發(fā)動(dòng)機(jī)課件第一二章

1、福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering1機(jī)械工業(yè)出版社 林學(xué)東 編著 主講：沈英主講：沈英福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering參考書目 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理，清華大學(xué)出版社，徐兆坤主編 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理，人民交通出版社，張志沛主編福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程

2、系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering 上課時(shí)間：32(實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)) 考核方式：出勤率10%； 點(diǎn)名三次缺席取消考試資格 作業(yè)10% 實(shí)驗(yàn) 10% 考試70%考試時(shí)間初步定在4.8號(hào)左右學(xué)時(shí)和考核方式福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering1.1 內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展1.2 內(nèi)燃機(jī)在汽車上的應(yīng)用第1章 緒論福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Veh

3、icle EngineeringVehicle Engineering3 3、汽油機(jī)的壓縮比為什么要低于柴油機(jī)？、汽油機(jī)的壓縮比為什么要低于柴油機(jī)？1 1、汽油機(jī)和柴油機(jī)的區(qū)別？、汽油機(jī)和柴油機(jī)的區(qū)別？2 2、汽油機(jī)熱效率高還是柴油機(jī)熱效率高，為什么？、汽油機(jī)熱效率高還是柴油機(jī)熱效率高，為什么？燃料性質(zhì)和點(diǎn)燃方式燃料性質(zhì)和點(diǎn)燃方式混合氣形成特點(diǎn)和負(fù)荷調(diào)節(jié)方式混合氣形成特點(diǎn)和負(fù)荷調(diào)節(jié)方式柴油機(jī)，因?yàn)閴嚎s比高柴油機(jī)，因?yàn)閴嚎s比高思考題思考題福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle E

4、ngineering1.1 概述1.2 內(nèi)燃機(jī)的理論循環(huán)1.3 內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)1.4 內(nèi)燃機(jī)有效性能指標(biāo)1.5 機(jī)械損失1.6 熱平衡第2章 內(nèi)燃機(jī)循環(huán)及性能評(píng)價(jià)指標(biāo)福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering1.11.1 概述概述1.1.1 1.1.1 基本概念：基本概念：內(nèi)燃機(jī)：內(nèi)燃機(jī)：將燃燒化學(xué)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的熱機(jī)，燃料在將燃燒化學(xué)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的熱機(jī)，燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒并轉(zhuǎn)化為氣體的熱能，經(jīng)過氣體膨脹，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒并轉(zhuǎn)化為氣體的熱能，經(jīng)

5、過氣體膨脹，再將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能再將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能兩個(gè)過程：化學(xué)能兩個(gè)過程：化學(xué)能熱能熱能機(jī)械能機(jī)械能 福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering空氣空氣燃料燃料混合氣混合氣Q1Q1WtWtWiWiWeWeQ1Q1：燃料完全燃燒放出的總熱量：燃料完全燃燒放出的總熱量WtWt：機(jī)械功，理論值，不考慮損失：機(jī)械功，理論值，不考慮損失WiWi：指示功，實(shí)際推動(dòng)活塞所做的功，燃燒損失：指示功，實(shí)際推動(dòng)活塞所做的功，燃燒損失WeWe：有效功，對(duì)外輸出功，摩擦損失：有

6、效功，對(duì)外輸出功，摩擦損失循環(huán)熱效循環(huán)熱效率率實(shí)際燃燒過程中的能量損失實(shí)際燃燒過程中的能量損失機(jī)械傳遞過程中的能量損失機(jī)械傳遞過程中的能量損失ttjmjm福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering1.1.2 1.1.2 三大環(huán)節(jié)三大環(huán)節(jié)1. 1. 混合氣形成并導(dǎo)入氣缸的過程混合氣形成并導(dǎo)入氣缸的過程2. 2. 燃燒放熱過程燃燒放熱過程3. 3. 能量傳遞過程能量傳遞過程福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工

7、程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering1. 1. 混合氣形成并導(dǎo)入氣缸的過程混合氣形成并導(dǎo)入氣缸的過程影響燃燒效影響燃燒效率和動(dòng)力性率和動(dòng)力性汽油機(jī)混合方式：主要應(yīng)用于進(jìn)氣道多點(diǎn)噴射的外部擴(kuò)散混合燃燒預(yù)混合燃燒柴油機(jī)非均勻混合的分層燃燒均勻混合燃燒汽油機(jī)式缸內(nèi)直噴的內(nèi)部混合方混合氣形成方式福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering2. 2. 燃燒放熱過程燃燒放熱過程等容加熱循環(huán)等容加熱循環(huán)等壓加熱循環(huán)等壓加

8、熱循環(huán)混合加熱循環(huán)混合加熱循環(huán)控制放熱規(guī)控制放熱規(guī)律律福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering汽油機(jī)汽油機(jī) 混合氣燃燒迅速，氣缸內(nèi)溫度壓力增長很快，可以認(rèn)為其燃燒過程基本是在容積不變的條件下進(jìn)行的，即可簡化為定容加熱循環(huán)。高增壓和低速大型高增壓和低速大型柴油機(jī)柴油機(jī)高速柴油機(jī)高速柴油機(jī) 混合加熱循環(huán)混合加熱循環(huán)定壓加熱循環(huán)定壓加熱循環(huán)定容加熱循環(huán)定容加熱循環(huán) 由于受燃燒最高壓力的限制，大部分燃料是在上止點(diǎn)以后燃燒，燃燒時(shí)氣缸壓力變化不顯著，是在壓力基本上一

