内燃机原理内燃机的工作指标与性能课件.ppt

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1、第三章内燃机的工作指标与性能分析3.1内燃机的工作指标3.2内燃机的指示参数3.3内燃机的机械损失及机械效率3.4内燃机的有效参数3.5内燃机的强化指标与强化分析3.6内燃机的热平衡3.7内燃机的热计算3.1内燃机的工作指标内燃机的工作指标是内燃机处于正常运行状态下，描述和表征内燃机性能和工作状态的一组参数或指标，可以定性或定量地比较、分析内燃机的工作性能，是评价内燃机性能高低的有效尺度。内燃机的主要工作指标：（1）动力性指标－功率、转矩、转速；（2）经济性指标－燃料与润滑油消耗率；（3）强化指标－升功率、活塞功率和强化系数；（4）运转性能指标－冷起动性能

2、、噪声和排气品质；（5）耐久可靠性指标－大修或更换零件之间的最长运行时间与无故障长期工作能力。一、内燃机标定性能的主要指标标定性能指标－在标定工况下表征内燃机工作性能的主要指标，是介绍内燃机及其性能的主要参数。标定工况－内燃机在标准大气条件下，其动力性能和经济性能达到设计指标时所处的运行状态。标定功率－在标定工况下，内燃机连续运行时允许发出的最大功率。标定转速－在标定工况下，发出标定功率时内燃机相应的曲轴转速。标定油耗率－在标定工况下，发出标定功率时内燃机所具有的有效油耗率。比质量和比容积－在单位标定功率下内燃机所具有的质量和容积，是用来评价、比较内燃机轻

3、重、紧凑、设计合理性的重要指标。大修期－从新机到进行第一次大修或者两次大修间内燃机累计运行的时间，是表征内燃机可靠性与寿命的重要指标。二、示功图通常利用示功器或数据采集系统来观察或记录相对于不同曲轴转角或活塞位置时气缸内工质压力的变化，所得结果即为p－φ示功图或p－v示功图。三、指示功指示功－内燃机完成一个工作循环所得到的有用功Wi。说明：指示功反映了内燃机在一个工作循环中所获得的有用功的数量，与热功转换的有效程度和气缸容积大小有关。计算方法：每缸每循环的指示功Wi可沿p－v图中封闭曲线进行积分获得，即（1）对于四冲程非增压内燃机，指示功面积Fi＝F1－F

4、2；（2）对于四冲程增压内燃机，指示功面积Fi＝F1＋F2；（3）对于二冲程内燃机，面积Fi就表示指示功；在求得Fi后，可根据下式计算指示功：式中，Fi－示功图面积，cm2；a－示功图纵坐标比例尺，Pa/cm；b－示功图横坐标比例尺，cm3/cm。四、空燃比和过量空气系数3.2内燃机的指示参数指示参数是以工质在气缸内对活塞做功为基础的性能指标，用来评定工作循环进行的好坏。包括：平均指示压力pi、指示功率Ni指示热效率ηi、指示油耗率gi注意：只考虑了热量损失，并未考虑摩擦损失。一、平均指示压力pi1、定义2、分析3、标定工况下的pi值4、影响pi的主要因素

5、1、定义平均指示压力就是内燃机在一个工作循环中单位气缸工作容积，活塞所获得的指示功，即式中，Wi－指示功，kJ；Vs－气缸工作容积，m3。2、分析（1）一个假想的数值不变的气体压力；（2）与气缸容积大小无关，是衡量气缸工作容积利用率高低的一个参数；如：piWi利用率（3）在标定功率及转速下，基本上表征了内燃机的强化程度和工作循环各阶段进行的完善程度。3、标定工况下的pi值类型pi（MPa）非增压汽油机0.4～1.2增压汽油机0.9～1.5非增压四冲程柴油机0.75～1.2增压四冲程柴油机1.2～3.0非增压二冲程柴油机0.5～0.9增压二冲程柴油机1.0～

6、2.2煤气机0.6～1.44、影响pi的主要因素（1）增压度（2）过量空气系数（3）换气质量（4）油气混合的完善程度（5）燃烧完善的程度二、指示功率Ni1、定义2、影响Ni的主要因素3、提高Ni的有效途径1、定义指示功率－内燃机单位时间作用于活塞上的指示功，即式中，Z－动作系数（冲程数）；对于四冲程内燃机，Z＝4；对于二冲程内燃机，Z＝2。返回2、影响Ni的主要因素建立指示功率与工作循环各参数间的数学关系式：式中，Hu－燃料的低热值，kJ；L0′－燃烧1kg燃料所需要的理论空气量，kg；ηv－充气效率；ηi－指示效率；ρs－外界状态下空气密度，kg/m3。

7、返回可见，指示功率与下列四个因素有关：（1）与一个循环内进入气缸的空气量iVsηvρs成正比；（2）与燃烧时燃料热能利用的完善程度ηi成正比；（3）与单位时间内工作循环的重复频率成正比；（4）与过量空气系数成反比。3、提高Ni的有效途径提高指示功率Ni的有效途径:提高增压度，增加进缸充量；提高换气质量，减少废气残存量；完善油气混合；保证良好的燃烧过程。三、指示热效率ηi与指示油耗率gi1、指示热效率ηi2、指示油耗率gi3、影响ηi的主要因素1、指示热效率ηi指示热效率－内燃机一个工作循环的指示功与所消耗的燃料热量之比，即式中，Q1－得到指示功Wi所消耗的

8、热量；mfcyc－每一工作循环向气缸内喷入的燃油量；L0－燃烧1k