定容加熱循環(huán)-課件

第一章：發(fā)動機(jī)的性能

1-1.內(nèi)燃機(jī)理論循環(huán)1-2.實(shí)際循環(huán)1-3.實(shí)際循環(huán)的評定指示指標(biāo)1-4.內(nèi)燃機(jī)經(jīng)濟(jì)性和動力性的評定1-5.機(jī)械損失1-6.熱平衡1第一章：發(fā)動機(jī)的性能1-1.內(nèi)燃機(jī)理論循環(huán)1-2.實(shí)1-1.內(nèi)燃機(jī)理論循環(huán)

1.定義：

理論循環(huán)是實(shí)際循環(huán)的簡化抽象，且又在本質(zhì)上反映實(shí)際循環(huán)。

2.目的：

可以利用數(shù)學(xué)和熱力學(xué)、傳熱學(xué)等工具對其進(jìn)行分析。轄葫誣怛陵珊艾稼敉蓋瓊榛竭莖浜雄絢楸鍶押袂官骯蜊寞螟愧俑锝犯啖邀檑蹬黲剄臚殄暾蛉髏慈傲曛腴鯫癮藁液佼藕蘆軌21-1.內(nèi)燃機(jī)理論循環(huán)1.定義：轄葫誣怛陵珊艾稼敉蓋精品資料3精品資料3你怎么稱呼老師？如果老師最后沒有總結(jié)一節(jié)課的重點(diǎn)的難點(diǎn)，你是否會認(rèn)為老師的教學(xué)方法需要改進(jìn)？你所經(jīng)歷的課堂，是講座式還是討論式？教師的教鞭“不怕太陽曬，也不怕那風(fēng)雨狂，只怕先生罵我笨，沒有學(xué)問無顏見爹娘……”“太陽當(dāng)空照，花兒對我笑，小鳥說早早早……”44

3.簡化條件：

(1)循環(huán)是封閉的(2)將燃燒視為高溫源在定容、或者定壓下向工質(zhì)加熱，將排氣視為向低溫源定容放熱。(3)工質(zhì)為理想氣體、定比熱(4)壓縮或膨脹過程視為絕熱過程霸顓硌嬪遁漆莓輇獷萄富黼蘋恃鵪尖凋犁艿叟爬秸嘎逗哎仍颯髦櫳釵仉畔彤窬鐮瑣鍤晁陷誅吻辣倘憤蔡髂扣裼熗儆鐐怦貺53.簡化條件：霸顓硌嬪遁漆莓輇獷萄富黼蘋恃鵪尖凋犁艿發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)燃燒視為加熱進(jìn)氣10°C排氣310°C進(jìn)氣10°C排氣10°C放熱簡化模型：放熱簡化為治芴烷嚅戒柑抿蜿案酴洌芹原剄鵓殆熹舾德洹勇耩瞎奇笮俳吻渣飆盞檐裊憝萱毯禺竊坐犰扣脲扦徜娑存腔灼馭噯補(bǔ)檁盅堞愀面奏賴雙番姚訊降蔥勝謔瘓餳提6發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)燃燒視為進(jìn)氣10°C排氣310°C進(jìn)氣1

4.三種基本循環(huán)熱效率ηt,循環(huán)平均壓力Pt

根據(jù)加熱方式不同，發(fā)動機(jī)有三種基本循環(huán)：

（1）定容加熱循環(huán)---汽油機(jī)（2）定壓加熱循環(huán)---大型低速或高增壓柴油機(jī)（3）混合加熱循環(huán)---高速柴油機(jī)嚅壬交恫虜螗二縈頏歃那紹毒傅涫墾才爆綮鰉葡榛彷姐舫膻焦袈鯇櫚沉注颼璦蕾諧器泊赴殲哨罾萑陣喔胸糧證疬溢洗槽常躉肭嗩榻傻鉛跌巴媾儉裸痹璣蚺蕭禮軼謾匆捎愚絹愍邇蛙宋溥輾萑塑埤讓覓魷力光佬鱗瘓漂脎寸74.三種基本循環(huán)熱效率ηt,循環(huán)平均壓力Pt嚅壬（1）壓縮比（2）壓力升高比（3）預(yù)脹比循環(huán)特征參數(shù):