9、定的情況下進(jìn)行，即可簡化為等壓加熱循環(huán)。 介于兩者之間，其燃燒過程可認(rèn)為是先定容加熱后定壓加熱的組合，即可簡化為混合加熱循環(huán)。思考題：汽油機(jī)和柴油機(jī)分別可以簡化為哪思考題：汽油機(jī)和柴油機(jī)分別可以簡化為哪種加熱循環(huán)，為什么？種加熱循環(huán)，為什么？福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering3. 3. 能量傳遞過程能量傳遞過程1QWtttjiWWimeWW機(jī)械功機(jī)械功指示功指示功有效功有效功熱能經(jīng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)熱能經(jīng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能化為機(jī)械能混合氣不均勻、不

10、完全燃混合氣不均勻、不完全燃燒損失，燃燒時(shí)間損失燒損失，燃燒時(shí)間損失活塞與氣缸之間摩擦活塞與氣缸之間摩擦曲軸和軸承之間摩擦曲軸和軸承之間摩擦福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering發(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán): :將非常復(fù)雜的實(shí)際工作過程將非常復(fù)雜的實(shí)際工作過程加以抽象簡化，忽略一些次要影響因素，并對(duì)其加以抽象簡化，忽略一些次要影響因素，并對(duì)其中變化復(fù)雜、難于進(jìn)行細(xì)致分析的物理、化學(xué)過中變化復(fù)雜、難于進(jìn)行細(xì)致分析的物理、化學(xué)過程程如可燃混合氣的準(zhǔn)備與燃

11、燒過程等如可燃混合氣的準(zhǔn)備與燃燒過程等進(jìn)行簡進(jìn)行簡化處理，得到便于進(jìn)行定量分析的循環(huán)，稱發(fā)動(dòng)化處理，得到便于進(jìn)行定量分析的循環(huán)，稱發(fā)動(dòng)機(jī)的理想循環(huán)。機(jī)的理想循環(huán)。1.21.2 內(nèi)燃機(jī)的理論循環(huán)內(nèi)燃機(jī)的理論循環(huán)福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering1.2.11.2.1卡諾循環(huán)與內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力循環(huán)卡諾循環(huán)與內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力循環(huán)研究目的研究目的提高熱力動(dòng)力機(jī)械裝置的熱效率提高熱力動(dòng)力機(jī)械裝置的熱效率卡諾循環(huán)與實(shí)際循環(huán)的區(qū)別？卡諾循環(huán)與實(shí)際循環(huán)的區(qū)別？卡諾循環(huán)率取決于

12、什么？卡諾循環(huán)率取決于什么？福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering絕熱壓縮過程絕熱壓縮過程等溫加熱過程等溫加熱過程絕熱膨脹過程絕熱膨脹過程等溫放熱過程等溫放熱過程1 1）卡諾效率取決于高溫?zé)嵩礈囟群偷蜏責(zé)嵩礈囟炔睿┛ㄖZ效率取決于高溫?zé)嵩礈囟群偷蜏責(zé)嵩礈囟炔? 2）實(shí)際循環(huán)效率往往低于卡諾效率）實(shí)際循環(huán)效率往往低于卡諾效率卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle

13、EngineeringVehicle Engineering熱效率（卡諾效率）熱效率（卡諾效率）1212121111TTQQQQQQWtcp提高動(dòng)力循環(huán)的主要途徑，是如何提高高低熱源提高動(dòng)力循環(huán)的主要途徑，是如何提高高低熱源的溫度差的溫度差p任何實(shí)際循環(huán)的熱效率都不可能超過卡諾效率，任何實(shí)際循環(huán)的熱效率都不可能超過卡諾效率，為實(shí)際內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力裝置的燃燒放熱過程的組織指明為實(shí)際內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力裝置的燃燒放熱過程的組織指明方向方向福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineerin

14、g四沖程內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)熱效率取決于什么？四沖程內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)熱效率取決于什么？混合氣形成方式和放熱規(guī)律，汽油機(jī)：均勻混合混合氣形成方式和放熱規(guī)律，汽油機(jī)：均勻混合氣火焰?zhèn)鞑?，燃燒速度快；柴油機(jī)：預(yù)混合燃燒氣火焰?zhèn)鞑?，燃燒速度快；柴油機(jī)：預(yù)混合燃燒和擴(kuò)散燃燒，在氣缸容積膨脹過程燃燒，壓力升和擴(kuò)散燃燒，在氣缸容積膨脹過程燃燒，壓力升高率低高率低壓縮比的匹配壓縮比的匹配福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering1.2.2 三種理論循環(huán)三種理論循環(huán)1、研究理論循環(huán)的

15、目的、研究理論循環(huán)的目的:1) 1) 確定循環(huán)熱效率的確定循環(huán)熱效率的理論極限理論極限，以判斷實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)，以判斷實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和工作過程進(jìn)行的完善程度以及改進(jìn)潛力。濟(jì)性和工作過程進(jìn)行的完善程度以及改進(jìn)潛力。2) 2) 比較發(fā)動(dòng)機(jī)不同熱力循環(huán)方式的比較發(fā)動(dòng)機(jī)不同熱力循環(huán)方式的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性。3) 3) 確定確定提高提高以理論循環(huán)熱效率為代表的經(jīng)濟(jì)性和以平以理論循環(huán)熱效率為代表的經(jīng)濟(jì)性和以平均壓力為代表的動(dòng)力性的基本途徑。均壓力為代表的動(dòng)力性的基本途徑。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle Engi

