汽车发动机原理全套配套课件 2发动机性能指标(新).ppt

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1、第二章发动机循环与性能指标第二章发动机循环与性能指标主要内容：发动机实际循环的简化与评价；对理想循环的修正；发动机实际循环影响因素；发动机热平衡；发动机性能指标；机械损失机械效率；燃料与燃烧化学。一、三种基本循环发动机的理想循环简化条件：1）假设工质为理想气体，其物理常数与标准状态下的空气物理常数相同2）假设工质在闭口系统中作封闭循环3）假设工质的压缩及膨胀是绝热等熵过程4）假设工质燃烧为定容或定压加热，工质放热为定容放热(热源加热)5）假设循环过程为可逆循环第一节发动机的理想循环1.混合加热循环循环特点：将燃烧过程假想为由定

2、容加热和定压加热过程两部分组成：a-c绝热压缩过程c-z’定容加热，加热量为z’-z定压加热，加热量为z-b绝热膨胀过程b-a定容放热，放热量为适用范围：高速柴油机2.定容加热循环循环特点：将燃烧过程假想为定容加热过程a-c绝热压缩过程c-z定容加热，加热量为z-b绝热膨胀过程b-a定容放热，放热量为适用范围：汽油机3.定压加热循环循环特点：将燃烧过程假想为定压加热过程a-c绝热压缩过程c-z定压加热，加热量为z-b绝热膨胀过程b-a定容放热，放热量为适用范围：高增压和低速大型柴油机二、循环评定指标第一节发动机的理论循环由一定量

3、的燃料能够得到尽可能多的功发动机的性能由一定的气缸工作容积能够得到尽可能多的功定义：工质所作循环功与循环热量之比。式中W--作循环功Q1--循环加热量Q2--循环放热量1、循环热效率根据工程热力学公式，混合加热循环热效率为：等熵指数K发动机压缩比预膨胀比压力升高比1、循环热效率当时为定容加热当时为定压加热1、循环热效率影响循环热效率的因素（1）压缩比随着压缩比的增大，三种循环的t，但其提高率将随值的不断增大而逐渐降低。在压缩比很小时，随着压缩比的提高，t增长很快；在较大时，再增加效果很小。当=20左右时，

4、t不大柴油机=12～22影响循环热效率的因素（2）绝热指数K当相同时，K增大，t影响循环热效率的因素（3）压力升高比在定容/定压加热循环中，由公式可知，t与无关。影响循环热效率的因素在混合加热循环中，当循环总加热量和压缩比不变时，Q2t；（4）预膨胀比定压循环中，Q1若压缩比不变Q2t；影响循环热效率的因素混合加热循环中，Q1和压缩比不变，等压加热t2、循环平均压力循环平均压力是单位工作容积的循环功，用以评定发动机的做功能力。根据工程热力学公式，混合加热循

5、环平均压力为式中---压缩始点的压力定容定压三、三种基本循环的比较第一节发动机的理论循环选择依据循环方式汽油机压缩比定容加热柴油机压力定压加热发动机采用工作循环的依据--热效率最大四冲程发动机的实际循环包括进气、压缩、燃烧、做功和排气第二节四冲程发动机的实际循环与热损失新充量进入气缸的过程由于残余废气pr高于po，随着活塞下行，残余废气膨胀，压力由pr下降到低于大气压力的pr’。在压力差的作用下，新鲜气体被吸入气缸，直到活塞达下止点后，进气门关闭为止。一、进气过程（图a中r-r‘-a线）由于进气系统阻力，进气终了的压力pca，仍

6、低于大气压力po。进气终了气体因受到高温零件和残余废气的加热，其温度Tca总是高于大气温度To。压缩过程中，进、排气门均关闭，活塞从下止点向上止点移动，缸内工质受压后温度和压力不断上升。目的：提高工作过程的温度，使工质获得最大限度的膨胀比，提高循环热效率，为着火燃烧创造有利条件。二、压缩过程（图a中ac‘c线）压缩开始：工质温度较低，受缸壁加热，多变指数n大于定熵指数k随着工质温度升高，到某一瞬时与缸壁温度相等，多变指数n等于定熵指数k(热交换为零)随着工质温度升高，向缸壁散热，多变指数n小于定熵指数k二、压缩过程复杂的多变过程

7、汽油机(图2-2b)，由电火花点燃混合气，火焰迅速传遍整个燃烧室，使工质的压力及温度急剧上升，在极短的时间内达到最高值——接近定容加热。柴油机(图2-2a)，上止点前开始喷油、燃烧。初始时，燃烧速度很快，气缸容积变化很小，工质温度、压力剧增，接近定容加热中。随后是边喷油边燃烧，燃烧速度慢，且随着活塞下移，气缸内容积增大，气压力升高不大，温度继续升高，接近等压加热。三、燃烧过程(图中c‘—z线)上止点前点火或自燃。燃烧放热量越多，越靠近上止点，则热效率越高。实际燃烧过程中，有散热损失，燃烧需要时间，因此存在非瞬时燃烧损失。三、燃烧

8、过程膨胀过程是燃烧后的高温、高压气体在气缸内膨胀，推动活塞由上止点向下止点移动而作功的过程。图2-1中zb线为膨胀曲线。随着气缸容积增大，气体的压力、温度迅速下降。四、膨胀过程(图中z—b线)膨胀过程中，与压缩过程中情况相似，是非绝热过程，不仅有散热损失、漏气损