间的关系； 4、过程量的计算； 5、过程曲线，重点掌握P-V曲线，对T-S 曲线作一般了解； 6、多变过程的概念。 工程热力学把热机循环概括为工质的热力循环，热力循环分成几个典型的热力过程—定容、定压、定温和绝热—称为基本热力过程。 一、定容过程 1、定义：过程进行中系统的容积（比容）保持不变的过程。 2、过程方程式：ν=常数 3、参数间的关系： 5、过