发动机原理课件—第二章发动机工作循环与性能指标.ppt

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1、第二章发动机工作循环及性能指标本章主要内容:1、发动机实际循环２、发动机性能指标３、机械效率及其影响因素4、发动机热平衡第一节发动机的实际循环重点掌握:1、示功图分析２、五个工作过程的特点一、概述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-二、四行程发动机示功图a：进气终点c：压缩终点z：燃烧终点b：膨胀终点r：排气终点Va-气缸的总容积Vc-气缸的压缩容积Vs-气缸的工作容积TDC-上止点BDC-下止点四冲程柴油

2、机Ｐ图四冲程汽油机ＰＶ图三、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—排气温度是重要参数第二节发动机的性能指标重点掌握:1、各指标的定义、单位和公式２、指示指标与有效指标的区别3、机械损失概述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；

3、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Wi（J）表示。Wi=∮Pdv（Wi相当于Ｆi=F1-F2代表的面积）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。（则：Wi可表示为以该压力使活塞移动一个行程所作的功）Pmi=Wi/Vs(kpa)2）单位：Wi（J），Vs（L），Pmi（kpa）3）Pmi，Wi==>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:Pmi=800-1500kpa柴油机:Pmi=700

4、-1100kpa增压柴油机:Pmi=1000-2600kpa2、平均指示压力Pmi二、指示功率Pii—气缸数；Pmi—平均指示压力（kpa)；n—转数，r/min；τ—行程数；Vs（L）—汽缸工作容积。当τ＝４时：Pmi，Pi，动力性指标。定义：单位时间内所做的指示功，Pi,KW。Pi=Wi/t(N.m/s)KWKW三、指示燃油消耗率bi定义：单位指示功所消耗的燃油量，用bi表示。bi＝（1000×B/Pi）[g/kw·h]B—每小时的燃油消耗量，［kg/h］；Pi—指示功率，［kw］。bi，ηit，经济性指标。四、指示热效率ηit定义：实际循环指示功Wi与所用燃油的发热

5、量Q1之比值,用ηit表示。Pi—［KW］；Hu—［KJ/kg］燃料热值；B—［kg/h］；bi—［g/kw·h］可以看出：ηi∝1／bi标定工况下，ηit，bi的大致范围：biηit汽油机：205～3400.30～0.40柴油机：170～2100.40～0.50内燃机的有效指标一、机械损失功率Pm和有效功率Pe1.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等。占总损失的60～75%。（8～20%）Pi⑵驱动附属机构的能量损失占10～20%。（1～5%）Pi⑶泵气损失：占10～20%。（2～4%）Pi2.机械损失功率Pm:因机械损失

6、所消耗的功率3．有效功率Pe:Pe＝Pi-Pm:曲轴对外输出的功率。二、有效转矩）TtqPe：功率；[KW]Ttq：转矩；[N.m]n：转速；[r/min]是发动机工作时曲轴输出的平均转矩。TtqnPe=9550(KW)三、平均有效压力Pme1.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的重要指标。2.与Pe的关系：Pme—平均有效压力［kpa］，Vs—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Pme=700-1300kpa;柴油机Pme=600-1000kpa;增压柴油机Pme=900-220

7、0kpa四、强化指标１．升功率PL：发动机每升工作容积发出的有效功率。PL＝Pe/(i·Vs)[kw/L]从有效功率的角度，衡量发动机排量利用的程度，PL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．比质量：发动机的干质量m与所发出标定功率Pe的比值。me＝m/Pe表征质量利用程度和结构紧凑性。3．强化系数Pme×Cm：平均有效压力Pme与活塞平均速度Cm的乘积单位：MPam/sCm：柴油机4～14(m/s)，汽油机：7～18(m/s)＊强化系数越大，内燃机的热负荷和机械负荷越高。强化系数范围：（MPam/