发动机原理教案3、发动机原理基础知识(3)

发动机原理教案3、发动机原理基础知识(3) 总第3次课课题授课班级授课日期发动机原理基础知识 （3）xx.9.179. 181、掌握研究发动机循环的目的 2、掌握发动机实际循环的内容教学目标 3、熟知发动机实际循环示功图 4、了解发动机实际循环的特点发动机实际循环示功图重点、难点发动机实际循环的特点教具多媒体图片及动画教学过程 一、组织教学师生问好，清点人数。 二、复习（提问） 三、介绍本节课内容本节课主要讲述发动机实际循环示功图及其特点等。 四、导入（接合提问） 五、新课讲授（播放课件）发动机的实际循环 1、目的发动机循环的各个过程进行情况直接影响发动机性能，研究发动机的循环，目的是找出改善发动机循环、提高发动机性能的一般规律。 2、发动机的实际循环在发动机的实际工作中，燃料燃烧的热能，通过工质的膨胀转化为机械功，这种连续不断地把热能变为机械功的循环，称为发动机的实际循环。 3、示功图气缸内工质的压力p随气缸工作容积v或曲轴转角变化的图形称为示功图。 示功图有两种基本形式以气缸工作容积为独立变量的称为pV示功图；以曲轴转角为独立变量的称为p示功图，也称展开示功图。 示功图是研究实际循环的依据，一般由专门的仪器在发动机工作时直接测得。 4、实际循环过程组成由进气、压缩、燃烧、膨胀、排气等五个过程组成。 1）进气过程（r-a线）作用为热功转换做准备。 （1）排气终了时气缸内压力P（r点）高于大气压P0，残余废气膨胀，压力由排气终点的压力Pr降到压力Pr （2）活塞下行，新鲜工质被吸入气缸。 由于进气系统的阻力，进气终了压力Pa一般小于大气压力P0，压力差P0Pa用来克服进气系统的阻力。 由于新鲜工质受到发动机高温零件和残余废气的加热，进气终了的温度Ta总高于大气温度T0。 （3）一般进气终了的压力Pa及温度Ta大致范围是汽油机Pa=（0.80.95）P0Ta=310340K柴油机Pa=（0.750.90）P0Ta=370400K增压柴油机Pa=（0.91.0）p0Ta=340420K （4）增加进气量的有效措施在气缸容积一定时，提高进气终了压力、降低进气终了温度。 意义增加循环加热量，在循环效率一定时，可增加循环净功，从而提高发动机动力性。 2）压缩过程（a-c线）作用提高气缸内气体的温度和压力，为着火燃烧创造有利条件。 工质被压缩的程度用压缩比表示。 压缩比压缩初始气体的容积与压缩终了气体的容积之比。 压缩比是发动机的一个重要结构参数。 选用时要考虑许多因素。 汽油机常常为了提高热效率希望加大压缩比，但受到汽油机爆燃及表面点火的限制。 在柴油机中，为保证喷入气缸的燃料能及时自燃以及冷起动时可靠着火，必须使压缩终点有足够高的温度，因此有较高的压缩比。 压缩比的大致范围是汽油机=710柴油机=1422增压柴油机=12153）燃烧过程（c-z线）作用将燃料的化学能转变为热能，使工质的压力及温度升高，为膨胀功创造条件。 燃烧过程放出的热量越多，放热时越接近上止点，则热效率越高。 （1）在汽油机中，当活塞压缩到上止点前某一刻（图中c点）汽油与空气形成的混合气由电火花点燃，火焰迅速传遍整个燃烧室，使工质的压力及温度急剧上升，其压力在极短的时间内达到最高值pmax(pz)。 因此，接近定容加热（如图中c-z段）。 （2）在柴油机中，同样应在上止点前开始喷油（图中c点），柴油微粒迅速蒸发而与空气混合，并借助于空气的热量而自燃。 燃烧开始时，燃烧速度很快，而气缸容积变化很小，工质温度，压力剧增，所以接近定容加热（图中c-z段）。 随后是边喷油边燃烧，燃烧速度慢，且随着活塞下移气缸容积增大，所以气缸压力升高不大，而温度继续上升，因此接近等压加热（图中zz段）。 （3）燃烧的最高爆发压力pz（pmax）及最高温度Tz(Tmax)的数值范围是pz（MPa）Tz（K）汽油机3.06.522002800柴油机4.59.018002200增压柴油机9.013.04）膨胀过程（z-b线）膨胀过程是燃烧后的高温高压气体在气缸内膨胀，推动活塞由上止点向下止点移动而作功的过程。 随着气缸容积增大，气体的压力、温度迅速下降。 膨胀终点b的压力Pb及温度Tb的范围是Pb（MPa）Tb（K）汽油机0.30.612001500柴油机0.20.510001200可见，由于柴油机膨胀比大，转化为有用功的热量多，热效率高，所以膨胀终了的温度和压力均比汽油机小。 5）排气过程（b-b-r线）作用排出燃烧废气，为下一循环的进气作好准备。 排气终了的温度常作为检查发动机工作状态的技术指标。 因为排气温度低，说明燃料燃烧后，转变为有用功的热量多，工作过程进行的好。 如果发现排温偏高，应立即查明原因。 排气终了的压力pr与温度Tr大致范围是Pr（MPa）Tr（K）汽油机（1.05