文档介绍：--------------------------校验:_____________-----------------------日期:_____________第一章-发动机工作循环及性能指标汇总第一章发动机工作循环及性能指标§1-1发动机理想循环概述一实际循环向理想循环的简化(一)实际循环(以车用柴油机为例)1进气过程:0~1(p>p®p<p)2压缩过程:1~2(p­,T­)初期:工质吸热;后期:工质放热。3燃烧过程:2~3~4(p­­,T­­)4膨胀过程:4~5(p¯,T¯)初期:工质放热;后期:工质吸热。5排气过程:5~0(p>p)(二)实际循环的简化1忽略进、排气过程2压缩、膨胀过程(复杂的多变过程)简化为绝热过程3燃烧过程简化为定容加热过程(2~3)和定压加热过程(3~4)4排气放热简化为定容放热过程5假定工质为定比热的理想气体二理想循环及其分析比较(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)预胀比2热效率计算得:3分析(1)e为定值l­®ht­;r­®ht¯。r=1®ht=const.(汽油机,定容加热循环)(2)e­®ht­;当e=20左右时,e­®ht­不大柴油机e=12~22(二)定容加热循环(奥托OTTO循环)-汽油机的理想循环1热效率因为:预胀比所以:热效率2分析r=1®ht=­®ht­;当e=10左右时,e­®ht­不大且汽油机容易爆燃,因此,汽油机e=6~10(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2分析(1)e为定值r­®ht¯(2)r为定值e­®ht­(四)三种理想循环热效率的比较1初态1相同,压缩比e相同,加热量q1相同2初态1相同,最高压力、最高温度相同,放热量q2相同§1-2发动机实际循环发动机理想循环加上各项损失后,即可分析发动机的实际循环。一工质改变损失(一)工质性质理论上:理想气体,双原子气体。实际上:燃烧前:燃料+空气;燃烧后:燃烧产物。(二)比热理论上:定比热实际上:温度T­®比热C­(三)高温分解例C+O®CO+热量[+O]®CO2+热量其中CO为中间产物,CO2为最终产物。若遇高温,则会发生复分解反应,即高温分解:CO2®CO+O-热量这部分热量虽然在膨胀过程中还可能会释放出来,但由于活塞已接近下止点,做功效果变差,热效率下降。二传热、流动损失(一)传热损失理论上:压缩、膨胀过程为绝热过程。实际上:大量热量通过汽缸壁传给冷却水或空气。传热损失是发动机中的最大损失,占总损失量的30%以上。因此,许多研究者致力于开发绝热发动机。(二)流动损失理论上:闭口系统,没有气体流动损失。实际上:进、排气节流沿程损失,缸内进气、挤压、燃烧涡流损失。三换气损失理论上:忽略进、排气过程。实际上:进、排气门提前开启,迟后关闭。而且有流动阻力。换气损失中逆向循环所包围的面积为泵气损失。泵气损失包含在换气损失之中。四时间损失理论上:定容加热瞬间完成,定压加热速度与活塞运行速度密切配合。实际上:燃烧需要时间。五补燃损失理论上:加热瞬间停止,膨胀过程无加热。实际上:虽然大部分(80%以上)燃料在燃烧过程中燃烧掉,但仍有小部分燃料会拖到膨胀线上才燃烧,做功效果变差,热效率下降。六泄漏损失理论上:闭口系统,无泄漏。实际上:活塞气环不会100%严密密封,总会有些气体窜到曲轴箱中,造成损失。§1-3热平衡总热量:QT=GThu分别转化为一有效功的热量QE[kJ/h](1kw/h=kJ)只有这部分热量做了功,是有用的,所以希望越大越好。一般柴油机:30~40%;汽油机:20~30%。令二传递给冷却介质的热量QS其中Gs-发动机冷却介质的每小时流量[kg/h]cs-冷却介质比热[kJ/kg·℃]t1,t2-冷却介质的进、出口温度[℃]三废气带走的热量QR其中Gr-燃料量[kg/h]Gk-空气量[kg/h]cpr-废气比热[kJ/kg·℃]cp-空气比热[kJ/kg·℃]t1,t2-进、排气温度[℃]四燃料不完全燃烧的热损失QB其中hr-燃料效率五其它热量损失QL发动机热平衡方程式:§1-4指示指标p-V图p-φ图发动机性能指标:指示指标,有效指标指示指标:以工质在汽缸内对活塞做功为基础,评价工作循环的质量。有效指标:以曲轴上得到的净功率为基础,评价整机性能。示功图:发动机缸内压力p随汽缸容积V(p-V图)或曲轴转角f(p-f图)变化的图示。一指示功和平均指示压力(一)指示功一个循环工质对活塞所做的有用功。应该:非增压:增压:因为:不容易测量,实际将归到机械损失中考虑。所以:其中-横、纵座标比例尺指示功大,说明○汽缸工作容积大○热功转换有效程度大。为突出后者,比较不同大小发动机的热功转换有效