汽车发动机原理动力经济性指标.PPTVIP

《汽车发动机原理》清华汽车系课件 《汽车发动机原理》 任课教师： 王建昕 马凡华 总学时： 48 ?1~8周，4学时 8~16周，2学时 ? ? 序言 一、汽车发动机的特点 ◎既是汽车的重要部分，也是最广泛应用的动力机械 航空、铁路运输、农机、船舶、移动发电源。。。 ◎燃气轮机、电机（电动车）、混合动力、燃料电池等都有可能作为汽车发动机，但汽油机和柴油机在未来几十年内会保持其主导地位 ◎既有普通机械的全部特征，又有复杂的热-功转换过程 二、本课程主要内容 ◎???? “构造课”--入门、“原理课”--理论 ◎???? 3部分10章：循环分析与能量利用、混合气形成与燃烧、特性与控制 ?三、本课程学习方法 ◎???? 以讲课内容为准、辅以自学和课下作业、实验课 ◎???? 计算不多，但侧重于理论分析（过程复杂难以计算） ◎???? 体系看似面大离散，注意抓纲 ◎???? 发展的学科而不是静止的（尤其是近年） ◎???? 汽油机与柴油机的相互对比、融会贯通 ◎ 注意复习相关课程内容（汽车构造、热工、流体…….） 四、课外作业与考核方式 ◎每章布置作业一次，每二章检查一次 ◎?最终成绩： 期中考占40%、期末考占40%、作业占20% ? 五、讲义： “ 汽车发动机原理教程”， 刘峥、王建昕，清华大学出版社，2001年 主要参考书籍 ◎ “内燃机学”， 周龙保等，机械工业出版社，1999年 ◎?“汽车拖拉机发动机”（第3版），董敬等，机械工业出版社，1997年 ◎“内燃机原理”，唐开元等，译自“Internal Combustion Engine Fundamental”, J.B.Heywood 第一篇 动力输出与能量利用 ◎主要讲述发动机的动力性和经济性 ◎能源是世界5大问题之一，汽车发动机的最高热效率一般＜40%。 内容组成： 1章 动力经济性指标与影响因素 2章 燃料与工质 3章 循环分析与能量利用 4章 换气过程与循环充量 第一章 动力经济性指标 评价发动机性能的主要指标： 1、动力性指标——功率、转矩、转速、平均有效压力 2、经济性指标——燃油消耗率、（润滑油消耗率） 3、环保性指标——有害排放物、噪声、振动（公害） 4、使用性指标——可靠性、耐久性、维修方便性 1.1 工质对活塞作功及示功图 1、工质——进行能量转换的气体或流体 蒸汽机—蒸汽、水轮机—水 内燃机—工作过程中汽缸中的气体 空气+可燃混合气+已燃气体（变化的） 发动机构造图 2、活塞作功 规定： ◎工质对活塞作功为正功 ◎活塞对工质作功为负功 P Pa Pr 3、示功图定义 定义：发动机汽缸内工质压力p随汽缸容积v（或曲轴转角φ）的变化曲线称为示功图（如图1-1，是最常用的研究热-功转换的手段）。 （1）两种示功图：pv图、pφ图（压力图或展开示功图） （2）如图，记汽缸压力为p、汽缸截面积为F、 活塞位移为x，则： 工质对活塞作功 　　 W=p ? F ? x 微元功 　　　　 dw=p ? F ? dx = p dv 每循环所作功 　　 Wi=∮pdv ◎ Wi称为循环功，也称为指示功，因为它是由“示功器”测得的示功图计算出的。 4、自然吸气四冲程发动机的示功图分析 （1）循环动力功（动力过程功）—压缩冲程和燃烧膨胀冲程所作之功，W1+W3，正功； （2）泵气过程功—排气冲程和进气冲程所作之功（以p0线为分界），W2+W3，可正、可负； 与泵气有关的功： （3）理论泵气功—忽略流动阻力时的进排气压力与汽缸压力之差所作之功，自吸式发动机为0（设气门瞬时开启到最大且流速足够慢），即泵气功为一直线； （4）泵气损失功—推出损失功与吸气损失功之和，W2+W3；（与排气损失功不同，不包括排气门早开带来的膨胀损失） （5）实际泵气功—理论泵气功减去泵气损失功，-（W2+W3） 自然吸气四冲程发动机的示功图分析 两种指示功： （6）净指示功—考虑泵气损失时的指示功， 循环动力功+实际泵气功 即：（WI+W3）-（W2+W3）= W1-W2 （有些书上仅给出结果，忽略W3） （7）总指示