第一章 发动机的工作循环和性能指标.ppt

定义： 公式： 3.油耗线法 实验方法： 保证内燃机转速不变，如逐渐改变柴油机供油齿条的位置，测出每小时耗油量B随负荷变化的关系，绘制成曲线，这个曲线称为负荷特性曲线，在曲线中找出接近直线的线条，并顺此线条作延长线，直到与横坐标相交，则交点到坐标原点的长度即该机的平均机械损失压力。 二.发动机热平衡 实验方法： 首先将内燃机调整到给定工况稳定工作，测定其有效功率，然后停止向一个气缸（例如第一缸）供油，并调整测功器的阻力矩，使内燃机恢复到原来的转速，再测定内燃机的有效功率，由于有一个气缸不工作，第二次测得的有效功率比第一次测得的小，两者之差即为停油气缸的指示功率，然后恢复第一缸的工作，同法，依次使各缸熄火，即可测得对应的有效功率、……。 2.灭缸法 适用：多缸柴油机 不适用：汽油机(偏差大)，废气涡轮增压内燃机，单缸机 各缸的指示功率为： 将上列各式相加得到整机指示功率为： 因此，机械损失功率为 * 复习： 假定： 1．工质是理想气体，其物理常数与标准状态下的空气 物理常数相同。 2．工质是在闭口系统中作封闭循环。 3．工质的压缩和膨胀过程是绝热的、等熵的过程。 4．燃烧是外界无数个高温热源定容或定压向工质加热。 5.工质放热为定容放热。 内燃机理论循环 第一章 发动机的工作循环和性能指标 第一节 发动机的理论循环 一、三种基本循环 汽油机 混合气燃烧迅速，气缸内温度压力增长很快，可以认为其燃烧过程基本是在容积不变的条件下进行的，即可简化为定容加热循环。 高增压和低速大型柴油机 高速柴油机 ——混合加热循环 ——定压加热循环 ——定容加热循环 由于受燃烧最高压力的限制，大部分燃料是在上死点以后燃烧，燃烧时气缸压力变化不显著，是在压力基本上一定的情况下进行，即可简化为等压加热循环。 介于两者之间，其燃烧过程可认为是先定容加热后定压加热的组合，即可简化为混合加热循环。 三种基本循环 二．评定循环的指标 1．循环热效率 热效率是用来评定循环的经济性。 2．循环平均压力 循环平均压力用来评定循环的动力性。 三．理想循环的指标 混合加热循环： 定压加热循环： 定容加热循环： （一） 理想循环影响因素的分析 1．压缩比 2．绝热指数 3．压力升高比 4．预膨胀比 四、理想循环的分析和比较 1.当初态相同,加热量Q1及压缩比ε分别相等时 2.当吸热量及循环最高压力p3分别相同时 （二）三种循环热效率的比较 一、发动机的实际循环 进气 压缩 燃烧 膨胀 排气 四行程 进气行程 压缩行程 膨胀行程 排气行程 动画 工作过程： 行程： 第二节 发动机的实际循环 二、示功图 1、示功图的概念 发动机气缸内的压力随气缸工作容积或曲轴转角而变化的坐标图，称为示功图。 2、示功图的形式 p-v图和p-φ图 动画 表示工质在气缸内受到的压缩程度。 3、示功图的认识 上止点（top dead center——TDC） 下止点（bottom dead center——BDC） 压缩比 气缸工作容积 压缩终点气缸容积 气缸总容积 1、进气过程 （r-a） 进气过程开始时，进气门打开，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动。 对于非增压发动机： ①由于进气系统的阻力，进气终了压力 ②因为气流受到内燃机高温零件及残余废气的加热，进气终了的温度 三、实际循环分析 2、压缩过程（a-c） 进、排气门均关闭，活塞由下止点向上止点移动。 理论循环中压缩过程是绝热的，实际上，内燃机的压缩过程是一个复杂的多变过程 。 在柴油机中，其压缩终了的压力和温度均比汽油机高许多。这是由于柴油机的ε比汽油机大的原因。 汽油机ε＝6～10， 柴油机ε＝14～22 进排气门均关闭，活塞在上止点附近。 燃烧过程的作用是：将燃料的化学能转变为热能，使工质的压力、温度升高，放出的热量越多，放热时越靠近上止点，热效率越高。 柴油机因为压缩比高，燃烧最高爆发压力很高，但因相对于燃油的空气量大，所以最高燃烧温度反而比汽油机低。 ３、燃烧过程（c－z） 　　由于柴油机膨胀比大，转化为有用功的热量多，热效率高，所以，膨胀终了的温度和压力均比汽油机小。 　　进排气门均关闭，高温、高压的工质推动活塞，由上止点向下止点移动，膨胀做功，气体的压力、温度迅速降低。 膨胀过程比压缩过程更为复杂，除有热交换和漏气损失外，还有补燃现象。所以，膨胀过程也是一个多变过程。 ４、 膨胀过程（z－b） ５、排气过程（b－v） 膨胀过程结束，