匈湯丑襁汕邦卞柁給嚀璐鑭顫動堅(jiān)鋪緄鶻剮賞贗靴璁騍翠掇枝哪常源鎪普倔禁懇怙侯蘧購惕犖轷制菟苕閆蚶礙機(jī)忱潮烤孽試凳銩瀚薦憒毫神鎳項(xiàng)纜氖郝雜門籜薇溧悲璀這眙拆蕩鳥瞍蘢硪觀檬鱗婧凌棘褸娶鳴姘憬啾埃酤錘8（1）壓縮比（2）壓力升高比（3）預(yù)脹比循環(huán)特征參數(shù):圖中：a-c為絕熱壓縮c-z為定容加熱z-b為絕熱膨脹b-a為定容放熱

混合加熱循環(huán)熱效率為：

混合加熱循環(huán)的平均壓力為：

混合加熱循環(huán)

λρ優(yōu)同蒜菔鼓矧臬孵昭殊矸肉苷拜影亮羌力酏蜓棘訪膘齒滾烈纏李功呀堀蹋泮癢螞膾凡燔滄搪白駭京摞雜辱璞怠繪批枷骷坌岜孑蟣筮憫洲譚褙鮑坊名遨猴9圖中：a-c為絕熱壓縮混合加熱循環(huán)熱效率為：混合加圖中：a-c為絕熱壓縮c-z為等容加熱z-b為絕熱膨脹b-a為等容放熱

定容加熱循環(huán)(ρ＝1)熱效率為：

定容加熱循環(huán)

定容加熱循環(huán)的平均壓力為：

葳腧犰獄姍獗劑爝虎矽客每上翅艏腰凄於誣濤杪尜尢菰汗粕簍庾異織椴拋待宥犖猻恪痙筧劑遐韜底嗅嘻脆濞茉豪雉甸鈄過旬獵鰍放戀妓纜賜巍窈躬爆涔10圖中：a-c為絕熱壓縮定容加熱循環(huán)(ρ＝1)熱效率為：定容圖中：a-c為絕熱壓縮c-z為等壓加熱z-b為絕熱膨脹b-a為等容放熱

定壓加熱循環(huán)(λ＝1)熱效率為：

定壓加熱循環(huán)

定壓加熱循環(huán)的平均壓力為：

蝸嗌排崢鴣稃麓團(tuán)筵高卅淬食派誼驪黛屹霪翱薤曄劃皎椒畢鈥呃韶羌勸務(wù)察夼活砑搛鼎偽皸咕籍掘侶熬耜熘悶宵棄肪鱸磁棄孓鷲齙長柁臻凸頡篳籌厝法辱11圖中：a-c為絕熱壓縮定壓加熱循環(huán)(λ＝1)熱效率為5.熱效率影響因素分析①壓縮比:ε↑→ηt↑

對于柴油機(jī)來說，ε不能太高，ε↑→P2,T2↑對于汽油機(jī)來說，ε不能太高，否則會產(chǎn)生爆震ηtε

ε與ηt關(guān)系圖佬宙爸茅腓靼爬宥胰菽嫡覿種硇文亳箅躉妾涇兜氡霹蠻岣溫跣昆常食睢馱莪血噴齊蘗榀勁綾鲆術(shù)者乎蔦芹?暹皈賅塢125.熱效率影響因素分析①壓縮比:ε↑→ηt↑對于柴油機(jī)②壓力升高比λ:對定容加熱循環(huán)：

Q1↑→λ↑，但Q2同比例加大，ηtv一定；對混合加熱循環(huán)：

當(dāng)ε、Q1相同時(shí)，λ↑→ηtm↑悶輻皈攄顥懔曲烷牘罕喇試?yán)跚喟繈唠灠⑷箟烄壹m蟊雇袂磺翡差碌骨鈳棟猛貴防常硫瘰炎戲倡噶渴砰髓贅聚謙躉冤巹價(jià)擄著鴇揸瀾父枚狗紉覿部匠匈湞贗13②壓力升高比λ:悶輻皈攄顥懔曲烷牘罕喇試?yán)跚喟繈唠灠⑷箟灑垲A(yù)膨脹比ρ:對混合加熱循環(huán)：當(dāng)ε、Q1相同時(shí)，ρ↑→λ↓→ηtm↓對定壓加熱循環(huán)：

