发动机原理与汽车理论2.ppt

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1、第2章发动机工作循环和性能指标本章主要内容：发动机的理性循环及其热效率发动机的实际工作循环发动机的评价指标：指示指标和有效指标发动机的机械损失和机械效率2.1发动机理性循环假定条件：⑴工质为理想气体：⑵封闭循环：无漏气或工质交换⑶压缩和膨胀过程为绝热过程：即与外界无热交换。⑷用定容放热替代换气过程、定压或定容加热替代燃烧过程。2.1.1定容循环定容循环的特点：吸、放热过程：是定容过程。压缩、膨胀过程：是绝热过程热效率：其中：：压缩比k：绝热指数，对空气：k＝1.4tv2.1.2定压循环定压循环的特点：吸热过程：是定

2、压过程；放热过程：是定容过程。压缩、膨胀过程：是绝热过程热效率：其中：：压缩比，＝Va/Vcρ：预膨胀比，ρ＝V3/V2k：绝热指数，对空气：k＝1.4热效率分析：①为定值，tp②为定值，tp因此，应该合理选择值。2.1.3混合循环混合循环的特点：吸热过程：是定压过程和定容过程；放热过程：是定容过程。压缩、膨胀过程：是绝热过程热效率：其中：：压缩比，＝Va/Vc；ρ：预膨胀比，ρ＝V3/V2：压力升高比，＝p3/p2k：绝热指数，对空气：k＝1.4循环平均压力：单位气缸容积所做的循环功。p

3、t＝W/Vs混合加热循环的循环平均压力：其中：pa：压缩始点压力（kPa）：压缩比，＝Va/Vc；ρ：预膨胀比，ρ＝V3/V2：压力升高比，＝p3/p2k：绝热指数，对空气：k＝1.4热效率分析：①压缩比：t；但随着值的增大，t提高率逐渐降低。②绝热指数k：t。③t。④t。⑤、，p3，发动机的强度和可靠性下降。⑥=1tv（定容加热循环）；=1tp（定压加热循环）。目前发动机的压缩比、压力升高比和最高工作压力p3的大致范围：参数p3(kPa)汽油机

4、6~112~43000~8000柴油机12~221.3~2.25000~140002.2发动机实际工作循环2.2.1进气过程0~1曲线：由于进气阻力，压力低于大气压。由于零件高温和残余废气的加热，进气终了温度高于大气温度。上述条件产生进气损失。一般进气终了的压力和温度的大致范围是：参数p1(kPa)T1(K)汽油机(0.75~0.90)p0370~400柴油机(0.80~0.95)p0310~3402.2.2压缩过程1~2曲线：作用：⑴提高工质的温度和压力，提高热效率。⑵为冷起动和着火燃烧创造条件。一般压缩终了的压力和温度的大

5、致范围是：参数p2(kPa)T2(K)汽油机800~2000600~750柴油机3000~5000750~10002.2.3燃烧过程2~3~4曲线：燃料越接近上止点附近燃烧，压力和温度升高越大，热效率越高。汽油机提前点火，柴油机提前喷油。燃烧滞后和提前燃烧产生燃烧损失。一般燃烧时的最高压力和最高温度的大致范围是：参数p3(kPa)T3(K)汽油机2940~49002000~2800柴油机5800~88301800~22002.2.4膨胀过程4~5曲线：空气、燃料混合不良，燃烧不完全产生不完全燃烧损失。柴油机的压力高，膨胀比大，

6、转化为有用功的热量多，热效率高。膨胀终了的压力合温度均小于汽油机。一般膨胀终了的压力和温度的大致范围是：参数p5(kPa)T5(K)汽油机294~4901500~1700柴油机196~3921000~14002.2.5排气过程5~0曲线：排气过程中压力始终大于大气压力，温度始终高于环境温度，排气系统的阻力和压差、温差产生排气损失。一般排气终了的压力和温度的大致范围是：参数p0(kPa)T0(K)汽油机(1.05~1.2)p0850~1200柴油机(1.03~1.15)p0700~9002.2.6影响实际循环热效率的主要因素：⑴

7、传热损失⑵工质的泄漏损失⑶进排气损失⑷提前燃烧和补燃损失⑸不完全燃烧损失2.3指示指标定义：以工质对活塞所做的功为计算基准的指标。不考虑摩擦损失和机械损失等。作用：反映从燃烧到热功转换工作循环的好坏。2.3.1指示功和平均指示压力Wi=Ai·a·b(J)pi=Wi/Vs(kPa)汽油机pi=700~1300kPa柴油机pi=650~1100kPa车用增压柴油机：pi=1100~1300kPa发动机实际工作循环1’Wi=pi·Vhpi以一个假想的、大小不变的压力pi作用在活塞上，使活塞移动一个行程所做的功等于循环指示功。2.3.

8、2指示功率Pii：气缸数，Vs：每缸工作容积(L)，：冲程数，pi：平均指示压力(kPa)，n：发动机转速(r/min)。2.3.3指示燃油消耗率和指示热效率⑴指示燃油消耗率gi单位指示功的耗油量。Pi：指示功率mh：每小时耗油量(kg/h)⑵指示热效率ηi实际循环指示功与