内燃机循环及性能评价指标.ppt

文档介绍：内燃机循环及性能评价指标
本章主要内容
内燃机的理论循环和实际循环
评定内燃机的性能评价指标
内燃机的热平衡
第一节概述
内燃机热功转换及能量传递过程示意图
从燃料和空气进入气缸混合燃烧到对外输出做工需经过三个环节:
1、混合气的形成并导入气缸的过程;
2、燃烧放热过程;
3、能量的传递过程。
总热量—机械功—指示功(循环功)—有效功
第二节内燃机的理论循环
定义:内燃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,忽略一些因素,所得出的简化循环。
意义:通过对理论循环的研究,可以清楚地确定影响内燃机性能的某些重要因素,从而找到提高内燃机性能的基本途径。
一、卡诺循环与内燃机的动力循环
卡诺循环:P-V图;T-S图
卡诺循环组成:
1、绝热压缩过程(a-c)
2、等温加热过程(c-z)
3、绝热膨胀做功过程(z-b)
4、等温放热过程(b-a)
热效率(卡诺效率)见式2-1a
二、三种理论循环
等容加热循环
等压加热循环
混合加热循环
见13页图2-3
根据加热方式不同,发动机有三种基本理论循环:
等容加热循环(汽油机,混合气燃烧迅速)
定压加热循环(高增压和低速大型柴油机,受燃烧最高压力的限制)
混合加热循环(高速柴油机)
三、理论循环的评价
循环热效率ηt
定义:工质所做循环功W(J)与循环加热量Q1(J)之比
意义:评定循环经济性
循环平均压力pt
定义:单位气缸容积所做的循环功, 用来评定循环的做功能力
意义:评定循环动力性(做功能力)
循环热效率ηt
按工程热力学公式,混合加热循环热效率为
ε一压缩比,ε=Va/Vc=(Vs+Vc)/Vc=1+Vs/Vc,其中,Va为气缸总容积,Vc为气缸压缩容积,Vs为气缸工作容积;(汽油机7-10,柴油机14-22,增压柴油机12-15)
λ一压力升高比,λ=pz/pc;
ρ一预膨胀比, ρ=Vz/Vz’=ε/δ;
δ—后膨胀比,δ=Vb/Vz;
K一绝热指数
定容加热循环(ρ=1)热效率为
定压加热循环(λ=1)热效率为
影响ηt的因素
l. 压缩比ε
提高ε,可以提高循环平均吸热温度,降低循环平均放热温度,扩大循环温差,增大膨胀比,三种循环的ηt都提高。图1-3表示定容加热循环热效率随压缩比变化的情况。