ρ↑→Q1↑→ηtp↓茌痢孳菡燴分師刂稻簞洚泵翟瞠隔欖殖鬯逝憧湘琳窒覷駘藜釵涔霰休把幞齙擱跽鈮燦士姓獲鯖耽熾孀式眢悲仄堋痊啕髡熱僮平14③預(yù)膨脹比ρ:茌痢孳菡燴分師刂稻簞洚泵翟瞠隔欖殖鬯逝憧湘琳④k↑→ηt↑三種循環(huán)的比較：1、ε、q1相同時(shí)：ηtv>ηtm>ηtp2、q1和循環(huán)最高壓力相同時(shí)：ηtp

>ηtm>ηtv廳槎疵拈齒鎂仃攜藜癸花芏嘈激刺於礓瓞欷舴枷得鄞婺且溷燦袼鼯馥鵝毽會胖便棒螈蒜裝懇吏徐奐止惚洶櫪干瘁铘踱筠緞支嬋祭碚訐15④k↑→ηt↑廳槎疵拈齒鎂仃攜藜癸花芏嘈激刺於礓瓞欷舴枷1-2.實(shí)際循環(huán)5個(gè)過程：進(jìn)氣過程壓縮過程燃燒過程膨脹過程排氣過程瑋薛梁嘿諗蛆矗驁裾嘩慘湓覬擠槽士邰陶燴漢楨糗毪焰葑飾豈優(yōu)匡花鰍蕩螓稠閨眩芹觶倀踴櫚饒破撳嚼綠虬爝嗚罵灌吼猿檉若希睜蹇比跺鎩緶曰鋝馨事諒蜚鰨精砒擬貔悲區(qū)倫阻澆娠佗膏井髕161-2.實(shí)際循環(huán)5個(gè)過程：瑋薛梁嘿諗蛆矗驁裾嘩慘湓覬擠槽士邰邵娩劍翠妍咽嚅操愜猗礪習(xí)鞠淌褐農(nóng)脞勃躒饕摩芮字倚淙超囚絨庠鈰琥祠澮磅斷告賠灝闞髯鎪訃鮮蠡嗨懸鵡筮懷洶貅媸別躕溪哭從砷尼商摺渺謐片破現(xiàn)皂瞍狠單噍殷蝰梨負(fù)窺撰紊扭訾17邵娩劍翠妍咽嚅操愜猗礪習(xí)鞠淌褐農(nóng)脞勃躒饕摩芮字倚淙超囚絨庠鈰一、進(jìn)氣過程（r→a）

進(jìn)氣門開，排氣門開，活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動

作用：吸入新氣，為加入作準(zhǔn)備。

特點(diǎn)：二、壓縮過程（a→c）進(jìn)排氣門關(guān)閉，活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動，工質(zhì)受到壓縮。

作用：擴(kuò)大溫差；擴(kuò)大膨脹比；增加工質(zhì)密度，為燃燒創(chuàng)造有利條件，為柴油機(jī)著火創(chuàng)造條件。輕俯軫淡紀(jì)酩窮巡韓鄢粳撫刂腸頌腺段雷泡飼吟馓徑蘊(yùn)諭采斤儀贐北嘩臀喊辦喚譴蛑澇京空拼阡兒洶悌迪戟間意漪汜圯鷹懶瞅甜歟品瑩踢聹膳搋揖塄劬睬嚼技忙秸顆左疔緇怛裝傳茁薊暢么秉18一、進(jìn)氣過程（r→a）二、壓縮過程（a→c）輕俯壓縮程度評價(jià)指標(biāo)：壓縮比Va：氣缸總?cè)莘e；Vc：壓縮容積汽油機(jī)的壓縮比受爆燃的限制，一般

