汽车发动机原理课件（1-4章）绝对的好课件.pptVIP

第一章 发动机的性能 第一节 发动机理论循环 第二节 四冲程发动机的实际循环 第三节 发动机的指示性能指标 第四节 发动机的有效性能指标 第五节 机械损失与机械效率 第六节 热平衡 发动机的性能指标：主要有动力性能指标（功率、转矩、转速）、经济性能指标（燃料及润滑油消耗率）及运转性能指标（冷起动性能、噪声和排气品质）等。 衡量一台发动机的质量主要是对以上性能指标进行评定，但在评定时不仅要考虑性能指标，还要把可靠性、耐久性、结构工艺性、使用维修性、生产实际条件以及使用特点等多方面予以综合评定。 本章主要阐述发动机的动力性能指标、经济性能指标、及运转性能指标。通过深入到发动机工作过程的各个阶段，对它们进行分析，从中找出影响性能的因素及提高性能的一般规律。 第一节 发动机理论循环 一、三种基本循环 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，忽略次要因素后建立的循环模式。 为建立理论循环研究，必须对发动机的实际过程进行必要的几点简化假设： 1）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，整个循环中的工质的物理性质及化学性质不变，工质比热容为常数； 2）工质是在闭口系统中做封闭循环，忽略进、排气过程； 3）工质压缩、膨胀过程 （复杂的多变过程） 简化为绝热等熵过程； 4）燃烧是外界无数个高温热源等容或等压向工质加热，工质放热为等容放热； 5）循环过程为可逆过程。 通过对理论循环的研究，达到以下目的： 1）确定循环热效率的理论极限，以判断实际发动机经济性能和工作过程进行的完善程度以及改进的潜力； 2）有利于分析比较发动机不同热力循环方式的经济性能和动力性能； 3）通过分析发动机理论循环的热效率和平均压力，明确提高以理论循环热效率为代表的经济性能和以平均压力为代表的动力性能的基本途径。 三种发动机的理论循环： 1）混合加热循环－－车用高速柴油机 2）等容加热循环－－早期低速汽油发动机； 3）等压加热循环－－高增压和低速大型柴油机 对三种发动机的理论循环进行对比分析，有利于准确全面理解理论循环及其影响因素的物理实质，发动机的理论循环分析传统上就是这三种循环的对比分析，下图是这三种循环的P－V图： 二、循环热效率?t ?t 是工质所做循环功W（J）与循环加热量Q1（J）之比，用以评定循环经济性。 式中?t 是循环热效率，w是工质所做循环功（J）， Q1循环加热量（J）， Q2是工质在循环中放出的热量（J）。 （一） 混合加热循环 －车用柴油机的理想循环 1 .循环特征参数 （1） 压缩比 （2） 压力升高比 （3） 初始膨胀比 2. 热效率 3. 分析 （1） ? 为定值 ?? ? ?t? ；?? ? ?t ? 。? = 1 ? ?t = const. （汽油机，定容加热循环） （2） ?? ? ?t ? ；当 ? = 20 左右时，?? ? ?t ? 不大 柴油机 ? = 12～22 （二）等容加热循环（奥托OTTO循环） － 汽油机的理想循环 1 .热效率 因为: 初始膨胀比 所以: 热效率 （三）定压加热循环（狄赛尔DIESEL 循环） －船舶用大型低速柴油机的理想循环 1 .热效率 因为: 压力升高比 所以: 热效率 从理论循环可知，在用于指导实践时必须考虑到发动机实际工作条件的约束和限制： 1）结构条件的限制：尽管从理论循环的分析可知，提高压缩比?和压力升高比?对提高循环热效率?t 有利，但这将导致最高循环压力Pz的急剧升高，从而对承载零件的强度要求更高，这势必缩短发动机的使用寿命，降低发动机的使用可靠性，为此只好提高发动机的质量，结果造成发动机体积与制造成本的增加。因此，在实际设计时，对上述参数的选择必须根据具体情况权衡利弊而定； 2）机械效率的限制：发动机的机械效率?m是与气缸中的最高压力Pz密切相关的，因为Pz值决定了曲柄连杆机构的质量、惯性力以及主要承压面积的大小等。不加限制地提高?、?，将引起?m的下降。从有效指标上看，将导致由压缩比?、压力升高比?提高而带来的收益得而复失。这一点，对于本来压缩比已经很高的柴油机来说更为明显。 3）燃烧方面的限制：若压缩比定得过高，汽油机将会产生爆燃、表面点火等不正常燃烧现象。对于柴油机而言，过高的压缩比将使压缩终了的气缸容积变得很小，对制造工艺的要求极为苛刻，燃烧室设计的难度增加，也不利于燃烧的高效进行。 目前，柴油机的压缩比?一般在12～22之间，最高循环压力Pz＝7～14MPa，压力升高比?在1.3～2.2左右。汽油机的压缩比?＝6～12， Pz＝3～8.5MPa， ?在2.0～4.0左右。 三、循环平均压力 循环平均压力Pt（kPa）是指单位气缸容