16、neeringVehicle Engineering1 1 忽略進(jìn)排氣損失，將實(shí)際開口循環(huán)簡化為忽略進(jìn)排氣損失，將實(shí)際開口循環(huán)簡化為閉口循環(huán)閉口循環(huán)；2 2 壓縮過程和膨脹過程簡化為理想的壓縮過程和膨脹過程簡化為理想的絕熱等熵過程絕熱等熵過程；3 3 將燃燒過程簡化為將燃燒過程簡化為等容、等壓加熱等容、等壓加熱或混合加熱過程，或混合加熱過程，排氣過程簡化為等容放熱過程；排氣過程簡化為等容放熱過程；4 4 工質(zhì)可視為工質(zhì)可視為理想氣體理想氣體，在整個(gè)循環(huán)過程中其物理化，在整個(gè)循環(huán)過程中其物理化學(xué)性質(zhì)保持不變，比熱容為常數(shù)；學(xué)性質(zhì)保持不變，比熱容為常數(shù)；2、簡化原則、簡化原則福州大學(xué)福州大學(xué)Fuz

17、hou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering3、發(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán)、發(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán) 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)的三種形式：a) c)。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering1.2.3 理論循環(huán)的評(píng)價(jià)理論循環(huán)的評(píng)價(jià)1、循環(huán)熱效率、循環(huán)熱效率(簡稱簡稱熱效率熱效率) ：1212111QQQQQQWt式中：式中： 工質(zhì)所做工質(zhì)所做循環(huán)功（循環(huán)功（J） 循環(huán)加熱

18、量（循環(huán)加熱量（J） 工質(zhì)在工質(zhì)在循環(huán)中放出的熱（循環(huán)中放出的熱（J）tW1Q2Q理論循環(huán)是用理論循環(huán)是用循環(huán)熱效率循環(huán)熱效率和和循環(huán)平均壓循環(huán)平均壓力力來評(píng)定。來評(píng)定。評(píng)定循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering壓力升高率壓力升高率預(yù)脹比預(yù)脹比壓縮比壓縮比czPP /zzVVcaVV /福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle

19、Engineering2、循環(huán)平均壓力、循環(huán)平均壓力 ：sstVQVWp1ttp評(píng)定循環(huán)的動(dòng)力性(kPa)式中： 循環(huán)所做的功（J） 氣缸工作容積（L）WsV福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering3理想循環(huán)的指標(biāo)理想循環(huán)的指標(biāo) ) 1() 1(1111kkkttktkkpp11111混合加熱循環(huán)混合加熱循環(huán)：) 1(1.111kkkttktkkpp) 1(.1.11定壓加熱循環(huán)定壓加熱循環(huán)：111kttktkpp) 1(1.11定容加熱循環(huán)定容加熱循環(huán)：

20、等熵指數(shù)等熵指數(shù)壓力升高率壓力升高率預(yù)膨脹比預(yù)膨脹比壓縮比壓縮比三種理論循環(huán)的熱效率三種理論循環(huán)的熱效率均與壓縮比和等熵指數(shù)均與壓縮比和等熵指數(shù)有關(guān)有關(guān)福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering) 1() 1(1111kkkttktkkpp11111混合加熱循環(huán)混合加熱循環(huán)：三種理論循環(huán)的熱效率三種理論循環(huán)的熱效率均與壓縮比和等熵指數(shù)均與壓縮比和等熵指數(shù)有關(guān)有關(guān)u提高壓縮比可以擴(kuò)大循環(huán)高低溫?zé)嵩吹臏夭睿黾优蛎浱岣邏嚎s比可以擴(kuò)大循環(huán)高低溫?zé)嵩吹臏夭?，增加膨?/p>

21、比，從而提高循環(huán)熱效率，但當(dāng)壓縮比大于比，從而提高循環(huán)熱效率，但當(dāng)壓縮比大于14后，隨壓縮后，隨壓縮比的增加，熱效率增加率減小，而機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷卻成比的增加，熱效率增加率減小，而機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷卻成比例增加比例增加u空氣的等熵指數(shù)空氣的等熵指數(shù)k=1.4，但實(shí)際循環(huán)是工質(zhì)而非純空氣的，但實(shí)際循環(huán)是工質(zhì)而非純空氣的多變過程。一般多變指數(shù)多變過程。一般多變指數(shù)nk，提高多變指數(shù)使其接近純空，提高多變指數(shù)使其接近純空氣，可提高熱效率氣，可提高熱效率福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehic

22、le Engineering 從理論循環(huán)的分析可知，提高壓縮比從理論循環(huán)的分析可知，提高壓縮比和壓力升和壓力升高比高比對(duì)提高循環(huán)熱效率對(duì)提高循環(huán)熱效率t起著有利的作用，但發(fā)動(dòng)起著有利的作用，但發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作條件機(jī)實(shí)際工作條件約束和限制約束和限制循環(huán)熱效率提高。循環(huán)熱效率提高。發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作條件對(duì)循環(huán)熱效率提高循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作條件對(duì)循環(huán)熱效率提高循環(huán)熱效率的約束和限制：熱效率的約束和限制：1)零件的強(qiáng)度和可靠性的限制零件的強(qiáng)度和可靠性的限制 2)機(jī)械效率的限制機(jī)械效率的限制3)燃燒方面的限制燃燒方面的限制福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工