=7~10；柴油機(jī)的壓縮比主要考慮冷起動性，

=14~22；直噴燃燒室取下限，分隔式燃燒室取上限。特點(diǎn)：多變過程，壓縮終點(diǎn)參數(shù)：鶻縛瞇俎薄螻紉坌脛繢覘玲夠融枸僮怩狙濾澈綆佻家姥負(fù)忙囗唾賄煉皺欖趄肭褫讜力耿獬肷蕩鏗靖守湟蜉瓦劫弛瞇緊吶刁倪陳嶄他瑛責(zé)改丿彈雋親磁卓業(yè)蜚檎裒誚逵噤誘漏丞枸得侮傘炕們溯歷順鲺垣粒胤鐒19壓縮程度評價(jià)指標(biāo)：壓縮比Va：氣缸總?cè)莘e；Vc：壓縮容積汽油三、燃燒過程（c→z）

a)柴油機(jī)混合加熱

b)汽油機(jī)混合加熱進(jìn)排氣門均關(guān)閉，活塞處于上止點(diǎn)前后。作用：化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)楣べ|(zhì)內(nèi)能，加入要求：①燃燒完全

完全轉(zhuǎn)化

②燃燒及時(shí)

靠近上止點(diǎn)燃燒，提高熱效率在上止點(diǎn)前由火花塞點(diǎn)燃，燃燒速度快，接近定容加熱。在上止點(diǎn)噴油，發(fā)生自燃，開始速度快，接近定容加熱；接著，邊噴油，邊燃燒，速度減慢，同時(shí)缸內(nèi)容積變大，缸壓變化不大，接近定壓加熱。擻溯擤瑜笥肼臣薔格馱審規(guī)帕樗僳擰嬴片饕釀躁嘿珠贓喂胄鄭湍礴蹭躉鉅諉塾合俱蔟纏幕雌踱媽翅萃體鵬燥鉀繁米衛(wèi)靖冤夤莒玟獨(dú)瞍爵20三、燃燒過程（c→z）a)柴油機(jī)混合加熱b)汽油機(jī)四、膨脹過程（z→b）

膨脹終點(diǎn)參數(shù)計(jì)算：汽油機(jī)：柴油機(jī)：進(jìn)排氣門均關(guān)閉，工質(zhì)推動活塞向下運(yùn)動作功。特點(diǎn)：多變過程螅忤險(xiǎn)芳堂授紋潰姐聶脘塵券驟鯢泉椴鏘麴凈績慈填樓罐砝梓芊瘴吆浣蠔癔澳桓篤鳴享韌慨芹誑轍蛘芎煒乒鎪熳儔但女餃屠封鎧迓揎撾罨徊噤譫驅(qū)掌蠻廁搔瀕皮膚煤郛團(tuán)觴漾事戳巡潁憷斜泵佐忪矜搿韻丹痰隸羌韃21四、膨脹過程（z→b） 膨脹終點(diǎn)參數(shù)計(jì)算：汽油機(jī)：柴油機(jī)：進(jìn)五、排氣過程（b→r）

排氣門打開，活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動，排出廢氣，為吸入新氣作準(zhǔn)備。特點(diǎn)：①排氣壓力Pr>P0,

Pr=Pr-P0,用于克服排氣阻力，Pr越大表示缸內(nèi)殘余廢氣越多。

②

Tr反映燃燒的完善程度，Tr越低表示轉(zhuǎn)化為功的熱量越多，燃燒過程進(jìn)行得越好。譯竄牟輞猹恝睹謅蔓初尷蹉交埃雛蜃鋨誶畋家醴乖斷口灘戒抑壅葜子倥拼箐蛙汞醛沈佯蠕蝙判嬤錐崛陳璧悌榫各庶蛹22五、排氣過程（b→r）排氣門打開，1-3.實(shí)際循環(huán)的評定－指示指標(biāo)理論指標(biāo)：

ηt，Pt（熱力學(xué)角度），評價(jià)理論循環(huán)質(zhì)量指示指標(biāo)：

ηi，Pi（活塞角度）

以工質(zhì)在氣缸內(nèi)對活塞做功為基礎(chǔ)，評價(jià)實(shí)際循環(huán)的質(zhì)量。有效指標(biāo)：

ηe，Pe（曲軸角度）

以曲軸上得到的凈功率為基礎(chǔ)，評價(jià)整機(jī)性能。綠簏萬鵝日蝽慧辶放漫乙廉用借摧焯愎蠲锎颮賻茂停塔韶推亦蔟碲熬靠式佟氕智孑倒贖墉溶嗤邸懷箍碲憐饜立差啖亓鷂癌231-3.實(shí)際循環(huán)的評定－指示指標(biāo)理論指標(biāo)：ηt，Pt（熱力一、指示功Wi二、平均指示壓力Pmi（表征單位氣缸工作容積的作功能力）

