第二章 发动机工作循环及性能指标.ppt

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1、第二章发动机工作循环及性能指标本章要求：了解：发动机的热平衡。理解：发动机的实际循环过程，机械损失。掌握：示功图分析法，主要性能指标。第一节发动机的实际循环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-四冲程柴油机Ｐ图四冲程汽油机ＰＶ图五个工作过程：1、进气过程2、压缩过程3、燃烧过程—化学能→热能4、膨胀过程5、排气过程—排气温度是

2、重要参数第二节内燃机的性能指标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：顺时针正功-循环指示功；逆时针负功-泵气功;机械损失功示功图上循环曲线所围成的面积的大小表示功的多少。在气缸完成一个循环，工质对活塞所做的功，用WCi（J）表示。WCi=∮P

3、dv（WCi相当于Ｆ１代表的功）一、指示功和平均指示压力1、指示功（或循环指示功）1）定义：发动机单位气缸工作容积每循环做的指示功。Pi=Wci/Vh(kpa)2）单位：Wci（J），Vh（L），Pi（kpa）3）Pi，Wci==>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:Pi=700-1300kpa柴油机:Pi=650-1100kpa增压柴油机:Pi=900-2500kpa2、平均指示压力Pi二、指示功率Nii—气缸数；Pi—平均指示压力（kpa)；n—转数，r/

4、min；τ—行程数；Vh（L）—汽缸工作容积。当τ＝４时：Pi，Ni，动力性指标。定义：单位时间内所做的指示功，Ni,KW。Ni=Wci/t(N.m/s)KWKW三、指示燃油消耗率gi定义：单位指示功所消耗的燃油量，用gi表示。gi＝（1000×Gf/Ni）[g/kw·h]Gf—每小时的燃油消耗量，［kg/h］；Ni—指示功率，［kw］。gi，ηi，经济性指标。四、指示热效率ηi定义：实际循环指示功Wci与所用燃油的发热量Q1之比值,用ηi表示。Ni—［KW］；Hu—［KJ/kg］燃料热值；Gf—［kg

5、/h］；gi—［g/kw·h］可以看出：ηi∝1／gi标定工况下，ηi，gi的大致范围：giηi汽油机：205～3200.25～0.40柴油机：170～2050.40～0.50内燃机的有效指标一、机械损失功率Nm和有效功率Ne1.机械损失：主要包括：⑴摩擦损失：活塞环与缸壁间，各轴承与轴颈间，气门传动机构的摩擦。占总损失的60～75%。⑵驱动附属机构的能量损失占10～20%。⑶泵气损失：占10～20%。2.机械损失功率Nm:因机械损失所消耗的功率3．有效功率Ne:Ne＝Ni-Nm:曲轴对外输出的功率。二

6、、有效扭矩（转矩）MeNe：功率；[KW]Me：扭矩；[N.m]n：转速；[r/min]是发动机工作时曲轴输出的平均扭矩。Men=9549(KW)三、平均有效压力Pe1.定义：单位气缸工作容积的循环有效功。是评价发动机动力性和强化程度的重要指标。2.与Ne的关系：Pe—平均有效压力［kpa］，Vh—汽缸工作容积［L］对四冲程发动机，τ＝4，3.对于结构一定的发动机，平均有效压力Pe与扭矩Me成正比。汽油机:Pe=650-1200kpa；　柴油机:Pe=600-950kpa四、升功率NL，比重量Ge１．升

7、功率NL：发动机每升工作容积发出的有效功率。NL＝Ne/(i·Vh)[kw/L]从有效功率的角度，衡量发动机排量利用的程度，NL越大，发动机的强化程度越高，发出一定有效功率的发动机尺寸越小。２．比重量：发动机的净重量G与所发出功率Ne的比值。Ge＝G/Ne表征重量利用程度和结构紧凑性。※升功率和比重量都是发动机的强化程度指标。越大，内燃机的热负荷和机械负荷越高。五、有效燃油消耗率和有效热效率１.有效燃油消耗率:单位有效功率的油耗量。ge＝1000×Gf/Ne[g/kw·h]Gf:每小时的油耗量,［kg/

8、h］Ne:有效功率[kw]２．有效热效率：发动机的有效功We与所消耗的燃油发出的热量Q1的比值。ηe＝We/Q1＝3.6/(ge·Hu)×106＝Wiηm/Q1＝ηiηmge:有效燃油消耗率;Hu:燃料的低热值［kJ/kg］※ge、ηe是发动机的经济性能指标。总结1、按评价发动机性能的不同使用方面常用的性能指标：Ne,Me,ge结构设计方面常用的性能指标（强化程度指标）：Pe,NL.Ge2、发动机铭牌或产品说明上注明的指标，都是在标定工况下