发动机的性能.ppt

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1、第一章发动机的性能性能：动力性、经济性、可靠耐久性、运转性能（冷起动性能、排放、振动、噪声）、使用维修性、加工工艺性等以性能为研究对象，深入到工作过程的各个阶段，分析影响这些性能的各种因素，从中找出提高性能的一般规律本章主要内容预备知识：工程热力学基础【1.理想气体的多变过程，p-v图；2.熵的概念，T-s图；3.卡诺循环与卡诺定理】发动机的理论循环四冲程发动机的实际循环实际循环的评定指标——指示指标发动机动力性和经济性评定——有效指标发动机的环境指标发动机的机械损失发动机的热平衡预备知识：工程

2、热力学基础理想气体的多变过程工质——工程热力学中，把实现热能与机械能相互转换的工作物质称为“工质”。热机的运转是依靠气态工质在特定条件下不断改变他的热力状态（简称状态），执行某一具体的热工转换过程来实现的。状态参数——标志气体热力状态的宏观物理量叫做气体的状态参数。常用状态参数有六个：压力p、温度T、比体积v、内能U、焓H、熵S。其中，p、T、v是可以直接用仪表测量，且其物理意义易被理解，成为描述工质状态最常用的基本状态参数。理想气态状态方程式（克拉贝隆方程式）——用来描述热力系统平衡状态下三个

3、基本状态参数之间关系的方程式。mkg理想气体pV＝mRT1kg理想气体pv＝RT1mol理想气体pVm＝RmT热力过程——热力系统从一个状态变化到另一个状态所经历的全部状态的总合。热力循环——一个封闭的热力过程，即使工质由初始状态出发，经过一系列变化又回到初始状态的过程。过程方程式——描述热力过程中，状态参数变化规律的方程式。如：定压过程：p=constantT/v=constant定温过程：T=constantpv=constant定容过程：v=constantT/p=constant理想气体

4、的多变过程上述过程的共同特点：在热力过程中，某一状态参数值保持不变。而许多实际热力过程中往往是所有状态参数都在变化，但状态参数的变化往往遵循一定规律。这一规律可表示为pvn=constant符合这一方程的过程称为多变过程。n——多变指数，某一多变过程中n为定值，不同的多变过程，n值不同，可在0～±∞之间变化。n=0、1、k、±∞？绝热过程（定熵过程）——n=cp/cv时的多变过程。n用k表示，即k=cp/cv，称为绝热指数或等熵指数。cp——比定压热容。物理意义：p一定时1kg工质升高1K内能的

5、增加量cv——比定容热容。物理意义：v一定时1kg工质升高1K焓的增加量。∵cp>cv∴k>1热力学第一定律表达式：输入系统的能量-系统输出的能量=系统储存能量的变化压容图（p-v图，示功图）——表示热力过程中p-v之间相互关系的坐标图。如：熵及温熵图（T-s图，示热图）熵：熵的增量等于系统在可逆过程中交换的热量除以传热时的绝对温度所得的商。温熵图（T-s图，示热图）——表示热力过程中T-s之间相互关系的坐标图。如：卡诺循环与卡诺定理法国工程师卡诺(S.Carnot)，1824年提出卡诺循环热二

6、律奠基人效率最高卡诺循环——由两个定温过程和两个绝热过程交错组成的可逆过程。卡诺循环示意图4-1绝热压缩过程，对内作功1-2定温吸热过程，q1=T1(s2-s1)2-3绝热膨胀过程，对外作功3-4定温放热过程，q2=T2(s2-s1)卡诺循环热机效率T1T2Rcq1q2w卡诺循环热机效率(Carnotefficiency)•t,c只取决于恒温热源T1和T2而与工质的性质无关；卡诺循环热机效率的说明•T1t,c,T2c，温差越大，t,c越高•当T1=T2，t,c=0,单热源热机不可能•T

7、1=K,T2=0K,t,c<100%，热二律第一节发动机理论循环进行理论循环分析的意义定义：发动机的理论循环是将非常复杂的实际工作过程加以抽象简化，忽略一些次要因素，所得出的简化循环。意义：通过对理论循环的研究，可以清楚地确定影响性能的某些重要因素，从而找到提高发动机性能的基本途径一、三种基本循环目的：用简单的公式阐明发动机工作过程中各基本热力参数之间的关系，以明确提高经济性和动力性的基本途径。确定循环热效率的理论极限，以判断实际发动机工作过程的经济性和循环进行的完善程度以及改进潜力。有利

8、于分析比较发动机各种热力循环方式的经济性和动力性。建立理论循环的简化假设假设工质是理想气体，其物理常数与标准状态下的空气物理常数相同。假设工质是在闭口系统中作封闭循环。假设工质的压缩及膨胀是绝热等熵过程。假设燃烧是外界无数数个高温热源定容或定压向工质加热。工质放热为定容放热。根据加热方式不同，发动机有三种基本空气标准循环：定容加热循环（汽油机，混合气燃烧迅速）定压加热循环（高增压和低速大型柴油机，受燃烧最高压力的限制）混合加热循环（高速柴油机）三种基本循环2012-9-05定容加热循环定容循环的