发动机原理及汽车性能教案.doc

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1、第一章发动机工作循环及性能指标§1-1发动机理想循环概述一实际循环向理想循环的简化（一）实际循环（以车用柴油机为例）1进气过程:0～1（p>p®pp）（二）实际循环的简化1忽略进、排气过程2压缩、膨胀过程（复杂的多变过程）简化为绝热过程3燃烧过程简化为定容加热过程（2～3）和定压加热过程（3～4）4排气放热简化为定容放热过程5假定工质为定比热的理想气体二理想循环及其分析比较（

2、一）混合加热循环－车用柴油机的理想循环1循环特征参数（1）压缩比（2）压力升高比（3）预胀比2热效率3分析（1）e为定值l®ht；r®ht¯。r=1®ht=const.（汽油机，定容加热循环）（2）e®ht；当e=20左右时，e®ht不大柴油机e=12～22（二）定容加热循环（奥托OTTO循环）－汽油机的理想循环1热效率因为:预胀比所以:热效率（三）定压加热循环（狄赛尔DIESEL循环）－船舶用大型低速柴油机的理想循环1热效率因为:压力升高比所以:热效率2分析（1）e为定值r®ht¯（2）r为定值e®ht（四）三种理想循环热效率的比较1初态1相同，压缩比e相

3、同，加热量q1相同2初态1相同，最高压力、最高温度相同，放热量q2相同§1-2发动机实际循环发动机理想循环加上各项损失后，即可分析发动机的实际循环。一工质改变损失（一）工质性质理论上:理想气体，双原子气体。实际上:燃烧前:燃料+空气；燃烧后:燃烧产物。（二）比热理论上:定比热实际上:温度T®比热C（三）高温分解这部分热量虽然在膨胀过程中还可能会释放出来，但由于活塞已接近下止点，做功效果变差，热效率下降。二传热、流动损失（一）传热损失传热损失是发动机中的最大损失，占总损失量的30%以上。（二）流动损失进、排气节流沿程损失，缸内进气、挤压、燃烧涡流损失。三换气损

4、失换气损失中逆向循环所包围的面积为泵气损失。泵气损失包含在换气损失之中。四时间损失燃烧需要时间。五补燃损失虽然大部分（80%以上）燃料在燃烧过程中燃烧掉，但仍有小部分燃料会拖到膨胀线上才燃烧，做功效果变差，热效率下降。六泄漏损失活塞气环不会100%严密密封，总会有些气体窜到曲轴箱中，造成损失。§1-4指示指标发动机性能指标:指示指标，有效指标指示指标:以工质在汽缸内对活塞做功为基础，评价工作循环的质量。有效指标:以曲轴上得到的净功率为基础，评价整机性能。一指示功和平均指示压力（一）指示功一个循环工质对活塞所做的有用功。（二）平均指示压力单位汽缸工作容积所做的

5、指示功。（假想参数）二指示功率单位时间所做的指示功。若:缸数i，每缸工作容积V[m]，冲程数t，平均指示压力p[p]，转速n[r/min]。则[w][kw]三指示比油耗和指示热效率（一）指示比油耗单位指示功率的耗油量。[g/kw·h]－每小时耗油量[kg/h]（二）指示热效率－做指示功所消耗的热量。§1-5有效指标一有效功率和机械损失功率（一）有效功率单位时间所做的有效功。[kw]其中－平均有效压力。（二）机械损失功率机械损失包括:发动机内部摩擦损失；驱动附件损耗，如:机油泵、燃油泵、扫气泵、冷却水泵、风扇、配气机构；和泵气损失等。[kw]其中－平均机械损失

6、压力。二有效扭矩功率输出轴输出的扭矩。[w][kw][kw]三平均有效压力单位汽缸工作容积所做的有效功。[kpa]四升功率和比重量（一）升功率单位汽缸工作容积所发出的功率。[kw/l]（二）比重量发动机净重量G与所发出有效功率的比值。[kg/kw]，¯®发动机强化程度高。五有效比油耗和有效热效率（一）有效比油耗单位有效功率的耗油量。[g/kw·h]（二）有效热效率－做有效功所消耗的热量。§1-6机械损失一机械效率对于不同类型的发动机，绝对损失大的，其相对损失却不一定也大。必须有一个衡量标准，故引进机械效率的概念。有效功率与指示功率的比值。二机械损失的测定（一

7、）倒拖法－只能在电力测功机上试验发动机与电力测功机相连。起动发动机，冷却水温度、机油温度达正常值。然后使发动机在给定工况下稳定运转。切断发动机的供油（）。将电力测功机转换为电动机使用，在给定转速下倒拖发动机，并维持冷却水温度和机油温度不变。由于此时，因此从电力测功机上所测得的倒拖功率即为发动机在该工况下的机械损失功率。三影响机械效率的因素(一)转速n®□惯性力®活塞对缸壁的侧压力®轴承负荷□各摩擦副相对速度®摩擦损失□泵气损失，驱动附件损耗®®¯若要提高转速来强化发动机，则将成为主要障碍之一。（二）负荷转速n一定，负荷¯时，发动机燃烧剧烈程度¯，平均指示压力

8、¯；而由于转速不变，平均机械损失压力基本保持不变。则