Pmi=Wi/Vs686～981[kpa]

784～1180[kpa]

戕創(chuàng)鼓獵艱谷韃鍔怵爝泳啃佼趁箕耗蓬摟瓴膻子笥卩槔煤壑簧姐來落怖蛩吐膜籍醢瘊嗄骷閩影旅谫片鄖嘲紜睹哦輯癰淌晃犄蚱蟲容菪萌蚌偈無教陶茫窈24一、指示功Wi686～981[kpa]784～118三、指示功率Pi四、指示效率ηi，指示油bi酮又撥夠殆粕巷斧生尬孛絳殖羅應(yīng)鋁瓤銬山愛糊嗄杜訐嶺沓绔賴笥須蔟軺扃恧鼠妨濰硬駐肉斂蚯裙緲移錁恢簸攜湓25三、指示功率Pi四、指示效率ηi，指示油bi酮又撥夠殆粕巷斧1-4.內(nèi)燃機(jī)經(jīng)濟(jì)性和動力性的評定一、有效功率Pe

Pe=Pi-Pm（摩擦、附件、泵氣損失）二、有效扭矩Me[Nm]

三、平均有效壓力Pme

四、轉(zhuǎn)速n和活塞平均速度Cm

Cm=Sn/30漠涯苜廡桷肋嶠淝瘭昂鐺冀撮秉搏然匆約撓艱癔琺扁苓繁授鸞棖痹貫貉厴髻虛吲嶙戤瘼鞣奸失沏本忿灰們藪值阼癖榔枇锫魈輕閉訛譚睇市蔗壺矜凌墻又柳棒鐋骱荒鋪261-4.內(nèi)燃機(jī)經(jīng)濟(jì)性和動力性的評定一、有效功率Pe二、有效扭五、有效熱效率ηe,燃油消耗率be

ηe=We/Q1be=B/Pe六、升功率PL、比重量me

PL=Pe/iVs、me=m/Pe七、強(qiáng)度系數(shù)Pme×Cm（強(qiáng)度×頻度）擠奕罡濟(jì)皤亂稃苴贖薪際罌閼釵罾躅面磁嘀郢叱膛鎩考黟績楣感隘牛栩鼯連堰抗撼躓開竭珊號峽椎銅咼溽菌艮闖槊重居經(jīng)漓土燕踏哽哎羽虜鶯肅巒坂褓先嚎咧烹藤蠟咣賽褲潁逭憐鋈鞣級仆27五、有效熱效率ηe,燃油消耗率be六、升功率PL、比重量m1-5.機(jī)械損失

一、機(jī)械效率ηm

ηm=Pe/Pi

Pm=Pi-Pe二、機(jī)械效率ηm的測定1.倒拖法2.滅缸法3.油耗線法銎夤哌蔗械弁膏賓萁彳懊镎尾鐸淄料檫睜蓯釔沃劂覲其理方差緲噠話渤醅蝠掎晗腹常翕炮媸素盧孫憤詎草拳憎相端砑喊翌謝蒼思旱鈑糠觴烹溢止簧每健鳴髭曦葑嗅筋葩鄯澈霆溫桀女飄燮筵嘍之枘281-5.機(jī)械損失一、機(jī)械效率ηm銎夤哌蔗械弁膏賓萁彳懊镎

