发动机工作循环与性能指标.docVIP

第二章 发动机工作循环与性能指标 了解：发动机的热平衡。 理解：发动机的实际循环过程，机械损失。 掌握：示功图分析法，主要性能指标。 第一节　　发动机的实际循环 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。通常用气缸内的工质压力Ｐ随气缸工作容积Ｖ而变化的图形表示，简称示功图，由示功仪得到。 一、进气过程：(ｒ—a) 进气终了 ＰａＰｏ ＴａＴｏ 汽油机：Pａ=（0.75-0.90）Pｏ Tａ=（370-400）K 柴油机：Pａ＝（0.80-0.95）Pｏ Tａ＝（310-340）K 二、压缩过程（a-c） 压缩过程的作用是增大工作过程的温差，获得最大限度的膨胀比，提高热功转换效率，同时也为燃烧过程创造有利条件。 理论上压缩过程是绝热过程，实际上是个多变过程。 多变指数n1’： (开始 n1’ K ，吸热； ( ( n1’ =K ，绝热； (后期 n1’ K ，放热。 用一平均压缩多变指数n1代替n1’ Pvn1=常数 Pc=pavan1/vcn1=pa ( n1 Tc=Ta(n1-1 汽油机：Pc＝800~2000Kpa Tc＝600~700K 柴油机：Pc＝3000~5000 Kpa Tc＝750~1000K 当汽缸发生泄漏时，将使压缩终点的工质温度、压力下降，以至启动困难，功率减小。另外，泄漏对多变指数也有影响，当泄漏量增大时，n1减小。 三、燃烧过程(c-Z) 四、膨胀过程(Z-b) 理论上膨胀过程是绝热过程，实际上是个多变过程。 多变指数n2’： (开始 n2’ K ，吸热； ( ( n2’ =K ，绝热； (后期 n2’ K ，放热。 用一平均压缩多变指数n1代替n1’ Pvn2=常数 汽油机Pb=pzvzn2/vbn2=pz/ ( n2 Tb=Tz vzn2-1/vbn2-1= Tz / ( n2-1 柴油机Pb=pz/δ n2 Tb= Tz /δ n2-1 五、排气过程(b –r) 排气温度可作为检查发动机状况手段。 分析： 1、循环指示功Wi 一个汽缸内完成一个循环，工质对活塞所做的功，用Wi表示。 2、与理论循环比较（损失功） （1）泵气损失进（进排气系统阻力损失）Wr （2）传热和漏气损失Wb （3）非瞬时燃烧和后燃损失Wz （4）提前排气损失W 第二节 发动机的指示指标 以工质对活塞所做的功(Wi)为基础 用来评价工作循环的好坏，研究发动机的工作过程。 一、平均指示压力Pi Wi与气缸的工作容积有关，不能反映不同汽缸作功能力 单位气缸工作容积每循环做的指示功。 Pi＝Wi／Ｖｈ （Kpa）。 Wi=PiＶｈ Wi可以设想一个恒定不变的力作用在活塞顶上，使活塞移动一个行程所作的功。 二、指示功率Ni 单位时间内所做的指示功，用Ni表示。 Ni＝Wi .i.n／６０.2 ＝PiVhin/30τ 三、指示燃油消耗率gI 每小时单位指示功所消耗的燃油量，用gI表示。 gi＝1000 B/Ni [g/kw·h] 四、指示热效率ηI 循环指示功Wi与所用燃油的发热量Q1之比值,用ηI表示。 ηI= Wi/Q1=3600/giHu×10-3 =3、6×106/ giHu 发动机的有效指标 以曲轴对外输出的功为基础的性能指标。 用来评定发动机性能的好坏。 一、平均有效压力Pe 单位气缸工作容积所输出的有效功。 Pe=We/Vh 二、有效功率Ne 曲轴对外输出的功率（单位时间内曲轴对外所作的功）。 Ne＝PeVhin/30τ×10-3 三、扭矩Me 曲轴对外输出的扭矩。 Me=T.r Ne＝T.r 2πn/(60×1000) ＝Meлn/30000 Ne∝Me·n Pe＝Meлτ/1000Vh·i Pe∝Me 四、升功率NL和比重量Ge 升功率NL和比重量Ge是与发动机功率有关的动力性指标。 1、升功率NL： 发动机在标定工况每升工作容积发出的有效功率（标定功率Neb）。 　NL＝Neb/(I·Vh) [kw/L] 2、比重量Ge： 发动机净重量G与标定功率Neb的比。 　Ge＝G / Neb 　NL 、Ge是发动机的强化程度指标。 五、有效燃油消耗率ge 每小时单位有效功的油耗量。 ge＝1000×B / Ne [g/kw·h] 六、有效热效率ηe 有效功We与所消耗