发动机PPT整理版汇总

第一章 发动机的性能

发动机理论循环

( 1 )工质为理想气体，整个循环工质成分不变，物理常数与标况下的物理常数相同； （2）假设工质是在闭口系统中作封闭循环 ； （3）压缩和膨胀过程近似为绝热过程；

（4）假设燃烧是外界无数数个高温热源定容或定压向工质加热。工质放热为定容放热。 简化过程、三个基本循环+图（★）

1-2的压缩过程™绝热压缩；2-3的燃烧过程™等容加热;3-4的燃烧过程™等压加热； 4-5的膨胀过程™绝热膨胀；5-1的排气过程™等容放热

理论循环的评定（ ★ ）提高热效率的途径。

经济性（循环热效率ηt ）—影响因子 动力性（循环平均压力pt ）—影响因子

从前面的分析，影响循环热效率和平均压力的因素有：

压缩比ε、压力升高比λ、预胀比ρ、绝热指数κ、循环始点压力P1(PZ)

两种条件下循环热效率比较（ ★ ）

1 初态1相同，压缩比ε相同，加热量q1相同 即：循环总加热量相同时

定容加热循环热效率＞混合加热循环热效率＞定压加热循环热效率

Q 1

Q1’’

Q2

Q1

ηηηt v t m t p

,,,>>

2 初态1相同，最高压力相同

发动机的实际循环

实际循环过程+图（ ★ ）

一） 实际循环 （以车用柴油机为例）

1 进气过程: 0～1 （ p > p0→p < p0 ）

2 压缩过程: 1～2 （ p ↑，T ↑ ）

3 燃烧过程: 2～3～

4 （ p ↑↑，T ↑↑ ）4 膨胀过程: 4～

5 （ p ↓，T ↓ ） 5 排气过程: 5～0 （ p > p0 ）

汽油机的理想循环：等容加热循环

低速柴油机的理想循环：等压加热循环 高速柴油机的理想循环：混合加热循环

ηηηt v t m t p

,,,<<

实际循环的评定—指示指标（ ★ ）

柴油机因压缩比高，燃烧的最高爆发压力pZ 很高，但因相对于燃油的空气量大，所以最高燃烧温度TZ 值反而比汽油机低。所以各个过程的温度均比汽油机低，唯独压缩过程终点时高于汽油机；

压缩比高，所以柴油机膨胀比也大，转化为有用功的热量多，热效率高，所以膨胀终了的温度和压力均比汽油机小。

循环的动力性（做功能力）：

平均指示压力pmi （是发动机单位气缸工作容积的指示功）：

pmi 是衡量实际循环动力性能的一个重要指标

指示功 Wi ：

指示功率Pi （内燃机单位时间所做的指示功）：

循环的经济性：

指示热效率ηi （实际循环指示功与所消耗的燃料热量之比值）：

指示燃料消耗率bi （单位指示功的耗油量，通常以每千瓦小时的耗油量表示。 [g ／（kW·h ）] ）

非增压： 增压：

指示功大，说明 ○汽缸工作容积大 ○热功转换有效程度大。 柴油机的指示热效率高于汽油机，且比油耗率低

F F F i =-12

F F F i =+12

()kW n i V p i n W P s mi i i

310302

60-⨯=⋅⋅⋅=τ

τ1

Q W i i =

η

3

10

⨯=i i P

B b u

i i

h

b 6

10

6.3⨯=

ηs

i

mi

V W p =

3

2

10

4

-⨯==S D

p V p W mi

s mi i

π

四冲程发动机的指示热效率高于二冲程发动机

发动机的有效指标（ ★ ）

从内燃机功率输出轴上得到的净功率即为有效功率Pe 。 损失消耗的功率称为机械损失功率Pm Pe=Pi-Pm

机械损失功率Pm

1)发动机内部运动零件的摩擦损失。比例最大 2)驱动附属机构的损失

3)泵气损失，指进排气过程所消耗的功

动力性：

有效功率Pe ：Pe=Pi-Pm

有效扭矩Ttq ：

平均有效压力pme （MPa ）：是发动机单位气缸工作容积输出的有效功率

提高发动机转速即增加单位时间的做功次数，从而使发动机体积小、重量轻和功率大。

转速n 增加，活塞平均速度Cm 也增加，n 和Cm 的关系为：

Cm 是表征内燃机强化程度的参数。

经济性：

有效热效率ηe ：ηe 是发动机的有效功We （J ）与所消耗燃料热量Q1之比值

有效燃料消耗率be ：be[g/（kW ·h ）]是单位有效功的耗油量（简称耗油率），通常以每千瓦小时的耗油量表示

有效燃料消耗率be ：

强化指标

升功率PL ：升功率PL （kW ／L ）是发动机每升工作容积所发出的有效功率。

3

101047.09550

1000

602-⨯==

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30n

i V p P s me e =

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