汽車動(dòng)力裝置 教學(xué)課件 作者 常思勤 汽車動(dòng)力裝置-2.ppt

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1、第2章發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)和性能第1節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)第2節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)第3節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的兩類指標(biāo)第4節(jié)機(jī)械損失與熱平衡返回第1節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)一、工程熱力學(xué)基礎(chǔ)1．狀態(tài)——指某一時(shí)刻，用以表示物質(zhì)物理特性的總標(biāo)志。2．過程——指一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)之間的過渡。3．循環(huán)——工質(zhì)在經(jīng)過了一系列的狀態(tài)變化過程后重又回到原來狀態(tài)，稱為完成了一個(gè)熱力循環(huán)，或簡稱為循環(huán)。4．熱機(jī)的工作——工質(zhì)從高溫?zé)嵩次崮?，將其中的一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能做功，并把余下的一部分傳給低溫?zé)嵩吹倪^程。汽油機(jī)Q1Q2W=Q1-Q2內(nèi)部混合氣的燃燒廢氣等排入大

2、氣環(huán)境中二、三類典型的理論循環(huán)簡化條件（理想氣體、典型熱力過程組成的封閉循環(huán)）混合加熱理論循環(huán)定義參數(shù)：壓縮比：壓升比：預(yù)脹比：ρ=1定容加熱理論循環(huán)λ=1定壓加熱理論循環(huán)與實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)相對應(yīng)（特征接近）混合加熱——高速柴油機(jī)定容加熱——汽油機(jī)定壓加熱——低速柴油機(jī)圖2-1三、發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)分析發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)用循環(huán)熱效率和循環(huán)平均壓力來評價(jià)。循環(huán)熱效率循環(huán)功W（J）與循環(huán)加熱量Q1（J）的比值，反映了循環(huán)的完善程度。循環(huán)平均壓力為單位氣缸工作容積所做的循環(huán)功，用來評價(jià)循環(huán)的做功能力。結(jié)論：1．應(yīng)盡可能地提高壓縮比(ε↑

3、)。2．燃燒過程應(yīng)盡可能地接近上止點(diǎn)進(jìn)行(λ↑ρ↓)。3．理論循環(huán)的循環(huán)平均壓力與氣缸內(nèi)壓縮始點(diǎn)的壓力成正比。返回提示了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性提高的努力方向，但受到多種因素的限制。第2節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)一、概述1實(shí)際循環(huán)的圖示“示功圖”p-V圖圖2對實(shí)際工作過程的初步了解（自學(xué)）圖2-3二、與理論循環(huán)的差別1．實(shí)際工質(zhì)差別2．換氣損失3．燃燒損失4．傳熱損失返回第3節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的兩類指標(biāo)一、指示指標(biāo)以工質(zhì)對活塞做功（即指示功）為基礎(chǔ)，用于評價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)的好壞。1．平均指示壓力(MPa)2．指示功率（kW）3．指示熱效率4

4、．指示燃油消耗率g/(kW·h)發(fā)動(dòng)機(jī)單位氣缸工作容積所做的指示功。發(fā)動(dòng)機(jī)單位時(shí)間內(nèi)所做的指示功。發(fā)動(dòng)機(jī)單位指示功的耗油量。燃料低熱值hμ二、有效指標(biāo)以發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸對外輸出功（即有效功）為基礎(chǔ)，用于評價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性。動(dòng)力性：1．有效功率Pe和有效轉(zhuǎn)矩Ttq2．平均有效壓力pme3．轉(zhuǎn)速n和活塞平均速度Cm4．強(qiáng)化指標(biāo)：升功率PL比質(zhì)量me強(qiáng)化系數(shù)pmeCm圖2-7經(jīng)濟(jì)性：1．有效熱效率ηe2．有效燃料消耗率be（g/kWh）有效熱效率與有效燃料消耗率成反比關(guān)系三、兩類指標(biāo)的測量1．發(fā)動(dòng)機(jī)示功圖的測量2．發(fā)

5、動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測量3．發(fā)動(dòng)機(jī)耗油量的測量返回第4節(jié)機(jī)械損失與熱平衡圖2-9發(fā)動(dòng)機(jī)中的能量轉(zhuǎn)換與傳遞一、機(jī)械損失功率與機(jī)械效率機(jī)械損失功率PmPm=Pi–Pe機(jī)械效率ηm二、機(jī)械損失的組成1．摩擦損失2．驅(qū)動(dòng)附件損失3．泵氣損失1．摩擦損失67%活塞23%活塞環(huán)20%連桿軸承13%主軸承11%2．驅(qū)動(dòng)附件損失16%配氣機(jī)構(gòu)7%冷卻水泵6%潤滑油泵3%3．泵氣損失17%泵氣損失17%實(shí)際測量的1.5L的四沖程汽油機(jī)在4000r/min時(shí)各部分機(jī)械損失表2-1機(jī)械損失的組成三、機(jī)械損失隨工況的變化1．轉(zhuǎn)速n（或

6、活塞平均速度Cm）2．負(fù)荷3．潤滑油品質(zhì)和冷卻水溫度四、機(jī)械損失的測定1．倒拖法2．停缸法3．油耗線法圖2-13圖2-14五、發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡QT=QE+QS+QR+QB+QL其它熱量損失不完全燃燒熱損失廢氣帶走的熱量傳遞給冷卻介質(zhì)的熱量有效功發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗燃油具有的熱量圖2-15習(xí)題與思考題(二)：1.收集、了解汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)（排量、壓縮比、功率、轉(zhuǎn)速等）的大致范圍。2.如何理解從發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)的分析中得到的結(jié)論？3.如何通過測試得到發(fā)動(dòng)機(jī)的兩類指標(biāo)？4.從機(jī)械損失的構(gòu)成來思考其降低措施。5.可否通過測量示功圖和有

7、效轉(zhuǎn)矩來求得機(jī)械損失?說明理由。返回圖2-1三類典型的理論循環(huán)a)混合加熱理論循環(huán)b)定容加熱理論循環(huán)c)定壓加熱理論循環(huán)返回圖2-3發(fā)動(dòng)機(jī)的p-V圖及p-φ圖Eo-進(jìn)氣始點(diǎn)Es-進(jìn)氣終點(diǎn)Ao-排氣始點(diǎn)As-排氣終點(diǎn)VC-壓縮終點(diǎn)氣缸容積VS-氣缸工作容積po-大氣壓力pz-最高爆發(fā)壓力返回圖2-7汽車柴油機(jī)升功率的提高返回圖2-13機(jī)械損失隨工況的變化規(guī)律返回圖2-14測定機(jī)械損失的油耗線法返回圖2-15發(fā)動(dòng)機(jī)的熱平衡圖a—從殘余廢氣和排氣中回收的熱量b—由氣缸壁傳給進(jìn)氣的熱量c—排出廢氣傳給冷卻水的熱量d—在摩擦

8、熱中傳給冷卻水的部分熱量e—從排氣系統(tǒng)輻射的熱量f—從冷卻系統(tǒng)和水套壁輻射的熱量g—從曲軸箱壁和其它不冷卻部分輻射的熱量返回