章发动机的性能.ppt

发动机原理朱昌吉 电话Email: zhucj@jlu.edu.cn  参考书目 《发动机原理》 林学东 《汽车拖拉机发动机》 董敬 《汽车构造》（上册） 陈家瑞 《工程热力学》 陈贵堂 《发动机原理》讲义 讲授内容 第二章 发动机的性能（6学时） 发动机理论循环 四行程发动机的实际循环（二冲程不讲） 发动机有效指标 （热平衡不讲） 机械损失 第三章 发动机的换气过程（4学时） 四行程发动机的换气过程 充气效率及影响因素 提高充气效率的措施（增压技术不讲） 废气再循环系统 第四章 发动机的燃料及燃烧（4学时） 发动机的燃料 燃料的使用特性 燃烧过程初步 第五章 汽油机混和气形成和燃烧（6学时） 汽油机的燃烧过程 汽油机混和气形成的特点 燃烧室（重点掌握技术要求及设计原则） 第六章 柴油机混和气形成和燃烧（6学时） 柴油机燃烧过程 燃油喷射和雾化 混和气形成和燃烧室 柴油机运行指标对燃烧过程的影响 第七章 发动机特性（4学时） 发动机工况、发动机台架实验、 负荷特性、速度特性、万有特性、调整特性 第二章 发动机的性能 内燃机：在气缸内将燃料的化学能通过燃烧转为热能，再通 过曲柄连杆机构将热能转化为机械能的动力机械装置 内燃机是通过工作循环连续不断进行工作的，工作循环进行的好坏直接影响到内燃机的各项性能。因此，我们从内燃机的循环开始引出内燃机的各项性能指标。 $2.1 发动机理论循环 燃烧 膨胀 在内燃机中燃料化学能 → 工质热能 →机械功。这一过程十分复杂，为抓住内燃机中热功转换的主要矛盾，寻找提高内燃机性能的主要方向。我们把实际循环加以简化，抽象出理论循环。 理论循环的定义 在一定的简化条件下将发动机的实际工作循环按燃烧过程不同，抽象为几种典型的热力学可描述的过程，用于获得一定的评价指标及各种参数对性能指标的影响规律。 第二章 发动机的性能 热力学典型过程特征 表达形式：P-V图和T-S图 状态方程（理想气体）：PV=nRT，P为压力，V为体积，n为气体的摩尔数，R与气体成份相关的热力学常数，T为温度 典型热力过程（定压、定容、等温、等熵 ）的特征 卡诺循环与内燃机的动力循环 绝热压缩、 等温加热过程、 绝热膨胀做功过程、 等温放热过程 第二章 发动机的性能 引言： 性能指标概述 定义：评价发动机优劣的依据 分类：A按来源分，B按评价内容分 A：理论指标：基于理论循环得出的动力性、经济性指标； 指示指标：基于缸内实际循环得出的动力性、经济性指标； 有效指标（实用指标）：发动机实际运行中所表现出的各种性能指标。 “几个下标的含意t: 理论的（theory），i：指示的（indicated）e:有效的（effective）” B：动力性指标 Pe，Ttq，n； 经济性指标：ηe，b，B； 运行指标：冷启动、噪声、排放； 加工工艺：可靠性、耐久性、成本 第二章 发动机的性能 $2.1 发动机理论循环 简化条件 封闭循环：排气、吸气过程为定容放热，无物质交换； 压缩过程、膨胀过程为绝热（等熵：PVk=C），不考虑传热损失； 热源加热：燃烧过程为瞬时热源加热（定容或定压），不考虑燃烧过程的时间损失； 理想工质：工质为空气、不考虑成份变化及数量变化； 可逆过程：循环中无能量的损失只有能量的转换，总熵产为0，可用热力学的循环来表示。 第二章 发动机的性能 理论循环历程 等熵（绝热）压缩：a-c、工质加热（理想燃烧过程）c-z、等熵（绝热）膨胀：z-b、定容放热（理想换气过程）：b-a. 理论循环分类：（取决于工质加热方式） 定容加热循环（汽油机）：燃烧迅速、上止点（定容：余隙容积）加热。 定压加热循环（高增压、低速大型柴油机）：上止点后燃烧