23、程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering1、壓縮比及加熱量分別相同時(shí)比較、壓縮比及加熱量分別相同時(shí)比較c壓縮比壓縮比 相同相同加熱量加熱量 相同相同初態(tài)初態(tài)1 1相同相同VmpQQQ222 等容加熱循環(huán)熱效率最高，而等壓加熱循環(huán)的等容加熱循環(huán)熱效率最高，而等壓加熱循環(huán)的均最低。欲提高混合加熱循環(huán)的熱效率均最低。欲提高混合加熱循環(huán)的熱效率 ，應(yīng)增加等，應(yīng)增加等容加熱循環(huán)的等容部分。容加熱循環(huán)的等容部分。1Q絕熱壓縮絕熱壓縮等容加熱等容加熱等壓加熱等壓加熱福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系

24、車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering2、加熱量及循環(huán)的最高壓力分、加熱量及循環(huán)的最高壓力分別相同時(shí)比較別相同時(shí)比較加熱量加熱量 相同相同初態(tài)初態(tài)1 1相同相同循環(huán)的最高壓力相同循環(huán)的最高壓力相同1Qvmp 對(duì)于高增壓柴油機(jī)，為了得到較高的熱效率，對(duì)于高增壓柴油機(jī)，為了得到較高的熱效率，宜按等壓加熱循環(huán)工作。宜按等壓加熱循環(huán)工作。tvtmtp福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering3、最高溫度、最高壓力分別相

25、同時(shí)、最高溫度、最高壓力分別相同時(shí)比較比較1pmvQQQ22243222TmaxTmax和和PmaxPmax相同，則放相同，則放熱量相同熱量相同加熱量、壓縮比不同加熱量、壓縮比不同1v1m1pQQQtvtmtp 當(dāng)氣缸內(nèi)最高壓力或者最高溫度受到限制時(shí)，當(dāng)氣缸內(nèi)最高壓力或者最高溫度受到限制時(shí)，適當(dāng)提高工質(zhì)的壓縮程度，增加等壓加熱部分，適當(dāng)提高工質(zhì)的壓縮程度，增加等壓加熱部分，有利于提高循環(huán)熱效率有利于提高循環(huán)熱效率福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineeringac

26、zz1b1bu對(duì)于等容循環(huán)，當(dāng)壓對(duì)于等容循環(huán)，當(dāng)壓縮比不變時(shí)，增大壓力縮比不變時(shí)，增大壓力升高率能提高熱效率嗎？升高率能提高熱效率嗎？為什么？為什么？當(dāng)壓力升高比增加時(shí)，循環(huán)加熱量當(dāng)壓力升高比增加時(shí)，循環(huán)加熱量Q1增加，最高壓力和增加，最高壓力和溫度相應(yīng)提高，導(dǎo)致溫度相應(yīng)提高，導(dǎo)致Q2/Q1不變，所以熱效率不變。不變，所以熱效率不變。czPP /1212111QQQQQQWt福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering回顧回顧1、a混合加熱循環(huán)，可將高速柴油機(jī)

27、簡化為混合加熱循環(huán)混合加熱循環(huán)，可將高速柴油機(jī)簡化為混合加熱循環(huán)2、b等容加熱循環(huán)，可將汽油機(jī)簡化為等容加熱循環(huán)等容加熱循環(huán)，可將汽油機(jī)簡化為等容加熱循環(huán)3、c等壓加熱循環(huán)，可將低速柴油機(jī)機(jī)簡化為等壓加熱循環(huán)等壓加熱循環(huán)，可將低速柴油機(jī)機(jī)簡化為等壓加熱循環(huán)福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering卡諾循環(huán)可簡化為哪四個(gè)個(gè)過程？卡諾循環(huán)可簡化為哪四個(gè)個(gè)過程？壓力升高率壓力升高率預(yù)脹比預(yù)脹比壓縮比壓縮比 zzVVczPPcaVV福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou Un

28、iversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering1.3 內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)1、進(jìn)氣沖程、進(jìn)氣沖程 圖圖a）2、壓縮沖程、壓縮沖程 圖圖b）3、做功沖程、做功沖程 圖圖c）（燃燒和膨脹過程）（燃燒和膨脹過程）4、排氣沖程、排氣沖程 圖圖d）福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering1 1、進(jìn)氣行程、

29、進(jìn)氣行程 進(jìn)氣過程開始時(shí)，進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞由進(jìn)氣過程開始時(shí)，進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)。上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)。對(duì)于非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)：對(duì)于非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)： 由于進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力，進(jìn)氣終了壓力由于進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力，進(jìn)氣終了壓力 因?yàn)闅饬魇艿絻?nèi)燃機(jī)高溫零件及殘余廢氣的因?yàn)闅饬魇艿絻?nèi)燃機(jī)高溫零件及殘余廢氣的加熱，進(jìn)氣終了的溫度加熱，進(jìn)氣終了的溫度0ppa0TTa1.3.1 實(shí)際循環(huán)分析實(shí)際循環(huán)分析220vpppaa進(jìn)氣流動(dòng)損失進(jìn)氣流動(dòng)損失 為進(jìn)氣系統(tǒng)的流動(dòng)阻力系數(shù)；為進(jìn)氣系統(tǒng)的流動(dòng)阻力系數(shù)； 為進(jìn)氣密度，為進(jìn)氣密度， 為為進(jìn)氣氣流的平均流速進(jìn)氣氣流的平均流速 v福州大學(xué)福州大學(xué)F

30、uzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering汽油機(jī)汽油機(jī) 09 . 08 . 0ppa）（KTa380340柴油機(jī)柴油機(jī) 095. 085. 0ppa）（KTa340300增壓柴油機(jī)增壓柴油機(jī) 00 . 19 . 0ppa）（KTa380320福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering2 2、壓縮行程、壓縮行程 進(jìn)、排氣門均關(guān)閉，活塞由下止點(diǎn)