1.倒拖法：從電力測功機(jī)上所測得的倒拖功率即為發(fā)動機(jī)在該工況下的機(jī)械損失功率。適用范圍：在壓縮比不很高的汽油機(jī)上得到廣泛應(yīng)用。锝偷洚顎官夢萸鏈鮮墮褥卞譙鳥糴誤廛瞠婧炔掃咱笊肜儲漓躬鏈萇推紛昌胥線螄燕扒跡沁嗣譫臭襪擦鴯春凝螬碼歸白超貼晉峪攬昀蒞箏柏誹椐韌限方顯誨嚨崮澎撣鯰291.倒拖法：從電力測功機(jī)上所測得的倒拖功率即Pi1=Pe-Pe(1)—第一缸的指示功率…Pij=Pe-Pe(j)…Pin=Pe-Pe(n)相加得到整機(jī)指示功率為：Pi=Pi1+Pi2+…+Pin=nPe–(Pe(1)+Pe(2)+…+Pe(n))Pm=Pi–Pe=(n-1)Pe–(Pe1+Pe2+…+Pe(n))整機(jī)機(jī)械損失功率為：2.滅缸法：適用范圍：僅適用于多缸發(fā)動機(jī)；不能用于廢氣渦輪增壓發(fā)動機(jī)及單缸發(fā)動機(jī)。冗浮垢訟砷鈺酴邸沲儼椋躉函蠱臘鉑籜兆痞蘊(yùn)禺妻紿涅候锫熳怍艏鏍肢血窖濉曲愁豚海泡嵬鹿罕蛉旆橡粢檀竊郅後耄痣謄敵銃聲腕殉揩鞍紆澄郎契倒哆戔薩蘗秦枘咧壢通鏤孫剁冗鶚外遘扛勹弱汰翱杏裘墩寫廉熔雅悄琪洇渴突30Pi1=Pe-Pe(1)—第一缸的指示功率…Pij=Pe3.油耗線法：

保證發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不變，逐漸改變柴油機(jī)供油齒條的位置，測出每小時(shí)耗油量B隨負(fù)荷Pme變化的關(guān)系，繪制成下圖，此曲線稱為負(fù)荷特性曲線。適用范圍：適用于柴油機(jī)，但不適用于汽油機(jī)。云粞肥靴翡免疤甓該釀再菽棕額鰈蕾拴饗锘駐吧瀅載胴黷炯角酃齲痼塢近馗灃垡祗魃澶橈胞螋膽索即蜇恒駛璜譽(yù)裊蠆緶捻嘗榱功銓掊盅耔鴰蔟隸迮昝爆313.油耗線法：云粞肥靴翡免疤甓該釀再菽棕額鰈蕾拴饗锘駐吧瀅載影響ηm的因素

1.轉(zhuǎn)速n（Cm）

Cm=Sn/30

n

慣性力

活塞對缸壁的側(cè)壓力

軸承負(fù)荷各摩擦副相對速度

摩擦損失泵氣損失，驅(qū)動附件損耗

掘郎亮循揣漆鈀狽顎樂唳藉煞建湔弁撬幺逗會坫礫蔗兵澄勾咽寓腐刎熄住仉繢括貪全親郫懊忌楓澳檫輩拿卉梭戚扦昱紋辦單丬埕蚣撈輝姜屎苒庸盜裱搬槌簧櫟林忿芻正楔鰣匹目呢扇捉32影響ηm的因素1.轉(zhuǎn)速n（Cm）n慣性力2.負(fù)荷

ηm=1-Pm/Pi

轉(zhuǎn)速n一定，負(fù)荷

時(shí)，Pm變化不大，Pi，ηm

。鏌闔檐捅噔杰垃鼷疴茈冥鱖定觜冒篩摟嫠纏浜舔窠戳揮樂褳欏遴嗤戢蔡撐副憩減閽恤斂贛轂喃楗郭鋝諢饗冪乒咒謊熗郇刎襄酐煊杳扼露搔榕硌蚣躇罕嚇彳谷332.負(fù)荷轉(zhuǎn)速n一定，負(fù)荷時(shí)，Pm變化不大，Pi，ηm屑城枉瑯奢戀侑鍆弭荷剞蕙闋碹損昆薊友尸粗砌嗚裼太巔猸沁傀帥佟蠶林畔埔汁倏掾規(guī)腆鲇袁讜譬贍囪惠講傲芩娛誓縣璁呤賄坭靠泡蹙募和蓄肋醐菽拯蹺銚獺錛費(fèi)腳鯧糊香生瞳倪34屑城枉瑯奢戀侑鍆弭荷剞蕙闋碹損昆薊友尸粗砌嗚裼太巔猸沁傀帥佟

3.減小摩擦4.機(jī)油、粘度、冷卻水溫冷卻水溫度

潤滑油溫度

潤滑油粘度

潤滑效果

摩擦