发动机工作循环与性能指标.doc

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随气缸工作容积而变化的图形表示，简称示功图，由示功仪得到。一、进气过程：(a)进气终了 汽油机：P=（0.75-0.90）P T=（370-400）K柴油机：P（0.80-0.95）P T（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n1Pvn1=常数Pc=pavan1/vcn1=pa e n1Tc=Taen1-1汽油机：Pc8002000Kpa Tc600700K柴油机：Pc30005000 Kpa Tc7501000K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 ，放热。 用一平均压缩多变指数n1代替n1Pvn2=常数 汽油机Pb=pzvzn2/vbn2=pz/ e n2 Tb=Tz vzn2-1/vbn2-1= Tz / e n2-1 柴油机Pb=pz/ n2 Tb= Tz / 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PiWi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。PiWi （Kpa）。 Wi=PiWi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。 NiWi .i.n.2 PiVhin/30三、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。gi1000 B/Ni g/kwh四、指示热效率I循环指示功Wi与所用燃油的发热量Q1之比值,用I表示。 I= Wi/Q1=3600/giHu10-3 =3、6106/ giHu第三节 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）。 NePeVhin/3010-3三、扭矩Me 曲轴对外输出的扭矩。Me=T.rNeT.r 2n/(601000) Men/30000 NeMenPeMe/1000Vhi PeMe 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）。NLNeb/(IVh) kw/L2、比重量Ge： 发动机净重量G与标定功率Neb的比。GeG / 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。 ge1000B / Ne g/kwh六、有效热效率e 有效功We与所消耗的燃油发出的热量Q1的比值。 eWeQ13.6106/ (ge Hu) gee 第四节机械损失与机械效率一、机械损失1、组成：摩擦损失。活塞环与缸壁间，各轴承与轴颈间，气门传动机构的摩擦等。6075%驱动附属机构的能量损失。1020%泵气损失。1020%2.机械损失评价指标 （1）机械损失功率：发动机机械损失所消耗的功率，用Nm表示。 NeNi-Nm （2）平均机械损失压力Pm：单位气缸工作容积的机械损失功。NmPmVhIh /(30)10-3 kwPePiPm kpa二、机械效率m有效功率与指示功率的比值。 mNe / N i Nm/N I mPe /Pi Pm/ Pi m表示指示功转变为有效功的程度。mNe/NIQ1e/Q1iemi gemi三、影响m的因素1、最高压力PZ PZ过大，摩擦损失m2、转速n n各种机械损失增加 Pm m3、负荷（转速一定） 负荷 Pi，Pm近似不变 m 怠速工况，NiNm Ne0 m=04、润滑油粘度 粘度内部摩擦 Nm Ni基本不变m 粘度Pmm 粘度过小，机油的承载能力太低，油膜破裂，干摩擦Pm ，m5、冷却水温度过高或过低，Nmm 水温合适（8090） Nm m6、发动机技术状况 使用时间长，技术状况差，Nmm 漏气 Ni润滑与冷却变坏Nmm 第五节发动机的热平衡 燃油燃烧所产生的热量恒等于转变为有效功与各散失的热量之和。Q1=Qe+Qs+