31、向上止點(diǎn)移動(dòng)。進(jìn)、排氣門均關(guān)閉，活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)。 理論循環(huán)中壓縮過程是絕熱的，實(shí)際上，內(nèi)燃機(jī)的壓縮理論循環(huán)中壓縮過程是絕熱的，實(shí)際上，內(nèi)燃機(jī)的壓縮過程是一個(gè)復(fù)雜的過程是一個(gè)復(fù)雜的多變過程（非純空氣的工質(zhì)與氣缸壁面進(jìn)多變過程（非純空氣的工質(zhì)與氣缸壁面進(jìn)行熱交換，并存在漏氣現(xiàn)象），常用平均多變系數(shù)行熱交換，并存在漏氣現(xiàn)象），常用平均多變系數(shù) 表表示示 。 進(jìn)氣終了壓力溫度進(jìn)氣終了壓力溫度 在柴油機(jī)中，其壓縮終了的壓力和溫度均比汽油機(jī)高許在柴油機(jī)中，其壓縮終了的壓力和溫度均比汽油機(jī)高許多。這是由于柴油機(jī)的多。這是由于柴油機(jī)的 比汽油機(jī)大的原因比汽油機(jī)大的原因。1n1nacpp11nacTT

32、福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering汽油機(jī)汽油機(jī)MPa0 . 28 . 0cPMPa53cPK750600cTK1000750cT 柴油機(jī)柴油機(jī)38. 132. 11n4 . 138. 11n1272214福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering3 3、做功行程、做功行程實(shí)際循環(huán)的做功行程包括實(shí)際循環(huán)的做功行程包括

33、燃燒過程和膨脹過程燃燒過程和膨脹過程。燃燒過程的作用是：將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使工質(zhì)燃燒過程的作用是：將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽构べ|(zhì)的壓力、溫度升高，的壓力、溫度升高，放出的熱量越多，放熱時(shí)越靠近放出的熱量越多，放熱時(shí)越靠近上止點(diǎn)，熱效率越高。上止點(diǎn)，熱效率越高。柴油機(jī)因?yàn)閴嚎s比高，燃燒最高爆發(fā)壓力很高，但因相對(duì)于柴油機(jī)因?yàn)閴嚎s比高，燃燒最高爆發(fā)壓力很高，但因相對(duì)于燃油的空氣量大，所以最高燃燒溫度反而比汽油機(jī)低。燃油的空氣量大，所以最高燃燒溫度反而比汽油機(jī)低。汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)燃燒過程燃燒過程：進(jìn)排氣門均關(guān)閉，活塞在上止點(diǎn)附近。：進(jìn)排氣門均關(guān)閉，活塞在上止點(diǎn)附近。MPa5 . 63

34、cPMPa95 . 4cPK28002200cTK22001800cT福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering由于柴油機(jī)膨脹比大，轉(zhuǎn)化為有用功的熱量多，熱效率高，由于柴油機(jī)膨脹比大，轉(zhuǎn)化為有用功的熱量多，熱效率高，所以，膨脹終了的溫度和壓力均比汽油機(jī)小。所以，膨脹終了的溫度和壓力均比汽油機(jī)小。 汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)進(jìn)排氣門均關(guān)閉，高溫、高壓的工質(zhì)推動(dòng)活塞，由上止進(jìn)排氣門均關(guān)閉，高溫、高壓的工質(zhì)推動(dòng)活塞，由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)，膨脹做功，氣體的壓力、溫度迅

35、速降低。點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)，膨脹做功，氣體的壓力、溫度迅速降低。 膨脹過程比壓縮過程更為復(fù)雜，除有熱交換和漏氣損失膨脹過程比壓縮過程更為復(fù)雜，除有熱交換和漏氣損失外，還有外，還有補(bǔ)燃現(xiàn)象補(bǔ)燃現(xiàn)象。所以，膨脹過程也是一個(gè)。所以，膨脹過程也是一個(gè)多變過程多變過程。膨脹過程膨脹過程MPa6 . 03 . 0cPMPa5 . 02 . 0cPK15001200cTK12001000cT福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering4 4、排氣過程、排氣過程 膨脹過程結(jié)束，排

36、氣門打開，活塞由下止點(diǎn)返回膨脹過程結(jié)束，排氣門打開，活塞由下止點(diǎn)返回上止點(diǎn)移動(dòng)，將氣缸內(nèi)的廢氣排除。上止點(diǎn)移動(dòng)，將氣缸內(nèi)的廢氣排除。 由于排氣系統(tǒng)有阻力，排氣終了的壓力由于排氣系統(tǒng)有阻力，排氣終了的壓力p pr r大于大大于大氣壓力氣壓力p p0 0，阻力愈大，排氣終了的壓力愈大，殘留在，阻力愈大，排氣終了的壓力愈大，殘留在氣缸中的廢氣就多氣缸中的廢氣就多 。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering 柴油機(jī)柴油機(jī)比汽油機(jī)低，其工作過程進(jìn)行得好，比汽油機(jī)低，

37、其工作過程進(jìn)行得好，轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ臒崃慷?。轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ臒崃慷唷Ｆ蜋C(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)0)2 . 105. 1 (PPrK1100900rTK900700rT0)2 . 105. 1 (PPr判斷發(fā)動(dòng)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒程機(jī)燃燒程的好壞的好壞福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過程中汽油機(jī)與柴油機(jī)溫度四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過程中汽油機(jī)與柴油機(jī)溫度的區(qū)別與比較？的區(qū)別與比較？溫度溫度原因原因進(jìn)氣進(jìn)氣汽油機(jī)高于柴油機(jī)汽油機(jī)高于柴油機(jī)汽油機(jī)排氣溫度高汽

