发动机原理-发动机工作循环与性能指标讲义.ppt

第四章 发动机工作循环及性能指标;第一节 发动机的实际循环;一、概述 发动机的实际循环是由进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程所组成。实际循环比理论循环复杂的多。 　通常用气缸内的工质压力Ｐ随气缸工作容积Ｖ或曲轴转角而变化的图形（示功图）来研究。即Ｐ-Ｖ示功图和Ｐ-?　;二、四行程发动机示功图;四冲程柴油机Ｐ??图;四冲程汽油机Ｐ?Ｖ图;三、五个工作过程;第二节 发动机的性能指标;概述 内燃机的性能指标包括： 指示指标：据示功图求得的动力性和经济性指标 它是以工质在气缸内对活塞所做的功为基础的性能指标。 意义：用来评价实际工作循环的好坏，研究发动机的工作过程。 有效指标：考虑到机械损失的指标。小于指示指标 它是以曲轴对外输出的功为基础的性能指标。 意义：用来评定发动机性能的好坏。;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/Vs (kpa) 2）单位：Wi（J），Vs（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=800-1500kpa 柴油机:Pmi=700-1100kpa 　　增压柴油机:Pmi=1000-2500kpa;二、指示功率Pi;三、指示燃油消耗率bi;四、指示热效率ηit;内燃机的有效指标;二、有效扭矩（转矩）Ttg;三、平均有效压力Pme;四、强化指标;3．强化系数Pme×Cm： 平均有效压力Pme与活塞平均速度Cm的乘积 单位：MPa?m/s ＊强化系数越大，内燃机的热负荷和机械负荷越高。 强化系数范围：（MPa?m/s） 汽油机：8～17；小型高速柴油机： 6～11； 重型汽车柴油机： 9～15 升功率和比质量范围： PL（kW/L） me（kg/kW） 汽油机： 25～65 1.1～4.0 汽车用柴油机： 20～40 2.5～9.0 农用柴油机： 8～15 5.5～16 ;五、有效燃油消耗率和有效热效率; 总结：;第三节 机械效率; 一、机械效率 1.机械损失功率:发动机机械损失所消耗的功率（Pm） 2.平均机械损失压力:单位气缸工作容积的机械损失功，Pmm＝Pmi-Pme ;二、影响ηm的因素;2.负荷;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—Qf＝GThu (kJ/h) 转变为有用功的热量—Qe＝3.6×103Ne (kJ/h) 传给冷却介质的热量—Qw＝Gwcs(t2-t1) (kJ/h) (Gw—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＝(GT+Gk)(cprtr-cpktk) (kJ/h) (GT、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＝Qf(1-ηr) (kJ/h) 　　　　　　　　　　　　　　(ηr—燃烧效率） 其他热量损失—Qs＝Qf－(Qe＋Qw＋Qr＋Qb) (kJ/h) ;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。;进气过程;压缩过程;n1的范围：;3、转速与负荷对n1的影响 转速增加，工质向缸壁传热时间短，且工质泄漏减少，则n1增大； 负荷增加，工质温度增高，相对传热和泄漏减少，则n1增大。 4. 压缩终点的压力 Pc=Pa?? n1 [kPa] 压缩终点的温度 Tc= Ta?? n1-1 [k] 5、压缩比的影响及范围 汽油机中,为提高热效率,希望提??压缩比,但受到不正常燃烧的限制；柴油机中,为保证喷入气缸的燃料能及时自燃以及冷启动时可靠着火,需选取较高的压缩比。 汽油机：?=6-9 柴油机：?=14-21;燃烧过程;膨胀过程;排气过程;复习思考题 1、什么是发动机的指示指标、有效指标？它们有什么用途？ 2、发动机的指示指标、有效指标各有哪些？它们的定义、单位是什么？ 3、什么是机械损失？有哪几部分组成？ 4、什么是机械效率？当发动机的转速、负荷、机油粘度、水温发生变化时，ηm怎样变化？