柴油机工作循环.pptVIP

本次课 2课时 内容 1、柴油机工作循环 思考与分析 1、柴油机有哪两种示功图，各有何用途？ 2、二冲程柴油机与四冲程柴油机的p-V示功图有何不同？ 3、理想循环有哪几点假定？柴油机的理想循环有哪四种？ 4、分析三种加热循环的热效率。 5、分析pz、?、?、?t、 ?在不同理想循环的关系。 第八章 柴油机工作循环和主要性能指标 ? 第一节 柴油机的工作循环 一、柴油机的两种示功图 二、柴油机的理想循环 三、柴油机的实际循环 1．换气过程 2．压缩过程 3．燃烧过程 4．膨胀过程 第八章 柴油机工作循环和主要性能指标（P199） 柴油机是将燃料的化学能转变为热能，并将热能转变为机械能的动力机械，而这种能量的转换是在柴油机的每一个工作循环中完成的。因此，工作循环完成的情况将直接影响到能量转换的完善程度，而柴油机的主要性能指标则是表示工作循环完成情况的参数。本章将对工作循环及工作过程进行分析和研究，从而了解影响柴油机性能的主要因素，掌握提高其性能的基本途径和具体措施。 第一节 柴油机的工作循 研究柴油机气缸内的工作过程，首先要用仪表测量出能正确反映缸内实际情况的实验数据。 最常用的是测量气缸的压力，因压力容易测量，且测得工质压力后，利用热力学的基本公式，能求出工质温度、内能、计算焓、功和热量等热力参数，可进行循环分析。 一、柴油机的两种示功图 表示气缸内工质压力变化的图形叫示功图。 示功图有p-V示功图和p-?示功图两种形式， dra‘a为进气过程。 ac为压缩过程。 cze是燃烧过程。 eb‘为膨胀过程。 b‘brr’是排气过程。 drr‘为进、排气阀重叠开启、燃烧室扫气阶段。 上面的环形面积faczeb‘bf表示工质从压缩行程到膨胀行程作的正功（向外输出）。 下面的环形面积fdrrf代表工质在进、排气行程中作的功，在增压柴油机中亦为正值； （2）非增压四冲程柴油机的p-V示功图 图中，环形面积a‘afr’rda‘为负功，即消耗功，（因为进气压力线rda’在排气压力线br‘r下面）。 此负功在柴油机循环的分析中称泵气损失。 （3）二冲程柴油机的p-V示功图。 进、排气过程没有占用单独的活塞行程，因而也没有相应的环形面积。 b、a－排气口开启、关闭。 d、g－扫气口开启、关闭。 bdfga－进、排气过程。 aczebfa面积代表工质在一个循内对外作的功。 2．p-?示功图 气缸内的工质压力随曲轴转角变化的图形叫p-?示功图。 p-V示功图不适于研究燃烧过程，因为燃烧过程发生在上止点附近，此时活塞运动速度（相当于气缸容积变化速率）很慢，难以从p-V图上看出这一区间内压力变化的特点。以曲轴转角为横座标，把上止点附近的压力变化图形展开，故又称展开示功图，在柴油机性能研究中得到广泛的应用。 p-?示功图 由于它主要用于分析燃烧过程，故只画出了压缩与膨胀行程部分，即360?。 b‘为排气阀开启时刻。 a为进气阀关闭时刻。 其他点与P-V图相同。 增压与非增压柴油机有类似的图形。 二冲程柴油机的p-?示功图也与此基本相同。 必须指出，p-?示功图曲线下的面积不能直接代表工质在一个循环内对活塞作的功，需经一定的数学运算才能求出。 二、柴油机的理想循环 在柴油机中，为了连续实现燃料化学能——热能——机械能的转换，需不断重复由进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程组成的循环，其实际进行情况十分复杂。 为了能用热力学的基本理论和公式分析研究柴油机循环，需将实际循环理想化和抽象化。基于热力学基本理论建立起来的柴油机循环称为理想循环。 1、理想循环的几点假定 （1） 工质为理想气体。其分子量与比热同纯空气在物理标准状态时的相同。在整个循环中，比热和化学成分不变。燃料的燃烧过程用外界热源向工质加热过程代替，其方式可以是定容、或定压、或定容与定压混合过程； （2）循环为闭口体系。不更换工质，其数量也不变，故无进、排气过程与气体的漏泄； （3）压缩与膨胀过程为绝热过程。与外界没有热交换，也不存在摩擦； （4）废气排出带走热量的过程用工质向外界冷源放热过程代替。 因此，这样的理想循环是一个闭口体系的可逆热力循环。在能量转换过程中只有冷源损失，对四冲程和二冲程柴油机都适用。由于对工质所作的假定，有人称它为空气标准循环。 2、柴油机的四种理想循环 （1）等容加热循环如图所示： 等容加热循环的热效率用?t表示，即 ?——压缩比， K—工质的绝热指数． 当压缩比超过10时， ?t