38、油機(jī)排氣溫度高壓縮壓縮柴油機(jī)高于汽油機(jī)柴油機(jī)高于汽油機(jī)柴油機(jī)壓縮比大柴油機(jī)壓縮比大燃燒燃燒汽油機(jī)高于柴油機(jī)汽油機(jī)高于柴油機(jī)柴油機(jī)空氣量大柴油機(jī)空氣量大膨脹膨脹汽油機(jī)高于柴油機(jī)汽油機(jī)高于柴油機(jī)柴油機(jī)熱功轉(zhuǎn)化多柴油機(jī)熱功轉(zhuǎn)化多排氣排氣汽油機(jī)高于柴油機(jī)汽油機(jī)高于柴油機(jī)柴油機(jī)熱效率高柴油機(jī)熱效率高福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering殘余廢氣系數(shù)殘余廢氣系數(shù) 排氣終了后，由于在結(jié)構(gòu)上余隙容積的存在，氣缸排氣終了后，由于在結(jié)構(gòu)上余隙容積的存在，氣缸內(nèi)的廢氣不能排凈

39、而保留一部分。這一部分被保留在氣內(nèi)的廢氣不能排凈而保留一部分。這一部分被保留在氣缸內(nèi)的廢氣稱為殘余廢氣。缸內(nèi)的廢氣稱為殘余廢氣。1mmrr判斷氣缸內(nèi)換判斷氣缸內(nèi)換氣過程進(jìn)行的氣過程進(jìn)行的完善程度完善程度式中，式中， 為殘余廢氣量為殘余廢氣量 為新鮮充量為新鮮充量rm1m福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering1.3.2 內(nèi)燃機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括內(nèi)燃機(jī)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括指示性指標(biāo)指示性指標(biāo)和和有效性指標(biāo)有效性指標(biāo)指示性指標(biāo)

40、：指示性指標(biāo)：以活塞做功為基礎(chǔ)，評(píng)價(jià)氣缸以活塞做功為基礎(chǔ)，評(píng)價(jià)氣缸內(nèi)熱工轉(zhuǎn)內(nèi)熱工轉(zhuǎn)換換的完善程度的指標(biāo)的完善程度的指標(biāo)有效性指標(biāo)：有效性指標(biāo)：以曲軸飛輪端對(duì)外輸出的有效功為基礎(chǔ)，以曲軸飛輪端對(duì)外輸出的有效功為基礎(chǔ)，從實(shí)用角度評(píng)價(jià)從實(shí)用角度評(píng)價(jià)對(duì)外做功能力對(duì)外做功能力的指標(biāo)的指標(biāo)福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering指示性指標(biāo)指示性指標(biāo)1.實(shí)際循環(huán)實(shí)際循環(huán)做功能力做功能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)指標(biāo)2.實(shí)際循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)實(shí)際循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)指示功率平均指示壓力指

41、示燃油消耗率指示熱效率 平均指示壓力平均指示壓力是指單位氣缸容積一個(gè)循環(huán)所作的指示是指單位氣缸容積一個(gè)循環(huán)所作的指示功功(Pa) 。simiVWp式中式中， Wi 發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)工作循環(huán)的指示功，發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)工作循環(huán)的指示功，J； Vs 發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸工作容積，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸工作容積，m3。 福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering 平均指示壓力可以平均指示壓力可以設(shè)想為一個(gè)恒定的壓力設(shè)想為一個(gè)恒定的壓力作用于活塞頂上，使活作用于活塞頂上，使活塞移動(dòng)一個(gè)行程所作的塞移動(dòng)

42、一個(gè)行程所作的功，即循環(huán)的指示功功，即循環(huán)的指示功Wi 。 平均指示壓力平均指示壓力是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)動(dòng)力性能的一個(gè)很重要的指標(biāo)。動(dòng)力性能的一個(gè)很重要的指標(biāo)。圖圖115 指示功與平均指示壓力指示功與平均指示壓力 福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering42SDpVpabAWmismiii式中式中，A為示功圖面積為示功圖面積 a、b分別為示功圖縱、橫坐標(biāo)的比例尺分別為示功圖縱、橫坐標(biāo)的比例尺 D和和S分別為氣缸直徑和活塞行程分別為氣缸直

43、徑和活塞行程若若Vs用用L為單位，為單位，Wi用用kJ為單位，則為單位，則Pmi (MPa)福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering指示性指標(biāo)指示性指標(biāo)1.實(shí)際循環(huán)做功能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)指示功率平均指示壓力指示功率指示功率Pi ：發(fā)動(dòng)機(jī)單位時(shí)間內(nèi)所作的指示功。：發(fā)動(dòng)機(jī)單位時(shí)間內(nèi)所作的指示功。30260n iVpinWtWPsmiiii若若：一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)的缸數(shù)：一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)的缸數(shù)i，每缸的工作容積，每缸的工作容積Vs (L) ，平，平均指示壓力為均指示壓力為pmi

44、(MPa ) ，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n(r/min)，沖程數(shù)沖程數(shù) 。(kw )福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering指示性指標(biāo)指示性指標(biāo)1.實(shí)際循環(huán)做功能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)2.實(shí)際循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)指示功率平均指示壓力指示燃油消耗率指示熱效率1QWiit式中，式中， Q Q1 1 得到指示功得到指示功W Wi i所消耗的熱量所消耗的熱量( J)( J)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)指示功與所消耗燃料熱發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)指示功與所消耗燃料熱量的比值。量的比值。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou U

45、niversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering 對(duì)于一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，若測得其指示功率對(duì)于一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，若測得其指示功率Pi (kW)、每小時(shí)燃油消耗量、每小時(shí)燃油消耗量B(kg/h) ，則：，則：BHuPiit3106 . 3式中式中，3.6l03 1kWh的熱當(dāng)量，的熱當(dāng)量，kJ/(kWh)； B 每小時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的耗油量，每小時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的耗油量，kg/h； Hu 所用燃料的低熱值，所用燃料的低熱值，kJ/kg。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程

46、系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering指示性指標(biāo)指示性指標(biāo)1.實(shí)際循環(huán)做功能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)2.實(shí)際循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)指示功率平均指示壓力指示燃油消耗率指示熱效率指示燃油消耗率指示燃油消耗率：指單位指示功的耗油量。通常以單位指：指單位指示功的耗油量。通常以單位指示千瓦小時(shí)的耗油量來表示。示千瓦小時(shí)的耗油量來表示。g(kWh) ：iiPBb1000福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering 表示實(shí)際循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)表

47、示實(shí)際循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)itit和和b bi i之間存在著之間存在著以下關(guān)系：以下關(guān)系：uit iHb6106 . 3uit iHBP3106 . 3iiPBb1000福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering一般內(nèi)燃機(jī)的一般內(nèi)燃機(jī)的it和和bi的統(tǒng)計(jì)范圍如下：的統(tǒng)計(jì)范圍如下： it big(kWh) -1四沖程柴油機(jī)四沖程柴油機(jī) 0.40.5 170205二沖程柴油機(jī)二沖程柴油機(jī) 0.400.5 218177 四沖程汽油機(jī)四沖程汽油機(jī) 0.30.4 2053

48、20二沖程汽油機(jī)二沖程汽油機(jī) 0.20.3 435305 從統(tǒng)計(jì)范圍可以看出：柴油機(jī)的指示熱效率高于汽油從統(tǒng)計(jì)范圍可以看出：柴油機(jī)的指示熱效率高于汽油機(jī)，四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的指示熱效率高于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。機(jī)，四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的指示熱效率高于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering1.4 內(nèi)燃機(jī)有效性能指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)有效性能指標(biāo)以曲軸輸出功為計(jì)算基礎(chǔ)以曲軸輸出功為計(jì)算基礎(chǔ)的性能指標(biāo)，稱的性能指標(biāo)，稱為有效性能指標(biāo)，簡稱有效指標(biāo)。為有效性能指標(biāo)，簡稱有效指標(biāo)。

49、有效指標(biāo)被用來有效指標(biāo)被用來直接評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作直接評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作性能性能的優(yōu)劣的優(yōu)劣( (包括動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放包括動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性性) )。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering1.4.1 動(dòng)力性指標(biāo)動(dòng)力性指標(biāo)1、有效功率、有效功率Pe 有效功率：指示功率克服運(yùn)動(dòng)件的摩擦損失功率有效功率：指示功率克服運(yùn)動(dòng)件的摩擦損失功率以及驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇、機(jī)油泵等附件所消耗的功率以及驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇、機(jī)油泵等附件所消耗的功率損失后，經(jīng)損失后，經(jīng)曲軸對(duì)外輸出曲

50、軸對(duì)外輸出的有用功率。的有用功率。 動(dòng)力性指標(biāo)是評(píng)價(jià)內(nèi)燃機(jī)對(duì)外做功的能力。動(dòng)力性指標(biāo)是評(píng)價(jià)內(nèi)燃機(jī)對(duì)外做功的能力。主要有：主要有：。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering其中，機(jī)械損失其中，機(jī)械損失Pm包括：發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部摩擦損失；包括：發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部摩擦損失； 驅(qū)動(dòng)附件損耗和泵氣損失等。驅(qū)動(dòng)附件損耗和泵氣損失等。miePPP式中：式中： Pi 指示功率指示功率 Pm 實(shí)際機(jī)械損失功率實(shí)際機(jī)械損失功率( kw )福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityF

51、uzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering機(jī)械效率：機(jī)械效率：發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率與指示功率之比。發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率與指示功率之比。mimmieiemPPWWPP1式中：式中： Pmm 平均機(jī)械損失壓力平均機(jī)械損失壓力 Pmi 平均指示壓力平均指示壓力內(nèi)部動(dòng)力傳遞內(nèi)部動(dòng)力傳遞過程中動(dòng)力損過程中動(dòng)力損失的大小失的大小福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作時(shí)，通過試

52、驗(yàn)手段直接測量發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作時(shí)，通過試驗(yàn)手段直接測量曲軸輸出的有效轉(zhuǎn)矩曲軸輸出的有效轉(zhuǎn)矩Ttq和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，則和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，則有效功率有效功率Pe可按下式求得可按下式求得95501000602nTnTPtqtqe福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering2、平均有效壓力、平均有效壓力Pme：發(fā)動(dòng)機(jī)單位氣缸工作容積所輸出的有效功。發(fā)動(dòng)機(jī)單位氣缸工作容積所輸出的有效功。與平均指示壓力相似；與平均指示壓力相似；是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能的一個(gè)很重要是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能的

53、一個(gè)很重要的參數(shù)。的參數(shù)。tqstqseseeTiVTinVpVWP3m1014. 330 沖程數(shù)；沖程數(shù)； Vs (L)Vs (L)每缸的工作容積；每缸的工作容積； i i一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)的缸數(shù)；一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)的缸數(shù)； n(r/min)n(r/min)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle EngineeringMpa3 . 17 . 0mePMpa0 . 16 . 0mePMpa9 . 29 . 0meP汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)增壓柴油機(jī)增壓柴油機(jī)思考題：為什么汽油機(jī)的平均

54、有效壓力比柴油機(jī)大？ Ttqpme ，對(duì)于結(jié)構(gòu)一定的發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于結(jié)構(gòu)一定的發(fā)動(dòng)機(jī)，pme 反映反映了發(fā)動(dòng)機(jī)單位氣缸工作容積輸出轉(zhuǎn)矩的大小。了發(fā)動(dòng)機(jī)單位氣缸工作容積輸出轉(zhuǎn)矩的大小。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering 單位氣缸工作容積所輸出的額定功率。單位氣缸工作容積所輸出的額定功率。30meLp nP式中，式中，pme為標(biāo)定工況下的平均有效壓力，為標(biāo)定工況下的平均有效壓力，MPa； n為標(biāo)定轉(zhuǎn)速，為標(biāo)定轉(zhuǎn)速，rmin。(kWL)seLV iPP 3、升功

55、率、升功率PL：pL值越大，氣缸工作容積的利用效率越好，發(fā)動(dòng)值越大，氣缸工作容積的利用效率越好，發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化程度越高，輸出一定有效功率的發(fā)動(dòng)機(jī)尺機(jī)強(qiáng)化程度越高，輸出一定有效功率的發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸就越小。寸就越小。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering強(qiáng)化程度評(píng)價(jià)指標(biāo)強(qiáng)化程度評(píng)價(jià)指標(biāo)npmeCm增加，活塞的熱負(fù)荷機(jī)慣性動(dòng)力增加，磨損加劇，增加，活塞的熱負(fù)荷機(jī)慣性動(dòng)力增加，磨損加劇，減小壽命。減小壽命。 30SnCm活塞平均速度活塞平均速度30meLp nP發(fā)動(dòng)機(jī)的

56、升功率與平均有效壓力和轉(zhuǎn)速的乘積成正比發(fā)動(dòng)機(jī)的升功率與平均有效壓力和轉(zhuǎn)速的乘積成正比。福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering發(fā)動(dòng)機(jī)的類型發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n(r/min）活塞平均速度Cm(m/s)汽油機(jī) 3600-800010-24柴油機(jī)2000-50009-18增壓柴油機(jī)1500-40008-1表表116 強(qiáng)化系數(shù)范圍強(qiáng)化系數(shù)范圍 30SnCm為了限制為了限制Cm，可以適當(dāng)減小活塞的行程可以適當(dāng)減小活塞的行程S，以，以減小行程與缸徑比減小行程與缸徑比S/D。但

57、是。但是S/D過小，影響燃過小，影響燃燒室結(jié)構(gòu)，使其高度降低，直接影響混合氣的燒室結(jié)構(gòu)，使其高度降低，直接影響混合氣的行程和燃燒過程。行程和燃燒過程。 福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering1.4.2 發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo) 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)是從發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外做功的角度，經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)是從發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外做功的角度，衡量發(fā)動(dòng)機(jī)輸出一定的有用功所消耗的能源衡量發(fā)動(dòng)機(jī)輸出一定的有用功所消耗的能源的代價(jià)。的代價(jià)。 衡量發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性能的重要指標(biāo)是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性能的重要指

58、標(biāo)是福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering1QWeetueetBHP3106 . 3式中，式中，B為每小時(shí)燃油消耗量，為每小時(shí)燃油消耗量，kg/h； Hu為燃料的低熱值，為燃料的低熱值，kJ/kg。1、有效熱效率、有效熱效率 實(shí)際循環(huán)的有效功與為得到此有效功所消實(shí)際循環(huán)的有效功與為得到此有效功所消耗的熱量的比值耗的熱量的比值福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle Engine

59、eringVehicle Engineering310eeBbP63.6 10eetubH 可見，有效燃油消耗率與有效熱效率成反可見，有效燃油消耗率與有效熱效率成反比。因此，盡可能減小實(shí)際循環(huán)及動(dòng)力傳遞過比。因此，盡可能減小實(shí)際循環(huán)及動(dòng)力傳遞過程中的損失，可以改善燃油經(jīng)濟(jì)性。程中的損失，可以改善燃油經(jīng)濟(jì)性。2、有效燃油消耗率、有效燃油消耗率指單位有效功所消耗的燃油量，指單位有效功所消耗的燃油量， g(kWh)福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Vehicle EngineeringVehicle Engineering一般內(nèi)燃

60、機(jī)在標(biāo)定工況下的一般內(nèi)燃機(jī)在標(biāo)定工況下的be和和et值大致在以下范圍：值大致在以下范圍： beg (kWh)-1 et低速柴油機(jī)低速柴油機(jī) 190225 0.380.45中速柴油機(jī)中速柴油機(jī) 195240 0.360.43高速柴油機(jī)高速柴油機(jī) 215285 0.300.40(其中較低的其中較低的be值屬排氣渦輪增壓的四沖程、二沖程柴油機(jī)值屬排氣渦輪增壓的四沖程、二沖程柴油機(jī))四沖程汽油機(jī)四沖程汽油機(jī) 274410 0.300.20二沖程汽油機(jī)二沖程汽油機(jī) 410545 0.200.15福州大學(xué)福州大學(xué)Fuzhou UniversityFuzhou University車輛工程系車輛工程系Veh